US1050CM图2-4 单面叶轮和双面叶轮

原理和应用,叶轮或称转子由涡轮驱动高速旋转,空气连续地吸人叶轮的中心。离心力的作用使空气沿导向叶片径向向外流向叶轮尖部,使空气加速并造成压力升高。空气离开叶轮后进人扩压器段,那里的通道呈扩张形,将大部分动能转化成压力能。通常在设计这种压气机时要使压力升高值的一半在叶轮中完成,另一半在扩压器中完成(见图2-5)。

图2-5 离心式压气机中的压力和速度变化

扩压器离心式压气机的主单级比高,现代离心压气机压比可达15:1,离心式压气机稳定工作范围宽,功它的流动损失损失更大,不适于用多级,仅2级串离心式机的低,一般只有83%~85%,80%积的流通能力低,迎风面积大,蓠、式压气机主要用于小型涡轴、涡桨发动机以及APU上。它也与轴流式压气机配合作为压气机的最后一级,用于某些涡扇型发动机上,如BAe146飞机的ALF502发动机。

叶轮阻力大,工作原理工作期间转子由涡轮带动高速旋转,于是空气被连续不断地吸人压气机。旋转的叶片使空气加速,将其推向后排相邻的一排静子叶片。转子传给空气的能量使压力升高,并提高了空气的速度。然后,空气在随后的静子通道中减速(扩压)并将动能转换成压力。静子叶片还对转子叶片加于空气的偏斜起矫正的作用,并将空气送到下一级转子叶片上去。最后一叶片通气的作用,去除空气的漩流,使之以比较均匀的轴向速度进人燃烧系统(见图2-7)。

图2-7 轴流式压气机中压力和速度的变化

转子叶片静子叶片,轴流式压气机和离心式压气机各有优点和缺点。在最佳的压气机转速,轴流式压气机比离心式压气机更有效。用轴流式压气机比用离心式压气机有较小的阻力,这是因为有较小的迎风面积。用轴流式压气机通过增加级数能够达到高的总增压比。离心式压气机每级有非常高的压力升;离心式压气机制造简单,成本低;离心式压气机比轴流式压气机有较低的重量;离心式压气机比轴流式压气机发动机启动时需要较小的功率。

压气机特性,基元级速度三角形,为研究压气机的工作特性,从速度三角形入手。基元级包括一级转子和一级静子。这两进口压力速度出口,排叶栅中动叶叶栅,以圆周速度(牵连速度)运动,静叶叶栅是静止不发错了的。从静叶出来的构成了速度角形,下标以①表示进口,以②表示出口(见图2-8)。