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叶片式流体机械概述

叶片式流体机械概述

利用先进控制技术和传感器技术,实现叶 片式流体机械的智能控制和远程监控,提 高运行效率和可靠性。
大型化
多样化
为了满足不断扩大的工业需求,叶片式流 体机械向着更大规模和更高参数的方向发 展。
针对不同行业和领域的需求,开发具有特 定功能和用途的叶片式流体机械,拓展应 用领域。
技术挑战
高效能设计
提高叶片式流体机械的能效和性能,需要 解决复杂流场、热场、振动等问题,实现
分类
按工作原理
叶片式流体机械可以分 为离心式、轴流式、混 流式和漩涡式等类型。
按用途
按转速
叶片式流体机械可以分 为泵、鼓风机、压缩机、
水轮机等类型。
叶片式流体机械可以分 为低速、中速和高速等
类型。
按驱动方式
叶片式流体机械可以分为 电动机驱动、汽轮机驱动 、柴油机驱动等类型。
02
叶片式流体机械的工作原 理
离心式的工作原理
离心式流体机械利用叶轮的高 速旋转产生离心力,使流体获 得能量。
叶轮内的流体在离心力作用下, 沿径向甩出,通过扩压器将流 体的动能转化为压力能。
离心式流体机械的效率与转速 和叶轮直径成正比,因此提高 转速和增大叶轮直径是提高效 率的有效途径。
轴流式的工作原理
轴流式流体机械利用叶轮的旋转产生推力,使流体沿轴向流动。
压缩机
叶片式流体机械中的压缩机用于压 缩气体,为工业生产提供动力。
能源领域
燃气轮机
水轮机
燃气轮机是一种将热能转化为机械能 的能源设备,其核心部分是叶片式流 体机械。
水轮机用于将水能转化为机械能或电 能,其核心部分也是叶片式流体机械。
风力发电机
风力发电机中的风力涡轮机(也称为 风力发电机组)利用风能发电,其中 的重要组件是叶片式流体机械。

北航-叶轮机械原理- ch5(4)

北航-叶轮机械原理- ch5(4)
边界层理论:L. Prantl于1904年提出 边界层厚度与摩擦损失
摩擦损失计算
l fric
2
d 1 hyd
v2 dx 2
式中, 为摩擦阻力系数,与Re和表面粗糙度相关 f (Re,r / K)
dhyd 为水力直径,对于半径为r的圆截面:dhyd 2r
对于长、宽分别为a、b的矩形截面:dhyd
航空叶轮机械原理
第五章 离心压气机
北京航空航天大学 航空发动机数值仿真研究中心
金东海 2019年春
主要内容
第一节 工作过程及性能参数 第二节 叶轮理论 第三节 固定元件(进气装置、扩压器、排气装置) 第四节 叶轮损失 第五节 性能特性
第六节 相似理论的应用——比转速 第七节 水泵的气蚀问题
第四节 叶轮损失
分离损失
易分离位置——进口分离
轮盖处:加速过急、扩压加剧,易 分离
轮盘处:转弯过急,形成冲击分离
迎角特性(冲击损失)
第四节 叶轮损失
尾迹损失
Lwake
wake
v22 2
式中, wake 为尾迹损失系数
总损失系数经验关系
爱盖尔特经验式(后弯式叶轮)
前弯叶片式叶轮气流出口绝对速度比后弯高,易使扩压器进入 跨声速
前弯叶片式叶轮流道短但弯度大、扩张角大,易分离 前弯叶片式叶轮流道出口速度分布更加不均匀
a、后弯叶片式
前、后弯叶片叶轮流道内部速度分布比较
b、前弯叶片式
第二节 叶轮理论
不同形式叶轮的反力度(Reaction ratio)
离心压气机的主要性能参数
流量: 质量流量 G VA 体积流量 Q VA G /

第8次课 压气机(1)

第8次课  压气机(1)

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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
混合式
在中、小型发动机上,轴流式和离心式组 成混合压气机,发挥了离心压气机单级增压比 高的优点,避免了轴流式压气机叶片高度很小 时损失增大的特点。
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航空发动机原理和结构
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航空发动机原理和结构
第二节 轴流式压气机工作原理
压气机的功用是为了提高气体的压力,为燃气膨胀做 功创造条件,使燃料燃烧后发出的热能更好地被利用, 提高发动机的热效率,改善经济性和增大发动机的推力。
气体在压气机内进行的是压缩过程。在这个过程中, 一方面要提高增压能力;另一方面要设法减少各种流动 损失。
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航空发动机原理和结构 1)空气在工作叶栅内的流动情形
夹角β②叫“气流出口角”。由图 可看出,β②>β①。根据质点复合运 动规律,空气在叶轮出口的绝对速度c ②可以由下式求出:
c②=w②+u
由上式中3个速度组成的三角型 叫做叶轮“出口速度三角型”。
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航空发动机原理和结构
整流环的静叶将气流的方向重新偏转到接近轴向方向,
为下一级的动叶提供合适的进气方向。静叶的气流通道沿
流向是扩张的,亚声速气流在扩张的静叶流道中进一步减
速和增压。
c22 c32
2
3 2
dpL损
在整流环中,气流绝对速度减小,将绝对速度动能用来
克服整流环内的流动损失和做了多变压缩功;把空气的压
力由p2提高到p3,温度也得到提高。
应用于教练机,导弹、靶机等的小型动力装置 和飞机辅助动力装精选置版中课件。ppt

飞机的动力装置 ppt课件

飞机的动力装置  ppt课件

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4.喷气式发动机
(3)燃烧室
功能:将喷嘴供应的燃油和压气机供应的空气混合燃烧释放热量,供给涡轮所需的均匀 加热的平稳高温高压燃气流。
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4.喷气式发动机
(4)涡轮
功能:高温高压燃气膨胀,将热能转换成涡轮的机械能,同时驱动压气机和附件提供功 率。在涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机它还为螺旋桨和旋翼提供轴功率。
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3.螺旋桨
2.螺旋桨的工作原理
螺旋桨由叶片组成。叶片的横断面相当于机翼的翼型,它相对于空气运动时, 把空气向后排开,空气的反作用力给它一个向前的拉力,从而推动飞机运动。
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3.螺旋桨
3.螺旋桨的变距
变距螺旋桨,就是桨叶角可以改变的螺旋桨。 飞行速度高时,桨叶角变大,增加拉力,飞行速度低时桨叶角变小。
4.螺旋桨的顺桨和逆桨
顺桨:当双发(或多发)飞机一发失效后,为减小螺旋桨的飞行阻力,使桨 叶角增加到90度左右。
反桨(逆桨):使桨叶角减小到出现负桨叶迎角,产生负拉力,缩短着陆滑 跑距离。
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3.螺旋桨
4. 螺旋桨飞机的特点
(1)耗油低,经济性好 (2)结构简单,维护简单,可靠性好 (3)适于低速小型飞机(800公里/小时以下)
4.喷气式发动机
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发 动 机 适 用 范 围
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主要部件
航空燃气 涡轮发动机
附件系统
进气道 压气机
燃烧室 涡轮
尾喷管
燃油系统 启动系统 附件传动系统 润滑系统 控制仪表系统 冷却系统
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《航空发动机原理》课件

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润滑系统故障
润滑油压力低、油温过高或过低、漏油等。
冷却系统问题
冷却水流量不足、水温过高、散热器堵塞等 。
故障诊断方法
振动分析
通过测量和分析发动机的振动 信号,判断是否存在异常。
性能参数监测
定期检查发动机的性能参数, 如功率、油耗、排气温度等, 以便及时发现异常。
油液分析
通过对润滑油和冷却水的成分 和状态进行检测,判断是否存 在故障。
指航空发动机将吸入的空气进行压缩的过 程。
压缩方式
航空发动机的压缩方式主要有两种,即等 熵压缩和等压压缩。不同的压缩方式会对
发动机的性能和效率产生影响。
压缩比
压缩比是指航空发动机压缩后的空气压力 与压缩前的空气压力的比值。压缩比的大 小会影响发动机的性能和效率。
压缩热
在空气被压缩的过程中,会产生大量的热 量,这些热量需要得到及时的散发和冷却 ,否则会影响发动机的性能和寿命。
随着环保意识的日益增强,航空发动机 的绿色环保发展趋势愈发重要。
VS
详细描述
为了降低航空发动机对环境的影响,未来 的发展将更加注重节能减排、降低噪音和 减少废弃物等方面。新型燃烧室设计、排 放控制技术和先进冷却技术等将有助于实 现这一目标。同时,生物燃料和电力驱动 等替代能源的研究和应用也将为航空发动 机的绿色发展提供更多可能性。
预防性维护
根据实际情况制定合理的维护计划,确保发 动机始终处于良好状态。
05
CATALOGUE
航空发动机的发展趋势与未来展望
高性能与高效率的发展趋势
总结词
随着科技的不断进步,航空发动机的高性能与高效率发展趋 势日益明显。
详细描述
为了满足现代航空工业对飞行器性能的更高要求,航空发动 机在设计和制造过程中不断追求更高的推力、更轻的重量、 更低的油耗和更高的可靠性。

航空概论ppt课件

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3
无人机
无人驾驶的飞机,用于执行侦察、攻击等任务。
无人机与未来航空技术
无人机的发展
随着科技的不断进步,无人机在军事 、民用等领域的应用越来越广泛。
未来航空技术
包括高超声速飞行技术、垂直起降技 术、绿色航空技术等,将为航空事业 的发展带来革命性的变化。
05 航空安全与法规
CHAPTER
航空安全的重要性
缩空气,使燃料与空气混合并燃烧产生推力。
03
航空发动机的性能指标
航空发动机的性能指标主要包括推力、推进效率、耗油率等。这些指标
直接影响飞机的性能和运营成本。
航空材料与制造技术
航空材料的分类
航空材料可分为金属材料和非金 属材料两大类,金属材料包括铝 合金、钛合金、钢等,非金属材 料包括复合材料、橡胶和玻璃等
航空发展史
响。
详细描述
航空发展史可以分为四个阶段,分别是起步阶段、开创阶段、成熟阶段和创新阶段。起步阶段以热气球和滑翔机 为代表,开创阶段以莱特兄弟的飞机为代表,成熟阶段以喷气式飞机和超音速飞机为代表,创新阶段则以无人机 和太空探索为代表。
航空器分类与结构
航空电子系统的特点
航空电子系统具有高集成度、高可靠性和高实时性的特点,以满足 飞机在复杂环境和恶劣条件下的正常工作需求。
航空电子技术的发展趋势
随着科技的不断进步,航空电子技术也在不断发展,未来将更加注 重智能化、网络化和集成化的发展趋势。
04 航空应用与未来发展
CHAPTER
民用航空
01
02
03

航空材料的特性
航空材料必须具备轻质、高强度 、高刚性等特点,以适应飞机高
速、高机动性的飞行需求。

航空叶片机原理 第八讲

航空叶片机原理 第八讲
第七章 多级轴流式压气机
简化过程: 多级压气机级基元级
为什么要采用多级压气机?
压比
民用大涵道比涡扇:40以上 亚声速:1.3左右
轴流压气机的单级压比 跨、超声速:1.5左右(可略超2.0) 第三代:1.2-1.3 现代航空发动机压气机的平均级压比 第四代:1.4-1.5 单级压气机不能满足高压比的需求。
实际加功量 设计加工量 < 设计计算用的加工量 设计计算用的加工量 :
为了纠正这种情况,通常采用轮缘功修正系数
二、流量储备系数
由于环壁附面层的存在,实际流量也将小于没有考虑其 影响时的设计流量,为了纠正这种影响,故而在设计计 算时,要采用流量储备系数将计算流量放大:
工程上常用的另一种修正环壁附面层影响的方法:堵塞因子
轴流压气机(多级):若干个级沿轴向顺序排列组成 各级的差异:几何尺寸(叶片长短等); 性能参数(压比和效率等); 工作环境(前、后)——个性或特殊性 各级的共性:工作原理(加功扩压); 增压比和效率 流动过程和性质;
多级压气机设计中的特殊问题
环壁附面层的影响 流程形式 气动参数的分配
7.1 多级轴流压气机的增压比和效率
一、增压比
多级压气机的增压比等于各级压比之积。
二、效率
不是联乘的关系
通常多级压气机的效率低于级效率。
7.1 多级轴流压气机的增压比和效率
二、效率
整台压气机的滞止等熵压缩功:
各级的滞止等熵压缩功:
7.1 多级轴流压气机的增压比和效率
二、效率
1、过程的总轮缘功等于总 焓差(面积abdC*)。
2、过程总的滞止等熵压缩 功表示为面积abcg。 3、流动损失表示为面积 1*cdC*。 4、过程总的热阻功表示为 面积1*C*g。

航空发动机概述精品PPT课件

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4、涡轮轴发动机
➢ 涡轮轴发动机用于直升机,与涡桨发动机相类似, 将燃气发生器产生的可用功几乎全部从动力涡轮 轴上输出,带动直升机的旋翼和尾桨。
➢ 涡轮轴发动机简图
发动机在飞机上的位置
机身内后部
发动机在飞机上的位置
机翼根部
发动机在飞机上的位置
机翼下(多用于旅客机)
发动机在飞机上的位置
机身后部平尾根部
冲压空气喷气发动机
脉动式空气喷气发动机
(2)燃气涡轮喷气发动机
发动机工作时,空气的压缩除了利用冲压 的作用外,主要依靠专门的压气机来完成。
燃气涡轮喷气发动机的分类
用于飞机的航空燃气轮机: 涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 涡轮螺桨发动机
用于直升飞机的航空燃气轮机: 涡轮轴发动机
1、涡轮喷气发动机
一、航空活塞式发动机
按混合气着火的方法区分 点燃式发动机
电嘴产生电火花点燃混合气 压燃式发动机
不装电嘴
一、航空活塞式发动机
按冷却发动机的方法区分 气冷式发动机
直接利用飞行中的迎面气流来冷却气缸 液冷式发动机
利用循环流动的冷却液来冷却气缸
一、航空活塞式发动机
按气缸排列的方式区分 直列型发动机
二、喷气发动机
火箭发动机
固体火箭发动机
液体火箭发动机
无压气机式空 气喷气发动机
冲压式喷气发动机 脉动式喷气发动机
空气喷气发动机
涡轮喷气发动机
有压气机式空气喷 气发动机
涡轮风扇发动机 涡轮螺旋桨发动机
涡轮轴发动机
1、火箭发动机
火箭发动机自身带有氧化剂,燃料燃烧时 不需要外界输入空气来助燃,可以在真空 中飞行,飞行高度不受限制。
根据采用的燃料不同,分为固体燃料火箭 发动机和液体燃料火箭发动机两种。
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第二章 叶片机中气体流动的性质
轴流叶轮机的结构
1、转静叶排交替排列 2、叶排由叶片周向排列形成 3、轴向间隙 4、径向间隙
第二章 叶片机中气体流动的性质
流动性质:
三维 粘性 可压缩 非定常
第二章 叶片机中气体流动的性质
第二章 叶片机中气体流动的性质
流动性质:
三维 粘性 可压缩 非定常
第二章 叶片机中气体流动的性质
2、T-S图
要点: 等熵压缩功 焓差 摩擦损失 (流动损失) 多变压缩功 热阻功
2、h-S图
要点: 等熵压缩功 实际过程焓增 轮缘功
膨胀过程
P-V图
要点: 等熵膨胀功 多变膨胀功 再生热 焓降 流动损失
第四章 轴流压气机的工作原理
4.1 工作原理
轴流压气机的结构:
工作轮和其后相邻的整流器构成轴流压气机的基本 单元,称为“级”。

,离心力不做功,则:
动量矩方程和轮缘功:
1、动量矩方程
作用在物体上的外力矩之和,等于该物体动量矩对时间的 变化率。
叶轮机内部流动的动量矩方程:
两时刻间的动量矩变化: 流体对转轴的力矩:
SUCCESS
THANK YOU
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2、轮缘功 一定质量的流体的轮缘功: 单位质量的流体的轮缘功:
若进出口半径相同:
3.2 流动过程的热力学图示
压气机——压缩过程 本节内容
涡 轮——膨胀过程
基本图示:
2 dp

1

P-V图
p Const
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
q2,1 TdS
1
q2,1 h2 h1
T-S图
T-S图
压缩过程
要点: 等熵压缩功、多变压缩功、热阻功、焓差、流动损失
1、P-V图
要点: 等熵压缩功 多变压缩功 热阻功 焓差 流动损失
轴流压气机的工作原理(热力学原理): 工作轮:
整流器:
气流参数沿轴流式压气机流程的变化:
4.2 性能参数
一、增压比 压气机出口压力与进口压的比值称为增压比。
总压比:
静压比:
二、效率 等熵压缩功:
滞止等熵效率:
SUCCESS
THANK YOU
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热焓方程:
1、定坐标系
无传热的能量方程
2、动坐标系:
离心力:
转子叶排 动坐标系 惯性力
离心力对单位质量气流做的功:
哥氏力:
哥氏力对单位质量气流做的功:
能量方程:
转子焓:
能量方程的转子焓形式:

,离心力不做功,则:

机械能形式的能量方程(伯努利方程):
1、定坐标系
多变过程: 等熵过程:
2、动坐标系
简 略 的 压 气 机 气 动 设 计 过 程
第三章 一维定常流动基本方程和热力学图示
一维定常流动的基本方程 流动过程的热力学图示 3.1一维定常流动的基本方程
一维定常流动方程的作用: 直接反映叶轮机总体工作性能参数与几何参数和状态参
数间的关系。
连续方程:
流量公式
一维定常流动的流量连续方程: 或
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