离心式压气机主要由叶轮、扩压器和进气系统组成，如图3－3 所示。图3-3双面离心压气机示意图1—前进气机匣；2—压气机排气机匣；3—旋转叶轮；4—连接涡轮的叶轮轴；5—进气斜槽；6—后进气机匣；7—扩压器；8—涡流导叶；9—叶轮叶轮含有一锻造的盘，在一侧或两侧上有整体式径向配置的导向叶片，与压气机机匣一起形成了收敛通道。扩压器组件可以和压气机机匣制造成一整体件，或者是一单独连接的组件。......
2023-07-30
航空发动机工程通论：压气机分类
【摘要】：每一对转子和静子在一起称为轴流式压气机的“一级”。图2-22压气机的形式轴流式；离心式；斜流式2.5.1.1轴流式压气机轴流式压气机通常由几排叶片组成，且每排叶片沿圆周方向分布。
就一般意义而言，压气机就是通过其运动部件向气体中加入能量，以提高气体压力的一种机械装置，这个过程被称为压缩。完成压缩有两种基本的方式：一种是减小气体的体积；另一种是增加气体速度。采用第一种方式的压气机称为正位移式压气机或者容积式压气机；采用第二种方式的压气机称为动能式压气机或者速度型压气机。由于航空发动机是连续供气的，工作中没有密闭的空间，因此只采用动能式压气机。
动能式压气机是通过转子增加连续气流的动能，然后使气流通过静子或扩压器将动能转化为静压，以实现压力提高的。在动能式压气机中，气流随着转子旋转并向下游运动。按照气流离开转子区的流动方式可将动能式压气机分为轴流式和离心式。在轴流式压气机中，气流的流动方向平行于压气机的旋转轴。在离心式压气机中，气流可能是轴向进入，但以垂直于旋转轴的径向方向离开转子，此时离心力在其压缩过程中起着重要作用。如果气流大致是以轴向和径向中间的某个角度离开转子，那么这类压气机称为斜流式压气机或混流式压气机。以上3 类压气机如图2－22 所示。
图2-22 压气机的形式
（a）轴流式；（b）离心式；（c）斜流式
2.5.1.1 轴流式压气机
轴流式压气机通常由几排叶片组成，且每排叶片沿圆周方向分布。其中的一些叶片称为转子，它们被安装在轮毂上并由轴带动而高速旋转；其余的若干排叶片是静止不动的，称为静子。转子与静子交替排列，转子在前、静子在后。每一对转子和静子在一起称为轴流式压气机的“一级”。气流在转子中加速，随后在静子中扩压并改变流动方向，重新平行于转轴，以满足下一级压气机或下游部件燃烧室的进口要求。通常多级轴流式压气机的单级增压比为1.2～1.6，气流顺序流过一级又一级，压力被逐步提高，密度也相应增加。因此，为了保证压气机的性能，就将气流的流通通道不断变窄，以使气流保持合适的轴向速度。
轴流式压气机的优点是流量大、迎风面积和横截面积都比较小，具有很高的效率（达到甚至超过90%），非常适用于大、中型航空发动机。为了获得足够高的压力，轴流式压气机通常需要很多级。因此，与离心式压气机相比，轴流式压气机更为复杂，加工成本更高。
2.5.1.2 离心式压气机
离心式压气机采用一个旋转轮，通常称为叶轮，如图2－23 所示，气体由轴向进入装置，并在叶轮通道内做向外的径向运动，以到达叶轮的外缘。由于叶轮旋转不断做功的作用，气体得到加压和加速，在高半径处以垂直于轴线的方向流出。尽管叶轮进、出口两处的角速度相同，但出口处叶轮的圆周速度比进口处高很多，所以气流动能比在单级轴流压气机中增加得更多，随后的扩压器使气流速度降低，静压得到进一步提高。
图2-23 离心式压气机工作原理
单级离心式压气机的增压比比单级轴流式压气机高得多，通常单级可达4～5。其优点是转子刚性较好、级数少、结构简单、维修方便、成本低。但是，其迎风面积大，从而带来了更大的流动阻力，而且空气流量受限。它主要用于小型涡轮发动机和辅助动力装置中。
地面应用时，由于对重量和尺寸等限制不高，所以可以采用多级形式的离心式压气机，以获得非常高的压力（几十兆帕），可将其广泛应用于需要连续运行的工业领域中，如炼油、化工和石油化工厂，以及天然气加工厂。
2.5.1.3 斜流式压气机
斜流式压气机，也称为混流式压气机，兼顾了轴流式和离心式压气机的优点与缺点。其气流出口平均直径大于进口平均直径，气流在叶轮出口处沿轴向和径向都具有速度，随后的扩压器将其运动速度逐渐变为沿轴向的流动。斜流式压气机的扩压器直径一般比离心式的小，这就改进了离心式压气机迎风面积大的缺点。理论上斜流式压气机应该有很大的应用前景，但实际上很少使用。
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