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飞机发动机的压气机为什么要分好多级,它的每一级叶片角度是怎样工作原理?

作者:Anita 发布时间: 2022-01-31 11:35:06

简介:】这个问题比较复杂,可以当我们研究生毕业论文去写了...这只能给你说个大概了。首先压气机每一级叶片都是分为静叶和动叶的(不是你说的风扇,那个只有一级动叶),涡轮做功带动前面的

这个问题比较复杂,可以当我们研究生毕业论文去写了...这只能给你说个大概了。首先压气机每一级叶片都是分为静叶和动叶的(不是你说的风扇,那个只有一级动叶),涡轮做功带动前面的压气机的动叶(也可以理解为转子)旋转对从进气道进来的空气进行压缩。它并不是你说的每一级的速度是一样的,压气机整体是收缩的通道,空气压缩后体积变小了,最多也只能说是角速度一样;在级与级之间的每一级的压气机转子的角度(这里面是有很多角度的)也是不同的,这个主要根据设计人员来决定,考虑的因素会很多,不仅仅是只考虑压缩比的因素(效率、空间、防止喘振和发动机结构之间配合等等)。还有一个问题,压气机是增压减速的,最好可以减速到零,动压力全部转化为静压力(当然这几乎是不可能的)。可不是你说的加速啊。可以简单来说压气机工作原理,动叶起到压缩的作用,可是由于动叶旋转后(目前常用的是轴流式压气机)将会使得空气具有一个切向的速度,所以无法直接立刻进入下一级动叶进行压缩,需要一级静叶使得空气再只进行轴向运动(切向速度为零);静叶的作用是保证压气机的压气效率。目前的军用航空发动机压气机的级数6、7级左右,总压缩比在25+,开始的几级压缩比很高,后几级压缩比也就1.0X,主要是为了保证效率,和以一个稳定的流场进入燃烧室,从而提高燃烧效率;民用的级数更多10+,总压缩是越高越好,(这个和经济性相关)有40+。只能说成这样了,我就不找个大段的文章粘过来给你看了,如果你想具体从原理到设计的了解航空发动机的压气机工作原理,可以自己去找本书看看,相关的:叶轮机工作原理,流体力学等等

每一级压气机包括一个固定在机匣上的导向叶轮,导向叶片之后是安装在发动机转轴上的转子叶轮。空气首先经过导向叶片,以一定的流速和方向进入后面的转子叶片,转子叶片对空气做功,使气体压缩,升温。然后进入下一级压气机的导向叶片,调整方向之后再进入后面的转子叶片,继续对空气做功,使之进一步压缩。。。。若干次之后,空气被压缩到很高的压力和温度,就进入燃烧室和燃油喷雾混合,点火燃烧了。燃烧后产生高温高压的燃气,从燃烧室出来,推动各级涡轮转动,将燃烧的能量转化为转动功率,带动前面的压气机转子和风扇(或螺旋桨)。压气机每一级的叶片转速和角度都不一样,叶片翼型也不一样,而且气流通道一直变化,越往后越窄,是逐级压缩的。最根本的原因,是压气机转子叶片对气流做功了,能量的转换,上过中学物理课都应该知道的。以常见的轴流式燃气涡轮发动机为例,从前往后,依次是风扇(或螺旋桨,转速最低)、低压压气机(若干级,转速低)、高压压气机(若干级,转速高)――进入燃烧室,燃烧后流出高能量的燃气――高压涡轮(若干级,带动前面的高压压气机叶片,转速高)、低压涡轮(若干级,带动前面的低压压气机,转速低)、动力涡轮(若干级,带动前面的风扇或螺旋桨),最后排出发动机。

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