3.4.2 压气机二维设计

一维设计确定了压气机中径截面的气动参数，而压气机从叶根到叶顶截面的流动情况与中径处不同，组织压气机内其他截面的气流流动是二维设计阶段需要完成的任务。二维设计也称为通流设计，一般是指运用流线曲率法确定各排叶片沿径向各截面的进出口速度三角形及其他气流参数。

运用流线曲率法，可以求解得到每一排叶片沿径向的气流参数分布，包括各截面的速度三角形，以及叶片进出口几何角。根据设计计算结果可以直观地判断设计的压比、流量以及效率等是否达到设计目标。如果设计点的性能达到设计目标，就可以进一步对设计转速的特性进行分析计算，评估压气机设计转速的喘振裕度。对于燃气轮机压气机而言，工作裕度一般需要达到15%。下一步可以计算分析压气机非设计转速的特性，因为压气机在低转速容易发生失速，这对于燃气轮机的起停机运行是不利的，因此分析和评估压气机非设计转速特性也是非常重要的。当然，这些设计和分析工作都是运用流线曲率法来完成的。

图3-11所示为G50压气机二维分析的压比特性，图3-12所示为G50压气机二维分析的效率特性。图3-11表明，G50压气机的特性已经完全覆盖了燃气轮机共同工作线，符合设计要求。

图3-11 G50压气机二维分析的压比特性

图3-12 G50压气机二维分析的效率特性