轴流式压气机的增压原理主要依赖于其内部结构和气体动力学原理。以下是该原理的详细解释:
轴流式压气机由多级组成,每一级都包含一组转动叶片和跟随其后的固定扩散叶片。当压气机工作时,空气通过进口进入压气机,经过导向器,然后被引入第一级叶轮。叶轮由轴驱动进行高速旋转,产生离心力,使空气从轴向进气口向外发散。这股离心力将空气推向下一级叶轮,并在每一级叶轮中重复此过程。
在这个过程中,空气的动能通过叶轮的旋转得到增加,由于叶轮的旋转和扩散叶片的作用,空气的压力也逐渐升高。动叶通过工作将压缩轴功传递给流经其的工质空气,提高气流绝对速度的动能,并降低气流的相对速度动能,从而促使空气压力增高。随后,高速气流在扩压静叶叶栅中逐渐减速,将部分动能转化为压力势能,进一步提高气体压力。
从第一级叶轮到最后一级叶轮,空气经过多次加速和压缩,其压缩比和温度均得到显著提高。最终,经过充分压缩的空气从出气口排出,完成了整个增压过程。
这个增压过程遵循伯努利方程(伯努利原理),即在一个流体系统中,速度的增加会导致压力的降低,反之亦然。在轴流式压气机中,通过叶轮的旋转和扩散叶片的作用,实现了空气动能和压力势能之间的转换,从而达到了增压的目的。
轴流式压气机的设计和制造涉及复杂的气动热力学和计算流体力学原理,需要精细的设计和制造过程来确保其高效、稳定地运行。