普_惠公司的压气机设计系统

收稿日期:1996-10-04

普?惠公司的压气机设计系统

燃气涡轮研究所程荣辉

摘要　介绍了普?惠公司新的压气机设计系统,这一系统建立在全三维N -S 分析的基础上,已经在压气机设计中得到成功的应用。同时分析了压气机设计系统的发展方向和国内需要作的工作。

关键词　压气机　设计系统　全三维计算

1　引言

1996年6月至9月,我们对美国普?

惠公

司进行了访问,了解了该公司航空发动机设计、制造、试验和技术管理情况。其中对普惠公司的压气机设计系统有了比较完整的了解,该系统无论在技术先进性还是实用性上均代表国际领先水平,并反映了压气机设计的发展方向。

普?惠公司从40年代开始建立压缩系统设计体系。50年代,压气机设计系统建立在一维模型的基础上;60年代进入二维、无粘定常流阶段,采用沿流线的通流计算,在平面叶栅试验结果的基础上进行叶型设计;70年代,引入叶栅位流解和简单边界层模型,优化叶片设计,70年代后期,Euler 解用于叶栅流场分析;80年代,二维N -S 解进入设计系统,用于优化叶片中间截面叶型设计,在靠近端壁附近采用经验修正,并且在叶型设计中采用可控扩散叶型,这一设计系统,被称为建立在经验基础上的设计系统,因为设计经验和试验仍然在设计中起主导作用(见图1)。

90年代,随着多级粘性全三维压气机流场分析技术的发展与提高,对压气机内各种

流动现象的模拟越来越准确,逐步被引入压气机设计系统。三维N -S 解结果取代端壁修正模型,成为压气机设计与优化的主要依据;此外,还能预测到比经验特性计算更准确

的压气机非设计状态性能;这一新的设计技术设计的压气机可以不进行研究性部件试验,直接进行全尺寸压气机试验。1993年,普?惠公司首次将三维CFD 程序NAST AR 用于压气机产品设计,取得了很大的成功,使压气机性能改善,设计周期大大缩短,设计费用大幅度降低,这一设计系统被称为建立在N -S 解基础上的设计系统。

2　建立在N -S 解基础上的设计系统

80年代末至今,

压气机全三维分析程序

日益成熟,由三维计算结果取代经验壁面模型和气动计算结果,作为叶型设计的输入和分析设计优劣的基础已成为可能,因而世界各国均将全三维计算引入压气机设计。普?惠公司在90年代初建立的以N -S 解为基础的压气机设计系统即为其中之一,这一设计系统框图如图2所示。

图2 建立在三维N -S 解基础上的设计系统

2.1　一维平均流线计算

一维平均流线计算程序中加入了试验数

据和经验参数,可用于确定压气机级数,优化载荷轴向分布,在平均流线上得到速度三角形和各级平均参数,一维计算主要用于初始设计阶段压气机主要参数的优化,以及同其它部件的协调,总体性能组和压气机组均进行一维计算。2.2　二维气动计算

二维气动计算采用流线曲率法,全径向平衡,不考虑粘性影响和径向气流掺混,通过输入流量系数考虑附面层堵塞和引气。在以经验为基础的设计系统中,二维气动计算结果结合经验端壁模型直接用于叶片造型;在以N -S 解为基础的设计系统中,二维气动计算结果只作为第一次造型的输入,在其后的迭代中,其作用被三维N -S 解取代。2.3　叶片设计叶片造型主要采用两种方法:多圆弧叶型和可控扩散叶型。在超音进口截面采用多圆弧叶型,与一般情况相比不同的是:叶型中线为三段或四段圆弧,比两段圆弧中线更容易控制弯度分布,改善叶型性能。亚音进口截面采用可控扩散叶型,可控扩散叶型设计采用几何方法造型与S1流面计算迭代,这种方法与反问题设计方法相比,操作更加简单,可节省时间,缩短设计周期,同时更容易保证叶片径向光滑。几何造型采用两段圆弧中线,加上特定的厚度分布。S1流面计算采用欧拉解,并计算叶型表面边界层。通过几何造型与流场计算反复迭代,得到优化的叶型表面速度分布。在完成每个流面造型后,进行叶片积迭。2.4　二维粘性流场分析在以三维N -S 解为基础的设计体系中,二维流场分析仍然是必须的,其作用是保证每个叶型有良好的性能,进而保证整个叶片及整台压气机的性能,减少叶型设计与全三维计算之间的迭代次数,缩短设计周期。在

新的设计系统中,不要求对每个叶型性能作准确的分析,只需对叶型表面马赫数分布进行预测,因而较多采用欧拉解,比求解N -S 程序更快,其精度也能满足要求。2.5　三维粘性CFD 计算

普?惠公司采用NAST AR 程序作为流场分析工具。其中用于压气机设计的多级粘性全三维程序是最成功的软件。

NAST AR 程序采用网格点”衰减”系统可模拟复杂和特殊的边界条件,可模拟凸台、转子叶尖间隙,静子带蓖齿封严空腔和引气影响,可同时计算内、外涵流场。多级NAST AR 程序现有两个版本:NAS 2T ARI 和NAST AR Ⅱ。NAST AR I 采用”掺混面处理”,每排叶片单独求解,相邻叶排通过分界面传递信息,上游叶片排出口参数(总压、总温、子午气流角和径向气流角)以及下游叶排静压作周向平均后作为当前叶排的条件。这种方法忽略了上游叶排尾迹对当前计算叶排的影响,适用于气流分离比较小的情况。NAST AR Ⅱ采用”连续分界面处理”,与NAS 2T AR I 相比,有两个重要改进:一是考虑了下游叶排体积力影响,二是模拟确定应力。由于在轴向马赫数小于1时上游叶排体积影响很小,因此仅模拟下游叶排体积力。体积力

由叶片表面静压计算得到,切向体积力考虑下游堵塞影响。确定应力项考虑平均尾迹阻塞和掺混影响。连续分界面处理使分界面上所有流动参数均连续变化,而掺混面处理则在分界面上产生突然的掺混损失,如图3所示。NAST AR Ⅱ能较好地模拟非设计点和出现大分离的工况,其计算结果更符合真实流动情况。

在压气机设计过程中,NAST AR 的计算结果经修正后可用于叶片造型,取代原设计系统中气动计算结果和端壁经验模型,这样设计出的叶片更适应真实的三维流动。NAST AR Ⅱ还用于计算非设计点性能,可计算

出整个压气机特性图。

2.6　二维特性计算

二维特性计算程序是一个以试验数据为基础的性能分析程序。以叶栅试验数据加上真实条件修正计算各叶排加功量和损失。在原设计系统中,该程序是压气机非设计点性能分析的主要工具,在新的设计系统中,由于NAST AR Ⅱ程序能很好地预测压气机特性,

二维特性程序更多地用于初始设计阶段与总体、调节、系统和各部件的协调。

图3 NAST AR I 和NAST AR Ⅱ分界面处理结果对比

3　新的设计系统主要特点

3.1　与原设计系统相比,较少地依赖试验数

据和经验模型。在旧的设计系统中,二维气动计算,叶型设计和研究性部件试验是系统的核心,二维气动计算中许多输入参数如流量系数、效率和损失分布等均依赖于试验数据和经验;叶片造型中,靠近端壁截面的修正完全依靠经验端壁模型修正,叶型攻角落后角的选取也必须从经验中来;特性计算则完全是试验和经验的结果。在新的设计系统中,叶片造型和三维分析是系统的核心,二维气动计算仅在初始设计阶段和详细设计的第

一步采用,叶片全叶展截面的造型参数均可采用修正后的三维计算结果,而不需要由专门的端壁经验模型,落后角可根据三维计算结果选取,攻角仍需要根据经验选取一个初值,但在三维设计点和非设计点计算后应进行修正。

3.2　新的设计系统要求设计人员有更多的CFD知识和对三维流场及机理有更深的认识。在设计过程中,对于流场优劣的评价,如何改进设计,如何评估计算与实际的差别,以及不同控制参数对CFD计算结果的影响,都是设计者必须掌握的。

3.3　新的设计系统能够提高压气机的设计水平,普?惠公司PW400的11级高压压气机采用新的设计系统后,在保证原有喘振裕度情况下,效率提高2%。

3.4　能够节省时间和经费。采用新的设计系统后,可以减少各设计阶段的迭代,更主要的是可以省去带可调静叶的研究性部件试验,直接进入全台压气机试验,因为全三维分析能够保证压气机有较好的性能。普?惠公司的目标是节省50%的时间与经费。

3.5　新的设计系统需要有好的多级全三维粘性分析程序,应能够尽可能地模拟各种工况下存在的真实流动,才能最大限度地保证设计的压气机达到预期的性能。普?惠公司使用NAST ARⅡ比使用NAST AR I时设计的压

气机达到更大的喘振裕度,原因是NAST ARⅡ能更好地计算非设计状态性能。

3.6　三维CFD计算需要有良好的计算条件。普?惠公司工程工作站网络系统能够使600台工作站并行计算。在一般的多级压气机设计中,每排叶片采用四台工作站计算,四级压气机(包括进口导叶)用36台工作站

,12个小时即可完成一个算例计算。

3.7　新的设计系统可以认为是一个准三维设计系统,设计仍然是二维的,利用三维CFD 程序进行分析,并将分析结果用于设计,这样设计出的叶片具有高度三维性,但决不能认为压气机设计系统是三维的。

4　新的设计系统的应用

建立在三维N-S解基础上的设计系统已应用于普?惠公司多种型号发动机的风扇和压气机设计,包括PW4168、PW4084、PW4090、PW4098、PW6000商业发动机和F119、PW7000军用发动机。

在PW4090发动机11级高压压气机设计中,全面采用新的设计系统。PW4090发动机是在原PW4000发动机基础上增加推力,高压压气机重新设计的目标是提高效率而不降低裕度。

利用NAST AR程序对原高压压气机分析后发现,静子两端区附近存在大的气流分离,引起高的损失和流动堵塞,同时在转子根部吸力面角区出现气流严重分离。因此,对设计作了两点重要改进:一是采用弯曲静子叶片,使静子通道内气流沿径向重新分布,其结果是大大改善了端区流动,减小了气流分离,降低了损失,同时使下游转子进口条件得到改善,图4、5分别为常规静子叶片分离情况;二是采用根部曲线型流道取代原来的直线流导,以减少吸力面角区气流分离。图6的流线图说明这一改进起到了明显的作用。

图4 常规静子叶片端区分离情况

图5弯曲静子叶片端区分离情况

图6直线内流道和曲线内流道时转子叶片流线图高压压气机改进设计最初是使用NAS2 T AR I计算三维流场,改进设计的试验件试验结果为:压比、流量在设计目标的1%范围内,效率提高2%。不足的是,喘振裕度下降,分析其原因是:由于NAST AR I程序采用“掺混面处理”,在高反压下对叶尖间隙、静子空腔和引气的模拟不准确,尤其是忽略了静子空腔反流对根部堵塞影响。按NAST AR I 计算结果进行设计,会使根部易于堵塞,从而

使尖部过载,喘振裕度下降。

利用NAST AR Ⅱ对设计进行改进,对后面级静子叶片作”后切”处理(如图7),减轻了静子根部气流堵塞,喘振裕度由15%上升到20%,同时设计点性能保持不变。为了进一

步改善性能,对试验件结构作了修改设计,主要是将后8级机匣由多环改为整环,结果试验件效率和裕度均有改善,尤其是喘振裕度有明显提高。其原因是用NAST AR

Ⅱ程序分析后发现,后面级转子间隙对压气机喘振裕度影响很大,当间隙增大时,裕度下降很快。原设计采用四块机匣,当工作时发生变形,沿周向局部间隙变得很大,严重影响裕度,而采用整环机匣则可保证沿周向间隙相同,改善压气机性能。

图8显示了11级压气机性能情况,其中试验件I 为用NAST AR I 设计的试验件,试验件Ⅱ为NAST AR Ⅱ改进的试验件,试验件Ⅲ为用NAST AR Ⅱ分析后作结构改进的试验件。可以看出采用新的设计的高压压气机比原设计性能有很大改善。

图8PW4000发动机11级高压压气机性能状况

5　今后的发展方向和国内应开展的工作

通用电气、罗?罗等西方发动机公司也已相继建立与普?惠公司类似的压气机设计系统,建立在三维N -S 解基础上的系统是朝着压气机全三维设计迈出的第一步,今后的发展可以分成三大步:

(1)继续完善现有的设计系统,对系统中

各模块进行改进,尤其是对全三维计算程序和造型程序进行改进。全三维程序的改进包

括修改紊流模型,网格以及增加程序功能,使之能够更准确地模拟多级压气机流场,保证设计更加稳妥可靠。

(2)将非定常全三维计算用于压气机设计。非定常全三维计算是目前叶轮机CFD 研究的大热门。因为它能更准确地模拟多级压气机流场,尤其是非设计点和考虑流场畸变的计算也很准确。相信不远的将来会取得重大突破,而且必然会被用于压气机设计,一旦实现这一点,压气机设计水平将迈上一个新的台阶。

(3)最终建立全三维反问题设计系统。现在世界各国对于二维叶型反问题计算已经有了大量的研究工作并且用于压气机设计。国内在90年代已逐步将全三维N -S 计算结果部分应用于压气机设计,并取得了一定的成效,但需要做好以下工作。

(1)改进现有的设计软件

对三维程序进行改进,一方面争取在模型、网格、分界面处理等方面作改进,使程序能更好地预测流场;另一方面增加程序功能,使之能够考虑叶尖间隙,静子空腔和引气等因素的影响。

修改造型程序,包括现有的多园弧、任意曲率和可控扩散叶型设计方法均可改进,使之能够更好地适应于全三维计算的迭代。

加强特性程序的编制和改进,改变特性预估能力不能满足需求的现状。

(2)将三维N -S 计算结果更多地应用于设计,积累更多的使用经验。

(3)加强计算硬件配置。要实现三维计算直接应用于多级压气机设计,必然购置速度快、内存和磁盘空间大的小巨型机,或实现20台以上工作站并行计算。

(4)进行程序集成和流场可视化研究。

建立完善的设计系统,集成是不可缺少的一步,否则就不可能实现系统的规范,其实用性就会降低。三维流场可视化程度,直接关系到三维计算结果能否更好地应用于设计,因为三维计算数据量很大,其结果决大部分只能通过图形来反映。

(5)加强全三维计算方法和程序的研究。三维计算程序的优劣直接体现压气机设计体系的水平,要保证压气机设计水平不断提高,必须使全三维计算方法不断改进,而国内开展研究工作是最终保证水平提高所必须的。同时必须积极进行非定常全三维计算的研究,以保证足够的技术储备,使其最终用于压气机设计。

普惠加拿大公司希望PW500达到预期目标

据英国《国际飞行》1996年12月11-17日报道,普惠加拿大公司希望其PW500系列发动机在1996年12月达到两个里程碑:一个是用于赛斯纳公司“奖状”Brav o的PW530A获得欧洲联合适航局的认证;另一个是用于赛斯纳公司“奖状”Excel的PW545A获得加拿大航空运输局的认证。

在13.3千牛推力的PW530A发动机研制项目中。16台PW530A发动机在研制和取证试验中运转了约10200小时,在普惠加拿大公司的波音720试车台上累计运行了540小时以上,在赛斯纳公司“奖状”Brav o原型机上运行了2000小时。普惠加拿大公司还与N ordam公司协同对PW530A进行了一项4000循环的耐久性试验,以确保该公司发动机进入服役时大修间隔时间能达到4000小时。

PW530A发动机在获得加拿大航空运输局的合格证后约5个月,于1996年4月取得了美国联邦航空局的认证。普惠加拿大公司预计PW530A很快就将得到欧洲联合适航局的认证。(彭)

轴流压气机叶片优化设计_伊卫林

收稿日期:2005-06-09;修订日期:2005-12-22 作者简介:伊卫林(1978-),男,满族,黑龙江宁安人,哈尔滨工业大学博士生.文章编号:1001-2060(2006)02-0140-05 轴流压气机叶片优化设计伊卫林,黄鸿雁,韩万金 (哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001) 摘要:开发了基于梯度法的数值优化程序,并与三维粘性流场求解程序相结合对跨音压气机动叶片进行了以绝热效率最大为目标的三维气动优化设计。先对其进行了沿弦长方向掠设计,绝热效率可提高约0.65%。再对所得掠叶片进行叶型中弧线优化设计得到最终叶片,与初始叶片相比绝热效率提高达1.05%。优化结果表明,动叶片的单纯掠型叶片改进气动性能有限,而弦向掠与中弧线的联合优化设计可以显著改善叶片排内流动状况,并具有良好的变工况性能。关键词:压气机;掠动叶;中弧线;N-S方程;优化设计中图分类号:TK474.8文献标识码:A 1引言叶轮机械内部流动包含有边界层分离、二次流、旋涡以及激波与边界层相互干扰等复杂现象。跨音压气机中的三维激波结构是流动损失的主要根源,因此如何控制激波的位置与强度是提高压气机性能的主要因素之一。Wadia和Denton等人都曾对掠叶片进行过深入研究[1~2],并证明采用掠叶片可以改变跨音压气机动叶中的三维激波结构。叶型中弧线对压气机叶片气动性能也有显著影响,与叶片流道内激波产生的强度与分布以及附面层的分离状态都密切相关。可以推测,积叠线形状的空间变化只能在一定程度上改善内部流动状况,再配以合适的叶型必定能进一步提高压气机工作性能。随着计算速度的提高及CFD三维流场求解精度的完善,基于N-S方程的全三维流场数值模拟用于叶轮机械气动设计成为可能。近年来,梯度法、遗传算法、模拟退火算法和响应面法等数值优化算法广泛应用于叶轮机械优化[3~6]。但是由于遗传算法和模拟退火算法的耗时性,使其无法应用于工程实际,响应面方法虽然简单、省时,但需要较多的人工操作,尤其是前期的样本如果选取不好,将在很大程度上破坏其寻优能力。因此,在叶轮机械优化设计中梯度法的应用仍最为广泛。为了研究掠及相应叶型变化对压气机气动性能的影响,本文采用常规H型网格生成程序、基于雷诺平均N-S方程的全三维流场模拟程序和基于梯度法的数值优化程序,对某跨音压气机动叶进行优化设计。 2控制方程及数值方法采用有限体积法求解圆柱坐标系下的雷诺平均N-S方程。空间求解采用二阶精度的中心差分格式加二阶、四阶人工粘性项,时间方向求解采用四步Ronger-Kutta格式。湍流模型为壁面函数修正的B -L模型,采用隐式残差光顺、局部时间步及多重网格等加速收敛技术,计算中采用两重网格,使程序具有较快的收敛速度,尤其适用于数值优化设计。网格采用常规H型网格,网格数为41@145@41。此种网格生成方法简单,在数值优化过程中,由于其参数为随机选择过程,如果网格生成质量不高,极易出现畸形网格,从而导致优化过程无法继续。本文采用的网格生成程序则没有出现这一情况。 3叶型参数化表达在叶型的气动优化设计中,需要对其进行参数化表达,以便采用尽可能少的设计变量来控制叶片形状。另外还必须保证叶片型线曲率的光滑分布。控制点类曲线可以很好地解决这些问题。本文采用5个控制点的3次B样条曲线分别对25%、50%、75%叶高的叶型中弧线进行参数化表达,图1为25%叶高示意图。对于每个叶型以中弧线的首末端点为两控制点,并保证其在设计过程中不变,其余3个控制点为设计变量沿叶型型线垂直方向变化,这样既可以有第21卷第2期2006年3月热能动力工程 JOURNAL OF ENGINEERING FOR THERMAL ENERGY AND POWER Vol.21,No.2 Mar.,2006

完整word版,压缩空气管路系统设计与安装

压缩空气管路系统设计与安装苏州卓锐机械空气压缩机的应用范围是广泛的，正确安装是重要的关键，注意任何应用类型所共有的安装基本原则，将可确保空压机发挥最高效率和性能。压缩空气作为动力源泉已经有一个多世纪的历史，随着科学技术的发展，特别是人类对其生存空间环境要求的提高，推动了压缩技术的发展。现在人们不再只是满足于“动力源”了，而是对空气品质以及机器对环境的影响有了更高的要求，即对压缩机有了更高的要求：----机器对环境的影响最小； ----使机器最大程度地满足于各种环境的要求； ----人机间有良好的关系。就空压站而言，其设计与安装，对能源消耗、生产工艺要求、空气品质、用气量满足等生产成本均有直接的因素。常见有： ----选用的压缩机规格过大。其后果：停机与空转时间长； ----选用的压缩机设备规格过小。其后果：用气终端压力过小，降低工效； ----空气压缩机通风不足。其后果：压缩机流量下降； ----管道及其配件的安装不符合要求。其后果：空气泄漏或压力降过大，气量不足或空气品质下降； ----压缩空气罐尺寸错误。其后果：设备磨损加快； ----管路、干燥器、过滤以及输入/输出气道尺寸过小。其后果：压力损失增加。我们从事压缩空气工作者，必须清楚认识到压缩空气设备的选型、配置、供给实施设计正确具有重要的意义。安装场所之选定压缩机安装场所之选定最为工作人员所疏忽。往往空压机购置后就随便找个位置，配管后立即使用，根本没有事前的规划。殊不知如此草率的结果，却形成日后空压机故障、维修困难及压缩空气品质不良等后果。所以适当的安装场所乃是正确使用空压系统的先决条件。 1、须宽阔采光良好的场所，以利操作和检修。 2、空气之相对湿度宜低、灰尘少、空气清净且通风良好。 3、环境温度宜低于40℃，因环境温度越高，则空压机之输出空气量越少。 4、如果工厂环境较差，灰尘多，须加装前置过滤设备以维持空压机系统零件之使用寿命。

润滑油系统的设计及功能

润滑油系统的设计及功能摘要：本文主要论述离心压缩机润滑油系统的设计方法以及系统各组部件的功能关键词：润滑油系统设计功能一、绪论压缩机在工业生产中有着很重要的地位，随着国民经济的发展，其应用范围也越来越广泛，现在压缩机已经广泛的应用在石油化工﹑冶金﹑空分、电力、矿山﹑轻纺以及隧道等各个领域，随着工业设备生产能力的不断提高，压缩机无论在流量、压比、转速等方面都在随之上升，一套稳定、有效的润滑系统在压缩机机组中就显得越来越重要。二、系统的设计润滑油系统为压缩机组的重要辅助部分，所以其设计的出发点就是：确保压缩机无论是在正常或事故状态下都能使其得到良好的润滑，并保证轴承、齿轮等各个润滑点的正常工作状态及最大限度的延长其使用寿命。因此其设计的基本参数主要为各个润滑点（如：压缩机的支撑轴承、推力轴承，电机的轴承，变速箱轴承及齿轮啮合等）的用油量及润滑油压力。在知道了油量及油压参数后，就要结合压缩机的工作状况：是否为连续运转、检修周期、环境条件、共用工程条件等；另外还要考虑要求的安全程度来决定油系统的配置、调节控制方式及材料的选择等具体的设计原则。一般来讲，以上的各项条件在用户订货时就已协商确定过了。对于未确定的细节可以按照双方协商确定的国际标准、国家标准或制造厂标准执行。在以上各个方面确定以后就可以进行具体设计了。下面以我厂为四川空分设备（集团）有限责任公司设计、制造的2MCL454+3MCL406离心氧压缩机组配套油系统的设计为例进行说明。首先，得到压缩机各个润滑点的用油量及油压要求如下：根据与用户（买方）签定的技术协议即设计准则，该油站执行由美国石油协会发布的API614标准。因此根据此标准的规定可按以下步骤进行设计计算：

轴流压气机设计流程

轴流压气机设计压气机是航空发动机的核心部件，压气机内部流场存在很大的逆压梯度，有着高度的三维性、粘性及非线性和非定常性，而多级压气机还存在复杂的级间匹配，这些都使得压气机的设计难度很大，一直是发动机研制中的瓶颈技术。一、压气机设计方法的发展一个世纪以来，伴随着气动热力学和计算流体力学的发展!轴流压气机的设计系统在不断进步，带动着压气机设计水平的提高。 20世纪初采用螺桨理论设计叶片；20-30年代采用孤立叶型理论设计压气机；30年代中期开始，由于叶栅空气动力学的发展和大量平面叶栅试验的支持，研制了一系列性能较高的轴流压气机；50年代开始采用二维设计技术，用简单径向平衡方程计算子午流面参数，叶片由标准叶型进行设计；70年代建立了准三维设计体系，流线曲率通流计算和叶片流动分析是这一体系的基础，可控扩散叶型等先进叶型技术开始得到应用；90年代初以来，以三维粘性流场分析为基础的设计体系促进了压气机设计技术的快速发展。风扇/轴流压气机的设计体系以流动的物理模型发展为线索，以计算能力的高速发展为推动力，大致经历了一维经验设计体系、二维半经验设计体系、准三维设计体系、三维设计体系四个阶段。并正在朝着压气机时均（准四维）和压气机非定常（四维）气动设计体系发展。目前的压气机的设计体系大致可以分为四个阶段：初始设计、通流设计、二维叶型设计、三维叶型设计。二、压气机设计体系 1.初始设计这是一个建立压气机的基本轮廓的阶段，根据给定的流量、压比、效率、稳定裕度等参数，来确定压气机级数、级压比、效率、子午面流道、各排叶片数等，并可以进一步可估算重量。而且整体设计的决策还要统筹风险、技术水平、时间和花费等。初始设计主要依据一维平均流线计算程序进行计算，在给定设计点流量、压比、转速及转子进口叶尖几何尺寸的条件下，可确定压气机级数、轴向长度、并且优化载荷轴向分布，得到设计点在平均半径处的速度三角形和各级平均气动参数。初始设计阶段包括压气机主要参数的确定以及同其它部件的协调，并且为S2流面计算提供初始流道几何尺寸。而这个程序主要依赖于经验以及以往积累的数据库。初始设计它是方案设计中的基础阶段，不管计算流体动力学如何发展，该设计过程仍是压气机设计中不可缺少的一部分。正是这个部分是整个设计过程中最重要的部分，因为如果在这里发生了基本的错误，之后就无法通过优化或者其他改变来纠正这一情况，压气机基本结构设计出现错误会带来严重的后果。 2.通流设计通流设计根据叶片扭向设计规律，采用S2流面流场计算方法，分析并确定各排叶片进出口速度三角形及各排叶片匹配关系。 S2流面气动计算一般采用流线曲率法，求解S2平均流面上的完全径向平衡方程。最初的压气机通流设计计算采用忽略流线坡度和流线曲率的“简化径向平衡方程”获取叶片设计需要的速度三角形，这种方法在低压比的压气机设计中起着基本的作用。后来发展了考虑流线坡度和流线曲率影响的“完全径向平衡方程”和S2流面理论，使压气机的设计计算结果更加准确，特别是针对跨音速流也促进了压气机性能的提高。不过，直到上世纪80年代，由于理论和数值计算方法的原因，通流设计求解方法都是在忽略了气流粘性的影响的简化方程下完成。随着压气机设计的实践的深入和计算方法的发展，上世纪80年代开始在压气机

9F燃气系统压气机进口导叶(讲义版)

压气机进口导叶目录 I. 系统介绍22222222222222222222222222222222222222222222222222222222 A．简介22222222222222222222222222222222222222222222222222222222 B．系统概述22222222222222222222222222222222222222222222222222222 C．系统元件介绍2222222222222222222222222222222222222222222222222 1．蓄压器—MARAC005（AH2—1）222222222222222222222222 2．伺服阀—MARFCV065（95TV—1）2222222222222222222223 3．液压跳闸继电器—MAR[LATER]（VH3—1）22222222222224 4．液压油缸MC001（ACV—1）222222222222222222222222224 5．线形可变位置差动传感器2222222222222222222222222222224 6．液压油滤—MARFL008 222222222222222222222222222222225 D．运行方式2222222222222222222222222222222222222222222222222225 1．启动方式运行22222222222222222222222222222222222222225 2．温控方式运行（联合循环）22222222222222222222222222226 3．紧急状态222222222222222222222222222222222222222222226

风扇压气机设计技术

风扇/压气机设计技术 ——气动设计技术；间隙控制；旋转失速；防喘技术 ——发动机；风扇；压气机；定义与概念：压气机是燃气轮机的重要部件，它的作用是提高空气的总压。压气机包括"转子"和"静子"两部分，"转子"是沿轮缘安装许多叶片的几个轮盘组合而成的，每个轮盘及上面的叶片称为一个"工作轮"，工作轮上的叶片称为工作叶片。"静子"是有几圈固定在机匣上的叶片组成的。每一圈叶片称为一个整流器。工作轮和整流器是交错排列的，每一个工作轮和后面的整流器为一个"级"。风扇是涡轮风扇发动机的重要部件之一，它的作用与压气机的相同。风扇后面的空气分为两路，一路是外涵道，一路是内涵道。风扇一般为一级，使结构简单。风扇/压气机设计技术主要包括气动设计技术、全三元计算技术、间隙控制技术、旋转失速和喘振控制技术、结构设计技术、材料与工艺技术等方面。国外概况：目前，战斗机发动机的推重比在不断提高，因此要求风扇/压气机级压比不断提高但又保持效率在可接受范围内，这始终是风扇/压气机设计所追求的目标。美国80年代中期开始实施的"综合高性能涡轮发动机技术"计划（即IHPTET计划）的目标是在下世纪初验证推重比为20的战斗机发动机技术，风扇结构最终实现单级化，压气机也由9级减为3级。俄罗斯的风扇/压气机的研制计划与美国IHPTET计划相类似。也就是说，研制高压比风扇/压气机已经成为风扇/压气机的发展趋势。美国、俄罗斯等国家都已制订研究计划并已取得阶段性成果。风扇单级压比在目前最先进战斗机发动机F119上已达1.7；在预研的试验件上，美国达2.2，叶尖速度475m/s；而俄罗斯试验件单级压比达2.4和3.2，叶尖速度则分别为577m/s和630m/s。转子叶片展弦比则减小到1.0左右。对于核心压气机，也呈现大致相同的发展趋势。核心压气机平均级压比从50年代的1.16提高到90年代的1.454，而叶尖速度从291m/s提高到455.7m/s。目前，美国现役战斗机发动机和正处于工程和制造发展阶段的90年代先进战斗机（ATF），其核心压气机基本上是70年代研制成功的。GE公司下一代核心压气机正处于研究起步阶段，目标是比目前最高级压比再提高25%。由此可见，追求更高的级压比一直是各国研制风扇/压气机的发展方向。风扇/压气机的级压比的提高主要有以下途径：一是进一步发展传统的跨音级风扇/压气机。传统的跨音级风扇/压气机是指转子相对来流叶尖超音、叶根亚音，静子绝对来流亚音。目前各国现役发动机风扇/压气机进口级均属此类型。进一步发展传统的跨音级风扇/压气机即进一步提高叶尖切线速度，如采用小展弦比前缘后掠式叶片，将叶片设计成掠式几何形状以合理控制通道激波的强度，在利用气流跨越激波产生压比突跃的同时控制激波的损失。二是研制超音通流风扇。80年代后期NASA 刘易斯研究中心开始实施一项超音通流风扇计划，研制出的此类风扇进出口轴向气流速度均超音。与传统跨音风扇相比，当叶尖切线速度相同时，超音通流风扇可实现更高的级增压比。

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 adk k L 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 ad k L *k L *ad k s h * 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(1 1)(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)(1 11--=-=******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 11 11--=**-**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。压气机静子不对气体作功，静子的性能不能用效率公式（3-5）式衡量，静子的气动品质用总压恢复系数*23σ反映，*23σ＝ p *静子出口/ p * 静子进口。压气机的效率高，说明压缩过程中的流阻损失小，实际过程接近理想过程。或者说，压气机效率愈高，达到相同增压比时，所需要外界输入的机械功愈少。目前，单级轴流压气机的绝热效率可以达到90％以上，高增压比的多级轴流压气机的绝热效率也可以达到85％以上。

压缩空气系统设计手册

压缩空气中水分的含量及影响 ( ) 一般大气中的水份皆呈气态，不易觉察其存在，若经空气压缩机压缩及管路冷却后，则会凝结成水滴。［例如］在大气温度30℃，相对温度75℃状况下，一台空气压缩机，吐出量为3m3/min，工作压力为0.7Mpa，运转24小时压缩空气中约含有100升的水份。压缩空气系统中水分的影响：一、压缩空气管路快速腐蚀，压降增加；设定压力提高1kgf/cm2G,动力输出增加5%-7%，或减少排气量6%-8%。二、设备严重故障，增加维修保养费用； 1.腐蚀零件。 2.阻塞气控仪器。 3.降低气动工具的效率。三、破坏产品品质，产品不良率提高； 1.应用产品清洁时，造成湿气污染。 2.应用喷漆涂装时，影响产品品质。四、影响生产流程，生产能量降低； 1.粉体输送时，易阻塞管线。 2.气动设备故障，而停工。 ----冲刷掉气动工具，电机和气缸中的润滑油，增加磨损并缩短寿命，提高维护成本----使气动阀门和控制仪器失灵，影响可靠操作，效率降低 ----影响油漆和整饰作业质量 ----引起系统中的金属装置腐蚀生锈，影响其寿命，并可导致过度压降 ----气流分配成本提高(需倾斜管道，设置U形管和滴水管) ----在冰冻季节，水气凝结后会使管道及附件冻结而损害，或增加气流阻力，产生误动压缩空气中油的危害：在一些要求比较严格的地方，比如气动控制系统中，一滴油能改变气孔的状况，使原本正常的自动运行的生产线瘫痪。有时，油还会将气动阀门的密封圈和柱要胀大，造成操作迟缓，严重的甚至堵塞，在由空气完成的工序中，如吹形件，油还会造成产品外形缺陷或外表污染。

* 油污的主要来源由于大部分压缩空气系统都使用油润滑式压缩机，该机在工作中将油汽化成油滴。它们以两种方式形成：一种是由于活塞压缩或叶片旋转的剪切作用产生的所谓“分散型液滴”，其直径在1-50um。另一种是在润滑油冷却高温的机体时，汽化形成的“冷凝型液滴”，其直径一般小于1um，这种冷凝油滴通常占油污重量超过50%，占全部油污实际颗粒数量超过99%。 * 无油压缩机是否含油污在最理想的工作状态下，此类压缩机也会产生不少于0.5ppm W/W的碳氢化合物，即按100scfm气量计，每月产生的汽化冷凝液也超过15ml. 氧化铝和分子筛的比较 ( )

压气机的设计过程

压气机的设计过程设计过程大致可分为五个密切相关的步骤即初步设计、S2通流计算、叶片造型（二元）、叶片造型（三元）和放大尺寸的试验件研究。这五个步骤环环相扣, 每个阶段采用不同层次的数学物理模型和经验数据, 相互补充, 相互交叉检验, 最终将设计风险降到最小。西方研制的压气机效率较高, 是与这种设计体系有关的。以下对各设计步骤作简要说明。初步设计—事先从整体上论证、预估所设计的风扇压气机方案的可行性初步设计从压气机总性能的设计要求出发, 采用1D平均流线分析程序和经验数据, 计算出负荷的轴向匹配, 并估算压气机性能（流量、压比、效率和喘振裕度）, 确定内外环壁形状、级数和总长度等。PW、RR和GE等公司都是这样做的。初步设计十分重要, 而且需要较多的经验。如这一步犯了基本的错误, 例如选取了较少的级数和较短的长度, 致使叶片负荷过高和展弦比太大, 在以下的通流计算和叶型设计中将无法纠正。初步设计确保了整个设计方案的可行性。通流设计—S2程序与经验输入的协调设计采用S2程序及损失等经验数据, 解决流场的径向平衡和匹配。开始时叶片展向压比和效率值取自初步设计, 此后在迭代中可进一步修正叶型损失和落后角这些经验数据。采用扩散因子以及静子根部马赫数限制等准则, 可以得到各流面叶栅的马赫数、气流转折角、扩散因子等的合理值。在多级压气机中的通流设计中, 环壁堵塞系数的选取

十分关键。如果选取不准, 则某些级流量会偏离设计点而导致整个压气机前后级不匹配。另外, 为考虑径向掺混的影响, 通流设计程序中的掺混系数等还须与试验相配合, 进而加以确定, 详见3.5节。叶片造型（二元）—任意叶型的气动优化造型 20世纪70年代以前, 大多采用标准叶型和经验数据关联进行几何造型。目前英、法、德的发动机公司已采用S1BYL2、MISES等S1程序进行任意叶型的气动造型。即通过S2-S2系统, 用S1正问题程序反复计算和修改叶型, 采用叶表面速度分布、损失系数以及叶面附面层参数等准则, 使叶型得以气动优化。而美国的发动机公司虽没有报道S1程序的名称, 但如NAFCOT计划, 实际上也采用功能相同的S1程序, 即2DEuler解内含该公司积累的经验数据。这种二元造型法在叶高的大部分区域内是适用的, 但对叶尖、叶根等三元流动较强的区域, 以及弓形静子、前掠、后掠等使S1流面翘曲的叶片, 应采用3D N-S程序进行另外的修改。叶片造型（三元）—叶片的三元优化造型 3DN-S程序与S2-S1程序相配合, 能在一定程度上算出风扇压气机内流场的细微结构, 这对控制二次流损失、激波邓村面层干扰损失等是有利的。但由于目前3DN-S程序计算精度还不够高,所以对叶片的三元修改不可能完全依靠计算, 还需经验和技巧。GE公司为发展先进的复合弯扭叶片, 在低速模拟试验器上进行了多种叶片的试验研究。RR 公司的Gallimore认为3DN-S计算用于修改叶片时还应凭经验来判断。放大尺寸的试验件研究—多级核心压气机研究平台

高压比吸附式压气机级气动性能设计与分析

2翻译部分高压比吸附式压气机级气动性能设计与分析摘要在轴流压气机中，可以通过附面层抽吸的方法来对叶片和端壁附面层区域的逆压梯度进行控制从而提高压比。这个概念已经在一个最高速度为1500英尺每秒，总压比为3.5的独特的吸附式压气机的设计与分析中被验证。吸气级是将轴对称的通流程序与一个具有反设计能力的准三维叶片程序搭配而设计的，完成之后用三维NS方程进行了计算验证。为了满足一个4%的入口质量流量的总吸要求在转子和静子吸力面安装了沿着翼展方向的槽，3%的额外抽吸也将需要在轮毂和缸盖的激波位置附近完成。除了在端壁区域，设计的三维粘性的评价结果与准三维设计意图高度一致。三维粘性分析预测的质量平均在转子等熵效率为93%、总压比为3.7和在总压比为3.4、等熵效率为86%的级中。 2.1专业符号 H——滞止焓 r——半径方向 U——附面层边缘速度 H ——运动状态参数 k M——马赫数 x——轴向方向 P——压力δ*——位移厚度 U——叶片速度 e——动量厚度 m’——弧长ρ——密度 r——半径方向η——等熵效率 u——附面层边缘速度ω——损失系数 2.2脚注 O——停滞，总量 isen——等熵 1，2——叶片入口，出口 suct——吸入 e——附面层 v——粘性 2.3介绍 Kerrebrock解决了热力学对发动机性能的影响，他和其他人讨论了吸气时压气机的相关概念，并且描述了一个实验，此实验研究了附面层吸除对于跨声速压气机吸力面的影响。在Kerrebrock等人1996年的在一个系列的涵盖了最高速度从700至1500英尺/秒，压比从1.5到3的吸附式压气机的设计中呈现出了新的结果，设计研究清楚地表明，级做功的增加，可以实现压气机吸气的愿望。这些努力仅仅代表了在回答是否抽吸会导致改善发动机性能整体问题过程的第一步。最后的答案取决于吸入对发动机的重量和燃油消耗的影响。这些反过来又依赖于整合吸气级进入发动机的细节。特别是，对循环效率的净效应取决于有多少的放气流的能量可以回收，并且放气流在发动机系统的利用，例如冷却。这些问

离心压气机设计方法综述--

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，使用该方法设计前倾后弯曲线不太可能。于是产生了离心压气机叶轮的“骨架成型法”，这种方法可以弥补“双补转中心法”的不足。但是，成型后弯叶片时，需要数控铣床。早期设计离心压气机叶轮时，设计人员认为叶片型线是由二次曲线组成的，如使用圆弧线，抛物线等代表叶型、轮缘、轮毂型线形状。使用二次曲线表示的叶片型线形状的一般表达式为 f ez dr cz brz ar +++++=2222 2γθ 式中，r 为半径，z 为叶轮轴向坐标，a,b,c,d,e,f 为系数。系数决定叶轮进口角度和叶型型线。Eckerdt 即采用上式设计了Eckerdt 叶轮。Whitfield 等人认为叶轮型线可由下式表示：

螺杆压缩机系统装置设计

摘要螺杆空气压缩机(又称为双螺杆压缩机)是机电一体化的工业产品，用途非常广泛，其简称：螺杆压缩机。20世纪30年代，瑞典工程师Alf Lysholm在对燃气轮机进行研究时，希望找到一种作回转运动的压缩机，要求其转速比活塞压缩机高得多，以便可由燃气轮机直接驱动，并且不会发生喘振。为了达到上述目标，他发明了螺杆压缩机。在理论上，螺杆压缩机具有他所需要的特点，但由于必须具有非常大的排气量，才能满足燃气轮机工作的要求，螺杆压缩机并没有在此领域获得应用。1937年，Alf Lysholm 终于在SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机，并取得了令人满意的测试结果。随后持续的基础理论研究和产品开发试验，螺杆压缩机才真正发展起来，并且其性能也在不断的完善。螺杆压缩机具有结构简单、运行可靠及操作方便等一系列独特的优点，广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门。在宽广的容量和式况范围内，逐步替代了其它种类的压缩机，统计数据表明，螺杆压缩机的销售量已占其它容积式压缩机销售量的80%以上，在所有正在运行的容积式压缩机中，有50%的是螺杆压缩机。螺杆压缩机具有结构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点。关键词：螺杆压缩机主机阴、阳转子接触线型线容积

第一章螺杆压缩机的现状和意义螺杆压缩机广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门，在宽广的容量和式况范围内，逐步替代了其它种类的压缩机，统计数据表明，螺杆压缩机的销售量已占其它容积式压缩机销售量的80%以上，在所有正在运行的容积式压缩机中，有50%的是螺杆压缩机。今后螺杆压缩机的市场份额仍将不断的扩大。 20世纪30年代，瑞典工程师Alf Lysholm在对燃气轮机进行研究时，希望找到一种作回转运动的压缩机，要求其转速比活塞压缩机高得多，以便可由燃气轮机直接驱动，并且不会发生喘振。为了达到上述目标，他发明了螺杆压缩机。在理论上，螺杆压缩机具有他所需要的特点，但由于必须具有非常大的排气量，才能满足燃气轮机工作的要求，而螺杆压缩机只能提供中等排气量，因此并没有在此领域获得应用。但尽管如此，Alf Lysholm及其所在的瑞典SRM公司，为螺杆压缩机能在其它领域的应用，继续进行了深入的研究。1937年，Alf Lysholm 在SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机，并取得了令人满意的测试结果。 1946年，位于苏格兰的英国 James Howden 公司，第一个从瑞典SRM公司获得了生产螺杆压缩机的许可证。随后，欧洲、美国和日本的多家公司也陆续从瑞典SRM公司获得了这种许可证，从事螺杆压缩机的生产和销售。最先发展起来的螺杆压缩机是无油螺杆压缩机。 1957年喷油螺杆空气压缩机投入了市场应用。 1961年又研制成功了喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。过随后持续的基础理论研究和产品开发试验，通过对转子型线的不断改进和专用转子加工设备的开发成功，螺杆压缩机的优越性能得到了不断的发挥。压缩机可分二大类，容积式压缩机和动力式压缩机。容积式压缩机又可分往复式和回转式。回转式压缩机可分单轴和双轴或多轴。本可题研究的是螺杆空气压缩机，属于双轴压缩机。螺杆压缩机--是回转容积式压缩机，在其中两个带有螺旋型齿轮的转子相互啮合，从而将气体压缩并排出。用可靠性高的螺杆式压缩机取代易损件多，可靠性差的活塞式压缩机，已经成为必然趋势。日本螺杆压缩机1976年仅占27%，1985年则上升到85%。目前西方发达国家螺杆压缩机市场占有率为80%，并保持上升势头。螺杆压缩机具有结构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点。

航空发动机压气机叶片设计

Copyright ? 2000-2006. All rights reserved SoftInW ay, In c., 35 Corpo rate Dr., Burlington, MA 01803. Tel: (781)685-4942 https://www.360docs.net/doc/a6450197.html, TURBOMACHINERY DESIGN WITH AxSTREAM? DESIGN OF THE 43.3" LSB The Design of the Last Stage (L-0) of the steam turbine LP is a compromise between creating the aerodynamically perfect set of blade profiles and making it fitted the requirements of durability and reliability. This takes a large amount of time and efforts, requires high skilled designers and is a real bottle-neck of a whole design process. AxSTREAM ? provides designers with the complex solution of gasdynamic / structural design and optimization for L-0. Additionally, the airfoils profiling / stacking with regard to the stresses caused by the centrifugal forces and aerodynamic loads are performed. The result of design with AxSTREAM ? is a 3D model of blade surface and geometry representation suitable to immediate building the models for 3D CFD simulation with CFX and FLUENT. The design capabilities provided by AxSTREAM ? dramatically reduce time consumption for the L-0 stage design. The link below leads to an example of AxSTREAM ?-aided design of the 43.31" blade (D/l = 2.37) at 3000rpm. The stage power is 19 MW, efficiency - 62 %. Totally, the design procedure takes near 30 hours. At that, 12 hours have been spent on calculation and optimization of the stage with concern on the flow irregularity along the blade height, while the rest of time was dedicated to the airfoils profiling considering actual flow characteristics, stress distribution and smoothness of the blade surface.

压气机

西安航空职业技术学院毕业设计论文涡扇发动机的压气机部件

目录 1概述 ................................................................................................................................................................ 2压气机的分类以及结构特点 ....................................................................................................................... 2.1 .................................................................................................................................................................. 2.2 .................................................................................................................................................................. 2.3 ................................................................................................................................................................. 2.3.1 ........................................................................................................................................................... 2.3.2 ........................................................................................................................................................... 2.3.3 ........................................................................................................................................................... 2.3.4 ........................................................................................................................................................... 2.3.5 .......................................................................................................................................................... 3压气机的工作原理 ........................................................................................................................................ 3.1离心式压气机的工作原理...................................................................................................................... 3.2轴流式压气机的工作原理...................................................................................................................... 4压气机的材料 ............................................................................................................................................... 5 6压气机常见故障的诊断以及维修 ................................................................................................................ ...................................................................................................................................................................... 谢辞 ............................................................................................................................................................... 参考文献 ........................................................................................................................................................... 附录 ................................................................................................................................................................

制冷系统设计步骤

一、设计任务和已知条件根据要求，在地区，以风机盘管为末端装置，冷冻水温度为7℃，空调回水温度为11℃，总制冷量为400KW，冷却水系统选用冷却塔使用循环水。二、制冷压缩机型号及台数的确定 1、确定制冷系统的总制冷量制冷系统的总制冷量，应该包括用户实际所需要的制冷量，以及制冷系统本身和供冷系统冷损失，可按下式计算：式中——制冷系统的总制冷量（KW） ——用户实际所需要的制冷量（KW） A——冷损失附加系数。一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW时，A=0.15~0.20；当空调制冷量为174~ 1744KW时，A=0.10~0.15；当空调制冷量大于1744KW时，A=0.05~0.07；对于直接供冷系统，A=0.05~0.07。 2、确定制冷剂种类和系统形式根据设计的要求，选用氨为制冷剂并且采用间接供冷方式。 3、确定制冷系统设计工况确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。有关主要工作参数的确定参考《制冷工程设计手册》进行计算。确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。 ①、冷凝温度（）的确定从《制冷工程设计手册》中查到地区夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃）℃

对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算： ℃ 式中——冷却水进冷凝器温度（℃）； ——当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃）； ——安全值，对于机械通风冷却塔，=2~4℃。冷却水出冷凝器的温度（℃），与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。按下式确定：选用立式壳管式冷凝器=+（2~4）=31.2+3=34.2℃ 注意：通常不超过35℃。系统以水为冷却介质，其传热温差取4~6℃，则冷凝温度为 ℃ 式中——冷凝温度（℃）。 ②、蒸发温度（）的确定蒸发温度是制冷剂液体在蒸发器中汽化时的温度。蒸发温度的高低取决于被冷却物体的温度及传热温差，而传热温差与所采用的载冷剂（冷媒）有关。系统以水为载冷剂，其传热温差为℃，即 ℃