飞机压气机为什么是收缩型的通道?

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  • 这个问题比较复杂,可以当我们研究生毕业论文去写了... 这只能给你说个大概了。 首先压气机每一级叶片都是分为静叶和动叶的(不是你说的风扇,那个只有一级动叶),涡轮做功带动前面的压气机的动叶(也可以理解为转子)旋转对从进气道进来的空气进行压缩。它并不是你说的每一级的速度是一样的,压气机整体是收缩的通道,空气压缩后体积变小了,最多也只能说是角速度一样;在级与级之间的每一级的压气机转子的角度(这里面是有很多角度的)也是不同的,这个主要根据设计人员来决定,考虑的因素会很多,不仅仅是只考虑压缩比的因素(效率、空间、防止喘振和发动机结构之间配合等等)。 还有一个问题,压气机是增压减速的,最好可以减速到零,动压力全部转化为静压力(当然这几乎是不可能的)。可不是你说的加速啊。 可以简单来说压气机工作原理,动叶起到压缩的作用,可是由于动叶旋转后(目前常用的是轴流式压气机)将会使得空气具有一个切向的速度,所以无法直接立刻进入下一级动叶进行压缩,需要一级静叶使得空气再只进行轴向运动(切向速度为零);静叶的作用是保证压气机的压气效率。 目前的军用航空发动机压气机的级数6、7级左右,总压缩比在25+,开始的几级压缩比很高,后几级压缩比也就1.0x,主要是为了保证效率,和以一个稳定的流场进入燃烧室,从而提高燃烧效率;民用的级数更多10+,总压缩是越高越好,(这个和经济性相关)有40+。 只能说成这样了,我就不找个大段的文章粘过来给你看了,如果你想具体从原理到设计的了解航空发动机的压气机工作原理,可以自己去找本书看看,相关的:叶轮机工作原理,流体力学等等
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  • 气流流过压气机的时候,其静压是不断增高的,因此密度也在不断的增大,而质量流量又是连续的,因此如果流道不收缩的话,压气机的轴向速度会越来越小。过小的轴向速度会使处于逆压力梯度中的压气机中的反流趋势更加明显,附面层等二次流动更加复杂,压气机则容易进入不稳定工况。因此为了配合气体状态的变化,压气机中的流道都是沿轴向收缩的。 多说几句,通常压气机的通道中轴向速度的变化并不怎么剧烈,经过动叶时绝对速度增大(相对速度减小),经过静叶时绝对速度减小;另外,你提到的流道收缩现象在常规压气机中可能不很明显,但在高负荷压气机中,出口的静压往往可达入口静压的2.5—3倍,因此流道收缩是非常剧烈的。 祝好 ——HCL
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