超级军网我设计的内外对转转子压气机，请大家指教
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 13:25:35
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完全只顾性能的结果
压气机的定子叶片有其用处的，提高气压不是单纯提高速度那么简单。了解一点原理后再设计好点。
没有静子怎么工作啊？
如果没记错的话，压气机的静子叶片有改变气流方向，使其顺利进入下一级，另外还起到扩散、减速、增压的作用，将动能转变成压力能，这是常识，但是只有气流的动能越高，变成的压力能才会越大，而动能和速度、流量有关，连续做功会有效增加气流的速度和流量，只有动能越大，速度减下来增压才会越大，比如冲压发动机，只有达到一定速度才能启动就是这个道理。静止的空气，没有速度，但它绝对不会产生增压，否则就不用压气机了。
很高兴和大家探讨！真诚的希望多提宝贵建议和意见:)
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可能不行（我说不好，是猜测或者说是自己的理解）。
附面层分离大多发生在转速下降时，先是气流在压气机内震荡，最终发生喘振的。我看的书都是这么说的，当然发动机喘振的时候我没看过。请参阅有关资料http://www.kyxk.net/bbstcon.php? ... 9181&start=9181，你说的省了涡轮静叶栅的应该是F120，F119还是保留了
其实我对这个设计的原理还是参阅了一些资料，比较有信心的。不太把握的是结构，因为它与机身可支撑的点只有三个，前、后和燃烧室的部分，内外转子在同一轴向位置转起来离心力会很大，尤其是外转子，他的质量集中在外环，三个点不知能不能吃得住，好在它的轴向尺寸小，跨度不大，应该可以尝试一下，给专业人士提供个思路。呵呵！
其实我对这个设计的原理还是参阅了一些资料，比较有信心的。不太把握的是结构，因为它与机身可支撑的点只有三个，前、后和燃烧室的部分，内外转子在同一轴向位置转起来离心力会很大，尤其是外转子，他的质量集中在外环，三个点不知能不能吃得住，好在它的轴向尺寸小，跨度不大，应该可以尝试一下，给专业人士提供个思路。呵呵！
我记得因为压气机叶栅内是减速扩压，所以附面层比较厚，当气流转折比较大的时候（就是相对速度变化比较大的时候，对应的级压比大），附面层会增厚，并脱离。也因此压气机级压比比涡轮的级压降比小得多。
我的意思是，因为压气机级内不允许有过大的气流转折，导致一对叶栅（在普通的压气机里就是一组叶栅，在您的设想里就是外环转子的一级动叶和对应的内环转子的一级动叶）中可能得到的级压比受到了限制，这似乎与普通的压气机中动、静叶组成的一级一样。因此如果取消静叶，对应的压气机总级数就要增加一倍，尺寸和重量仍然是一样的。
作为非专业人士，这只是我自己的理解。希望专业人士提出讲解。
在支撑结构上确实增加了很大困难。
我的意思是，因为压气机级内不允许有过大的气流转折，导致一对叶栅（在普通的压气机里就是一组叶栅，在您的设想里就是外环转子的一级动叶和对应的内环转子的一级动叶）中可能得到的级压比受到了限制，这似乎与普通的压气机中动、静叶组成的一级一样。因此如果取消静叶，对应的压气机总级数就要增加一倍，尺寸和重量仍然是一样的。
作为非专业人士，这只是我自己的理解。希望专业人士提出讲解。
在支撑结构上确实增加了很大困难。
子曾经说过，温故而知新
可是我温了故也没有知什么新，实在是鲁钝呀......
在支撑结构上，外环转子的支撑可能困难很大。
另外我还是认为，您的设想与单独增加转子转速的普通压气机效果一样，就是增加了叶栅内的相对流速，从而增加轮周功。这一点还是请教各位高手解惑。
当相对流速超过当地音速的时候，就变成了超音速级，虽然增压能力大，但是超音速级的工作稳定性不是很好，叶栅内必须满足超音速增压的条件，当偏离设计工况的时候很可能就不存在这个条件或者恶化，所以貌似到目前为止超音速级仍没有什么应用。
可是我温了故也没有知什么新，实在是鲁钝呀......
在支撑结构上，外环转子的支撑可能困难很大。
另外我还是认为，您的设想与单独增加转子转速的普通压气机效果一样，就是增加了叶栅内的相对流速，从而增加轮周功。这一点还是请教各位高手解惑。
当相对流速超过当地音速的时候，就变成了超音速级，虽然增压能力大，但是超音速级的工作稳定性不是很好，叶栅内必须满足超音速增压的条件，当偏离设计工况的时候很可能就不存在这个条件或者恶化，所以貌似到目前为止超音速级仍没有什么应用。
我所记的可能是早期介绍F119的文章，里面说F119也没有高低压涡轮之间导向器。刚百度了一下，更多的说法是取消了的是F120，而F119还是保留了。
静子叶片又叫整流叶片，顾名思义它主要作用是整流，当两级动叶片同向同转速旋转时，上一级气流方向与下一级叶片相同，压气机效率很低，所以需要整流，当两级动叶片对转时，上一级气流方向与下一级叶片相反，两级叶片左右开弓，气流在压气机里一刻不停歇，效率较高。需要指出的是，附面层分离只有在低速时才会发生，叶片原理和机翼相似，机翼在起风降落速度较低时，为避免附面层分离，会采取增生装置，而在高速时由于不存在附面层分离问题就不用，至于扩散作用……虽然书上都这么说，但我觉得有点费解。首先整个压气机通道都是收敛的，前一级截面总是比后一级大的，其次整流叶片也是先收敛再扩散，虽然进口比出口略小，但比起整个压气机通道的收敛可以说是微不足道，我不理解书上为什么这么说。不过气流速度肯定是减小的，压力也肯定是上升的，这是因为燃烧室燃气膨胀产生的反作用力所致。
在原理上肯定行，也能达到楼主所说的设计目的，关键是支撑设计不好搞啊！呵呵，也许要不是这个问题，这种设计早就出现了。
附面层分离不仅仅会出现在速度低的时候，气流转折剧烈的时候就可能出现，特别是在渐扩通道中。而亚音速基元级压气机中就是渐扩通道（超声速压气基元级中超声速部分是渐缩的，因为超声速气流的速度变化幅度比重度的变化幅度小）。
在渐扩流道中，附面层比渐缩流道中更厚，更容易出现附面层分离，所以能够允许的气流转折程度就更小。这就是压气机叶片的弯曲程度远小于涡轮叶片弯曲程度的原因。
当第二级叶片也是动叶片的时候，气流的转向角度就大了，同样会受到附面层分离的限制。也就是此时必须减小这两级叶片的弯曲程度。当然，这样的两级叶片对气流的做功能力是否会大于普通的一个基元级，我就不能妄下结论了。
飞机降落时可能出现附面层分离，不是因为速度低，而是此时机翼的攻角大，也就是经过机翼的气流转折角大了，所以可能出现附面层分离。
最后，燃气轮机出现喘振也并不都是在转速降低的时候。从燃气轮机运行图线上看，当流量不变，而压缩比增加时，它的运行线就向喘振线接近，严重时就有可能进入喘振。究其原因，也是出现比较严重的附面层分离所致。
在渐扩流道中，附面层比渐缩流道中更厚，更容易出现附面层分离，所以能够允许的气流转折程度就更小。这就是压气机叶片的弯曲程度远小于涡轮叶片弯曲程度的原因。
当第二级叶片也是动叶片的时候，气流的转向角度就大了，同样会受到附面层分离的限制。也就是此时必须减小这两级叶片的弯曲程度。当然，这样的两级叶片对气流的做功能力是否会大于普通的一个基元级，我就不能妄下结论了。
飞机降落时可能出现附面层分离，不是因为速度低，而是此时机翼的攻角大，也就是经过机翼的气流转折角大了，所以可能出现附面层分离。
最后，燃气轮机出现喘振也并不都是在转速降低的时候。从燃气轮机运行图线上看，当流量不变，而压缩比增加时，它的运行线就向喘振线接近，严重时就有可能进入喘振。究其原因，也是出现比较严重的附面层分离所致。
压气机转速不同，叶片所对应的最佳攻角当然有不同，一般情况下，叶片攻角都是按发动机指标事先设计好了，能够满足发动机大部分工况正常运行，如果本设计可行，那么叶片角度应该和常规不同，气流转折剧烈等不稳定现象应该会尽量避免
简化结构确实有助于提高推重比，实际可行否需要试验验证。
该设计从工程热力学上来讲可能问题不大。
从流体力学上来讲，由于压气机逆压的内流分布，该设计将导致严重的喘阵(stall &surge)，而且无法解决。
从加工上来讲，更加不可能了。 一个转子的偏心已经很难解决了，两个对转的话，叶片顶部间隙必然增大，效率会急速下降。
从流体力学上来讲，由于压气机逆压的内流分布，该设计将导致严重的喘阵(stall &surge)，而且无法解决。
从加工上来讲，更加不可能了。 一个转子的偏心已经很难解决了，两个对转的话，叶片顶部间隙必然增大，效率会急速下降。
呵呵
我当年也有很好的设计
不过后来却发现已有人在做了
搂主的创意不错
不过不知道是否是航空类院校的学生
去年听说过你这样的设计:)
我当年也有很好的设计
不过后来却发现已有人在做了
搂主的创意不错
不过不知道是否是航空类院校的学生
去年听说过你这样的设计:)
不是航空类院校的学生，就是单纯的爱好，其中也有被别人想到而先申请专利的，但也有没被别人想到的，正因为不是做这行的，要被主管部门看到是很不容易的，不过我会争取的，为自己，也为这多灾多难的祖国。就这种设计来说，也有几个变形，例如这种内外转子也可以通过行星齿轮用单轴来驱动双转子。
鄙人也有很多相关类似的涡轮机方面的设计，但申请专利就免了吧，这样的东西在TG是想也被想实现。:D
呵呵！:P 所谓谋事在人成事在天，不过现在还没听说那位业余爱好者搞出什么大项目。我遇见位退役大校，曾在某部委（可惜不是总装部）的内部刊物任负责人。他说他认识有关领导，可以帮我引荐，可不等我详细说明我的创意，他就说：“我敢肯定你想的别人已经想到了，中国有很多专业人才在研究你想的东西，他们有专业知识和设备，如果不成那肯定行不通。"听了这活我就什么也说不出来了，要知道他连我想的是什么都不知道就说这话。其实我也没有什么太大的野心，只是看了点书，经过自己的消化吸收，总会有些”排泄物“出来，不然憋得慌，如果排在适当的地方，它也许是肥料，当然要是排在适当的地方，那他就是讨人厌倒垃圾。:D
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设技比较好做。工艺那？你要求的材料在那？
原帖由 twl2165 于 2008-4-23 20:17 发表
设技比较好做。工艺那？你要求的材料在那？
是呀，工艺复杂，材料受力集中，做起来很困难，所以改成单轴双转子结构了，虽然也有不成熟的地方，但现实了
其实该设计最大的缺陷是燃烧室密封的问题，所以他完全不成立，如果非要设计成内外转子型，只能是下面这个框架，内外转子前后支撑。
楼主的想法很好
事实上，你这个想法是对转压气机的设计概念。在发动机界早在1950年代就有研究者在做。对转的两排叶片，通过两根对转的轴来实现，而不是通过外机匣带动。对转不能实现的主要原因，还是在于流场混乱，气流不稳定，损失大，效率低。现在对涡扇发动机来说，效率是首要的，稳定性也是首要的，所以这个对转离应用可能还很远。 有兴趣可以看看西工大刘波教授正在做的试验探索。对转压气机的文章。
而外机匣驱动，是另外一种设计思路，也有人在做。这个的主要问题还是结构上不好支撑，难以实现。可以搜索一下ASME-GT前两年的文章，有人写过这个思路的研究文章。
事实上，你这个想法是对转压气机的设计概念。在发动机界早在1950年代就有研究者在做。对转的两排叶片，通过两根对转的轴来实现，而不是通过外机匣带动。对转不能实现的主要原因，还是在于流场混乱，气流不稳定，损失大，效率低。现在对涡扇发动机来说，效率是首要的，稳定性也是首要的，所以这个对转离应用可能还很远。 有兴趣可以看看西工大刘波教授正在做的试验探索。对转压气机的文章。
而外机匣驱动，是另外一种设计思路，也有人在做。这个的主要问题还是结构上不好支撑，难以实现。可以搜索一下ASME-GT前两年的文章，有人写过这个思路的研究文章。
原帖由 MONDAY 于 2008-10-13 11:01 发表
楼主的想法很好
事实上，你这个想法是对转压气机的设计概念。在发动机界早在1950年代就有研究者在做。对转的两排叶片，通过两根对转的轴来实现，而不是通过外机匣带动。对转不能实现的主要原因，还是在于流场混乱 ...
非常感谢！您是行家，希望以后多指教。
嗬!又一个发明!不错不错,前面有朋友说的逢隙问题本以以为并不严重,那里总是有没有逢隙的叶根顶着,倒流不会太大.你这晨提到的燃烧室密封也不存在问题,因为在发动机中前面的压力总是大于后面的压力,主要问题是如何悬挂在机身上吧,前后用吊杆固定在飞机上?那位朋友说的"'压气机逆压的内流分布，该设计将导致严重的喘阵(stall &surge)"搞不懂,自认为的感觉就是这台发动机基本上没问题,喘振也得需要空间,而这种设计缩短了长度,，
原帖由 MONDAY 于 2008-10-13 11:01 发表
楼主的想法很好
事实上，你这个想法是对转压气机的设计概念。在发动机界早在1950年代就有研究者在做。对转的两排叶片，通过两根对转的轴来实现，而不是通过外机匣带动。对转不能实现的主要原因，还是在于流场混乱 ...
是奥，第一排的动叶对气流做功以后，不经整流就进第二级动叶流场肯定是乱七八糟，进气的攻角更没法保证了~~所以鄙人觉得静子的作用还是无法替代的，可以用Numeca建模算一下，用rotor37算例弄两个动叶对转下算试试啊~~
刘波老师那搞的不是对转涡轮吗？
原帖由 yangap1983 于 2008-10-20 17:33 发表
是奥，第一排的动叶对气流做功以后，不经整流就进第二级动叶流场肯定是乱七八糟，进气的攻角更没法保证了~~所以鄙人觉得静子的作用还是无法替代的，可以用Numeca建模算一下，用rotor37算例弄两个动叶对转下算试试啊 ...
对转叶片无论是涡轮还是压气设备都有应用，例如F120同轴反转涡轮和高低压压气机之间均无导流片，它的科学性已得到验证。
其实这不难理解，你可以把第二排叶片依然看成静叶，第一排转速是两排叶片的和，所谓山不转水转嘛。当然叶片的角度也会和常规不同。
对转的两排叶片，通过两根对转的轴来实现，
这样很难做成多级压气机，因而总压比不会太高，所以要想获得高低压比必须使用内外转子对转。
这样很难做成多级压气机，因而总压比不会太高，所以要想获得高低压比必须使用内外转子对转。
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鹞式的飞马发动机采用了对转,那上面是怎么设计的?是不是取消了固定叶片?搞清他们的可能就有答案了.
是两个转子之间叶片有没有静叶!
原帖由 发动机爱好者 于 2008-10-22 17:41 发表
你从那看到的多级对转流场不好，只要前后级叶片叶形、角度相匹配，是没有问题的，虽然这需要进行大量的验证工作，但那是一劳永逸的事，目前可以参考的对转发动机实例只有F120，照你的说法就算是一级没有导向叶片， ...
虚心问一下F120是几级对转啊？
我是说，两级间的对转叶片叶型也可能比较容易匹配，但是3级4级间的相互配合就非常难做到了吧，我都觉得这是不可能实现的，不过也不一定，50年前也想不到现在牛逼的设计。
原帖由 redsock2009 于 2008-10-22 18:07 发表
鹞式的飞马发动机采用了对转,那上面是怎么设计的?是不是取消了固定叶片?搞清他们的可能就有答案了.
飞马发动机采用了对转？没有吧
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原帖由 发动机爱好者 于 2008-10-23 10:40 发表
F120只能做到低高压前后两级对转，因为它没有采用内外转子结构（可见内外转子比F120还前卫:P）。即便是低高压前后两级对转，如果真的流场不好控制，那对于像F120这样大推重比、高性能的战机发动机来说也是致命的缺 ...
我的意思就是多级的对转很难实现，要考虑的因素太多，从叶型这方面来说就有很大的难度，做过压气机所以知道级间的匹配达到高效率是个很困难的过程，所以觉得多级的对转不是这么容易实现的。
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对转的两排叶片难道不能互为整流叶片吗？