燃氣輪機基本原理和計算第02章第一節燃氣輪機循環的過程方程

第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環第三節軸流式壓氣機原理和計算第四節燃料燃燒理論第五節透平原理第二章燃氣輪機基本原理和計算2025/6/12為什么現代燃氣輪機，尤其是三代以后的燃氣輪機，在熱力參數上面要提倡壓氣機高壓比，高渦輪前燃氣溫度？壓氣機壓比和渦輪前燃氣溫度的關系？提問：2025/6/13通過燃氣輪機的循環分析，就可以明白。解答：本章學習完畢后，將前面的問題作為討論課的論點進行討論。具體時間會在后面安排。請同學們醞釀！討論課的題目：為什么提倡高壓比和高渦輪前燃氣溫度？2025/6/14第一節燃氣輪機循環的過程方程一）、燃氣輪機的循環過程二）、壓氣機內的壓縮過程三）、燃燒室中的加熱過程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程五）、工質在大氣中自然放熱過程六）、總結2025/6/15附加知識點：

燃氣輪機四個截面的氣體狀態參數符號燃氣輪機結構示意圖1、）1截面（壓氣機進氣截面）氣流在此處的理想狀況的狀態參數符號：溫度：比容：壓強：氣流在此處的實際狀況的狀態參數符號：溫度：比容：壓強：氣流在此處的狀態參數平均值：溫度：比容：壓強：2025/6/16附加知識點：

燃氣輪機四個截面的氣體狀態參數符號燃氣輪機結構示意圖2、）2截面（壓氣機出口截面，燃燒室進口截面）氣流在此處的理想狀況的狀態參數符號：溫度：比容：壓強：氣流在此處的實際狀況的狀態參數符號：溫度：比容：壓強：氣流在此處的狀態參數平均值：溫度：比容：壓強：2025/6/17附加知識點：

燃氣輪機四個截面的氣體狀態參數符號燃氣輪機結構示意圖3、）3截面（燃燒室出口截面，透平進口截面）氣流在此處的理想狀況的狀態參數符號：溫度：比容：壓強：氣流在此處的實際狀況的狀態參數符號：溫度：比容：壓強：氣流在此處的狀態參數平均值：溫度：比容：壓強：2025/6/18附加知識點：

燃氣輪機四個截面的氣體狀態參數符號燃氣輪機結構示意圖1、）4截面（透平出口截面）氣流在此處的理想狀況的狀態參數符號：溫度：比容：壓強：氣流在此處的實際狀況的狀態參數符號：溫度：比容：壓強：氣流在此處的狀態參數平均值：溫度：比容：壓強：2025/6/19

第一節燃氣輪機循環的過程方程一）、燃氣輪機的循環過程2025/6/110

第一節燃氣輪機循環的過程方程

一）、燃氣輪機的循環過程1、燃氣輪機熱力循環稱為開式白朗托循環（蒸汽輪機電廠循環稱為閉式朗肯循環）燃氣輪機開式白朗托循環圖見下頁2025/6/1111-2過程：空氣在壓氣機內完成空氣壓縮耗功過程2-3過程：空氣在燃燒室內完成燃燒升溫過程3-4過程：空氣在透平完成膨脹做功過程4-1過程：空氣排出燃機進入大氣，完成冷源放熱過程完成一次開式循環燃氣輪機熱力循環圖

第一節燃氣輪機循環的過程方程

一）、燃氣輪機的循環過程2025/6/112燃氣輪機效率曲線2）、對應一個燃氣溫度t3的循環效率有一個最佳壓比，即在這個溫度下，在最佳壓比值對應的燃機效率最大。燃氣溫度越高，相應的最佳壓比就越高，這是燃機設計的最關鍵點。

第一節燃氣輪機循環的過程方程

一）、燃氣輪機的循環過程2、燃氣輪機的效率與燃氣溫度和壓氣機壓比的關系1）、如右圖，燃氣溫度t3越高，循環效率越高。2025/6/113燃氣輪機效率曲線3）、目前，最先進的燃氣輪機燃氣溫度達1300℃～1400℃，壓氣機壓比達到15～20。因此，提高燃氣輪機效率，改進燃氣輪機的性能，主要要從燃氣輪機的燃氣溫度和壓氣機的壓比作手。

第一節燃氣輪機循環的過程方程

一）、燃氣輪機的循環過程2025/6/114燃氣輪機效率、比功曲線圖3、燃氣輪機的效率與比功關系1）、燃氣溫度越高，燃氣輪機的比功就越大，每千克空氣產生的功就越多，一定功率的機組體積就會越小。2）、在溫度一定下，提高增壓比，比功先會增加，但是當超過一個最佳壓比值以后，比功反而會下降，在設計上要特別注意。

第一節燃氣輪機循環的過程方程

一）、燃氣輪機的循環過程2025/6/1154、總之：為了計算燃氣輪機中工質與外界交換的熱量和功量，必須分析燃氣輪機的四個過程中工質的熱力狀態參數壓力p、比容v、溫度t的變化規律和描述過程的數學方程。

第一節燃氣輪機循環的過程方程

一）、燃氣輪機的循環過程2025/6/116第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程2025/6/117第一節燃氣輪機循環的過程方程

二）、壓氣機內的壓縮過程1、壓氣機理想絕熱壓縮空氣過程的假設壓氣機在壓縮空氣過程中，必須從外界吸收一定量的壓縮功，才能使空氣的壓力p和溫度t升高，比容v縮小。假設工質只與外界發生功的交換，而無熱量交換。這個與外界沒有熱量交換的熱力過程，是在沒有摩擦和擾動等不可逆現象的理想情況下進行的，成為理想絕熱過程。2025/6/118第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程2、壓氣機理想絕熱壓縮空氣過程計算由熱力學分析，在理想絕熱過程中，工質的壓力和比容的變化規律為：（2-1）

式中：k為絕熱指數，當忽略工質比熱隨溫度而變化的關系時，它就是所謂的比熱比。通常在作近似計算時，空氣的絕熱指數k可以取1.4，燃氣的k取1.33。2025/6/119第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程2、壓氣機理想絕熱壓縮空氣過程計算由可知，當工質按理想絕熱過程壓縮（或膨脹）時，在整個過程的任何一個工況點上，工質的壓力p與其比熱容比v的k次方的乘積是彼此相等的。即

（2-2）2025/6/120第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程2、壓氣機理想絕熱壓縮空氣過程計算

當已知過程的起始狀態、和終態壓力后，就可以根據和理想氣體狀態方程式，計算出工質在理想絕熱過程終態的其它參數和。2025/6/1212、壓氣機理想絕熱壓縮空氣過程計算

第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程聯解，得出，在理想絕熱過程中與，與之間的變化規律為：整個推理過程為：兩式聯立p和T關系T和v關系（2-3）2025/6/122例1、今有一臺壓氣機，把空氣由起始狀態，

℃壓縮到。假設這是一個理想壓縮過程，試問壓縮終了時，空氣的比容和溫度各為多少？第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程3、理想絕熱過程計算舉例已知空氣的絕熱指數：2025/6/123第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程3、理想絕熱過程計算舉例解：根據（2-3）可知即得：

已知空氣的絕熱指數：因而（℃）根據2025/6/124第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程4、實際壓縮過程計算理想的絕熱壓縮過程是不存在的。由于存在摩擦和換熱的因素，實際過程是一個多變的壓縮過程，其計算應根據多變過程的規律計算，其中n為多變指數。兩式聯立整個推理過程為：2025/6/125第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程4、實際壓縮過程計算p和T關系T和v關系聯解，得出，在理想絕熱過程中與，與之間的變化規律為：即：將絕熱指數k改為多變指數n。n＞k，n的大小與實際壓縮過程中存在的不可逆因素有關，一般為。在確定了n值后，就用式（2-4），即可算出實際過程中終態空氣的狀態參數。（2-4）2025/6/126第一節燃氣輪機循環的過程方程

二）、壓氣機內的壓縮過程4、實際壓縮過程計算舉例實際壓縮過程的計算跟理想絕熱壓縮過程的計算是一樣的，不同的只是一個用多變指數n，一個用絕熱指數k。具體的舉例略。2025/6/127第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程4、實際壓縮過程的工程計算根據熱力學的多變過程來計算，不能夠直觀反映在實際壓縮過程中不可逆程度大小。因此，工程上，人們很少利用這個方法。而是引入一個能夠比較直觀地反映實際壓縮過程中不可逆程度大小的絕熱壓縮效率，來計算工質的終態溫度。2025/6/1281）、絕熱壓縮效率第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程4、實際壓縮過程的工程計算絕熱壓縮效率，是指工質在理想的絕熱壓縮過程中所需吸收的壓縮功，與實際壓縮過程中達到同一個終態壓力時所需加給工質的實際壓縮功的比值。即：式中，2025/6/129當忽略工質定壓比熱隨溫度改變而忽略微變化的特性時，1）、絕熱壓縮效率第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程4、實際壓縮過程的工程計算在現代壓氣機中，由此可見，只要已知壓氣機的，就很容易求得壓氣機出口處工質的實際溫度，進而求出比容。（2-5）2025/6/130已知由式（2-5）可知：例2、假設已知例1中壓氣機的，試求在的情況下，壓氣機出口處空氣的實際狀態參數。2）、實際壓縮過程的工程計算舉例第一節燃氣輪機循環的過程方程二）、壓氣機內的壓縮過程4、實際壓縮過程的工程計算解：在例1中已計算得，當工質按理想絕熱壓縮過程工作時，壓氣機出口處空氣的溫度和比體積為℃（℃）2025/6/131第一節燃氣輪機循環的過程方程三）、燃燒室中的加熱過程2025/6/132第一節燃氣輪機循環的過程方程三）、燃燒室中的加熱過程1、燃燒室燃燒過程的理論簡化燃燒室的燃燒過程，是空氣與燃料混合燃燒，把燃料的化學能釋放出來，轉化為熱量的過程。這就相當于工質從外界吸收一定量的熱，從而溫度升高，比容增大。此時，工質只與外界有熱交換，而無機械功交換。當確定了壓氣機出口參數后，由于壓氣機出口緊接燃燒室入口，因此，也就知道了燃燒室入口處空氣的參數。2025/6/133第一節燃氣輪機循環的過程方程三）、燃燒室中的加熱過程1、燃燒室燃燒過程的理論簡化在沒有摩擦等不可逆現象的情況下，可以把燃燒過程看成是一個等壓加熱過程，空氣與燃料燃燒后將變成高溫燃氣。在燃燒室的出口處溫度升高為，比容增大為，但壓力卻維持不變，即。2025/6/134第一節燃氣輪機循環的過程方程三）、燃燒室中的加熱過程2、燃燒室燃燒工質的狀態參數理論計算根據理想氣體的狀態方程式不難證明，假如忽略空氣與燃氣之間氣體常數R的微小差別，經等壓加熱后，燃燒室前后工質狀態參數的變化關系應滿足如下規律：通常燃燒室出口處燃氣的溫度是根據透平葉片的材料特性選擇的。目前，隨著冶金工業和透平冷卻技術的發展，已經可以提高到℃以上。2025/6/135最后，根據已經選定的和估算得到的，利用理想氣體狀態方程式，很容易確定出燃燒室出口比容。第一節燃氣輪機循環的過程方程三）、燃燒室中的加熱過程3、燃燒室燃燒工質的狀態參數實際計算實際上，當工質在燃燒室中燃燒加熱時，總會有摩擦不可逆現象存在。這將導致燃燒室出口處燃氣的壓力略有下降，其下降程度可以用燃燒室的壓力保持系數來估算，即：（2-6）通常，。2025/6/136第一節燃氣輪機循環的過程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程2025/6/137第一節燃氣輪機循環的過程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程1、透平膨脹的理論計算透平處高溫高壓燃氣發生膨脹，對外界輸出一定數量的機械功，同時工質的壓力和溫度下降，比容增大。假設工質只與外界有機械功的交換，而無熱量的交換。在沒有摩擦等不可逆現象的理想情況下，可以認為，在透平中，燃氣是按照理想絕熱過程進行膨脹做功的。因而也可以根據式（2-3）來計算燃氣狀態參數的變化。即：p和T關系T和v關系（2-3‘）2025/6/138第一節燃氣輪機循環的過程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程2、透平膨脹的理論計算舉例例3：已知透平前燃氣的初始狀態參數為

℃。由于透平后的排氣流道還有一定的阻力，致使燃氣不能膨脹到與外界大氣壓力相同的情況，而只能達到。假設這是一個理想絕熱膨脹過程，求膨脹終態時的燃氣溫度為多少？2025/6/139第一節燃氣輪機循環的過程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程2、透平膨脹的理論計算舉例解：對于燃氣來說，絕熱指數根據式（2-3’）可知：℃2025/6/140第一節燃氣輪機循環的過程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程2、透平膨脹的實際計算實際上，理想絕熱膨脹過程也是不存在的。因不可逆現象造成的摩擦熱，也會轉加給工質本身，致使工質的終態溫度和比容，都要比按理想絕熱膨脹過程達到的終態溫度和比容大一些，同時還會使工質發出的實際膨脹功減少。的多變膨脹過程相當。因此，在實際膨脹過程中，燃氣終態的狀態參數也可以根據式（2-4‘）來計算。所不同的是在膨脹過程中，多變指數即，。從熱力學觀點看，這個過程正與一個從外界吸收熱量2025/6/141第一節燃氣輪機循環的過程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程2、透平膨脹的實際計算p和T關系T和v關系（2-4’）透平膨脹的實際計算舉例略2025/6/142與壓縮過程相同，通常人們也很少用熱力學中的計算方法來計算燃氣的終態參數。同樣也習慣的引入一個能夠比較直觀地反映實際膨脹過程中不可逆程度大小的絕熱膨脹有效效率，來計算工質的終態溫度。第一節燃氣輪機循環的過程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程3、透平膨脹的工程計算2025/6/143第一節燃氣輪機循環的過程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程3、透平膨脹的工程計算1）、絕熱膨脹有效效率

絕熱膨脹有效效率，是指工質在透平的實際膨脹過程中，能夠發出的實際機械功，與工質按照理想絕熱過程進行膨脹而達到的同一個終態壓力時所能發出的理想機械功的比值。即式中，2025/6/144在現代透平中，當忽略工質定壓比熱隨溫度改變而忽略微變化的特性時，1）、絕熱膨脹有效效率

第一節燃氣輪機循環的過程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程3、透平膨脹的工程計算由此可見，只要已知透平的絕熱膨脹有效效率，就很容易求得透平出口處工質的實際溫度，進而求出比容。（2-6）2025/6/145的情況下，透平出口處燃氣的實際溫度？例4、例如已知例3中透平的，試求在2）、透平膨脹過程的工程計算舉例第一節燃氣輪機循環的過程方程四）、透平（渦輪）中的膨脹過程3、透平膨脹的工程計算解：在例3中已經求得，按照理想絕熱膨脹的已知℃℃℃2025/6/146第一節燃氣輪機循環的過程方程五）、工質在大氣中自然放熱過程2025/6/147在此過程中，工質將對外界釋放一定量的余熱，使其狀態參數回復到壓氣機入口處空氣的初始狀態，工質只與外界有熱量交換，而無機械功交換。1、理想的自然放熱過程第一節燃氣輪機循環的過程方程五）、工質在大氣中自然放熱過程在理想狀況下，可以把這個過程看成是一個等壓發熱過程，其結果將使工質的溫度降低到，比容減小到。2025/6/148在實際狀況下，工質的壓力略有下降，即，但放熱的結果仍然是使工質回復到。2、實際的自然放熱過程第一節燃氣輪機循環的過程方程五）、工質在大氣中自然放熱過程由于在這個過程中，工質的初始狀態正是透平排氣口燃氣的狀態，工質的終態是壓氣機入口處大氣的狀態，這個參數已經求得，就不用再計算了。2025/6/149第一節燃氣輪機循環的過程方程六）、總結2025/6/150通過前面介紹的方法，很容易求出在燃氣輪機四個工作過程中工質狀態參數的變化關系，還可以進一步探討在這四個過程中，各種能量之間的轉化規律和定量計算關系。需要指出的是，前面介紹的計算方法是一種近似方法，因為它沒有考慮到在這個過程中，工質比熱隨溫度的變化關系對狀態參數計算的影響。第一節燃氣輪機循環的過程方程六）、總結2025/6/151第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環一）、理想簡單循環功和熱變化關系二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數三）、燃氣輪機循環分析2025/6/152第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環一）、理想簡單循環功和熱變化關系2025/6/153考慮到連續流動機械的“流動功”（項），熱焓，而。故第一定律可寫成：第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環一）、理想簡單循環功和熱變化關系熱力學第一定律為：據此，在理想等壓燃氣輪機簡單循環中，假設工質為理想氣體，在壓縮、加熱、膨脹和放熱四個熱力過程內沒有損耗，比熱和流量也不變，則可由等壓燃氣輪機簡單循環圖推出各過程中功和熱的變換關系。2025/6/154第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環一）、理想簡單循環功和熱變化關系等壓燃氣輪機簡單循環圖各個過程的功和熱的變化關系如下：1-2壓氣機中等熵壓縮2-3燃燒室中等壓加熱2025/6/155第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環一）、理想簡單循環功和熱變化關系等壓燃氣輪機簡單循環圖各個過程的功和熱的變化關系如下：3-4透平中等熵膨脹4-1大氣中等壓放熱2025/6/156第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數2025/6/157第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數1、理想簡單循環比功循環增壓比：循環最高壓力與最低壓力之比理想簡單循環比功:透平的功率減去壓氣機消耗的功率循環增溫比：循環最高溫度與最低溫度之比即：2025/6/158第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數1、理想簡單循環比功設比熱容為定值，則根據各過程特性可推證：等壓燃氣輪機簡單循環圖2025/6/159第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數1、理想簡單循環比功推理比功：透平功率減去壓氣機消耗功率已知：推出比功:2025/6/160第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數1、理想簡單循環比功理想簡單定壓加熱循環比功：分析上式，知當和確定后，比功僅僅是增壓比的函數。將比功對增壓比求導并令之為零，即可求得最佳增壓比：（2-2-1）（2-2-2）將（2-2-2）代入（2-2-1）得最大的循環比功：（2-2-3）2025/6/161第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數1、理想簡單循環比功由理想簡單定壓加熱循環比功公式作圖理想簡單定壓循環性能圖橫坐標為：縱坐標為：分析：a、增加，增加b、增加，增加結論：在材料熱強度許可的前提下，應盡可能提高，進而有利于提高燃機比功。2025/6/162第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數2、理想簡單循環效率理想簡單循環效率：循環比功與燃燒室加入熱量之比2025/6/163第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數2、理想簡單循環效率（2-2-2）此即為理想簡單等壓循環效率2025/6/164第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數2、理想簡單循環效率由理想簡單循環效率：（2-2-2）可以得出結論：a、熱效率主要取決于循環增壓比，且隨的增大而提高。也就是說熱效率主要取決于壓氣機中絕熱壓縮的初態溫度和終態溫度。b、熱效率和工質的絕熱指數的數值有關，而與循環增溫比無關。2025/6/165第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數3、理想簡單循環可用功系數根據定義，且：理想簡單循環可用功系數：循環比功與透平膨脹功的比值。2025/6/166第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

二）、理想簡單循環比功、效率、可用功系數3、理想簡單循環可用功系數即用功系數為：（2-2-3）得出結論：a、越大，相應的膨脹功越大，越大。b、越大，相應的壓縮負功越大，越小。2025/6/167第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環三）、燃氣輪機循環分析2025/6/168第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

三）、燃氣輪機循環分析1、實際燃氣輪機循環是有損失的，比功、效率和壓比、溫比（溫度）的關系，結論與理想簡單循環有所不同。2025/6/169第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

三）、燃氣輪機循環分析2、實際燃氣輪機循環的效率和比功特點：1）、壓氣機壓比增加，循環效率和比功增加，到一個值后減小，存在一個最佳壓比。2025/6/1702）、燃氣溫度越高，相應的最佳壓比就越高。第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

三）、燃氣輪機循環分析2、實際燃氣輪機循環的效率和比功特點：2025/6/171第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

三）、燃氣輪機循環分析2、實際燃氣輪機循環的效率和比功特點：3）、燃氣溫度一定，效率最佳增壓比高于比功最佳增壓比。效率-壓比圖比功-壓比圖﹥例如：民機追求效率最佳壓比，軍機追求比功的。大于2025/6/172第二節等壓燃氣輪機理想簡單循環

三）、燃氣輪機循環分析2、實際燃氣輪機循環的效率和比功特點：3）、得出的結論：A、提高燃氣溫度要相應提高壓比才有效；B、對一定的燃氣溫度，要選合適的壓氣機壓比；C、不同用途的燃氣輪機的設計原則是不同的。固定式電站用燃氣輪機要按照效率最佳壓比設計，運輸式燃氣輪機要按比功最佳壓比設計；D、提高壓氣機和透平的效率對燃氣輪機循環特性非常重要。2025/6/173第三節軸流式壓氣機原理和計算一）、增壓原理二）、軸流式壓氣機級中工質能量的轉化關系三）、壓氣機葉柵的幾何參數四）、防止壓氣機發生喘振現象的措施五）、壓氣機通流部分的污染與清洗2025/6/174第三節軸流式壓氣機原理和計算一）、增壓原理2025/6/175第三節軸流式壓氣機原理和計算

一）、增壓原理1、壓力的空氣以速度流過一個通流面積不斷增大的擴壓流道時，若這道空氣與外界沒有熱量和機械功的交換，那么氣流速度降低，空氣的壓力增加。23由伯努利方程：2025/6/176第三節軸流式壓氣機原理和計算

一）、增壓原理2、壓氣機的增壓原理也是采用此方法動葉葉柵繞軸線向右轉動擴壓靜葉葉柵不動，但是其通道面積是逐漸增加的，如圖：、即達到擴壓的目的。氣流方向軸線2025/6/177，壓力升高全部在動葉葉柵中完成。氣流經動葉葉柵后工質壓力升高的程度，可用級反動度來表示。

越大，工質的壓力升高越是在動葉葉柵中完成。第三節軸流式壓氣機原理和計算

一）、增壓原理2、壓氣機的級反動度氣流方向軸線2025/6/178第三節軸流式壓氣機原理和計算二）、軸流式壓氣機級中工質能量的轉化關系2025/6/179第三節軸流式壓氣機原理和計算

二）、軸流式壓氣機級中工質能量的轉化關系1、流經壓氣機動葉葉柵的力氣流方向軸線：是作用在葉輪平均直徑截面上的切向作用力。：空氣流量：動葉葉柵進、出口處空氣切向流速2025/6/180第三節軸流式壓氣機原理和計算

二）、軸流式壓氣機級中工質能量的轉化關系2、外界加給工質的機械功率氣流方向軸線：工作葉輪平均直徑截面上的圓周速度。2025/6/181第三節軸流式壓氣機原理和計算

二）、軸流式壓氣機級中工質能量的轉化關系3、工作葉輪傳遞給1工質的壓縮軸功氣流方向軸線：工作葉輪平均直徑截面上的圓周速度。2025/6/182第三節軸流式壓氣機原理和計算三）、壓氣機葉柵的幾何參數2025/6/183：葉柵幾何進口角：葉型弦長第三節軸流式壓氣機原理和計算

三）、壓氣機葉柵的幾何參數1、葉柵幾何參數：葉柵幾何出口角2025/6/184第三節軸流式壓氣機原理和計算四）、防止壓氣機發生喘振現象的措施2025/6/185第三節軸流式壓氣機原理和計算

四）、防止壓氣機發生喘振現象的措施1、喘振的根本原因:由于攻角過大，使氣流在葉背處發生分離而且這種氣流分離嚴重擴展至整個葉柵通道。

2025/6/186第三節軸流式壓氣機原理和計算

四）、防止壓氣機發生喘振現象的措施2、喘振時的現象：發動機的聲音由尖哨轉變為低沉、振動加大；壓氣機出口總壓和流量大幅度的波動；轉速不穩定，推力突然下降并且有大幅度的波動；發動機的排氣溫度升高，造成超溫；嚴重時會發生放炮，氣流中斷而發生熄火停車。因此，一旦發生上述現象，必須立即采取措施，使壓氣機退出喘振工作狀態。

2025/6/187第三節軸流式壓氣機原理和計算

四）、防止壓氣機發生喘振現象的措施3、防止喘振措施：1）、設計壓氣機時合理選擇各級之間流量系數的配合關系，力求擴大壓氣機的穩定工作范圍。2）、在壓氣機第一級或若干級裝設可旋轉葉片。3）、在壓氣機通流部分的某一個或若干個截面上，安裝防喘放氣閥。4）、合理選擇壓氣機的運行工況點，使機組在額定負荷工況下的運行點離壓氣機喘振邊界有足夠的安全裕量。5）、把一臺高壓比的壓氣機，分解成兩個壓比較低的高低壓氣機，依次串聯工作，并分別用兩個透平來分別帶動。2025/6/188第三節軸流式壓氣機原理和計算五）、壓氣機通流部分的污染與清洗2025/6/189第三節軸流式壓氣機原理和計算

五）、壓氣機通流部分的污染與清洗1、原因：壓氣機如果結垢，不僅影響效率和功率，而且還會使得低壓壓氣機的運行點向喘振邊界靠近，惡化機組運行的可靠性。2025/6/190第三節軸流式壓氣機原理和計算

五）