压气机特性(精)

qma A1V1a 1 f ( qv )
* k f1 ( qv , n) * k f 2 ( qv , n)

整理测取数据（P75）
– 容积流量 – 增压比 – 效率

一定进气条件的特性
– 等转速线 – 等效率线 – 稳定边界线
3、通用特性线
相似理论
相似准则
– 几何相似 – 运动相似
对应点速度方向相同，大小成比例
– 动力相似
轴向Ma相等 切向Mu相等
k f1 ( M a , M u )
*
k f 2 ( M a , M u )
*
由：
qma p1 n
T1*
*
KA1q (1 ) f1 ( M a )
n f 2 (M u , M a ) * k 1 T1 2 T1 (1 Ma ) 2 u Dn n Mu C a 6 0 kRT T1 1
所以：
k f1 (
*
qma p1 qma p1
* T 1 *
,
n
* T 1
)
k f 2 (
*
* T 1 *
,
n T 1
*
)
通用特性
通用特性图
相似流量为横坐标 增压比为纵坐标 相似转速为参变量 三种线

– 等相似转速线 – 等效率线 – 不稳定边界线
稳定工作范围 高效率区
四、压气机特性
1、特性的意义
– 压气机在设计状态下具有符合设计要求的增 压比和较高的效率。一台设计完成的压气机 不可能总在某一特定条件（设计状态）下工 作。 – 当工作条件偏离设计状态时，压气机的增压 比、效率会发生变化。 – 在非设计条件下工作时压气机性能参数（增 压比、效率）的变化为特性。

主要参数 – 增压比： – – – – 流量： 转速： 多变压缩功： 绝热效率：
* k
* p2 * p1
qma (kg / s ) n(rpm) Wk CpT1*[( )
1 * k
* 1] / k
k Wkad / Wk
*
•引起性能参数变化的原因
外界条件：进气总温、进气总压
化 P A P B – 相似转速变化 P C P D
qma p1
T1*
*
kA q(1 ) 1
通用特性线的变化原因
当相似转速一定、减少 相似流量将引起 PA 正攻角、叶背分离 扭速增加，增压比增加 效率先升后降 严重时喘振
当相似转速增加引起 PD

喘振裕度及防喘措施
*' k q (1 ) SM [ * 1] 100% ' k q (1 )
喘振裕度：SM 防喘措施

（ 12%）
– – – –
中间级放气 可转动静子导流叶片 进气机匣处理 双轴、三轴
中间级放气防喘

在压气机中间级设计放气门，当通道堵塞时，打开 放气门，放掉一部分气，使通道堵塞现象缓解，前 面级进气速度增加，进气迎角减小，消除了叶背分 离。
通用特性线的变化原因
当相似转速一定、增加 相似流量引起 PB 负攻角、叶盆分离 扭速减小，增压比下降 效率下降 通道严重时堵塞

通用特性线的变化原因
当相似转速下降引起 PC

– 增压比下降 – 效率先增后降 – 压气机前面级正攻角 叶背分离 – 压气机后面级负攻角 叶盆分离
可转动静子导流叶片防喘

通过调节静子叶片角度，使动叶进口气流的绝 对速度向转动方向偏斜，相对速度的方向与设 计状态相接近，进气攻角恢复到“零”，消除 了叶背分离，因此防止了喘振发生。

– 低频、高振幅脉动 – 放“炮声” – “吐火”

后果：强烈振动、熄火
喘振的发生：
气流以大的正攻角进入动叶时，叶背严
重分离，流通通道受阻，压气机增压能 力严重下降。由于后面高压气体始终有 一种回冲趋势，当气流前进的动能不足 以克服回冲趋势时，产生倒流。当产生 倒流后，缓解了反压，气流在动叶推动 下，又开始正向流动。但流量仍嫌少， 攻角又加大，使后面气流再次回冲。如 此反复，压气机内气流轴向震荡喘振
工作转速
压气机空气流量
k f1 (qma , n, p1 , T1 )
* * *
k f 2 (qma , n, p1 , T1 )
* * *
2、压气机特性实验
实验设备（P74）
实验过程
在一定的压力、温度下： 固定转速，改变容积 流量 测取进口和出口 气流总温、总压 流量测量管测取流量 压气机转轴扭矩