简单回顾
1,什么是压气机流量特性？作用是什么？典型的流量特性的组成和形状。
2,如何将流量 -压比特性和流量效率特性整理在一张图上？
3,如何评价压气机的流量特性？
4,什么是压气机的设计点？离开设计点会怎样？
5,如何估算压气机的流量和压比？
6,已知压气机叶轮外径、转速、出口密度、功率系数和流量，如何计算气流出口绝对速度的大小和方向？
7,简述位能涡流等环量定律。
1、径流式涡轮的特点
1.1 结构特点
1）涡轮箱 (涡壳 )：
作用：将气流导入涡轮，并使其部分膨胀，控制涡轮流量
要求：内壁光滑，流道均匀收敛，控制截面尺寸准确，耐高温
有叶涡轮箱 ----在涡轮叶轮的外边缘处的涡壳喷嘴环由若干叶片组成，这些喷嘴环叶片控制涡轮的流量
无叶涡轮箱 ----喷嘴环由平行壁组成，涡轮流量由 0-0截面和叶轮控制,0-0截面是流过涡轮全部流量的最小涡轮截面，用于调节涡轮流通面积
材料：高温合金铸铁第三章 涡轮原理与特性
2）涡轮叶轮：
作用：使气流在叶轮中膨胀，将膨胀功转化为机械功；将气流的的动能转化为机械功
要求：气动性能好，叶片自振频率高，振频分散度小，转动惯量小，耐高温
材料：镍基合金第三章 涡轮原理与特性
1.2 性能特点：
小流量时比轴流涡轮效率高
结构简单，叶片数少，允许较大的圆周速度
单级膨胀比大，小涡轮可得到较大功率
高效区比较宽广
整体铸造，生产成本低
整个叶轮的轮盘全部与燃气接触，受热面积大，转子内热应力大第三章 涡轮原理与特性
2、径流涡轮的热力学过程
2.1 流动过程
具有 P 和 T的发动机废气以速度 C进入涡轮壳，在喷嘴环中膨胀加速，以绝对速度 C1进入叶轮
叶轮进口速度三角形：
气体在叶轮内继续膨胀做功后以绝对速度 C2流出叶轮
出口速度三角形
进出口速度三角形在两个相互垂直的平面内第三章 涡轮原理与特性
2.2 热力过程
涡轮进口气体总焓为
（滞止焓）
在喷嘴环中的绝热焓降：
实际过程膨胀到与
1ad压力相同的 1点，
有熵增实际焓降为：
第三章 涡轮原理与特性
*TI
*TI 2
21CIT?
=
pvuI T
adTnad IIh 1*
nnadn hhh
在涡轮叶轮中的绝热焓降为：
叶轮中同样存在损失，实际过程膨胀到 2点焓降为：
涡轮级的总焓降为：
第三章 涡轮原理与特性
adadin d IIh 21
iia di hhh
)(21 2222*2* CCIIIIh TTT
2.3 涡轮绝热效率涡轮的实际焓降与绝热焓降之比就是涡轮的绝热效率
2.4反力度表示焓降在喷嘴环与叶轮之间的分配关系，定义为叶轮中的绝热焓降与涡轮级中的绝热焓降之比
冲击式涡轮,=0
反应式涡轮,0，一般为 0.5左右，焓降一半在喷嘴环中，一半在叶轮中，减少损失。
第三章 涡轮原理与特性
Tad
T
Tad h
h
Tad
iad
h
h=
3、涡轮特性涡轮也是在变工况下工作，需要了解涡轮在不同工况下的性能变化情况
3.1 相似流量、相似转速和速比 U/Co
为便于在不同的涡轮机之间比较涡轮的性能，采用相似参数
相似流量：
由能量方程可得：
由此可知，相似流量可表示为马赫数 M的函数第三章 涡轮原理与特性
1
*
*
1
1
1
*
*
11*
*
T
T
P
P
R
A
T
C
P
TAC
P
TM T
T
n
T
T
n
T
TT
11
11
TTR
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2
1
1
2
1
1
*
2
11
12
1 Mk
RTk k
C
T
T T
1
1
1 kR T
CM? 1
1
** )( kk
T T
TPP
相似转速：
---------轮缘马赫数相似转速也可以表示为马赫数的函数马赫数相似，则流动相似，损失也相似
速比 U/Co
代表涡轮负荷的大小
60/n2 DU?
第三章 涡轮原理与特性
*
T
T
T
n
*
T
T
T
n
*
1
160
TTD
u
1
1
kRT
uMu?
T0 h2?C
第三章 涡轮原理与特性第三章 涡轮原理与特性第三章 涡轮原理与特性第三章 涡轮原理与特性第三章 涡轮原理与特性第三章 涡轮原理与特性
1,什么是压气机流量特性？作用是什么？典型的流量特性的组成和形状。
2,如何将流量 -压比特性和流量效率特性整理在一张图上？
3,如何评价压气机的流量特性？
4,什么是压气机的设计点？离开设计点会怎样？
5,如何估算压气机的流量和压比？
6,已知压气机叶轮外径、转速、出口密度、功率系数和流量，如何计算气流出口绝对速度的大小和方向？
7,简述位能涡流等环量定律。
1、径流式涡轮的特点
1.1 结构特点
1）涡轮箱 (涡壳 )：
作用：将气流导入涡轮，并使其部分膨胀，控制涡轮流量
要求：内壁光滑，流道均匀收敛，控制截面尺寸准确，耐高温
有叶涡轮箱 ----在涡轮叶轮的外边缘处的涡壳喷嘴环由若干叶片组成，这些喷嘴环叶片控制涡轮的流量
无叶涡轮箱 ----喷嘴环由平行壁组成，涡轮流量由 0-0截面和叶轮控制,0-0截面是流过涡轮全部流量的最小涡轮截面，用于调节涡轮流通面积
材料：高温合金铸铁第三章 涡轮原理与特性
2）涡轮叶轮：
作用：使气流在叶轮中膨胀，将膨胀功转化为机械功；将气流的的动能转化为机械功
要求：气动性能好，叶片自振频率高，振频分散度小，转动惯量小，耐高温
材料：镍基合金第三章 涡轮原理与特性
1.2 性能特点：
小流量时比轴流涡轮效率高
结构简单，叶片数少，允许较大的圆周速度
单级膨胀比大，小涡轮可得到较大功率
高效区比较宽广
整体铸造，生产成本低
整个叶轮的轮盘全部与燃气接触，受热面积大，转子内热应力大第三章 涡轮原理与特性
2、径流涡轮的热力学过程
2.1 流动过程
具有 P 和 T的发动机废气以速度 C进入涡轮壳，在喷嘴环中膨胀加速，以绝对速度 C1进入叶轮
叶轮进口速度三角形：
气体在叶轮内继续膨胀做功后以绝对速度 C2流出叶轮
出口速度三角形
进出口速度三角形在两个相互垂直的平面内第三章 涡轮原理与特性
2.2 热力过程
涡轮进口气体总焓为
（滞止焓）
在喷嘴环中的绝热焓降：
实际过程膨胀到与
1ad压力相同的 1点，
有熵增实际焓降为：
第三章 涡轮原理与特性
*TI
*TI 2
21CIT?
=
pvuI T
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在涡轮叶轮中的绝热焓降为：
叶轮中同样存在损失，实际过程膨胀到 2点焓降为：
涡轮级的总焓降为：
第三章 涡轮原理与特性
adadin d IIh 21
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)(21 2222*2* CCIIIIh TTT
2.3 涡轮绝热效率涡轮的实际焓降与绝热焓降之比就是涡轮的绝热效率
2.4反力度表示焓降在喷嘴环与叶轮之间的分配关系，定义为叶轮中的绝热焓降与涡轮级中的绝热焓降之比
冲击式涡轮,=0
反应式涡轮,0，一般为 0.5左右，焓降一半在喷嘴环中，一半在叶轮中，减少损失。
第三章 涡轮原理与特性
Tad
T
Tad h
h
Tad
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3、涡轮特性涡轮也是在变工况下工作，需要了解涡轮在不同工况下的性能变化情况
3.1 相似流量、相似转速和速比 U/Co
为便于在不同的涡轮机之间比较涡轮的性能，采用相似参数
相似流量：
由能量方程可得：
由此可知，相似流量可表示为马赫数 M的函数第三章 涡轮原理与特性
1
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相似转速：
---------轮缘马赫数相似转速也可以表示为马赫数的函数马赫数相似，则流动相似，损失也相似
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代表涡轮负荷的大小
60/n2 DU?
第三章 涡轮原理与特性
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第三章 涡轮原理与特性第三章 涡轮原理与特性第三章 涡轮原理与特性第三章 涡轮原理与特性第三章 涡轮原理与特性第三章 涡轮原理与特性
