扩散器设计及原理解析

压气机扩散器组件由耐腐蚀钢制成，如图3.8所示。沿扩散器周向均匀分布有37个导向导流槽口，用以引导被离心叶轮增速升温的空气流沿径向流出，构成了空气分流通道。这37个导向导流槽口主要用于空气流的分流以及减速扩压。当这些空气流向燃烧部分移动时，通道降低空气流速度并进入涡型管，同时保持可能的最大压力。前凸缘连接到环状带的螺柱上，后侧面上的螺桩用于连接后支撑盖。扩散器外周长上的螺桩孔用于与涡型管组件连接。

图3.8　扩散器

扩散器后部的一个完整的弧形空腔作为歧管，通过扩散器周向均匀分布的导流槽口接收空气。扩散器导流槽口均匀分布，使得导流槽口之间的压力得到平衡，从而提高压气机效率并降低发生喘振的可能性，主要原理为①歧管与扩散器导流槽口协同对气流进行压力平衡，在歧管与导流槽口的气流流动的环状场所建立了压力平衡区；②扩散器周向导流槽口的均匀分布，造成导流槽口之间的压力均匀分布，压力平衡，使得所有导流槽口之间的压力差为零，流场的压力不会导致流道阻塞，因而不会造成离心叶轮叶背的气流分离。(www.xing528.com)

所以，RR300型发动机的压气机在防止喘振方面采取了两个措施：一是扩散器周向导流槽口均匀分布，使得流场压力平衡，二是前面提及的导流护罩导流器槽口构型与引气歧管的协同放气功能。这些举措疏导了阻塞的气流、减小了气流在叶背上的分离范围，消除了喘振的诱因，降低喘振发生概率，提高压气机效率。压气机叶背气流分离如图3.9所示。

图3.9　气流在叶背分离示意

扩散器入口处的空气总压最大，主要原因是扩散器进口前方就是离心叶轮的出口，气流经离心叶轮做功后膨胀加速，加速后的空气流抵达扩散器入口时动能较大。因此，在扩散器入口处，动压较大，静压较小，总压主要表现为较大动压与较小静压的代数和。