轉(zhuǎn)壓氣機(jī)
關(guān)注創(chuàng)建者：童小碗 創(chuàng)建時(shí)間：2018-08-28
轉(zhuǎn)壓氣機(jī)的實(shí)例教程
超音速對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)尾跡/激波干涉機(jī)制初步研究
中壓壓氣機(jī)發(fā)生喘振的主要原因是高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速下降，對(duì)來流氣體的抽吸能力下降，導(dǎo)致在高壓壓氣機(jī)的進(jìn)口前氣體流通發(fā)生了阻塞，進(jìn)而導(dǎo)致中壓壓氣機(jī)背壓升高，中壓壓氣機(jī)逆壓梯度更大，氣體更難被壓縮，從而引發(fā)中壓壓氣機(jī)喘振。
兩種狀態(tài)下高壓軸斷裂后，高壓壓氣機(jī)的工作點(diǎn)在特性圖上均向左下方移動(dòng)。地面起飛狀態(tài)下，折合轉(zhuǎn)速下降6.26%；增壓比由11.2下降至9.4。巡航狀態(tài)下，折合轉(zhuǎn)速下降6.41%；增壓比由11.9下降至10.3。由于高壓轉(zhuǎn)子物理轉(zhuǎn)速大幅降低，而高壓壓氣機(jī)進(jìn)口溫度由于中壓壓氣機(jī)壓比上升而略有上升，兩者共同作用使得折合轉(zhuǎn)速大幅降低。增壓比下降也是由于轉(zhuǎn)速降低，高壓壓氣機(jī)失去功率輸入，對(duì)氣體的壓縮能力下降所致。由于高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速高、壓比大，因此高壓軸斷裂對(duì)其產(chǎn)生的影響也大，工作點(diǎn)的變化幅度較風(fēng)扇和中壓壓氣機(jī)也更大。
2.2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化分析
圖8~圖10為低壓軸斷裂后，各轉(zhuǎn)子物理轉(zhuǎn)速變化的示意圖。由圖分析可知，低壓軸斷裂后，由于低壓渦輪失去負(fù)載，軸功無法輸出，因此低壓渦輪轉(zhuǎn)速迅速升高；風(fēng)扇和中壓壓氣機(jī)由于失去功率輸入，因此轉(zhuǎn)速迅速下降。而高壓軸在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的作用下仍在短暫時(shí)間內(nèi)基本保持原有轉(zhuǎn)速不變。在地面起飛狀態(tài)下，低壓軸斷裂后約28 ms后低壓渦輪達(dá)到其破裂轉(zhuǎn)速；在巡航狀態(tài)下，低壓軸斷裂后約43 ms后低壓渦輪即達(dá)到其破裂轉(zhuǎn)速。相比之下，雖然巡航狀態(tài)下正常工作時(shí)低壓軸轉(zhuǎn)速高于地面起飛狀態(tài)，但巡航狀態(tài)下從低壓軸斷裂到輪盤破裂的間隔時(shí)間更長，風(fēng)扇和渦輪盤的轉(zhuǎn)速上升速率更低。在渦輪盤破裂之前，并未出現(xiàn)壓氣機(jī)喘振或輪盤超溫現(xiàn)象，因此預(yù)防在低壓軸斷裂后低壓渦輪超轉(zhuǎn)是主被動(dòng)安全設(shè)計(jì)中需要著重考慮的問題。
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一期一會(huì) | 什么是渦輪機(jī)？6個(gè)月前
但隨著對(duì)更高效、更低成本的渦輪機(jī)的需求不斷增長，工程師轉(zhuǎn)而采用先進(jìn)的仿真來推動(dòng)其設(shè)計(jì)。
與所有設(shè)計(jì)一樣，渦輪機(jī)設(shè)計(jì)需要在成本、效率、性能和可靠性之間進(jìn)行平衡。對(duì)于飛機(jī)推進(jìn)中使用的渦輪機(jī)，工程師還需要考慮重量這個(gè)因素。
流道設(shè)計(jì)
渦輪機(jī)的基本配置，是在流道設(shè)計(jì)階段確定的。性能工程師會(huì)在渦輪機(jī)所驅(qū)動(dòng)的整個(gè)渦輪機(jī)械系統(tǒng)環(huán)境中，研究渦輪機(jī)的熱力學(xué)行為。
結(jié)果顯示了該航空發(fā)動(dòng)機(jī)子午截面上的流速分布，風(fēng)扇、壓氣機(jī)和渦輪轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)速以及燃燒室內(nèi)的燃燒現(xiàn)象。
一期一會(huì) | 什么是流體流動(dòng)？8個(gè)月前
其是各種工程問題的核心，包括化學(xué)加工和制藥（例如混合、過濾和分離），發(fā)電（蒸汽輪機(jī)和燃燒建模）以及石油和天然氣（減少燃燒和排氣）。工程師使用歐拉-拉格朗日、歐拉-歐拉或流體體積（VOF）等方法來解決這些問題。
流體流動(dòng)的數(shù)值仿真
在中等雷諾數(shù)下，可以根據(jù)納維-斯托克斯方程（不包括湍流建模）對(duì)湍流進(jìn)行直接數(shù)值仿真（DNS）。
旋翼拉力系數(shù)對(duì)標(biāo)-隨葉片攻角變化
旋翼拉力系數(shù)對(duì)標(biāo)-隨扭矩系數(shù)變化
A.傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)仿真
鉸接式旋翼與周期配平仿真。
［3］尹帥帥，石更強(qiáng)，孫旭陽，等.基于 SolidWorks Simulation 軟件的旋 壓式制粒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有限元分析［J］.中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2021， 38（2）：96-101.
［4］栗偉，孫超，李萬剛.基于 SolidWorks Simulation 的壓力容器受壓元 件建模及應(yīng)力分析設(shè)計(jì)［J］.制冷與空調(diào)，2021，35（5）：695-698.
以氣動(dòng)/結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)為例，目前已實(shí)現(xiàn)10億網(wǎng)格的氣彈仿真工程化。
（4）風(fēng)洞試驗(yàn)無法覆蓋或代價(jià)極大的工況
風(fēng)洞試驗(yàn)由于風(fēng)洞尺寸、設(shè)備、氣源等原因，很多工況地面試驗(yàn)無法開展，如進(jìn)氣道前堵網(wǎng)影響，大落壓比的噴流模擬。對(duì)飛行器表面突出物的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過風(fēng)洞試驗(yàn)，其代價(jià)將難以接受。
5.
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國產(chǎn)渦軸-6、渦軸-8發(fā)動(dòng)機(jī)為1級(jí)軸流加1級(jí)離心構(gòu)成的組合壓氣機(jī)；“黑鷹”直升機(jī)上的T700發(fā)動(dòng)機(jī)采用5級(jí)軸流加1級(jí)離心壓氣機(jī)。壓氣機(jī)部件主要包括進(jìn)氣導(dǎo)流器、壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子、壓氣機(jī)靜子及防喘裝置等。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的組合件，軸流式轉(zhuǎn)子葉片呈葉柵排列安裝在工作葉輪周圍，離心式轉(zhuǎn)子 葉片則呈輻射形狀鑄在葉輪外部。壓氣機(jī)靜子由壓氣機(jī)殼體和靜止葉片組成。
它一端通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸相連，另一端支承著葉輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軸上裝有軸承、軸向密封等零部件。
泵軸的常用材料是碳素鋼和不銹鋼。
葉輪和軸靠鍵相連接，由于這種連接方式只能傳遞扭矩而不能固定葉輪的軸向位置，故在水泵中還要用軸套和鎖緊螺母來固定葉輪的軸向位置。
鍛造工藝
航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，使用鍛件的零部件有盤、鼓筒軸、風(fēng)扇和壓氣機(jī)葉片等，主要的制造工藝是：熔煉、轉(zhuǎn)坯、鍛造、機(jī)加、精整。
本文以盤類加工為例。高溫合金盤類零件通常在亞固溶或者過固溶條件下進(jìn)行等溫鍛或者熱模鍛工藝。為了確保鍛件質(zhì)量，要求每個(gè)零件必須用相同的工藝，并通過高靈敏度的超聲檢測(cè)方法進(jìn)行探傷。
