燃气轮机5-储运

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1、第二章压气机压气机的特点及应用；轴流式压气机级、基元级的工作原理；轴流式压气机中的能量损失；多级压气机；压气机变工况工作特性；压气机喘振及防止方法。2-0概述一、功能压气机是燃气轮机的一个重要组成部分主要作用：提高气体的压力，连续不断地向燃烧室提供高压气体。二、分类三、特点及应用结构转速单级压比流量效率应用活塞式复杂低大(6~10)流量小(余隙容积)低打气筒，刹车器等（周期性供气）离心式简单高级压比较大(<5)级数少流量小(材料限制)较低内燃机；小型燃机装置（连续性供气）轴流式简单高级压比小(1

2、.15~1.35)级数多流量大高大、中型燃机（连续性供气）主要介绍轴流式压气机的基本理论。（有些原理及方法也适用于离心式压气机）2-1轴流式压气机级的工作原理一、轴流式压气机气体质点大体沿着与旋转轴平行的圆柱形回转面上运动。燃气轮机中，轴流式压气机一般是多级的，一种回转式机械。1、结构简介通常，轴流式压气机有两部分组成：定子部分和转子部分。（1）压气机的定子部分（静子）机壳（气缸）及固定在其上的静叶片、进出口导向叶片等零件，这部分固定不动。气缸静子的核心，其他静子部件固定在上面。整台机组的承力骨

3、架，承受机组的重量、压缩空气的内压力以及其它的作用力。气缸的主要矛盾是刚性，目前广泛采用气缸外表面加筋来提高其刚性，以减小振动、变形，提高效率。静叶静子：由若干圈安装在机壳（气缸）上的叶片组成。导流器或静叶栅：静子上的一圈叶片。导流叶片或静叶：组成导流器的叶片。静叶的功能：把气流动叶片获得的动能转变为压力能，以提高静压，同时使气流转弯以适应下级动叶的进口方向。〈扩压、导流〉（2）压气机的转子部分（转子）压气机的旋转部件，包括轮盘、轴、动叶以及装在一起的其它零件，如联轴器、气封等。转子由许多叶片安

4、装在轮盘或整体式的轮毂上，与主轴一起组成的高速回转部件,对强度有较高的要求。它把从涡轮转来的扭矩传给动叶以压缩空气，提高气流静压和动能。〈扩压、增速〉动叶栅或工作叶栅：安装在转轮上的一圈叶片（一个叶列）。动叶或工作叶片：动叶栅中的叶片。工作叶轮：每列动叶栅与带动它的转盘部分一起组成。将转子上的机械功传给气体，增加气体的压能和动能。（3）压气机的通流部分轴流式压气机内的动叶栅和静叶栅在轴线方向交替排列，每一列动叶栅后面都有一列静叶栅。由各列叶栅的通道组成压气机轴向通道，就是气体的流动通道，称为压气

5、机的通流部分。在压缩的过程中，气体压力升高、密度不断增大，则气体容积逐级降低；由于气体的轴向速度基本不变，则压气机的通流部分应逐级收敛，即沿气流流动的轴向方向上，叶片的高度是不断缩短的。进气管：压气机机壳进口处的气流通道。进口收敛器：布置在进气管的后面。使进入压气机的气流获得适当的加速，保证进口导流器前的气流具有均匀的速度场和压力场。进口导流器：位于第一个工作轮前面的一列静叶片，均匀在气缸上。使气流沿叶片高度以一定速度和方向进入第一级工作叶轮中。出口导流器：最后一级静叶栅后面、均匀在气缸上的一列

6、导向叶片。使最末一级静叶片出来的气流沿叶片高度转变为轴向流动。出口扩压器：在压气机通流部分出口、输气管前面形成的一段环形结构。使出口导流器中流出的气流均匀地减速，将部分剩余的动能（余速）进一步转化为压力能。输气管：压气机机壳出口处的气流通道。2、轴流式压气机级（1）定义一列动叶栅和它后面的一列静叶栅共同组成轴流式压气机的一个级。通常是由若干个级串联组成的多级压气机，各级的工作原理类似。压气机级的工作原理是基础。由于单级压比较小，大约1.15~1.35，若总压比为6~17，那么需要8~16级组成的

7、多级压气机。（2）级的简图主要结构参数①轮毂直径：级的内径Dh；②机壳直径：级的外径Dt；③平均直径Dm：通常按等分通流面积计算有时按算术平均值计算④径向间隙sr；⑤轴向间隙sx。srsx通流部分主轴工作叶轮三个特征截面：1-1动叶进口；2-2动叶出口（静叶进口）；3-3静叶出口。（3）压气机级内气流参数的变化规律在动叶进口截面1-1处，气流静压力p1、温度T1、流速c1。当气流流过动叶栅时，动叶对气流做功，将轴上的机械能转换成气体的能量（焓及动能增加）。则在动叶出口截面2-2处，气流静压力、

8、温度及速度都提高了。但气流在动叶中的相对速度w减小。当气流流过静叶栅时，静叶栅的渐扩通道使气流动能变成压力能，则气流流速下降，静压力进一步提高，温度稍有增加。二、基元级及其速度三角形1、基元级概念选取方法：在压气机级的某一半径R处，沿径向取一个很小的厚度R，这样形成的一个薄环。一个与压气机轴线同心的、包括级的一列动叶栅和一列静叶栅的正圆柱形薄环。一个压气机级可认为由相当多的基元级叠加而成。RR选取目的：简化级内气体的流动实际压气机叶栅内的气体流动是复杂的三元流动，气流参数在轴向、径向及圆方向