离心压气机压比

离心压气机设计方法综述

压缩机是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械，分为容积式和透平式两种。透平式压缩机是一种叶片式旋转机械，其中气体压力的提高是利用叶片和气体的相互作用来实现的，按照结构分为离心式压气机和轴流式压气机两种。离心式压气机中气体压力的提高，是由于气体流经叶轮时，由于叶轮旋转，使气体受到离心力的作用而产生压力，与此同时气体获得速度，而气体流过叶轮，扩压器等扩张通道时，气体的流动速度又逐渐减慢从而使气体压力得到提高。

设计一台离心压气机包括多方面的内容，主要有：结构设计；通流部分的选择和计算；强度与振动计算；工艺设计；自动控制和调节；以及驱动型式等问题。这里主要讨论前两项。

在离心压气机设计方法上，先后出现了几何设计方法，二维气动设计方法，准三维气动设计方法，全三维气动设计方法。以这些方法为理论基础，建立了离心压气机计算机辅助集成设计系统。这种设计系统的建立，为高性能离心压气机设计提供了有效工具。

最早用于离心压气机叶轮叶片的成形方法是几何成型方法，这是一种比较简单的成型方法。国内增压器研究领域在50年代从前苏联引进的径向叶片的“双回转中心法”是几何成型方法中的代表，并在国内涡轮增压器领域得到广泛的应用。该方法成型规律比较简单

离心压气机内部流场

P56页

计算规范

北京理工大学涡轮增压实验室

2008年10月

目录

1. 项目研究目标 .............................................................. 1 2. 项目研究内容 .............................................................. 1 3．项目研究成果 .............................................................. 1 3.1压气机三维流场数值仿真网格相关性研究 ................................... 1

3.1.1 J90压气机叶轮网格相关性分析 ....................................... 2 3.1.1.1 J90压气机几何及参数 ............................................. 2 3.1.1.2 数值方法 ...................................

离心压气机内部流场

P56页

计算规范

北京理工大学涡轮增压实验室

2008年10月

目录

1. 项目研究目标 .............................................................. 1 2. 项目研究内容 .............................................................. 1 3．项目研究成果 .............................................................. 1 3.1压气机三维流场数值仿真网格相关性研究 ................................... 1

3.1.1 J90压气机叶轮网格相关性分析 ....................................... 2 3.1.1.1 J90压气机几何及参数 ............................................. 2 3.1.1.2 数值方法 ...................................

理想循环过程中压气机效率计算

受环境的影响，压气机运行过程中，叶片不会结垢，甚至腐蚀，影响的压气机的性能。为恢复压气机的性能，必须对压气机进行水洗。GE公司推荐，如果压气机效率下降10%，建议进行离线水洗。分析压气机的效率，可为燃机离线水洗周期的提供理论参考。

燃机轮机以空气为介质，基于Brayton循环为理论基础，如下图：

压气机入口空气状态为1，经过压缩后，压气机排气点空气状态为2，如为理想循环，即空气经过等熵压缩过程，则排气口空气的状态2s。

为简化计算，计算理想循环状态下的压气机效率，根据Brayton循环，理想循环下压气机效率计算公式为：

Nc = (h2s-h1)/(h2-h1) = (T2s-T1)/(T2-T1) 其中：

Nc—压气机效率

h2s—经等熵压缩后压气机排气口空气的焓值 h2—压气机排气口空气实际焓值 h1—压气机进气口空气焓值

T2s—经等熵压缩后压气机排气口热力学温度 T2—压气机排气口空气实际热力学温度，即CTD T1—压气机进气口空气热力学温度

注：公式所有温度为热力学温度，在华氏温标下，需在实际测得的温度基础上加460℉. 上述公式中，T1，T2为可直接从现场测点，只需计算T2s即可，根据Brayton循

理想循环过程中压气机效率计算

受环境的影响，压气机运行过程中，叶片不会结垢，甚至腐蚀，影响的压气机的性能。为恢复压气机的性能，必须对压气机进行水洗。GE公司推荐，如果压气机效率下降10%，建议进行离线水洗。分析压气机的效率，可为燃机离线水洗周期的提供理论参考。

燃机轮机以空气为介质，基于Brayton循环为理论基础，如下图：

压气机入口空气状态为1，经过压缩后，压气机排气点空气状态为2，如为理想循环，即空气经过等熵压缩过程，则排气口空气的状态2s。

为简化计算，计算理想循环状态下的压气机效率，根据Brayton循环，理想循环下压气机效率计算公式为：

Nc = (h2s-h1)/(h2-h1) = (T2s-T1)/(T2-T1) 其中：

Nc—压气机效率

h2s—经等熵压缩后压气机排气口空气的焓值 h2—压气机排气口空气实际焓值 h1—压气机进气口空气焓值

T2s—经等熵压缩后压气机排气口热力学温度 T2—压气机排气口空气实际热力学温度，即CTD T1—压气机进气口空气热力学温度

注：公式所有温度为热力学温度，在华氏温标下，需在实际测得的温度基础上加460℉. 上述公式中，T1，T2为可直接从现场测点，只需计算T2s即可，根据Brayton循

天津市高等教育自学考试

热工基础与应用--综合实验报告

天津市高等教育自学考试 模具设计与制造专业

热 工 基 础 与 应 用

综合实验报告

（一）压气机性能实验

主考院校: 专业名称：

专业代码： 学生姓名： 准考证号：

第 1 页 共 1 页

天津市高等教育自学考试

热工基础与应用--综合实验报告 一、活塞式压气机概述

1.活塞式压气机结构及工作原理 （1）活塞式压气机结构

压气机在现代工业以及现代人的生活中被越来越多的广泛应用，不论是汽车上的涡轮增压系统还是航空航天发动机中的涡喷应用，随着技术的不断革新，其结构、性能也在不断的优化、提高。本实验旨在通过对简单形式的压气机，进行结构、工作原理以及性能的实验，以达到验证并深刻理解、掌握热工学课程中所学得的知识并应用于实际生产实践中。

本次实验所用压气机为“活塞式

　第29卷　第3期　2008年　　5月航　空　学　报

ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAVol129No13May　2008

　　文章编号:100026893(2008)0320513214

大涵道比涡扇发动机风扇/压气机

气动设计技术分析

陈懋章,刘宝杰

(北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京　100083)

特邀

Fan/CompressorAeroDesignTechnologyforHighBypassRatioTurbofan

ChenMaozhang,LiuBaojie

(SchoolofJetPropulsion,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing　100083,China)

摘　要:对用于大型客机的大涵道比涡扇发动机的风扇/压气机气动设计技术现状及其发展趋势进行了概述,分析了其技术难点,旨在说明中国发展高性能大涵道比涡扇发动机在风扇和压气机方面将面临的一些挑战,并分析亟待突破的一些关键技术。

关键词:大型客机;大涵道比;风扇;压气机;气动设计;噪声中图分类号:V231.3　　　文献标识码:A

Abstract:Fan/compressorae

大唐国际燃气轮机联合培养课件

第三章 轴流式压气机原理和结构第一节 轴流式压气机的工作原理

09:48:26

大唐国际燃气轮机联合培养课件

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(一) 压气机级的工作原理1.2. 3. 4. 5.

6.7. 8.09:48:26

基元级 速度三角形 叶片与气体间作用力(动量方程) 叶片对气体做功(动量矩方程) 功能转化与速度三角形的关系 反动度与速度三角形的关系 提高叶片对气体做功的途径 压气机的增压比和效率4

大唐国际燃气轮机联合培养课件

轴流式压气机原理和结构

轴流式压气机的工作原理 压气机的特性曲线 压气机的喘振及防喘措施 轴流式压气机的结构

09:48:26

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一、轴流压气机的基元级1.基元级的概念 高增压比的轴流压气机通常 由多级组成，其中每一级在一般

情况下都是由一排动叶和一排静叶构成，并且每级的工作原理大

致相同，可以通过研究压气机的一级来了解其工作原理。

09:48:26

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用两个与压气机同轴并且半径相 差很小的圆柱面，将压气机的一级 在沿叶高方向截出 r 很小的一段， 这样就得到了构成压气机一级的微 元单位-

第三章 轴流压气机的工作原理

压气机是燃气涡轮发动机的重要部件之一，它的作用是给燃烧室提供经过压缩的高压、高温气体。根据压气机的结构和气流流动特点，可以把它分为两种主要型式：轴流式压气机和离心式压气机。本章论述轴流式压气机的基本工作原理，重点介绍压气机基元级和压气机一级的流动特性及工作原理。

第一节 轴流压气机的增压比和效率

轴流式压气机由两大部分组成，与压气机旋转轴相联接的轮盘和叶片构成压气机的转子，外部不转动的机匣和与机匣相联接的叶片构成压气机的静子。转子上的叶片称为动叶，静子上的叶片称为静叶。每一排动叶（包括动叶安装盘）和紧随其后的一排静叶（包括机匣）构成轴流式压气机的一级。图3－1为一台10级轴流压气机，在第一级动叶前设有进口导流叶片（静叶）。

图3－1 多级轴流压气机

压气机的增压比定义为

?pk??? （3－1）

p1?k??：压气机出口截面的总压；p1：压气机进口截面的总压；*号表示用滞止参数（总pk参数）来定义。

依据工程热力学有关热机热力循环的理论，对于燃气涡轮发动机来讲，在一定范

一.用轴压比估算柱截面

1、估算公式：Ac>=Nc/(a*fc)

其中：a----轴压比（一级0.7、二级0.8、三级0.9，短柱减0.05） fc---砼轴心抗压强度设计值 Nc---估算柱轴力设计值 2、柱轴力设计值：Nc=1.25CβN

其中：N---竖向荷载作用下柱轴力标准值（已包含活载） β---水平力作用对柱轴力的放大系数

七度抗震：β=1.05、八度抗震：β=1.10 C---中柱C＝1、边柱C＝1.1、角柱C＝1.2 3、竖向荷载作用下柱轴力标准值：N=nAq 其中：n---柱承受楼层数 A---柱子从属面积

q---竖向荷载标准值（已包含活载） 框架结构：10~12（轻质砖）、12~14（机制砖） 框剪结构：12~14（轻质砖）、14~16（机制砖） 筒体、剪力墙结构：15~18 单位：KN/(M*M) 4、适用范围

轴压比控制小偏心受压或轴心受压柱的破坏，因此适用于高层建筑中的底部楼层柱截面的估算。 二.柱配筋

框架柱的配筋率一般都很低，电算结果往往是构造配筋即可。按柱的构造配筋率0.8%配筋，只相当于定额指