壓氣機燃氣渦輪發(fā)動機中的一個部件，利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片對空氣做功來增加空氣壓力。壓氣機葉輪葉片的前端是彎曲的，稱為導(dǎo)輪其作用是將氣體無沖擊地引入工作葉輪，減少氣流的沖擊損失。小型增壓器的壓氣機葉輪一般將導(dǎo)輪與工作葉輪合為一體。壓縮機的葉輪出口處有一個擴壓器，使氣體在葉輪中獲得的動能盡可能地轉(zhuǎn)化為壓力。擴散器分為葉片式和狹縫式。壓縮機的外殼具有空氣入口和空氣出口。一般進口軸向布置，流道略呈錐形，以減少進氣阻力。出口一般設(shè)計成蝸殼，沿圓周方向有逐漸擴大的流道，這樣高速氣流可以在那里繼續(xù)擴大，提高增壓器的整體效率。壓縮機由渦輪驅(qū)動，其主要性能參數(shù)為：轉(zhuǎn)速、流量、空氣流量、增壓比和效率等。

壓氣機

壓縮機出口處的總氣壓與入口處的總氣壓之比稱為壓縮機增壓比當(dāng)增壓比相同時，理論上所需的壓縮功與實際消耗的機械功之比稱為壓縮機效率。壓縮機可分為離心式壓縮機和軸流式壓縮機，兼有兩種特性的稱為混合式壓縮機。根據(jù)氣流進入壓氣機轉(zhuǎn)子葉片的相對速度，壓氣機可分為亞音速、跨音速和超音速的三種形式。

壓氣機

離心式壓縮機由風(fēng)輪導(dǎo)向、葉輪、擴壓器等組成(圖1)空氣通過進氣口進入壓縮機、經(jīng)過

與葉輪一起旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)輪被導(dǎo)入葉輪。在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪作用下，空氣被離心力從葉輪中心甩向葉輪外緣，壓力逐漸增大從葉輪流出的空氣進入擴壓器后，速度降低，壓力再次升高，最后通過出氣管流出壓縮機。

離心式壓縮機的空氣流量從每秒幾公斤到幾十公斤不等。亞音速離心壓氣機的增壓比約為4.5超音速離心壓縮機可達8 ~ 10，效率約為0.78。

軸流壓縮機 空氣在軸流壓縮機中主要沿軸向流動。它由轉(zhuǎn)子（也稱為工作輪，圖2中的彩色部分）和靜子（又稱整流器，圖2 無色部分）兩部分組成。一級由一排轉(zhuǎn)子葉片和一排定子葉片組成，單級的增壓比很小為了獲得更高的增壓比，一般采用如圖所示的多級結(jié)構(gòu)?？諝庠趬嚎s機中逐級加壓后，密度和溫度也逐級升高。

軸流壓氣機的空氣流量為每秒幾公斤到每秒200公斤，單級增壓比一般在1左右.1～2.0，效率約為0.85～0.88。多級軸流壓氣機的增壓比可達25以上。軸流壓氣機因其面積小壓比高效率高，在燃氣渦輪發(fā)動機中得到了廣泛應(yīng)用。

壓縮機都符合給定的進氣條件、轉(zhuǎn)速、壓力比和空氣流量，但其工作狀態(tài)（工作環(huán)境的溫度、壓力、速度和氣流等）實際上是變化的，壓縮機在各種工況下的性能稱為壓縮機特性。在一定轉(zhuǎn)速下，當(dāng)壓氣機壓比增大到一定值時，壓氣機就會進入不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，容易發(fā)生喘振，使整個系統(tǒng)產(chǎn)生低頻大幅度的氣流軸向脈動，甚至出現(xiàn)瞬時氣流反向的現(xiàn)象。壓縮機喘振可能導(dǎo)致葉片斷裂、結(jié)構(gòu)損壞、燃燒室溫度過高，發(fā)動機關(guān)閉。為避免喘振，可采取以下措施：

1根據(jù)轉(zhuǎn)速調(diào)整某些級整流葉片的安裝角度，使流入的氣流有合適的攻角，避免氣流分離引起的喘振。

2將多級壓縮機分成兩個不同轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子，從高速到低速、低壓渦輪驅(qū)動。一些發(fā)動機具有3轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

③多級軸流壓氣機從中間級排出空氣，以增加前幾級的空氣流量，避免攻角過大造成的分離和喘振。

④多級軸流壓氣機將第一級壓氣機的機匣開槽，使第一級工作輪葉尖的氣流通過機匣上的槽回流，從而減小氣流的攻角這種方法被稱為套管處理。

葉片振動 壓縮機葉片經(jīng)常因振動而開裂甚至斷裂。振動分為兩類：一種是周期性外力作用下的葉片振動，稱為強迫振動。周期性外力來自工作輪葉片和整流葉片的相互干涉、工作輪葉片的旋轉(zhuǎn)失速等。另一類是葉片本身的振動與相鄰葉片本身的振動相互干擾形成的，稱為葉片自激振動或葉片顫振。為了避免葉片顫振，工作輪上相鄰的兩個葉片可以采用不同的厚度來改變其固有頻率。

軸流式壓縮機的主要部件

渦輪噴氣發(fā)動機根據(jù)“工作循環(huán)”工作。它從大氣中吸取空氣，空氣被壓縮和加熱

在這個過程之后，空氣在2000英尺的高空獲得了能量和動量/秒(610米/秒)或者大約1400英里/小時(2253公里/小時)速度從推進噴嘴排出。當(dāng)高速射流從發(fā)動機流出時，同時帶動壓氣機和渦輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，以維持“工作循環(huán)”渦輪發(fā)動機的機械布局比較簡單，因為它只包含兩個主要的旋轉(zhuǎn)部件，即壓氣機和渦輪，以及一個或幾個燃燒室。然而，并不是這種發(fā)動機的所有方面都有這種簡單性，因為熱問題和空氣動力學(xué)問題更加復(fù)雜。這些問題是由燃燒室和渦輪的高工作溫度引起的、通過壓縮機和渦輪葉片的不斷變化的氣流、以及排出燃料氣體并形成推進噴流的排氣系統(tǒng)的設(shè)計工作。

壓氣機喘振是氣流沿壓氣機軸線的低頻高幅振蕩現(xiàn)象。這種低頻高幅的氣流振蕩是一種很大的激振力，會導(dǎo)致發(fā)動機零部件強烈的機械振動和熱端過熱，并在短時間內(nèi)造成零部件的嚴重損壞，所以任何情況下都不允許壓縮機在喘振區(qū)工作。

發(fā)動機的聲音從尖銳的汽笛聲變成了低沉的汽笛聲；發(fā)動機的振動增加；壓縮機出口總壓和流量波動較大；轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，推力突然下降，波動很大；發(fā)動機的排氣溫度升高，導(dǎo)致過熱；嚴重時會發(fā)生爆鳴，氣流中斷，導(dǎo)致熄火停車。因此，一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象，必須立即采取措施，使壓縮機退出喘振工作狀態(tài)。

由于攻角過大，氣流在葉片后部分離并且這種氣流分離嚴重擴展到整個葉片側(cè)通道。

1、為氣動設(shè)備提供氣源 2、輪胎）膨脹 3、噴漆、噴涂 4、好氧發(fā)酵罐中的曝氣（經(jīng)過殺菌、過濾）5、用于等離子切割的氣體源6、氣動工具氣源等。

離心式

由進氣系統(tǒng)、葉輪、擴壓器、集氣管等四部分組成

在葉輪的中央(入口)空氣被吸入，離心力使空氣從徑向高速進入擴壓器通道在擴壓器中，氣流速度減慢，壓力上升

取決于壓力，轉(zhuǎn)子和擴散器的葉片具有各種形狀-速度特性需要選擇

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，性能穩(wěn)定

缺點：效率低，迎風(fēng)面積大

50年代以后，除了小卷軸、除了渦輪螺旋槳發(fā)動機，離心式壓縮機不再使用

與軸流壓縮機配合，作為壓縮機的末級

所研究的離心壓縮機的增壓比可以達到12以上

離心式壓縮機的最小流量受喘振狀態(tài)的限制，最大流量受堵塞狀態(tài)的限制

可以采用變轉(zhuǎn)速、進口節(jié)流、出口節(jié)流和可調(diào)進口導(dǎo)葉用于調(diào)節(jié)操作條件范圍

阻塞：氣流由于葉片的作用和流線的彎曲而收縮，

在進氣道附近形成局部超音速區(qū)，超音速擴展到整體

喉道截面為5時，氣體流量達到最大，不能再增加的現(xiàn)象

軸流式

軸流式壓氣機

氣體在軸向附近流動的壓縮機通常稱為軸流式鼓風(fēng)機；動葉加速

流體和靜止葉片起到擴散器的作用，將速度轉(zhuǎn)化為壓力上升。類似于反動式渦輪機的相反過程

軸流式壓縮機廣泛用于燃氣輪機裝置中、高爐鼓風(fēng)、空氣分離、天然氣液化、重油催化和其他裝置中的加壓空氣和其他氣體

軸流壓縮機的級= 一排轉(zhuǎn)子葉片 （緊接著的）一列靜子葉列

轉(zhuǎn)子葉片固定在滾筒上，定子葉片固定在圓筒上

葉片，動能流體，壓力略有增加；定子鏈，流體的壓力進一步增加

高壓比裝置，壓縮機級20

進口導(dǎo)葉，無壓力上升，不屬于壓氣機第一級。

目的：當(dāng)氣流進入第一級時，得到所需的流場分布

空氣被軸流壓縮機不斷壓縮，空氣的比容減小、密度增加。因此軸流壓氣機通道的截面積逐級減小，呈收斂狀，壓氣機出口的截面積遠小于進口的截面積

壓縮機轉(zhuǎn)輪與渦輪轉(zhuǎn)輪

截面積↗?減速、助推器 的動能轉(zhuǎn)化為助推器

截面積↘?增速、降壓 動能增加

注意：相對速度

當(dāng)氣流通過初級時，轉(zhuǎn)子葉片做功對氣流加壓，使得初級出口處氣流的總壓和溫度高于入口處的總壓和溫度

壓縮機初級效率：獲得相同的總增壓比，

理想絕熱壓縮功 / 實際壓縮功

壓氣機元件級的流動參數(shù)沿葉片高度方向變化很大，因為：

工作輪基本單元級的切線速度u沿葉片高度不相等，使得工作輪對氣流所做的功沿葉片高度不相等。

工作輪后的空氣旋轉(zhuǎn)流場中不可避免地存在徑向壓差半徑越大，靜壓越高，使氣體微團簇產(chǎn)生向心加速度

?改變?nèi)~片形狀（工作輪和導(dǎo)流板的葉片扭曲）

軸流壓氣機某一級的失速并不是沿著整個環(huán)面同時發(fā)生的，而是首先發(fā)生在某些葉片的某一部分，失速區(qū)并不固定在這些葉片上。失速區(qū)相對于工作側(cè)區(qū)沿與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向移動。

多級軸流壓縮機在以下兩種情況下容易發(fā)生喘振：

在一定轉(zhuǎn)速下工作時，如果出口背壓增大，空氣流量減小到一定程度，就會發(fā)生喘振

當(dāng)發(fā)動機偏離設(shè)計工況，降低轉(zhuǎn)速時，容易發(fā)生喘振

設(shè)計一臺低壓多級軸流壓氣機，進出口截面積變化小，不容易發(fā)生喘振

當(dāng)喘振發(fā)生時，存在強烈的不穩(wěn)定工作現(xiàn)象：流經(jīng)壓氣機的氣流沿壓氣機軸向產(chǎn)生低頻高幅的強烈振蕩，壓氣機出口平均壓力急劇下降，造成出口總壓、流量、流速波動較大，并伴有強烈的射擊聲

1從多級軸流壓氣機的一個或幾個中間段放出空氣

當(dāng)壓氣機轉(zhuǎn)速低于一定值時，空氣釋放閥將被打開，以增加壓氣機前幾級的空氣流量，避免前幾級攻角過大造成的氣流分離。中間級放氣也避免了壓氣機后級進口速度過大，攻角過小，甚至為負值，降低壓比和效率的現(xiàn)象

簡單，不經(jīng)濟（把壓縮空氣放到周圍大氣中，就失去了壓縮這部分空氣的機械功）

②第一級采用可調(diào)進口導(dǎo)葉和靜葉在低速時，他們可以關(guān)閉 ，以提高氣流的軸向速度，防止失速，使其接近最佳工況?？烧{(diào)進口導(dǎo)向葉片和固定葉片也可用于最后幾級）

③采用雙軸或三軸結(jié)構(gòu)

單級增壓比很小1.15~1.35，為了獲得更高的壓比，一般采用多級結(jié)構(gòu)?？諝庠趬嚎s機中逐級加壓后，密度和溫度也逐級升高

軸流壓縮機主要性能參數(shù)：壓力、流量、功率、效率、轉(zhuǎn)速。

最小流速受喘振狀態(tài)的限制，最大流速受阻塞狀態(tài)的限制。可以采用變轉(zhuǎn)速、進口節(jié)流、出口節(jié)流和可調(diào)靜子葉片用于調(diào)節(jié)，以擴大操作范圍

離心式壓氣機

優(yōu)點：壓氣機級壓比高、具有良好的工作范圍、在工作范圍內(nèi)可以保持良好的效率 容易制造、低成本 重量輕

缺點：截面積大，損耗隨級數(shù)增加 ，最多2級

軸流式壓氣機

優(yōu)：峰值效率高，多級低損失，小截面積，大質(zhì)量流量，可實現(xiàn)高增壓比

缺：效率好，工作范圍窄，制造成本高，重量大，起動功率大（可能）較高。