压气机的设计过程
压气机的设计过程
设计过程大致可分为五个密切相关的步骤即初步设计、S2通流计算、叶片造型（二元）、叶片造型（三元）和放大尺寸的试验件研究。这五个步骤环环相扣, 每个阶段采用不同层次的数学物理模型和经验数据, 相互补充, 相互交叉检验, 最终将设计风险降到最小。西方研制的压气机效率较高, 是与这种设计体系有关的。以下对各设计步骤作简要说明。
初步设计—事先从整体上论证、预估所设计的风扇压气机方案的可行性
初步设计从压气机总性能的设计要求出发, 采用1D平均流线分析程序和经验数据, 计算出负荷的轴向匹配, 并估算压气机性能（流量、压比、效率和喘振裕度）, 确定内外环壁形状、级数和总长度等。PW、RR和GE等公司都是这样做的。初步设计十分重要, 而且需要较多的经验。如这一步犯了基本的错误, 例如选取了较少的级数和较短的长度, 致使叶片负荷过高和展弦比太大, 在以下的通流计算和叶型设计中将无法纠正。初步设计确保了整个设计方案的可行性。
通流设计—S2程序与经验输入的协调设计
采用S2程序及损失等经验数据, 解决流场的径向平衡和匹配。开始时叶片展向压比和效率值取自初步设计, 此后在迭代中可进一步修正叶型损失和落后角这些经验数据。采用扩散因子以及静子根部马赫数限制等准则, 可以得到各流面叶栅的马赫数、气流转折角、扩散因子等的合理值。在多级压气机中的通流设计中, 环壁堵塞系数的选取
十分关键。如果选取不准, 则某些级流量会偏离设计点而导致整个压气机前后级不匹配。另外, 为考虑径向掺混的影响, 通流设计程序中的掺混系数等还须与试验相配合, 进而加以确定, 详见3.5节。
叶片造型（二元）—任意叶型的气动优化造型
20世纪70年代以前, 大多采用标准叶型和经验数据关联进行几何造型。目前英、法、德的发动机公司已采用S1BYL2、MISES等S1程序进行任意叶型的气动造型。即通过S2-S2系统, 用S1正问题程序反复计算和修改叶型, 采用叶表面速度分布、损失系数以及叶面附面层参数等准则, 使叶型得以气动优化。而美国的发动机公司虽没有报道S1程序的名称, 但如NAFCOT计划, 实际上也采用功能相同的S1程序, 即2DEuler解内含该公司积累的经验数据。这种二元造型法在叶高的大部分区域内是适用的, 但对叶尖、叶根等三元流动较强的区域, 以及弓形静子、前掠、后掠等使S1流面翘曲的叶片, 应采用3D N-S程序进行另外的修改。
叶片造型（三元）—叶片的三元优化造型
3DN-S程序与S2-S1程序相配合, 能在一定程度上算出风扇压气机内流场的细微结构, 这对控制二次流损失、激波邓村面层干扰损失等是有利的。但由于目前3DN-S程序计算精度还不够高,所以对叶片的三元修改不可能完全依靠计算, 还需经验和技巧。GE公司为发展先进的复合弯扭叶片, 在低速模拟试验器上进行了多种叶片的试验研究。RR 公司的Gallimore认为3DN-S计算用于修改叶片时还应凭经验来判断。放大尺寸的试验件研究—多级核心压气机研究平台
由于多级压气机内流动的复杂性, 经上述四个设计阶段得到的结果在按设计尺寸对压气机进行加工之前, 还应经放大尺寸的试验件的详细测量验证。
GE公司
采用放大尺寸的低速模拟, 对设计参数进行详细测量和研究。SNECMA公司
该公司将七级高压压气机的后四级各叶片排轴向间距放大约30%, 以便进行详细测量。并配合S2-S1程序、3D N-S程序等进行分析, 对叶片进行优化修改。
英国NGTE
将C147核心压气机后四级和五级所有几何尺寸放大一倍, 以便在叶片间轴向问隙内进行详细测量和分析, 检验设计的准确程度。
西方发动机公司的经验表明, 经过这五个步骤,一般能取得良好的效果。我们一台试验件的直接经验也表明, 采用以上多种程序和经验数据的设计步骤是必不可少的, 否则设计过程难以避免不确定性。
完整word版,压缩空气管路系统设计与安装
压缩空气管路系统设计与安装 苏州卓锐机械空气压缩机的应用范围是广泛的，正确安装是重要的关键，注意任何应用类型所共有的安装基本原则，将可确保空压机发挥最高效率和性能。 压缩空气作为动力源泉已经有一个多世纪的历史，随着科学技术的发展，特别是人类对其生存空间环境要求的提高，推动了压缩技术的发展。现在人们不再只是满足于“动力源”了，而是对空气品质以及机器对环境的影响有了更高的要求，即对压缩机有了更高的要求：----机器对环境的影响最小； ----使机器最大程度地满足于各种环境的要求； ----人机间有良好的关系。 就空压站而言，其设计与安装，对能源消耗、生产工艺要求、空气品质、用气量满足等生产成本均有直接的因素。常见有： ----选用的压缩机规格过大。其后果：停机与空转时间长； ----选用的压缩机设备规格过小。其后果：用气终端压力过小，降低工效； ----空气压缩机通风不足。其后果：压缩机流量下降； ----管道及其配件的安装不符合要求。其后果：空气泄漏或压力降过大，气量不足或空气品质下降； ----压缩空气罐尺寸错误。其后果：设备磨损加快； ----管路、干燥器、过滤以及输入/输出气道尺寸过小。其后果：压力损失增加。 我们从事压缩空气工作者，必须清楚认识到压缩空气设备的选型、配置、供给实施设计正确具有重要的意义。 安装场所之选定 压缩机安装场所之选定最为工作人员所疏忽。往往空压机购置后就随便找个位置，配管后立即使用，根本没有事前的规划。殊不知如此草率的结果，却形成日后空压机故障、维修困难及压缩空气品质不良等后果。所以适当的安装场所乃是正确使用空压系统的先决条件。 1、须宽阔采光良好的场所，以利操作和检修。 2、空气之相对湿度宜低、灰尘少、空气清净且通风良好。 3、环境温度宜低于40℃，因环境温度越高，则空压机之输出空气量越少。 4、如果工厂环境较差，灰尘多，须加装前置过滤设备以维持空压机系统零件之使用寿命。
轴流压气机叶片优化设计_伊卫林
收稿日期:2005-06-09;修订日期:2005-12-22 作者简介:伊卫林(1978-),男,满族,黑龙江宁安人,哈尔滨工业大学博士生.文章编号:1001-2060(2006)02-0140-05 轴流压气机叶片优化设计 伊卫林,黄鸿雁,韩万金 (哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001) 摘要:开发了基于梯度法的数值优化程序,并与三维粘性流场求解程序相结合对跨音压气机动叶片进行了以绝热效率最大为目标的三维气动优化设计。先对其进行了沿弦长方向掠设计,绝热效率可提高约0.65%。再对所得掠叶片进行叶型中弧线优化设计得到最终叶片,与初始叶片相比绝热效率提高达1.05%。优化结果表明,动叶片的单纯掠型叶片改进气动性能有限,而弦向掠与中弧线的联合优化设计可以显著改善叶片排内流动状况,并具有良好的变工况性能。 关键词:压气机;掠动叶;中弧线;N-S方程;优化设计中图分类号:TK474.8文献标识码:A 1引言 叶轮机械内部流动包含有边界层分离、二次流、旋涡以及激波与边界层相互干扰等复杂现象。跨音压气机中的三维激波结构是流动损失的主要根源,因此如何控制激波的位置与强度是提高压气机性能的主要因素之一。Wadia和Denton等人都曾对掠叶片进行过深入研究[1~2],并证明采用掠叶片可以改变跨音压气机动叶中的三维激波结构。叶型中弧线对压气机叶片气动性能也有显著影响,与叶片流道内激波产生的强度与分布以及附面层的分离状态都密切相关。可以推测,积叠线形状的空间变化只能在一定程度上改善内部流动状况,再配以合适的叶型必定能进一步提高压气机工作性能。 随着计算速度的提高及CFD三维流场求解精度的完善,基于N-S方程的全三维流场数值模拟用于叶轮机械气动设计成为可能。近年来,梯度法、遗传算法、模拟退火算法和响应面法等数值优化算法广泛应用于叶轮机械优化[3~6]。但是由于遗传算法和模拟退火算法的耗时性,使其无法应用于工程实际,响应面方法虽然简单、省时,但需要较多的人工操作,尤其是前期的样本如果选取不好,将在很大程度上破坏其寻优能力。因此,在叶轮机械优化设计中梯度法的应用仍最为广泛。 为了研究掠及相应叶型变化对压气机气动性能的影响,本文采用常规H型网格生成程序、基于雷诺平均N-S方程的全三维流场模拟程序和基于梯度法的数值优化程序,对某跨音压气机动叶进行优化设计。 2控制方程及数值方法 采用有限体积法求解圆柱坐标系下的雷诺平均N-S方程。空间求解采用二阶精度的中心差分格式加二阶、四阶人工粘性项,时间方向求解采用四步Ronger-Kutta格式。湍流模型为壁面函数修正的B -L模型,采用隐式残差光顺、局部时间步及多重网格等加速收敛技术,计算中采用两重网格,使程序具有较快的收敛速度,尤其适用于数值优化设计。网格采用常规H型网格,网格数为41@145@41。此种网格生成方法简单,在数值优化过程中,由于其参数为随机选择过程,如果网格生成质量不高,极易出现畸形网格,从而导致优化过程无法继续。本文采用的网格生成程序则没有出现这一情况。 3叶型参数化表达 在叶型的气动优化设计中,需要对其进行参数化表达,以便采用尽可能少的设计变量来控制叶片形状。另外还必须保证叶片型线曲率的光滑分布。控制点类曲线可以很好地解决这些问题。本文采用5个控制点的3次B样条曲线分别对25%、50%、75%叶高的叶型中弧线进行参数化表达,图1为25%叶高示意图。对于每个叶型以中弧线的首末端点为两控制点,并保证其在设计过程中不变,其余3个控制点为设计变量沿叶型型线垂直方向变化,这样既可以有 第21卷第2期2006年3月 热能动力工程 JOURNAL OF ENGINEERING FOR THERMAL ENERGY AND POWER Vol.21,No.2 Mar.,2006
润滑油系统的设计及功能
润滑油系统的设计及功能 摘要：本文主要论述离心压缩机润滑油系统的设计方法以及系统各组部件的功能 关键词：润滑油系统设计功能 一、绪论 压缩机在工业生产中有着很重要的地位，随着国民经济的发展，其应用范围也越来越广泛，现在压缩机已经广泛的应用在石油化工﹑冶金﹑空分、电力、矿山﹑轻纺以及隧道等各个领域， 随着工业设备生产能力的不断提高，压缩机无论在流量、压比、转速等方面都在随之上升，一套稳定、有效的润滑系统在压缩机机组中就显得越来越重要。 二、系统的设计 润滑油系统为压缩机组的重要辅助部分，所以其设计的出发点就是：确保压缩机无论是在正常或事故状态下都能使其得到良好的润滑，并保证轴承、齿轮等各个润滑点的正常工作状态及最大限度的延长其使用寿命。因此其设计的基本参数主要为各个润滑点（如：压缩机的支撑轴承、推力轴承，电机的轴承，变速箱轴承及齿轮啮合等）的用油量及润滑油压力。 在知道了油量及油压参数后，就要结合压缩机的工作状况：是否为连续运转、检修周期、环境条件、共用工程条件等；另外还要考虑要求的安全程度来决定油系统的配置、调节控制方式及材料的选择等具体的设计原则。一般来讲，以上的各项条件在用户订货时就已协商确定过了。对于未确定的细节可以按照双方协商确定的国际标准、国家标准或制造厂标准执行。在以上各个方面确定以后就可以进行具体设计了。下面以我厂为四川空分设备（集团）有限责任公司设计、制造的2MCL454+3MCL406离心氧压缩机组配套油系统的设计为例进行说明。 首先，得到压缩机各个润滑点的用油量及油压要求如下： 根据与用户（买方）签定的技术协议即设计准则，该油站执行由美国石油协会发布的API614标准。因此根据此标准的规定可按以下步骤进行设计计算：
压气机的压气过程
习题提示与答案 第八章 压气机的压气过程 8-1 设压气机进口空气的压力为0.1 MPa ，温度为27 ℃，压缩后空气的压力为0.5 MPa 。设压缩过程为：(1)绝热过程；(2)n ＝1.25的多变过程；(3)定温过程。试求比热容为定值时压气机压缩1 kg 空气所消耗的轴功及放出的热量。 提示：略。 答案：(1)(w s )c s =-176 kJ/kg ；(2)(w s )c n =-163 kJ/kg ，q c n =-48.94 kJ/kg ； (3)(w s )c T =-138.6 kJ/kg ，q c T =-138.6 kJ/kg 。 8-2 按上题所述条件，若压气机为活塞式压气机，其余隙比为0.05，试求三种压缩过程下压气机的容积效率。 提示：余隙比h s V V ，容积效率1])[(111 2??=n h s V p p V V η。 答案：＝0.892，＝0.869，＝0.8。 Vs ηVn ηVT η 8-3 设活塞式压气机的余隙比为0.05，试求当压气机的压缩过程分别为绝热过程、n ＝1.25的多变过程、定温过程时，压气机的容积效率降低为零所对应的增压比。 提示：容积效率1])[(1112?? =n h s V p p V V η。 答案：( 12p p )s ＝70.98；(12p p )n ＝44.95；(12p p )T ＝21。 8-4 有一台两级压气机，其进口的空气压力为0.1 MPa ，温度为17 ℃，压气机产生的压缩空气的压力为2.5 MPa 。两级气缸中的压缩过程均为n ＝1.3多变过程，且两级中的增压比 相同。在两级气缸之间设置有中间冷却器，空气在其中冷却到17 ℃后送入高 压气缸。试求压气机压缩1 kg 空气所需要的轴功，以及中间冷却器和两级气 缸中所放出的热量。 两级压缩的示功图 提示：两级压缩的增压比相同，压缩过程多变指数相同，则两级压缩耗 功量相同；中间冷却器中空气经历的是定压冷却过程，过程放热量q=c p 0ΔT ， 且充分冷却时，T 2′ =T 1；压缩过程的初始温度相同、增压比相同，则过程热 量也相同。 答案：(w s )c ＝-324.5kJ/kg ，q c ＝-62.26kJ/kg ，q ＝－131kJ/kg 。
轴流压气机设计流程
轴流压气机设计 压气机是航空发动机的核心部件，压气机内部流场存在很大的逆压梯度，有着高度的三维性、粘性及非线性和非定常性，而多级压气机还存在复杂的级间匹配，这些都使得压气机的设计难度很大，一直是发动机研制中的瓶颈技术。 一、压气机设计方法的发展 一个世纪以来，伴随着气动热力学和计算流体力学的发展!轴流压气机的设计系统在不断进步，带动着压气机设计水平的提高。 20世纪初采用螺桨理论设计叶片；20-30年代采用孤立叶型理论设计压气机；30年代中期开始，由于叶栅空气动力学的发展和大量平面叶栅试验的支持，研制了一系列性能较高的轴流压气机；50年代开始采用二维设计技术，用简单径向平衡方程计算子午流面参数，叶片由标准叶型进行设计；70年代建立了准三维设计体系，流线曲率通流计算和叶片流动分析是这一体系的基础，可控扩散叶型等先进叶型技术开始得到应用；90年代初以来，以三维粘性流场分析为基础的设计体系促进了压气机设计技术的快速发展。 风扇/轴流压气机的设计体系以流动的物理模型发展为线索，以计算能力的高速发展为推动力，大致经历了一维经验设计体系、二维半经验设计体系、准三维设计体系、三维设计体系四个阶段。并正在朝着压气机时均（准四维）和压气机非定常（四维）气动设计体系发展。 目前的压气机的设计体系大致可以分为四个阶段：初始设计、通流设计、二维叶型设计、三维叶型设计。 二、压气机设计体系 1.初始设计 这是一个建立压气机的基本轮廓的阶段，根据给定的流量、压比、效率、稳定裕度等参数，来确定压气机级数、级压比、效率、子午面流道、各排叶片数等，并可以进一步可估算重量。而且整体设计的决策还要统筹风险、技术水平、时间和花费等。 初始设计主要依据一维平均流线计算程序进行计算，在给定设计点流量、压比、转速及转子进口叶尖几何尺寸的条件下，可确定压气机级数、轴向长度、并且优化载荷轴向分布，得到设计点在平均半径处的速度三角形和各级平均气动参数。初始设计阶段包括压气机主要参数的确定以及同其它部件的协调，并且为S2流面计算提供初始流道几何尺寸。而这个程序主要依赖于经验以及以往积累的数据库。 初始设计它是方案设计中的基础阶段，不管计算流体动力学如何发展，该设计过程仍是压气机设计中不可缺少的一部分。正是这个部分是整个设计过程中最重要的部分，因为如果在这里发生了基本的错误，之后就无法通过优化或者其他改变来纠正这一情况，压气机基本结构设计出现错误会带来严重的后果。 2.通流设计 通流设计根据叶片扭向设计规律，采用S2流面流场计算方法，分析并确定各排叶片进出口速度三角形及各排叶片匹配关系。 S2流面气动计算一般采用流线曲率法，求解S2平均流面上的完全径向平衡方程。最初的压气机通流设计计算采用忽略流线坡度和流线曲率的“简化径向平衡方程”获取叶片设计需要的速度三角形，这种方法在低压比的压气机设计中起着基本的作用。后来发展了考虑流线坡度和流线曲率影响的“完全径向平衡方程”和S2流面理论，使压气机的设计计算结果更加准确，特别是针对跨音速流也促进了压气机性能的提高。不过，直到上世纪80年代，由于理论和数值计算方法的原因，通流设计求解方法都是在忽略了气流粘性的影响的简化方程下完成。随着压气机设计的实践的深入和计算方法的发展，上世纪80年代开始在压气机
9F燃气系统压气机进口导叶(讲义版)
压气机进口导叶 目录 I. 系统介绍22222222222222222222222222222222222222222222222222222222 A．简介22222222222222222222222222222222222222222222222222222222 B．系统概述22222222222222222222222222222222222222222222222222222 C．系统元件介绍2222222222222222222222222222222222222222222222222 1．蓄压器—MARAC005（AH2—1）222222222222222222222222 2．伺服阀—MARFCV065（95TV—1）2222222222222222222223 3．液压跳闸继电器—MAR[LATER]（VH3—1）22222222222224 4．液压油缸MC001（ACV—1）222222222222222222222222224 5．线形可变位置差动传感器2222222222222222222222222222224 6．液压油滤—MARFL008 222222222222222222222222222222225 D．运行方式2222222222222222222222222222222222222222222222222225 1．启动方式运行22222222222222222222222222222222222222225 2．温控方式运行（联合循环）22222222222222222222222222226 3．紧急状态222222222222222222222222222222222222222222226
压气机的理论压缩功
第9章压气机 一、教案设计 教学目标:使学生熟悉压气机热力过程，活塞式压气机工作原理，耗功量计算；余隙容积对压气机性能的影响；多级压缩与级间冷却；叶轮式压气机的工作原理。知识点：活塞式压气机工作原理，耗功量计算；余隙容积对压气机性能的影响；多级压缩与级间冷却；叶轮式压气机的工作原理。 重点：压气机耗功量的计算方法，提高压气机效率的方法和途径。 难点：多级压缩过程中各级增压比的确定，提高压气机效率的方法和途径。教学方式：讲授+多媒体演示+课堂讨论 师生互动设计：提问+启发+讨论 问：余隙容积的存在使压气机产气量下降，对实际耗功有没有影响？。 问：活塞式压气机为什么应采用隔热措施？ 问：为什么若实施定温压缩产生高压气体，可不必分级压缩、中间冷却？ 问：为什么活塞式压气机适用于高压比、小流量；叶轮式压气机适用于小压比、大流量？ 学时分配：2学时 二、基本知识 第一节气体的压缩及压气机的耗功 一、气体压缩 1压气机:用来压缩气体的设备 2.。压气机的分类 1）压气机按其产生压缩气体的压力范围,习惯上常分为： ①通风机（pg<0.01MPa）; ②鼓风机（0.01MPa
三、压气机的实际耗功（压气机的效率）21 '2'1 cs cs cs w h h w h h η-== -21 '2'1 cs cs cs w T T w T T η-= = -1.压气机的实际耗功 对于理想气体 1 2s p 1 p 2 s T 22.压气机的绝热效率 '2'1 cs w h h =-压气机的实际耗功 第二节 单机活塞式压气机 一、单机活塞式压气机工作过程
风扇压气机设计技术
风扇/压气机设计技术 ——气动设计技术；间隙控制；旋转失速；防喘技术 ——发动机；风扇；压气机； 定义与概念：压气机是燃气轮机的重要部件，它的作用是提高空气的总压。压气机包括"转子"和"静子"两部分，"转子"是沿轮缘安装许多叶片的几个轮盘组合而成的，每个轮盘及上面的叶片称为一个"工作轮"，工作轮上的叶片称为工作叶片。"静子"是有几圈固定在机匣上的叶片组成的。每一圈叶片称为一个整流器。工作轮和整流器是交错排列的，每一个工作轮和后面的整流器为一个"级"。 风扇是涡轮风扇发动机的重要部件之一，它的作用与压气机的相同。风扇后面的空气分为两路，一路是外涵道，一路是内涵道。风扇一般为一级，使结构简单。 风扇/压气机设计技术主要包括气动设计技术、全三元计算技术、间隙控制技术、旋转失速和喘振控制技术、结构设计技术、材料与工艺技术等方面。 国外概况：目前，战斗机发动机的推重比在不断提高，因此要求风扇/压气机级压比不断提高但又保持效率在可接受范围内，这始终是风扇/压气机设计所追求的目标。美国80年代中期开始实施的"综合高性能涡轮发动机技术"计划（即IHPTET计划）的目标是在下世纪初验证推重比为20的战斗机发动机技术，风扇结构最终实现单级化，压气机也由9级减为3级。俄罗斯的风扇/压气机的研制计划与美国IHPTET计划相类似。也就是说，研制高压比风扇/压气机已经成为风扇/压气机的发展趋势。美国、俄罗斯等国家都已制订研究计划并已取得阶段性成果。 风扇单级压比在目前最先进战斗机发动机F119上已达1.7；在预研的试验件上，美国达2.2，叶尖速度475m/s；而俄罗斯试验件单级压比达2.4和3.2，叶尖速度则分别为577m/s和630m/s。转子叶片展弦比则减小到1.0左右。 对于核心压气机，也呈现大致相同的发展趋势。核心压气机平均级压比从50年代的1.16提高到90年代的1.454，而叶尖速度从291m/s提高到455.7m/s。目前，美国现役战斗机发动机和正处于工程和制造发展阶段的90年代先进战斗机（ATF），其核心压气机基本上是70年代研制成功的。GE公司下一代核心压气机正处于研究起步阶段，目标是比目前最高级压比再提高25%。由此可见，追求更高的级压比一直是各国研制风扇/压气机的发展方向。 风扇/压气机的级压比的提高主要有以下途径：一是进一步发展传统的跨音级风扇/压气机。传统的跨音级风扇/压气机是指转子相对来流叶尖超音、叶根亚音，静子绝对来流亚音。目前各国现役发动机风扇/压气机进口级均属此类型。进一步发展传统的跨音级风扇/压气机即进一步提高叶尖切线速度，如采用小展弦比前缘后掠式叶片，将叶片设计成掠式几何形状以合理控制通道激波的强度，在利用气流跨越激波产生压比突跃的同时控制激波的损失。二是研制超音通流风扇。80年代后期NASA 刘易斯研究中心开始实施一项超音通流风扇计划，研制出的此类风扇进出口轴向气流速度均超音。与传统跨音风扇相比，当叶尖切线速度相同时，超音通流风扇可实现更高的级增压比。
压缩空气系统设计手册
压缩空气中水分的含量及影响 ( ) 一般大气中的水份皆呈气态，不易觉察其存在，若经空气压缩机压缩及管路冷却后，则会凝结成水滴。［例如］在大气温度30℃，相对温度75℃状况下，一台空气压缩机，吐出量为3m3/min，工作压力为0.7Mpa，运转24小时压缩空气中约含有100升的水份。 压缩空气系统中水分的影响： 一、压缩空气管路快速腐蚀，压降增加； 设定压力提高1kgf/cm2G,动力输出增加5%-7%，或减少排气量6%-8%。 二、设备严重故障，增加维修保养费用； 1.腐蚀零件。 2.阻塞气控仪器。 3.降低气动工具的效率。 三、破坏产品品质，产品不良率提高； 1.应用产品清洁时，造成湿气污染。 2.应用喷漆涂装时，影响产品品质。 四、影响生产流程，生产能量降低； 1.粉体输送时，易阻塞管线。 2.气动设备故障，而停工。 ----冲刷掉气动工具，电机和气缸中的润滑油，增加磨损并缩短寿命，提高维护成本----使气动阀门和控制仪器失灵，影响可靠操作，效率降低 ----影响油漆和整饰作业质量 ----引起系统中的金属装置腐蚀生锈，影响其寿命，并可导致过度压降 ----气流分配成本提高(需倾斜管道，设置U形管和滴水管) ----在冰冻季节，水气凝结后会使管道及附件冻结而损害，或增加气流阻力，产生误动 压缩空气中油的危害： 在一些要求比较严格的地方，比如气动控制系统中，一滴油能改变气孔的状况，使原本正常的自动运行的生产线瘫痪。有时，油还会将气动阀门的密封圈和柱要胀大，造成操作迟缓，严重的甚至堵塞，在由空气完成的工序中，如吹形件，油还会造成产品外形缺陷或外表污染。
* 油污的主要来源 由于大部分压缩空气系统都使用油润滑式压缩机，该机在工作中将油汽化成油滴。它们以两种方式形成：一种是由于活塞压缩或叶片旋转的剪切作用产生的所谓“分散型液滴”，其直径在1-50um。另一种是在润滑油冷却高温的机体时，汽化形成的“冷凝型液滴”，其直径一般小于1um，这种冷凝油滴通常占油污重量超过50%，占全部油污实际颗粒数量超过99%。 * 无油压缩机是否含油污 在最理想的工作状态下，此类压缩机也会产生不少于0.5ppm W/W的碳氢化合物，即按100scfm气量计，每月产生的汽化冷凝液也超过15ml. 氧化铝和分子筛的比较 ( )
压气机的设计过程
压气机的设计过程 设计过程大致可分为五个密切相关的步骤即初步设计、S2通流计算、叶片造型（二元）、叶片造型（三元）和放大尺寸的试验件研究。这五个步骤环环相扣, 每个阶段采用不同层次的数学物理模型和经验数据, 相互补充, 相互交叉检验, 最终将设计风险降到最小。西方研制的压气机效率较高, 是与这种设计体系有关的。以下对各设计步骤作简要说明。 初步设计—事先从整体上论证、预估所设计的风扇压气机方案的可行性 初步设计从压气机总性能的设计要求出发, 采用1D平均流线分析程序和经验数据, 计算出负荷的轴向匹配, 并估算压气机性能（流量、压比、效率和喘振裕度）, 确定内外环壁形状、级数和总长度等。PW、RR和GE等公司都是这样做的。初步设计十分重要, 而且需要较多的经验。如这一步犯了基本的错误, 例如选取了较少的级数和较短的长度, 致使叶片负荷过高和展弦比太大, 在以下的通流计算和叶型设计中将无法纠正。初步设计确保了整个设计方案的可行性。 通流设计—S2程序与经验输入的协调设计 采用S2程序及损失等经验数据, 解决流场的径向平衡和匹配。开始时叶片展向压比和效率值取自初步设计, 此后在迭代中可进一步修正叶型损失和落后角这些经验数据。采用扩散因子以及静子根部马赫数限制等准则, 可以得到各流面叶栅的马赫数、气流转折角、扩散因子等的合理值。在多级压气机中的通流设计中, 环壁堵塞系数的选取
十分关键。如果选取不准, 则某些级流量会偏离设计点而导致整个压气机前后级不匹配。另外, 为考虑径向掺混的影响, 通流设计程序中的掺混系数等还须与试验相配合, 进而加以确定, 详见3.5节。 叶片造型（二元）—任意叶型的气动优化造型 20世纪70年代以前, 大多采用标准叶型和经验数据关联进行几何造型。目前英、法、德的发动机公司已采用S1BYL2、MISES等S1程序进行任意叶型的气动造型。即通过S2-S2系统, 用S1正问题程序反复计算和修改叶型, 采用叶表面速度分布、损失系数以及叶面附面层参数等准则, 使叶型得以气动优化。而美国的发动机公司虽没有报道S1程序的名称, 但如NAFCOT计划, 实际上也采用功能相同的S1程序, 即2DEuler解内含该公司积累的经验数据。这种二元造型法在叶高的大部分区域内是适用的, 但对叶尖、叶根等三元流动较强的区域, 以及弓形静子、前掠、后掠等使S1流面翘曲的叶片, 应采用3D N-S程序进行另外的修改。 叶片造型（三元）—叶片的三元优化造型 3DN-S程序与S2-S1程序相配合, 能在一定程度上算出风扇压气机内流场的细微结构, 这对控制二次流损失、激波邓村面层干扰损失等是有利的。但由于目前3DN-S程序计算精度还不够高,所以对叶片的三元修改不可能完全依靠计算, 还需经验和技巧。GE公司为发展先进的复合弯扭叶片, 在低速模拟试验器上进行了多种叶片的试验研究。RR 公司的Gallimore认为3DN-S计算用于修改叶片时还应凭经验来判断。放大尺寸的试验件研究—多级核心压气机研究平台
高压比吸附式压气机级气动性能设计与分析
2翻译部分高压比吸附式压气机级气动性能设计与分析 摘要 在轴流压气机中，可以通过附面层抽吸的方法来对叶片和端壁附面层区域的逆压梯度进行控制从而提高压比。这个概念已经在一个最高速度为1500英尺每秒，总压比为3.5的独特的吸附式压气机的设计与分析中被验证。吸气级是将轴对称的通流程序与一个具有反设计能力的准三维叶片程序搭配而设计的，完成之后用三维NS方程进行了计算验证。为了满足一个4%的入口质量流量的总吸要求在转子和静子吸力面安装了沿着翼展方向的槽，3%的额外抽吸也将需要在轮毂和缸盖的激波位置附近完成。除了在端壁区域，设计的三维粘性的评价结果与准三维设计意图高度一致。三维粘性分析预测的质量平均在转子等熵效率为93%、总压比为3.7和在总压比为3.4、等熵效率为86%的级中。 2.1专业符号 H——滞止焓 r——半径方向 U——附面层边缘速度 H ——运动状态参数 k M——马赫数 x——轴向方向 P——压力δ*——位移厚度 U——叶片速度 e——动量厚度 m’——弧长ρ——密度 r——半径方向η——等熵效率 u——附面层边缘速度ω——损失系数 2.2脚注 O——停滞，总量 isen——等熵 1，2——叶片入口，出口 suct——吸入 e——附面层 v——粘性 2.3介绍 Kerrebrock解决了热力学对发动机性能的影响，他和其他人讨论了吸气时压气机的相关概念，并且描述了一个实验，此实验研究了附面层吸除对于跨声速压气机吸力面的影响。在Kerrebrock等人1996年的在一个系列的涵盖了最高速度从700至1500英尺/秒，压比从1.5到3的吸附式压气机的设计中呈现出了新的结果，设计研究清楚地表明，级做功的增加，可以实现压气机吸气的愿望。这些努力仅仅代表了在回答是否抽吸会导致改善发动机性能整体问题过程的第一步。最后的答案取决于吸入对发动机的重量和燃油消耗的影响。这些反过来又依赖于整合吸气级进入发动机的细节。特别是，对循环效率的净效应取决于有多少的放气流的能量可以回收，并且放气流在发动机系统的利用，例如冷却。这些问
离心压气机设计方法综述--
离心压气机设计方法综述 压缩机是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械，分为容积式和透平式两种。透平式压缩机是一种叶片式旋转机械，其中气体压力的提高是利用叶片和气体的相互作用来实现的，按照结构分为离心式压气机和轴流式压气机两种。离心式压气机中气体压力的提高，是由于气体流经叶轮时，由于叶轮旋转，使气体受到离心力的作用而产生压力，与此同时气体获得速度，而气体流过叶轮，扩压器等扩张通道时，气体的流动速度又逐渐减慢从而使气体压力得到提高。 设计一台离心压气机包括多方面的内容，主要有：结构设计；通流部分的选择和计算；强度与振动计算；工艺设计；自动控制和调节；以及驱动型式等问题。这里主要讨论前两项。 在离心压气机设计方法上，先后出现了几何设计方法，二维气动设计方法，准三维气动设计方法，全三维气动设计方法。以这些方法为理论基础，建立了离心压气机计算机辅助集成设计系统。这种设计系统的建立，为高性能离心压气机设计提供了有效工具。 最早用于离心压气机叶轮叶片的成形方法是几何成型方法，这是一种比较简单的成型方法。国内增压器研究领域在50年代从前苏联引进的径向叶片的“双回转中心法”是几何成型方法中的代表，并在国内涡轮增压器领域得到广泛的应用。该方法成型规律比较简单，使用该方法设计前倾后弯曲线不太可能。于是产生了离心压气机叶轮的“骨架成型法”，这种方法可以弥补“双补转中心法”的不足。但是，成型后弯叶片时，需要数控铣床。 早期设计离心压气机叶轮时，设计人员认为叶片型线是由二次曲线组成的，如使用圆弧线，抛物线等代表叶型、轮缘、轮毂型线形状。使用二次曲线表示的叶片型线形状的一般表达式为 f ez dr cz brz ar +++++=2222 2γθ 式中，r 为半径，z 为叶轮轴向坐标，a,b,c,d,e,f 为系数。系数决定叶轮进口角度和叶型型线。Eckerdt 即采用上式设计了Eckerdt 叶轮。Whitfield 等人认为叶轮型线可由下式表示：
螺杆压缩机系统装置设计
摘要 螺杆空气压缩机(又称为双螺杆压缩机)是机电一体化的工业产品，用途非常广泛，其简称：螺杆压缩机。20世纪30年代，瑞典工程师Alf Lysholm在对燃气轮机进行研究时，希望找到一种作回转运动的压缩机，要求其转速比活塞压缩机高得多，以便可由燃气轮机直接驱动，并且不会发生喘振。为了达到上述目标，他发明了螺杆压缩机。在理论上，螺杆压缩机具有他所需要的特点，但由于必须具有非常大的排气量，才能满足燃气轮机工作的要求，螺杆压缩机并没有在此领域获得应用。1937年，Alf Lysholm 终于在SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机，并取得了令人满意的测试结果。随后持续的基础理论研究和产品开发试验，螺杆压缩机才真正发展起来，并且其性能也在不断的完善。螺杆压缩机具有结构简单、运行可靠及操作方便等一系列独特的优点，广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门。在宽广的容量和式况范围内，逐步替代了其它种类的压缩机，统计数据表明，螺杆压缩机的销售量已占其它容积式压缩机销售量的80%以上，在所有正在运行的容积式压缩机中，有50%的是螺杆压缩机。螺杆压缩机具有结构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点。 关键词：螺杆压缩机主机阴、阳转子接触线型线容积
第一章螺杆压缩机的现状和意义 螺杆压缩机广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门，在宽广的容量和式况范围内，逐步替代了其它种类的压缩机，统计数据表明，螺杆压缩机的销售量已占其它容积式压缩机销售量的80%以上，在所有正在运行的容积式压缩机中，有50%的是螺杆压缩机。今后螺杆压缩机的市场份额仍将不断的扩大。 20世纪30年代，瑞典工程师Alf Lysholm在对燃气轮机进行研究时，希望找到一种作回转运动的压缩机，要求其转速比活塞压缩机高得多，以便可由燃气轮机直接驱动，并且不会发生喘振。为了达到上述目标，他发明了螺杆压缩机。 在理论上，螺杆压缩机具有他所需要的特点，但由于必须具有非常大的排气量，才能满足燃气轮机工作的要求，而螺杆压缩机只能提供中等排气量，因此并没有在此领域获得应用。但尽管如此，Alf Lysholm及其所在的瑞典SRM公司，为螺杆压缩机能在其它领域的应用，继续进行了深入的研究。1937年，Alf Lysholm 在SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机，并取得了令人满意的测试结果。 1946年，位于苏格兰的英国 James Howden 公司，第一个从瑞典SRM公司获得了生产螺杆压缩机的许可证。 随后，欧洲、美国和日本的多家公司也陆续从瑞典SRM公司获得了这种许可证，从事螺杆压缩机的生产和销售。最先发展起来的螺杆压缩机是无油螺杆压缩机。 1957年喷油螺杆空气压缩机投入了市场应用。 1961年又研制成功了喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。 过随后持续的基础理论研究和产品开发试验，通过对转子型线的不断改进和专用转子加工设备的开发成功，螺杆压缩机的优越性能得到了不断的发挥。 压缩机可分二大类，容积式压缩机和动力式压缩机。容积式压缩机又可分往复式和回转式。回转式压缩机可分单轴和双轴或多轴。本可题研究的是螺杆空气压缩机，属于双轴压缩机。螺杆压缩机--是回转容积式压缩机，在其中两个带有螺旋型齿轮的转子相互啮合，从而将气体压缩并排出。 用可靠性高的螺杆式压缩机取代易损件多，可靠性差的活塞式压缩机，已经成为必然趋势。日本螺杆压缩机1976年仅占27%，1985年则上升到85%。目前西方发达国家螺杆压缩机市场占有率为80%，并保持上升势头。螺杆压缩机具有结构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点。
第三章 轴流压气机工作原理
第三章 轴流压气机的工作原理 压气机是燃气涡轮发动机的重要部件之一，它的作用是给燃烧室提供经过压缩的高压、 高温气体。根据压气机的结构和气流流动特点，可以把它分为两种主要型式：轴流式压气机 和离心式压气机。本章论述轴流式压气机的基本工作原理，重点介绍压气机基元级和压气机 一级的流动特性及工作原理。 第一节 轴流压气机的增压比和效率 轴流式压气机由两大部分组成，与压气机旋转轴相联接的轮盘和叶片构成压气机的转 子，外部不转动的机匣和与机匣相联接的叶片构成压气机的静子。转子上的叶片称为动叶，静子上的叶片称为静叶。每一排动叶（包括动叶安装盘）和紧随其后的一排静叶（包括机匣）构成轴流式压气机的一级。图3－1为一台10级轴流压气机，在第一级动叶前设有进口导流 叶片（静叶）。 图3－1 多级轴流压气机 压气机的增压比定义为 ***=1p p k k π （3－1） *k p ：压气机出口截面的总压；*1p ：压气机进口截面的总压；*号表示用滞止参数（总参数）来定义。 依据工程热力学有关热机热力循环的理论，对于燃气涡轮发动机来讲，在一定范围内， 压气机出口的压力愈高，则燃气涡轮发动机的循环热效率也就愈高。近六十年来，压气机的 总增压比有了很大的提高，从早期的总增压比3.5左右，提高到目前的总增压比40以上。 图3－2 压气机的总增压比发展历程
压气机的绝热效率定义为 ** *=k adk k L L η （3－2） 效率公式定义的物理意义是将气体从*1p 压缩到*2p ，理想的、无摩擦的绝热等熵过程 所需要的机械功* adk L 与实际的、有摩擦的、绝热熵增过程所需要的机械功k L * 之比。 p 1*p k *1k ad k L *k L *ad k s h * 图3－3 压气机热力过程焓熵图 由热焓形式能量方程（2－5）式、绝热条件、等熵过程的气动关系式)1(1 1)(k k adk adk p p T T -****=和R k k c p 1 -=可以得到 )1(1)(111--=-=-****k k k adk p adk RT k k T T c L π （3－3） )1(1)(1 11--=-=******T T RT k k T T c L k k p k （3－4） 将（3－3）和（3－4）式代入到（3－2）式，则得到 11 11--=**-**T T k k k k k πη （3－5） 效率公式（3-5）式可以用来计算多级或单级压气机的绝热效率，也可以用来计算单排 转子的绝热效率，只要*k p 和*k T 取相应出口截面处值即可。压气机静子不对气体作功，静子 的性能不能用效率公式（3-5）式衡量，静子的气动品质用总压恢复系数*23σ反映，*23σ＝ p *静子出口/ p * 静子进口 。 压气机的效率高，说明压缩过程中的流阻损失小，实际过程接近理想过程。或者说， 压气机效率愈高，达到相同增压比时，所需要外界输入的机械功愈少。目前，单级轴流压气 机的绝热效率可以达到90％以上，高增压比的多级轴流压气机的绝热效率也可以达到85％ 以上。
航空发动机压气机叶片设计
Copyright ? 2000-2006. All rights reserved SoftInW ay, In c., 35 Corpo rate Dr., Burlington, MA 01803. Tel: (781)685-4942 https://www.wendangku.net/doc/9714968350.html, TURBOMACHINERY DESIGN WITH AxSTREAM? DESIGN OF THE 43.3" LSB The Design of the Last Stage (L-0) of the steam turbine LP is a compromise between creating the aerodynamically perfect set of blade profiles and making it fitted the requirements of durability and reliability. This takes a large amount of time and efforts, requires high skilled designers and is a real bottle-neck of a whole design process. AxSTREAM ? provides designers with the complex solution of gasdynamic / structural design and optimization for L-0. Additionally, the airfoils profiling / stacking with regard to the stresses caused by the centrifugal forces and aerodynamic loads are performed. The result of design with AxSTREAM ? is a 3D model of blade surface and geometry representation suitable to immediate building the models for 3D CFD simulation with CFX and FLUENT. The design capabilities provided by AxSTREAM ? dramatically reduce time consumption for the L-0 stage design. The link below leads to an example of AxSTREAM ?-aided design of the 43.31" blade (D/l = 2.37) at 3000rpm. The stage power is 19 MW, efficiency - 62 %. Totally, the design procedure takes near 30 hours. At that, 12 hours have been spent on calculation and optimization of the stage with concern on the flow irregularity along the blade height, while the rest of time was dedicated to the airfoils profiling considering actual flow characteristics, stress distribution and smoothness of the blade surface.
压气机
西安航空职业技术学院毕业设计论文涡扇发动机的压气机部件
目录 1概述 ................................................................................................................................................................ 2压气机的分类以及结构特点 ....................................................................................................................... 2.1 .................................................................................................................................................................. 2.2 .................................................................................................................................................................. 2.3 ................................................................................................................................................................. 2.3.1 ........................................................................................................................................................... 2.3.2 ........................................................................................................................................................... 2.3.3 ........................................................................................................................................................... 2.3.4 ........................................................................................................................................................... 2.3.5 .......................................................................................................................................................... 3压气机的工作原理 ........................................................................................................................................ 3.1离心式压气机的工作原理...................................................................................................................... 3.2轴流式压气机的工作原理...................................................................................................................... 4压气机的材料 ............................................................................................................................................... 5 6压气机常见故障的诊断以及维修 ................................................................................................................ ...................................................................................................................................................................... 谢辞 ............................................................................................................................................................... 参考文献 ........................................................................................................................................................... 附录 ................................................................................................................................................................