03-1轴流式压气机b特性
压气机的原理和特性
15
主要气动参数
进出气角β1和β2 进口冲角
进出气角：气流进、出口相对流速与叶栅前、 进口冲角：叶栅的入口安装角与气流进气 后额线的夹角。 角之差。
i =β1j-β1
出口落后角 δ=β1j-β1 气流转折角 Δβ=β2-β1
气流转折角：气流出气角与进气角之差。
出口落后角：叶栅的出口安装角与气流出气角之差。
压气机的流量特性线：
通过实验测定并作出的压气机流量特性曲线。
压气机的特性线组：
不同转速下的压气机特性线绘在一起，所得到的曲线 组，称为压气机的特性线组。
2.单级轴流式压气机的特性线
25
特点
①每一转速下的压比均有一最大值 （最大压比点：左、右两支）； ②压气机的喘振 ——转速不变，流量降低到一定值 后，压气机内的气流轴向脉动引起 的整台机器的剧烈振动。 喘振边界点：压比不稳定无法 绘出时对应的流量点。 喘振边界线：各转速下喘振工 况点的连线。
入口安装角和出口安装角 ：叶型中弧线在前缘点和后 14 缘点的切线与叶栅前、后额线的夹角。
叶栅的几何参数
叶栅前后额线
叶型安装角γp 栅距t 入口安装角β1j 出口安装角β2j
叶栅前后额线：叶型前、后缘点的连线。
栅距t ：两个相邻叶型上同位点在圆周方向上的距离。 叶型安装角γp ：外弦线与圆周方向的夹角。
2.压气机的喘振
37
压气机喘振的特征
压气机的流量时增时减； 压力忽高忽低； 整个机组剧烈振动并伴随特有轰鸣声。
压气机喘振的原因
内因（根本原因和必要条件）—— 压气机失速； 外因—— 压气机下游存在容积较大的管网部件。
第三章 轴流压气机工作原理
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 ***=1p p k k π （3－1） *k p ：压气机出口截面的总压；*1p ：压气机进口截面的总压；*号表示用滞止参数（总参数）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，在一定范围内，压气机出口的压力愈高，则燃气涡轮发动机的循环热效率也就愈高。
近六十年来，压气机的总增压比有了很大的提高，从早期的总增压比3.5左右，提高到目前的总增压比40以上。
图3－2 压气机的总增压比发展历程压气机的绝热效率定义为***=k adkkL L η （3－2） 效率公式定义的物理意义是将气体从*1p 压缩到*2p ，理想的、无摩擦的绝热等熵过程所需要的机械功*adk L 与实际的、有摩擦的、绝热熵增过程所需要的机械功k L *之比。
p 1*p k*1k adkL *k L *ad ksh *图3－3 压气机热力过程焓熵图 由热焓形式能量方程（2－5）式、绝热条件、等熵过程的气动关系式)1(11)(k k adk adk p p T T -****=和R k k c p 1-=可以得到 )1(1)(111--=-=-****k k k adk p adk RT k k T T c L π （3－3） )1(1)(111--=-=******T T RT k k T T c L k k p k （3－4） 将（3－3）和（3－4）式代入到（3－2）式，则得到1111--=**-**T T k k k k k πη （3－5）效率公式（3-5）式可以用来计算多级或单级压气机的绝热效率，也可以用来计算单排转子的绝热效率，只要*k p 和*k T 取相应出口截面处值即可。
燃气轮机与联合循环-姚秀平-课后题答案-第三单元
1.压气机在燃气轮机中的作用是什么？连续不断地从周围环境吸取空气并将其压缩后供给燃气轮机的燃烧室。
2.燃气轮机所使用的压气机有哪两种类型？它们各有什么特点？轴流式：流量大、效率高但级的增压能力低，多应用于大功率燃机。
离心式：级的增压能力高但流量小、效率低，多应用于中小功率燃机。
3.轴流式压气机由那两个组成部分？由转子、静子组成。
转子：动（工作）叶片、叶轮(转鼓)、主轴。
静子：静(导)叶、气缸4.何谓扭速？何谓理论功？理论功是否可全部转换为气体的压力能？扭速：气流经过叶栅内的流动发生了转折，气流转折所引起的相对速度圆周分量的变化 成为扭速。
理论功：基元级的动叶栅加给单位质量气体的机械功成为理论功或加功量。
不能。
理论功的一部分用于气流的动能升高，也有一部分用于气流压力升高，还有一部分在气流流动过程中因摩擦等因素而转换成了热量。
5.压气机级的理论功为什么会受到限制？u 的增加要受到材料许用应力的限制，u 过大时，叶片根部截面处的离心拉应力会超过叶片材料的许用应力。
的增大要受到叶栅气动性能的限制 ， 过大时，在叶栅中气流的转折角过大，叶栅表面上的气流边界层容易分离并形成漩涡，导致流动损失大幅度增加。
所以压气机级的理论功会受到限制。
6.压气机的压比特性曲线有哪些主要特点？（1）每一转速下，压比有一最大值（2）转速不变，流量降至一定值时→不稳定→喘振（3）转速不变，流量增至一定值后→压比急剧下降→阻塞（4）转速越高，特性线越陡（5）效率的流量特性与压比类同7.8.试绘图说明压气机级在转速一定、体积流量增大和减小时，速度三角形的变化情况转速一定时，级的扭速与体积流量之间有什么关系？随着体积流量的增大，扭速必然减小，理论功也相应减小u w ∆w u w C u =∆u w ∆u w ∆w u w C u=∆9.何谓压气机的通用特性曲线？如何绘制通用特性曲线？压气机的通用特性曲线：用压气机的定性准则数为自变量绘制出的压气机的压比特性线和效率特性线，这些特性曲线是通用的，不只适用于一定几何尺寸和一定进气条件的压气机。
《飞机推进系统原理》教学大纲
《飞机推进系统原理》课程教学大纲一、适用专业本大纲适用于本科班飞行器动力工程专业。
二、课程的性质、地位和任务《飞机推进系统原理》是本专业的一门专业基础课，它是从系统的观点出发，研究飞机推进系统各主要部件的工作原理与特性，各主要部件之间的匹配工作及系统性能变化规律的课程。
通过本课程的教学应完成的任务是：使学生正确建立飞机推进系统的有关概念，深刻理解飞机推进系统工作原理，掌握性能分析的理论知识和基本方法，具备分析、判断、预防使用过程中常遇性能故障以及初步进行发动机性能论证的能力，为后续专业课程和将来从事专业技术工作打好扎实的理论基础。
三、章节学时分配和作业量四、教学要求及内容提要第一章飞机推进系统概论（一）教学要求了解飞机推进系统发展概况，了解涡扇发动机在飞机推进系统中所处的地位与发展现状，了解高、新技术在飞机推进系统中的应用与现代设计思想，了解涡扇发动机的分类及基本工作情形，理解发动机推力的产生原理、计算方法和公式，了解发动机效率的概念及其计算，了解发动机各种性能的评定指标。
（二）内容提要飞机推进系统的发展概况，喷气发动机的分类，涡轮风扇发动机的分类和基本工作情形，发动机的推力和效率及性能评定指标。
（三）重点难点重点：涡扇发动机在飞机推进系统中所处的地位与发展现状，涡轮风扇发动机的分类和基本工作情形，发动机产生推力的原理、推力的计算。
难点：发动机的效率。
第二章进气系统的工作原理与特性（一）教学要求了解进气系统的功用与要求，理解外压式超音速进气道的工作原理与特性，理解超音速进气道的调节方法与原理，了解进气系统与飞机、发动机相互影响的概念。
（二）内容提要对进气系统的要求和进气道的基本性能参数，超音速进气道的工作原理与特性，超音速进气道的调节。
（三）重点难点重点：进气道的基本性能参数，外压式超音速进气道的工作原理与特性，超音速进气道的调节方法与原理。
难点：外压式超音速进气道的节流特性及不稳定工作。
第三章压气机的工作原理与特性（一）教学要求了解轴流式压气机的组成及其研究方法和有关基本几何参数，理解压气机（风扇）的基本工作原理，深刻理解压气机（风扇）的通用特性，理解压气机（风扇）的不稳定工作及其调节措施，了解当代压气机（风扇）设计中的新思想、采用的新技术概况。
轴流式压气机性能预测方法的研究
轴流式压气机性能预测方法的研究轴流式压气机是现代航空发动机中最重要的组成部分之一，因为它的性能直接关系到整个发动机的效率和可靠性。
因此，如何预测轴流式压气机的性能成为了研究的重点问题之一。
一、轴流式压气机的原理和工作过程轴流式压气机的作用是将空气压缩并向后送到燃烧室中与燃料混合，在燃料燃烧后，把燃烧产生的高温高压气体排出，推动涡轮转子运转，从而推动飞机或直升机等航空器飞行。
轴流式压气机由多级叶片和转子组成，每级叶片和转子的形状和角度都不同。
空气经一级叶片进入转子，转子带动空气向前流动，并在转子的弯曲处受到离心力的作用而产生压力，压缩后的高压空气再经过下一级叶片和转子组成的高压气室进行二次压缩，最终向燃烧室中送入。
二、轴流式压气机性能预测的方法1.理论分析法理论分析法是最基本、最简便、准确度最高的轴流式压气机性能预测方法之一，它可以根据轴流式压气机的物理和气体动力学原理，通过计算机数学模型分析轴流式压气机的流动状态和性能参数。
其中包括轴流式压气机的空气动力设计、气动布局和气动特性的计算等。
2.实验测试法实验测试法是通过设计实验设备和测试方法来获取轴流式压气机性能参数的方法。
例如，使用实验台对轴流式压气机进行动态测试，在测试中通过操纵转子转速，通过测量进出口气压、温度、流速以及转速、功率等参数来获取轴流式压气机的性能数据。
虽然实验测试法在实际操作中较为复杂，对于模拟轴流式压气机的实际工作状态和获取真实数据具有不可替代的作用。
同时，数值仿真模拟经常需要简化或者把参数视为平均数，无法考虑部分离散变化，实验测试方法能够真实地反映压气机实际工作过程中的参数变化，能更准确的模拟实际情况。
3.数值模拟法数值模拟法是使用计算机软件模拟轴流式压气机流动状态、压力等参数的变化。
数值模拟法可以提供轴流式压气机流动状态的详细信息，例如流场状态、叶片间间隔、叶片载荷等。
相对于实验测试法而言，数值模拟法具有计算成本低、模拟速度快、数据采集不受时间、环境等因素影响等优点。
第四章压气机
W c 2uu2 c 1uu1
（u c 2u c 1u）
u1 u2时
ucu
uwu
cu 和w u 称为气流的扭速，它的大小与气流的转折角
与相对应。加功量的大小取决与圆周速度u和气
流扭速wu。要提高压气机的增压能力，必须增大u和w 。
增大前者受到材料强度的限制，而增大后者受到叶栅
气动性能的限制。
2
动叶：
h
* 1
h1
c
2 1
，
2
h
* 1
w
h1
w
2 1
2
h
* 2
w
h2
w
2 2
，
2
h
* 1w
h
* 2
w
，
p
* 2w
p
* 1w
静叶：
h
* 2
h2
c
2 2
2
h
* 3
h3
c
2 3
2
h
h1*w h2*w
P1w*
P2w*
c
2 2
2
w
w
2 2
p
w
2 1
2t 2
22
2
P1*
c
2 1
p
h
* 2
h
* 3
，
p
* 3
p
中弧线：叶型型线诸内切圆
中心的连线；
叶型转折角：在中弧线两
端点处切线间的夹角；
弦长b：中弧线两端点的距
离（投影长度）；
叶型中弧线挠度f ：弦长
与中弧线上平行与弦长方向 的切线之间的距离；
叶型最大厚度Cmax：叶型诸内切圆的最大值； 进出口缘厚度d1、d2:组成进出口圆直径； 相对出口缘厚度：d2/o; o为喉口最小截面。
《航空发动机结构分析》思考题答案
《航空发动机结构分析》课后思考题答案第一章概论1.航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型？指出它们的共同点、区别和应用。
答：2.涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的？答：涡喷二十世纪三十年代（1937年WU；1937年HeS3B）；涡扇 1960~1962军用涡扇 1966~19673.简述涡轮风扇发动机的基本类型。
答：不带加力，带加力，分排，混排，高涵道比，低涵道比。
4.什么是涵道比？涡扇发动机如何按涵道比分类？答：（一）B/T，外涵与内涵空气流量比；（二）高涵道比涡扇（GE90），低涵道比涡扇（Al-37fn）5.按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。
答：压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。
6.从发动机结构剖面图上，可以得到哪些结构信息？答：a)发动机类型b)轴数c)压气机级数d)燃烧室类型e)支点位置f)支点类型第二章典型发动机1.根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标，指出各代涡喷、涡扇、军用涡扇发动机的性能指标。
答：涡喷表2.1涡扇表2.3军用涡扇表2.22.al-31f发动机的主要结构特点是什么？在该机上采用了哪些先进技术？答：AL31-F结构特点：全钛进气机匣，23个导流叶片；钛合金风扇，高压压气机，转子级间电子束焊接；高压压气机三级可调静子叶片九级环形燕尾榫头的工作叶片；环形燃烧室有28个双路离心式喷嘴，两个点火器，采用半导体电嘴；高压涡轮叶片不带冠，榫头处有减振器，低压涡轮叶片带冠；涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气-空气换热器，可使冷却空气降温125-210*c；加力燃烧室采用射流式点火方式，单晶体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障；收敛-扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各16式组成；排气方式为内、外涵道混合排气。
3.ALF502发动机是什么类型的发动机？它有哪些有点？答：ALF502，涡轮风扇。
优点：●单元体设计，易维修●长寿命、低成本●B/T高耗油率低●噪声小，排气中NOx量低于规定第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中，两种基本类型压气机的优缺点有哪些？答：（一）轴流压气机增压比高、效率高单位面积空气质量流量大，迎风阻力小，但是单级压比小，结构复杂；（二）离心式压气机结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽、单级压比高；但是迎风面积大，难于获得更高的总增压比。
压气机变工况及特性曲线
轴流压气机的通用特性曲线
压气机的通用特性曲线的一些特征（1） 1. 压气机的工作特性可以概括地用 压比、相似时转速和相似 流量和效率这四个参数来表示； 2. 在表征压气机工作特性的压比 、相似转速、相似流量这 三个参数中，只要其中任意两个参数已经确定，那么，另 外一个参数也就相应确定了。这就是说，决定压气机运行 工况和工作 特性的独立参数变量只有两个。通常，人们 习惯于选用相 似转速和压比 这对参数，作为确定压气机 运行工况的独立参变量； 3. 压气机的 相似转速=常数 时，随着相似流量（又称为通流 能力）的增大，压气机的压比将逐渐下降。反之，当相似 流量减小时，压比将趋于升高。 通常，随着压气机相似转速的增高，反映压气机的压比 与相似流量之间的变化关系，就会变得更加陡峭。因而， 可以粗略地认为：压气机的相似流量主要与压气机 相似转 速的高低有关。
当压气机的转速一定时也就是工作叶轮的圆周速度恒定不变时压气机的压比就取决于气流流过动叶栅时相对速度在周向分量的变化值说明轴流式压气机级的流量特性用图多级轴流式压气机的特性线多级轴流式压气机的特性线与单级压气机的特性线的区别同一转速情况下当多级压气机的流量增大时其压比和效率的下降度要比单级压气机者厉害得多也就是说特性线的变化趋势十分陡峭这个特点在高转速工况下更为明显那时的特性线已几乎成为一条垂直于横坐标的直线
大气温度Ta 的变化，对于压气机特性线的影响
在压气机的转速 n 和容积流量恒定不变的前提下，在压气机通流部分中， 气流的速度三角形可以认为是变化不大的。假如忽略大气温度的变化对气流 马赫数的影响，那么可以近似地认为：由外界加给每千克空气的绝热压缩功 ⊿h 将恒定不变。但是，根据热力学的原理得知： ⊿h=(k/(k-1)R Ta〔（P2/P1)(k-1)/k - 1〕 由此可见，在 ⊿h≈常数 的前提下，当大气温度 升高时，压气机的压比 就会 下降；反之，当 Ta 降低时，压比 就会增高。 此外，当转速 n 和容积流量恒定不变时，随着大气温度 Ta 的改变，压气机的 效率也是会发生某些变化的。例如，当 Ta 增高时，由于声速 a=(kRTa)1/2 增大， 就会使得流经压气机的气流馬赫数减少, 气动阻力就减弱，因而压气机的效率 就会增高；反之，当大气温度 Ta 降低時,声速 a 减少,而气流馬赫数就会升高， 效率就会下降。 从上述讨论中可以看出:当大气温度改变時,相对于同一轉速 和容积流量来 说,压气机的压比和效率都会有变化.因此,大氣温度 对压气机的特性线是有影 响的。也就是说，在不同的进气温度 Ta 下所测得的压气机特性线是各不相同 的。似转速 有关，而 且当相似转速恒定不变时，随着压气机出口管网阻力 特性的变化，其压比的变化范围是可以相当大。 4）在压气机的通用特性曲线上，也同样有一条极 为重要的喘振边界，绝对不容许压气机进入到喘振边 界线的左侧的工况。 5）在每一条等相似转速线上，压气机都有一个最 佳效率 的运行点，当流经压气机的相似流量 偏离了 该运行点所对应的相似流量时，压气机的效率 就会降 低下来。 掌握了有关压气机通用特性曲线的上述特点，对于 今后进一步分析整台燃气轮机的变工况特性，会有很 大帮助。在研究整台燃气轮机的变工况特性时，将会 看到，压气机的通用特性曲线是极为有用和必需的
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23:06:09
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四类非设计工况分析之二
1 c za z n const c1a
•（二），在设计转速，工作 点位于红点处。此时流量小于 设计值，压比大于设计压比。 第一级流量系数小于设计值， 由于各级压比大于设计值，导 致后面级流量系数加速变小， 此时容易出现喘振。
23:06:09
当压气机工作转速小于 设计值时，首级将发生 旋转失速，并可能导致 喘振；当压气机工作转 速大于设计值时，末级 将发生旋转失速，并可 能导致喘振。
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喘振的主要特征
① ② ③ ④ ⑤ 压气机出口总压和流量大幅度的波动； 压气机内部形成逆向的轴向流动； 发出音调低而沉闷的放炮声； 非常强烈的机械振动；转速不稳定。 喘振时，其气流脉动频率和脉动振幅与流路容积 特性相关，频率低、强度大。 ⑥ 只要具备一定的出口高反压管路系统，旋转失速 基本上会成为喘振的前奏。
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2.多级轴流压气机在非设计工况下级间的不协调性
末 级 第 一 级 第 二 级
G A 1c1a A2 2 c2 a A3 3c3a＝ Az z cza 1
• 若工作压比高于设计值，此时流道收缩太慢，轴向速 度逐级加速变小； • 若工作压比低于设计值，此时流道收缩太快，轴向速 度逐级加速变大。
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4压气机的通用特性
什么是“特性曲线”？ 为什么要使用通用特性 曲线？
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u nD / 60 nD nD Mu ( ) a kRT T0* 60 kR T0* cz G / A (G / A) RT Mcz 2 * a D P0 kRT P kRT a:声速
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5
（2）当流量Gv减少到一定 值时压气机的工作进入不稳 定工况区，即进入喘振区。 每个转速下的流量特性线都 有自己产生喘振时的最小流 量Gvmin。各转速下喘振流量 点之联线称为喘振边界线。
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6
（3）随着压气机转速的 升高，流量特性线变得 陡直。
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7
（4）在一定的转速下，当Gv增 加到某一值时，压比和效率均急 剧下降。这表明，Gv的增加是有 一定限度的，我们把这个现象称 为压气机的“阻塞”。在不同的 转速下，发生“阻塞”的Gv是不 同的。
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失速裕度的定义
压比 s d
流量稳定裕度 增压比稳定裕度 综合稳定裕度的定义
s / Gs S .M . 1 100% d / Gd
பைடு நூலகம்
流量
一般情况，在设计转速下，压气机失速裕度应 为20%以上
27
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不稳定工况的分类
3
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1.单级压气机特性曲线 的变化规律分析
设计点工况
大流量工况
小流量工况
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4
2. 单级轴流式压气机的流量特性
（1）随着压气机流量Gv的 减少，πC＊起初升高，然后 下降。每条特性线的高压比 点将特性线分成左、右两支。 右支对应随Gv减少时压比增 加的情况，左支则对应随Gv 减少时压比下降的情况。
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旋转失速现象的经典解释
当流量减少时，动叶排中的某几个叶片可能率先出现分离， 于是这些叶片前面出现了明显的气流阻塞现象，受阻滞的 气流区使周围的流动发生偏转，从而引起左面叶片攻角增 大并分离，同时引起右面叶片的攻角减小并解除分离，因 而分离区相对于叶片排向左传播，即相对转子叶片按照叶 片旋转方向相反的方向转动。 站在绝对坐标系上观察，旋转失速团以比压气机转速 为低的速度，和压气机旋转方向相同作旋转运动。
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喘振的产生过程
流量减少 旋转失速 流量继续减少
叶背气流严重失速 下游的高压气体会产生倒流 叶片作用
堵塞压气机通道
正向压力梯度消失
气流又沿正方向流动
流量过小，失速区又会迅速扩大而产生堵塞 下游气体再度倒流 轴向振荡
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反复
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喘振
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39
喘振发生的位置
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8
3.单级压气机的实验特性曲线
亚声速压气机
超跨声速压气机
23:06:09
9
二、多级轴流压气机特性
1.为什么压气机级数远大于透平？ 要使每级压比增大 加大气流折转角 加大Δu 叶片弯曲程度加剧
叶片背弧处易发生边界层分离 压气机易喘振
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扭速 wu 的限制
• Lu ucu uwu ，增大扭速可以增大基元级的加功量。 wu 增加导致：
实践证明，压气机叶栅中出现的失速区不是静止 不动的，它围绕着叶轮轴线以低于叶轮的转速连续地 旋转，所以这种失速现象称为旋转失速。
23:06:09 29
当转速一定而空气流量减少时，就会引起转子动叶攻 角的增加。空气流量减少到一定程度就能观察到不稳 定流动，同时压气机发出特殊叫声，振动也增大。在 转子后测得的流场表明，有一个或多个低速气流区以 某一转速沿动叶旋转方向转动，这种非稳定工况被称 为旋转失速。 旋转失速出现后，叶片会受到周期性交变的气动力作 用，叶片材料会因此而产生疲劳。如失速频率接近叶 片自振频率，将会使叶片产生很大的振动应力，造成 叶片损坏。
23:06:09 17
目前燃气轮机中采用的压气机，由于设 计工况下的压比较大，流向动叶片的气流相 对速度已经很大，增大空气流量（变工况） 时，在流道的喉部截面（最小截面）上速度 很快达到局部声速而“阻塞”。
多级压气机的特性曲线较陡，流量变化范围 也较窄，尤其在高转速情况下，流量的微小改变 都会引起压升比很大的变化。
23:06:09
20
四类非设计工况分析之四
1 c za z n const c1a
•（四），在超转的情况下，工 作点位于红点处。此时流量大 于设计值，压比也大于设计压 比。第一级流量系数大于设计 值，由于各级压比大于设计值， 导致后面级流量系数加速变小。 此时容易出现前堵后喘的情况。
w1
w u
w2
c1
c1a
c2
1. 2 1增大； 2. W2减小，逆压梯度增大；
c1u
u2
cu
u1
(b) 亚声速基元级
3. 流动分离，动叶加功能力、效率 和流量下降。
23:06:09
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•超、跨声速基元级，扭速 wu 是靠强烈的激波系获得。 •如果激波强度过大，激波本身 的总压损失和激波－－附面层 干涉损失严重，使得动叶的效 率急剧下降。
压气机非稳定工况可以分为两大类。 第一类属于气动弹性现象，这时叶片的振动属于自 激振动，这种现象被称之为颤振。这种现象不在这里 介绍。 第二类是单纯气动现象，它也会激发叶片的振动，但 这种叶片振动性质属于他激振动。
第二类非稳定工况又分为两种：一是旋转失速或称旋 转分离；另一种是喘振现象。二者既有差别又有联系。
（1）压气机折合流量 （2）压气机折合转速 （3）压气机增压比为 （4）绝热效率
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G T0*
以换算（折合）参数表示的轴流压气机的通用特性
n T0
G T0
p0
ncor 288 .16
Gcor 288 .16 101325
则折合流量和折合转速分别为
ncor n 288 .16 T0
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失速的不同类型 有些情况下，失速团会贯穿整个叶高，这时，失速团通常 只有一个。这样的失速形态一般发展为突变性失速。突变 型失速较多地产生在轮毂比较大的压气机中，由于叶片短， 旋转失速一旦产生就可能波及整个叶高 。 有时，失速团有多个，但每个失速团都没有贯穿叶高。其失 速形式称为部分展向失速。在一定的条件下，渐进型失速也 可以发展为突变型失速。
第三部分 第一章 压气机
第二节 压气机的特性曲线 第三节 压气机的喘振及防喘措施
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一、单级轴流压气机特性 二、多级轴流压气机特性 三、压气机的不稳定工况与扩稳
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一、单级轴流压气机特性 在一般的情况下，压气机的工作状 况是由进口压力Pa*、进气温度、转速n和流 量等四个独立变量决定的。在进气条件一定 和转速不变的条件下，压气机的压比、效率 随流量变化的关系通常称为压气机的流量特 性。用曲线表示这些参数之间的关系称为特 性曲线。
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1.旋转失速
当压气机的转速一定，流量 减小时，Clz下降，使冲角i增大， 产生正冲角，到正冲角过大时， 会在叶背引起气流分离这就是失 速现象。这时气流转折角增加， 扭速也增加，从而使叶栅通道中 沿气流方向的压力梯度增大，气 流拐弯产生的离心力场加剧了叶 背的气流分离。失速使效率明显 下降，甚至会导致喘振的发生。
1 c za z n const c1a
c za＝
c za
uz
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3.四类非设计工况分析之一
1 c za z n const c1a
•（一），在设计转速，工作 点位于红点处。此时流量大于 设计值，压比小于设计压比。 第一级流量系数大于设计值， 由于各级压比小于设计值，导 致后面级流量系数加速放大， 并容易出现堵塞。这也是多级 压气机的特性线要更陡峭一些 的原因。
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G A 1c1a A2 2 c2 a Az z cza 1
p
n
const
1 n
z pz 1 p1