轴流式压气机工作原理(伯努利方程)

进口、收缩器、导向叶片(导叶)、动叶片、转子、扩压器、出口

增压原理:伯努利方程,气体从进口流入压气机,经收缩器时流速得到初步提高,进口导向叶片使气流改为轴向,同时还起扩压管的作用,使压力有所提高。转子在外力作用下作高速转动,固装在转子上的动叶片推动气流,使气流获得很高的流速。高速气流进入导叶(静叶),气流动能降低而压力升高,相邻导叶叶片间的通道相当于一个扩压管。气体流经每一级连续进行类似的过程,使气体压力逐渐升高

伯努利方程:理想正压流体在有势体积力作用下作定常运动时,运动方程(即欧拉方程)沿流线积分而得到的

表达运动流体机械能守恒的方程。因著名的瑞士科学家D.伯努利于1738年提出而得名。对于重力场中的不可压缩均质流体 ,方程为:

式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和线性速度;h为铅垂高度;g为重力加速度;c为常量。

上式各项分别表示单位体积流体的压力能 p、重力势能ρgh和动能(1/2)*ρv ^2,在沿流线运动过程中,总和保持不变,即总能量守恒。但各流线之间总能量(即上式中的常量值)可能不同。对于气体,可忽略重力,方程简化为p+(1/2)*ρv ^2=常量(p0),各项分别称为静压 、动压和总压。显然 ,流动中速度增大,压强就减小;速度减小, 压强就增大;速度降为零,压强就达到最大(理论上应等于总压)。飞机机翼产生举力,就在于下翼面速度低而压强大,上翼面速度高而压强小 ,因而合力向上。 据此方程,测量流体的总压、静压即可求得速度,成为皮托管测速的原理。在无旋流动中,也可利用无旋条件积分欧拉方程而得到相同的结果但涵义不同,此时公式中的常量在全流场不变,表示各流线上流体有相同的总能量,方程适用于全流场任意两点之间。在粘性流动中,粘性摩擦力消耗机械能而产生热,机械能不守恒,推广使用伯努利方程时,应加进机械能损失项[1]。

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