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叶轮的轮周功率NC 四、基元级内气体压缩过程的图示 将基元级内气体压缩过程，表示在p-v图、i-s图上，具有直观、明了的优点。 n值越大，说明实际不可逆程度越大。 p-v图 动叶 1-2 静叶 2-3 6条斜线： p1，p2，p3； p1*，p2*，p3*。 9个重要点： 1，2，3； 1*，2*，3*； 2s，3s，3s*。 等熵压缩1-2s-3s，i3s*=i2s*i1*，i2s* i2*。 L= i3*-i1*= i2*-i1* L=(c22-c12)/2+ (w12-w22)/2 第二章 压气机 压气机的特点及应用； 轴流式压气机级、基元级的工作原理； 轴流式压气机中的能量损失； 多级压气机； 压气机变工况工作特性； 压气机喘振及防止方法。 二、基元级及其速度三角形 复习： 基元级：一个与压气机轴线同心的、包括级的一列动叶栅和一列静叶栅的正圆柱形薄环。 基元级内气体流动： 不可压缩的、无粘性的、一元 稳定流动。 R ?R （3）速度三角形 u 动叶栅 静叶栅 轴 动叶进口处 c1 ?1 w1 w1 = c1 - u c1 w1 u ?1 ?1 ?1 u 动叶栅 静叶栅 轴 动叶出口处 c1 ?1 w1 c2 = w2 + u w2 u c2 w2 c2 ?2 ?2 ?1 ?2 ?2 u 动叶栅 静叶栅 轴 静叶栅 静叶栅不存在速度三角形。 静叶栅具有渐扩通道，气流速度下降c3 c2 ，压力升高。 一般c3 ? c1 、?3 ? ?1，即各基元级入口的绝对速度大小方向基本相同。 c1 ?1 w1 w2 c2 c3 ?3 ?2 ?1 ?2 ?1 w1 w2 cx c1 c2 u u 叶栅额线 轴向分速度cx 气流转折角?? 气流转折角 ??的作用 转折角 ?? 的大小与相对速度下降的程度呈正比。 从气流转折角??的大小，可判断叶栅的扩张度，即叶栅的增压能力。 转折角 ?? 越大，叶栅的通流面积扩张越大，其增压能力就越强。但转折角 ??过大，会引起气流流动恶化，级效率降低。 通常最大转折角??max不超过40°~ 45°。 气流速度在基元级内的变化规律 气流通过基元级动叶栅时， 相对速度下降（压力升高）； 绝对速度增加（动能增加）。 气流通过静叶栅时， 绝对速度下降（动能减少、压力升高）； 且流出基元级时的绝对速度大致恢复到级前水平。 速度三角形是分析研究基元级工作原理的重要工具。 气流速度的变化是反映能量转换的重要表达式。 下面讨论： 基元级内的能量转换情况 三、基元级内的能量转换 能量守恒关系： 动量守恒关系： 动叶栅： 外界输入的机械功L ?气体的能量 ?发生内部的转换 气体的流动 热焓形式 机械能形式 欧拉方程 稳定流动能量方程式 伯努利方程 假设条件： ①气体是理想气体，?=const； ②气体的比热容cpC是常数，k和Rg亦是常数； ③绝热压缩，q=0。 流过基元级时变化不大 可用进出口的平均值代替 气体流量大、流速快， q值相对很小，可忽略。 T473K 1、稳定流动能量方程式（热焓形式） 基元级进口1-1，出口3-3，则 ——气体滞止焓或温度的增量代表气流与外界的能量交换。 ——没有明显地出现摩擦耗功（转换为热能，热焓增加） ——适用于一切绝热压缩过程（不管是否可逆） 外界对气体所做的功L —用热力参数计算： 2、伯努利方程（机械能形式） 推导过程： 可逆微元过程： 不可逆过程：有摩擦功?LR，最后全部转变为工质的热量，即 热力学第一定律 ?q=di-vdp ?q = ?q’ + ?LR 压缩过程系统与外界 交换的热量，绝热 ?q’ =0 工质吸收的热量 ?q = ?LR=di - vdp di= vdp+?LR v?=1，v =1/?， 过程1-3，代入积分 代入整理得到伯努利方程 伯努利方程（机械能形式） 外界输入给气体的机械功，绝大部分用于升高气体的压力（ ）； 有一小部分用于克服摩擦阻力（LR），转变为摩擦热使气体温度升高。 一般情况下，基元级进出口绝对速度非常接近，c3?c1。 0 摩擦耗功明显出现在公式中 利用伯努利方程来分析基元级静叶栅(叶轮)和静叶栅(扩压器)中的能量转换情况。 进一步理解压气机的增压原理。 ⑴分析动叶栅(1-2) w2w1 p2p1 c2c1 外界加给气体的功 ⑵分析静叶栅(2-3) c3c2 p3p2 气体与外界无功的交换 压气机级的工作原理(基元级内的工作过程) 动叶栅（工作叶轮）将外界输入的机械功加给了气体。 气体流过动叶栅时， 将这机械功的一部分