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航空发动机压气机系统性能概述

【摘要】:常用两条曲线描述压气机性能的典型特点[5][6][31]:压力—流量曲线和效率—流量曲线。无论是轴流式还是离心式压气机,压力和效率随流量的变化趋势均是如此。一个好的压气机设计通常是效率要高,同时工作范围要尽可能宽广。图2-28 仅表示在某固定转速下的性能曲线,绘制不同转速下的性能曲线就形成了完整的压气机性能图。在工程上,常用的压气机特性线如图 2-29 所示。

常用两条曲线描述压气机性能的典型特点[5][6][31]:压力—流量曲线和效率—流量曲线。在不同的教材以及学术论文中,这两条曲线的横坐标(质量流量、体积流量或量纲为1 的流量系数)和纵坐标(压力、增压比,以及等熵效率、多变效率或系统效率)各不相同,但曲线的基本意义相同。因此,选择使用“流量”为横坐标、“压力”和“效率”为纵坐标,得到的压气机性能曲线如图2-28 所示。设计点处于流量范围的中间,此处效率为峰值。当流量增加时会导致效率和压力下降,流量减少时会引起压力升高和效率下降。无论是轴流式还是离心式压气机,压力和效率随流量的变化趋势均是如此。

压气机正常工作是有一个范围的,从低流量失速状态到大流量堵塞状态,对应的攻角也有一个由正到负的变化范围(如上例所示,+10°~-10°)。一个好的压气机设计通常是效率要高,同时工作范围要尽可能宽广。在设计中这两个目标往往相互矛盾,所以设计者要权衡后再进行选择。图2-28 仅表示在某固定转速下的性能曲线,绘制不同转速下的性能曲线就形成了完整的压气机性能图。在工程上,常用的压气机特性线如图 2-29 所示。

图2-28 压气机性能——压力和效率随质量流量变化曲线

图2-29 压气机特性图