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飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)為什么要分好多級,它的每一級葉片角度是怎樣工作原理?

作者:Anita 發(fā)布時(shí)間: 2022-01-31 11:35:06

簡介:】這個(gè)問題比較復(fù)雜,可以當(dāng)我們研究生畢業(yè)論文去寫了...這只能給你說個(gè)大概了。首先壓氣機(jī)每一級葉片都是分為靜葉和動(dòng)葉的(不是你說的風(fēng)扇,那個(gè)只有一級動(dòng)葉),渦輪做功帶動(dòng)前面的

這個(gè)問題比較復(fù)雜,可以當(dāng)我們研究生畢業(yè)論文去寫了...這只能給你說個(gè)大概了。首先壓氣機(jī)每一級葉片都是分為靜葉和動(dòng)葉的(不是你說的風(fēng)扇,那個(gè)只有一級動(dòng)葉),渦輪做功帶動(dòng)前面的壓氣機(jī)的動(dòng)葉(也可以理解為轉(zhuǎn)子)旋轉(zhuǎn)對從進(jìn)氣道進(jìn)來的空氣進(jìn)行壓縮。它并不是你說的每一級的速度是一樣的,壓氣機(jī)整體是收縮的通道,空氣壓縮后體積變小了,最多也只能說是角速度一樣;在級與級之間的每一級的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的角度(這里面是有很多角度的)也是不同的,這個(gè)主要根據(jù)設(shè)計(jì)人員來決定,考慮的因素會很多,不僅僅是只考慮壓縮比的因素(效率、空間、防止喘振和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)之間配合等等)。還有一個(gè)問題,壓氣機(jī)是增壓減速的,最好可以減速到零,動(dòng)壓力全部轉(zhuǎn)化為靜壓力(當(dāng)然這幾乎是不可能的)??刹皇悄阏f的加速啊??梢院唵蝸碚f壓氣機(jī)工作原理,動(dòng)葉起到壓縮的作用,可是由于動(dòng)葉旋轉(zhuǎn)后(目前常用的是軸流式壓氣機(jī))將會使得空氣具有一個(gè)切向的速度,所以無法直接立刻進(jìn)入下一級動(dòng)葉進(jìn)行壓縮,需要一級靜葉使得空氣再只進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)(切向速度為零);靜葉的作用是保證壓氣機(jī)的壓氣效率。目前的軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)的級數(shù)6、7級左右,總壓縮比在25+,開始的幾級壓縮比很高,后幾級壓縮比也就1.0X,主要是為了保證效率,和以一個(gè)穩(wěn)定的流場進(jìn)入燃燒室,從而提高燃燒效率;民用的級數(shù)更多10+,總壓縮是越高越好,(這個(gè)和經(jīng)濟(jì)性相關(guān))有40+。只能說成這樣了,我就不找個(gè)大段的文章粘過來給你看了,如果你想具體從原理到設(shè)計(jì)的了解航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)工作原理,可以自己去找本書看看,相關(guān)的:葉輪機(jī)工作原理,流體力學(xué)等等

每一級壓氣機(jī)包括一個(gè)固定在機(jī)匣上的導(dǎo)向葉輪,導(dǎo)向葉片之后是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子葉輪。空氣首先經(jīng)過導(dǎo)向葉片,以一定的流速和方向進(jìn)入后面的轉(zhuǎn)子葉片,轉(zhuǎn)子葉片對空氣做功,使氣體壓縮,升溫。然后進(jìn)入下一級壓氣機(jī)的導(dǎo)向葉片,調(diào)整方向之后再進(jìn)入后面的轉(zhuǎn)子葉片,繼續(xù)對空氣做功,使之進(jìn)一步壓縮。。。。若干次之后,空氣被壓縮到很高的壓力和溫度,就進(jìn)入燃燒室和燃油噴霧混合,點(diǎn)火燃燒了。燃燒后產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?,從燃燒室出來,推?dòng)各級渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),將燃燒的能量轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)功率,帶動(dòng)前面的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和風(fēng)扇(或螺旋槳)。壓氣機(jī)每一級的葉片轉(zhuǎn)速和角度都不一樣,葉片翼型也不一樣,而且氣流通道一直變化,越往后越窄,是逐級壓縮的。最根本的原因,是壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片對氣流做功了,能量的轉(zhuǎn)換,上過中學(xué)物理課都應(yīng)該知道的。以常見的軸流式燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)為例,從前往后,依次是風(fēng)扇(或螺旋槳,轉(zhuǎn)速最低)、低壓壓氣機(jī)(若干級,轉(zhuǎn)速低)、高壓壓氣機(jī)(若干級,轉(zhuǎn)速高)――進(jìn)入燃燒室,燃燒后流出高能量的燃?xì)猕D―高壓渦輪(若干級,帶動(dòng)前面的高壓壓氣機(jī)葉片,轉(zhuǎn)速高)、低壓渦輪(若干級,帶動(dòng)前面的低壓壓氣機(jī),轉(zhuǎn)速低)、動(dòng)力渦輪(若干級,帶動(dòng)前面的風(fēng)扇或螺旋槳),最后排出發(fā)動(dòng)機(jī)。

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