壓氣機(jī)性能試驗(yàn)報(bào)告組

0.80.30.80.3實(shí)驗(yàn)名稱

壓氣機(jī)性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)目的掌握軸流壓氣機(jī)內(nèi)流動(dòng)、加功增壓原理和特性；熟悉壓氣機(jī)氣動(dòng)參數(shù)測(cè)量和計(jì)算方法。二、實(shí)內(nèi)容1

性測(cè)中氣參測(cè)與度角一臺(tái)壓氣機(jī)在設(shè)計(jì)完成后，組裝到核心機(jī)之前一定要經(jīng)過(guò)部件試驗(yàn)的驗(yàn)證。達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)的才能進(jìn)行組裝。這部分試驗(yàn)內(nèi)容稱之為壓氣機(jī)的性能測(cè)試。其中最主要的性能參數(shù)集中反映在流、壓比和效率這幾個(gè)參數(shù)上了能繪制速度三角形試驗(yàn)要求在設(shè)計(jì)和近失速這兩個(gè)特征狀態(tài)下，測(cè)量如下氣動(dòng)參數(shù)：流量管靜壓、轉(zhuǎn)子進(jìn)出口外壁靜壓、靜子出口外壁靜壓、轉(zhuǎn)子進(jìn)出口和靜子出口平均半徑處的總壓、轉(zhuǎn)子出口平均半徑處的氣流偏角以及其它必要的輔助參數(shù)。、定合速壓機(jī)性線壓氣機(jī)的性能用特性曲線來(lái)表示。對(duì)于高速壓氣機(jī)，通常的特性曲線圖為流量－總壓比圖和流量－效率圖。但對(duì)于低速壓氣機(jī)，其橫坐標(biāo)則常用流量系數(shù)來(lái)表示，而壓比可用壓升或壓升系數(shù)來(lái)表示。試驗(yàn)時(shí)首先要在流量全開(kāi)的情況下將轉(zhuǎn)速開(kāi)至待測(cè)轉(zhuǎn)速。待0.7轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后逐漸減小排氣閥關(guān)度，通過(guò)減小排氣面積來(lái)20.6提高反壓，從而得到同一轉(zhuǎn)速下不同流量點(diǎn)的特性。當(dāng)0.5流量減小到一定值時(shí)就會(huì)發(fā)生失速或喘振，此時(shí)應(yīng)退出0.4失速或喘振狀態(tài)。將同一轉(zhuǎn)速下的這些測(cè)點(diǎn)連接起來(lái)就成為一條特性線。如需完整的特性圖，還應(yīng)返回大流量狀態(tài)，然后開(kāi)至其它轉(zhuǎn)速，重復(fù)這個(gè)過(guò)程。圖2.1為低速壓氣機(jī)額定轉(zhuǎn)速下的特性曲線示意圖。

0.20.10.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.70c/uam0.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.70c/uam圖2.1壓氣機(jī)特性曲線/

6804768047三、實(shí)裝置

5

05

83

53

安1510535、氣實(shí)臺(tái)如圖所，實(shí)驗(yàn)臺(tái)為排動(dòng)葉和一排靜葉組成的單級(jí)軸流壓氣機(jī)，可增加葉片排數(shù)，擴(kuò)展為雙級(jí)相同級(jí)或三級(jí)相同級(jí)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)可移動(dòng)，壓氣機(jī)進(jìn)口流場(chǎng)均勻，空氣流量可微調(diào)。氣流通道徑500mm，內(nèi)徑（輪轂比0.75道直，可改變?nèi)~片安裝角和動(dòng)靜葉排間軸向間隙。額定轉(zhuǎn)速2400轉(zhuǎn)/，最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/，可調(diào)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性轉(zhuǎn)/分。、試統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)流量管靜壓P轉(zhuǎn)子進(jìn)口總壓P轉(zhuǎn)子進(jìn)口外壁靜壓P轉(zhuǎn)子出口總壓P轉(zhuǎn)子出口外壁靜壓P靜子出口總壓P靜子出口外壁靜壓P

壓力變送器

數(shù)據(jù)采集

微機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)口溫度T*靜子出口與轉(zhuǎn)子進(jìn)口溫差ΔT

板圖2.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖為壓氣機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的配套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)采集處理可測(cè)流參數(shù)：空氣流量，動(dòng)葉進(jìn)口、動(dòng)靜葉排間和靜葉出口三個(gè)截面上外壁氣流靜壓和氣流總壓、靜壓速度及偏角沿葉高分布，級(jí)溫升。流量測(cè)量精度1%，壓升（或壓比）測(cè)量精度1%，效率測(cè)量精度3%氣動(dòng)參數(shù)的測(cè)點(diǎn)位置詳見(jiàn)圖2.2。四、實(shí)步驟根當(dāng)時(shí)的大氣度

T

算換算轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)速啟動(dòng)后平緩加速到轉(zhuǎn)速；/

aan2400

T288.15

轉(zhuǎn)/分；運(yùn)行過(guò)程中，視大氣溫度變化，隨時(shí)修正轉(zhuǎn)速；）按下列排氣閥關(guān)度次序逐一測(cè)量各流量狀態(tài)下的各項(xiàng)參數(shù)：閥門(mén)關(guān)度(mm)：、22、30、4245、、、50、、70、、42、37、30）測(cè)量參數(shù)：（1流量管靜壓

0

（表壓（2子進(jìn)口、轉(zhuǎn)子出口和靜子出口三個(gè)截面外壁氣流靜壓

1

（表壓

2

（表壓）和

3（表壓（）轉(zhuǎn)進(jìn)口、轉(zhuǎn)子出口和靜子出口三個(gè)截面平均半徑處氣流總壓壓*表壓）和轉(zhuǎn)子出口氣流偏角（相對(duì)于軸線）；32

P*（壓*（1（4轉(zhuǎn)子進(jìn)口總溫

T*1

和靜子出口與轉(zhuǎn)子進(jìn)口總溫差

*五、實(shí)結(jié)果與分析）填寫(xiě)表2.1測(cè)參數(shù)）計(jì)算不同閥門(mén)關(guān)度下的各項(xiàng)性能參數(shù)（可按不可壓流計(jì)算，填寫(xiě)表性能參數(shù)）根據(jù)進(jìn)氣總溫（同大氣溫度

大

，也同轉(zhuǎn)子進(jìn)口總溫

*1

氣壓（同大氣壓力

P大

）和流量管壁面靜壓先算出流量管內(nèi)空氣軸向速度，再推算出壓氣機(jī)內(nèi)軸向速度和軸向速度系數(shù)（流0a量系數(shù)）

c/ua

。Ac00

，其中：

空氣密=

P大氣大氣

kg/

3

；P大

、（壓；0

*1

，；R

氣體常數(shù)，287.05

J)，A流管通道面積，0.101240

壓氣機(jī)內(nèi)通道面積，0.085903

m

轉(zhuǎn)子平均半徑切線速度，33.322/s；級(jí)靜壓升

P31

和靜壓升系數(shù)

/

12

u

2

；級(jí)靜壓比

P大氣P大氣

3P1

；

基于靜壓比的級(jí)效率*(1

kk

1)/

*

，

k

可取1.40/

大

=

K

P大

=

a

/分，

45701

463.0055438.3583412.7549101150.6101184.9

101393測(cè)量

3

102945.3103024.2103071.1103220.7參數(shù)

**1

102266.9102368.2102445.8287.85287.85287.85

102538

102638102703.4102720.6287.85287.85ΔT*

1.4855241.5140271.5444971.69442332.9171932.3107531.4389930.5070425.921491.0578081.0292680.9987570.911718性能

Δ

1116.211183.2931266.237

1327.535參數(shù)

ΔP/0.5Um^2

1.942162.0588812.1208942.2909162.3299322.309856

1.0116941.012503

0.6086490.6327190.6385750.632658/

大

=K,

P大

=Pa

=2040轉(zhuǎn)分，

測(cè)量

013

182022182.4622217.3994271.4859342.7834101353.1101307.2101273101240.1101224.1101208.7102498.9102585.2102721.8102757.7參數(shù)

**1

102066.2102064.2102147.2287.85287.85287.85

102140102095.6287.85性能參數(shù)

ΔT*ΔΔP/0.5Um^2

1.7331.63296520.2833922.1402824.7415927.801220.6640490.7248410.8100050.910172713.1541757.0051874.2521886.90981.2408591.3171581.5460551.5338791.5431871.0070361.0074721.0086331.0087630.2950980.3072980.3371870.4084920.440052/

數(shù)據(jù)整理及答問(wèn)題1畫(huà)：計(jì)態(tài)近速態(tài)子出平半速三角；特曲。平均半徑動(dòng)靜葉柵和速度三角形設(shè)計(jì)狀態(tài)近失速狀態(tài)6/7

u*）動(dòng)原說(shuō)軸壓機(jī)功原，柏利程明壓理答：加功原理：u*壓氣機(jī)動(dòng)葉葉柵的運(yùn)動(dòng)方向是它對(duì)氣體的作用力Pu方相同的，因此表現(xiàn)為動(dòng)葉對(duì)氣體做功。由動(dòng)量定理知體用于葉片的周向分力為

w

2

單質(zhì)量氣體對(duì)動(dòng)葉做的功：Lw

u

因此，動(dòng)葉對(duì)氣體做了功：

Lu

。增壓原理：對(duì)于不可壓流有Bernoulli程：

P*

P

12

const

。對(duì)于亞因葉柵，氣流以相對(duì)速度w流入動(dòng)葉葉柵，以w流出。可以看出，兩相鄰的葉型通道是擴(kuò)張型的，因此氣流度降低，12由Bernoulli方知?dú)饬鲏毫ι?。而靜葉柵通道也是擴(kuò)張的，因此同樣起到減速增壓的功能。）流氣中哪損？現(xiàn)在么數(shù)？何得子靜出損分？答：軸流式壓氣機(jī)的損失包括附面層內(nèi)氣體摩擦損失、附面層分離損失、尾跡損失、尾跡與主區(qū)摻混損失、激波損失；環(huán)壁附面層及其葉型附面層相互作用損失、徑向間隙損失、間隙渦與通道損失、葉面附面層潛移損失損失主要體在總壓P*以及效率為獲取子靜子的出口損失分布可以采用在轉(zhuǎn)子及靜子后采用總壓梳測(cè)量周向的出口分布。）釋升數(shù)或比和率隨向度數(shù)或量變的律答比空氣流量的減少始步增加到最大值以后又逐漸減小終入不穩(wěn)定工況狀。這是因?yàn)榭諝饬髁繙p少到一定程度以后，由于正攻角太大，引起葉背失速，使輪緣功不再上升而且流動(dòng)損失劇增，是壓比減小，當(dāng)正攻角超過(guò)某一個(gè)臨界值得時(shí)候，葉背分離擴(kuò)展至整個(gè)通道，壓氣進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)效率定義

同理可得效率變化曲線。）何得于壓級(jí)性分析本驗(yàn)氣條下基總比級(jí)性基外壁壓比級(jí)性差。答：通過(guò)測(cè)量級(jí)