航发科普:不畏压力 能量满满

-作者:飞机E族 -
2019-05-30

随着生活节奏越来越快,许多人会感到压力山大。你知道吗,空气可是个“抗压超人”,在航空发动机的压气机里,流过的空气压缩做功,在巨大的压力作用下,空气却充满能量,快速流向燃烧室。

压气机

是航空燃气涡轮发动机三大核心部件之一,位于发动机的前端,用来提高进入发动机内的空气压力,对空气进行做功压缩,提升发动机热力循环效率,保证发动机正常运转。

航空燃气涡轮发动机一般采用三种基本类型的压气机:轴流式、离心式和斜流式。其中,离心压气机具有结构紧凑、单级压比高、可靠性高、制造方便、成本低廉、工艺性好、较宽的稳定工作裕度等优良特性。但缺点是迎风面积大,难于获得更高的总增压比,较大空气流量下效率较低,因此离心式压气机多用于中小型涡轴、涡桨航空发动机。

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离心压气机

常规的离心压气机主要由一个高速旋转的离心叶轮,一个通道面积扩张的径向扩压器、转角较大的轴向扩压器和主轴组成。空气进入离心叶轮后被压缩,压力、速度和温度显著提升,体积大幅减小,再经过径向扩压器后,速度减小、压力继续提高,最后由轴向扩压器扭转气流方向之后,被压缩的空气到达热情的燃烧室。

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离心压气机结构

离心叶轮在涡轮驱动下高速旋转,空气被连续地吸入叶轮中,经过转子叶片的做功,压力和温度都大大提高。离开离心叶轮后,空气体积不再减少,温度也不升高,就像运动之后要休息一样,空气在扩压器里也慢慢停下来,蓄势待发,以便能够更好进入熊熊燃烧的燃烧室。

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边界层流动损失&二次流动损失

压气机让空气压缩做功,赋予空气满满的能量,但在空气的流动过程中,也不可避免会遇到麻烦,称为流动损失。第一个麻烦就是边界层,边界层位于离心叶轮壁面与主流区之间,在边界层里,有黏性力的作用,拉着空气分子不让走,空气流动速度在这里被损耗了。第二个麻烦是二次流的东西,在机匣与离心叶轮之间的间隙里,会产生泄漏流,加上离心叶轮吸力面和压力面的压差,导致这里流动复杂,进一步损失了空气的速度。

尽管空气在压气机里压力山大

但勇敢的空气不畏迷茫和险阻

通过压力获得能量

所以,别再畏惧压力

勇往直前吧!

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