第二部分航空燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理

1、航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理課時安排：56學(xué)時民用航空系 劉磊辦公室：A1S-3112022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理2緒論 航空發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)發(fā)展回顧與展望 第11章第一部分 熱力學(xué)和氣體動力學(xué)基礎(chǔ) 第1章第二部分 航空燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理 第2章第三部分 發(fā)動機(jī)部件工作特性 第3,4章第四部分 典型發(fā)動機(jī)工作特性 第5,6,7,8,9章第五部分 其他發(fā)動機(jī)機(jī)簡介 第10章課程結(jié)構(gòu)課程結(jié)構(gòu)2022-4-2322022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理3 2.1 航空燃?xì)廨啓C(jī)工作原理航空燃?xì)廨啓C(jī)工作原理 2.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2.1.2 燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)

2、和實際循環(huán)燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán) 2.1.3 雙軸式結(jié)構(gòu)的燃?xì)獍l(fā)生器雙軸式結(jié)構(gòu)的燃?xì)獍l(fā)生器 2.1.4 核心機(jī)核心機(jī) 2.2 渦噴發(fā)動機(jī)推力的計算渦噴發(fā)動機(jī)推力的計算 2.3 航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率第二部分第二部分航空燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理航空燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理 2022-4-2332022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理4 發(fā)動機(jī)組成發(fā)動機(jī)組成2.1 航空燃?xì)廨啓C(jī)工作原理航空燃?xì)廨啓C(jī)工作原理2022-4-2342.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理52.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖

3、2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理62.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理72.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理82.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理92.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理102.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理112.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理

4、航空發(fā)動機(jī)原理122.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理132.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理142.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理152.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理162.1.1 發(fā)動機(jī)組成及簡圖發(fā)動機(jī)組成及簡圖 2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理172.1.2 燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)l 燃?xì)獍l(fā)生器是各類燃?xì)廨啓C(jī)的

5、熱機(jī)部分，燃?xì)獍l(fā)生器是各類燃?xì)廨啓C(jī)的熱機(jī)部分， 包括包括壓氣機(jī)壓氣機(jī)、燃燒室燃燒室和和帶動壓氣機(jī)的那部分渦輪帶動壓氣機(jī)的那部分渦輪。l 原理：利用工質(zhì)重復(fù)地進(jìn)行某些工作過程同時不斷原理：利用工質(zhì)重復(fù)地進(jìn)行某些工作過程同時不斷吸熱做功。吸熱做功。l 理想循環(huán)理想循環(huán)p 工質(zhì)為空氣，為理想氣體，其比熱為常數(shù)，不隨工質(zhì)為空氣，為理想氣體，其比熱為常數(shù)，不隨氣體溫度和壓力而變化。氣體溫度和壓力而變化。p 整個工作過程沒有流動損失，壓縮過程與膨脹過整個工作過程沒有流動損失，壓縮過程與膨脹過程為絕熱等熵，燃燒前后壓力不變，沒有熱損失程為絕熱等熵，燃燒前后壓力不變，沒有熱損失（排熱過程除外）和機(jī)械損失。（排

6、熱過程除外）和機(jī)械損失。2.1 航空燃?xì)廨啓C(jī)工作原理航空燃?xì)廨啓C(jī)工作原理2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理182.1.2 燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)1. 理想循環(huán)理想循環(huán) CTB2134圖2.15 燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)布置圖pV0021342134p-VTST-S1-2 絕熱壓縮絕熱壓縮 2-3 等壓加熱等壓加熱 3-4 絕熱膨脹絕熱膨脹 4-1 等壓放熱等壓放熱13132022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理192.1.2 燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)1. 理想循環(huán)理想循環(huán) （1）衡量燃?xì)獍l(fā)生器）衡量燃?xì)獍l(fā)生器的指標(biāo)

7、的指標(biāo) 熱效率熱效率 ：加入每千克空氣的熱量中所能產(chǎn)生的可用功與所加熱量之比。加入每千克空氣的熱量中所能產(chǎn)生的可用功與所加熱量之比。 比功比功 ：單位質(zhì)量空氣所作的功。：單位質(zhì)量空氣所作的功。（2）表示理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)）表示理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的參數(shù)的參數(shù) 增壓比增壓比 ：壓氣機(jī)出口靜壓與周圍大氣壓力之比。：壓氣機(jī)出口靜壓與周圍大氣壓力之比。 加熱比加熱比 ：燃燒室出口溫度與外界大氣溫度之比。：燃燒室出口溫度與外界大氣溫度之比。 （3）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析 it,whvwhvq20202121能量方程式能量方程式2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理202.1.2 燃

8、氣發(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)（3）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析 絕熱壓縮過程絕熱壓縮過程 12pV02134p-V13p整個過程吸熱為整個過程吸熱為0；p兩個階段：兩個階段： 11 迎面高速氣流在迎面高速氣流在進(jìn)氣道進(jìn)氣道中的絕能流動，使工質(zhì)減速增；中的絕能流動，使工質(zhì)減速增；壓；壓； 11 壓氣機(jī)壓氣機(jī)對工質(zhì)做功。對工質(zhì)做功。p總機(jī)械功：總機(jī)械功： 012q212111, 12121vvhhwic122,1, 2hhwwic 1)(/ )1(11212, 2, 1,kkppicicicTcTTchhwww2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原

9、理212.1.2 燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)（3）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析pV02134p-V13 等壓加熱過程等壓加熱過程 12p 在燃燒室內(nèi)完成；在燃燒室內(nèi)完成；p 工質(zhì)所做的機(jī)械功為工質(zhì)所做的機(jī)械功為0： p 工質(zhì)吸熱量：工質(zhì)吸熱量： 023w)()(/ )1(1232323kkppTcTTchhq23TT為為 循環(huán)的加熱比循環(huán)的加熱比2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理222.1.2 燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)（3）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析pV02134p-V13 絕熱膨脹

10、過程絕熱膨脹過程 34p整個過程吸熱為整個過程吸熱為0；p兩個階段：兩個階段： 33 在在渦輪渦輪中完成，渦輪從中完成，渦輪從工質(zhì)中獲得的機(jī)械功為：工質(zhì)中獲得的機(jī)械功為： 34 在尾噴管或動力渦輪中在尾噴管或動力渦輪中完成，單位工質(zhì)所做的功為完成，單位工質(zhì)所做的功為。p總機(jī)械功：總機(jī)械功： 333hhw433232442121hhhvvw11 11 )(/ )1(1/ )1(3434343,kkpkkppitTcTcTTchhwww2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理232.1.2 燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)（3）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析）理想燃?xì)廨啓C(jī)循

11、環(huán)分析pV02134p-V13 等壓放熱等壓放熱過程過程 41p整個過程是向大氣放熱；整個過程是向大氣放熱；p 機(jī)械功為機(jī)械功為0：p總放熱量為：總放熱量為： 041w) 1()(/ )1(1141441kkppTcTTchhq2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理242.1.2 燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)（3）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析p 比功比功 ) 1()11 ()()(/ )1(/ )1(1142321kkkkpppiTcTTcTTcqqwp 熱效率熱效率 或或) 1()11 ()()(/ )1(/ )1(11243,kkkkp

12、ppicitiTcTTcTTcwwwkkiitqqqw/ )1(121,111p吸熱量吸熱量)()(/ )1(123231kkppTcTTcqq) 1()(/ )1(114412kkppTcTTcqqp放熱量放熱量2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理252.1.2 燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)（3）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析）理想燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)分析分析分析： 增壓比增壓比 ，加熱比，加熱比 和和 吸熱量吸熱量 ，比功，比功 ，熱效率，熱效率 之間的關(guān)系之間的關(guān)系1qiwit , 理想燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率理想燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率 只與增壓比只與增壓比 有關(guān)，有關(guān)， 隨隨

13、 增大而單調(diào)增加；增大而單調(diào)增加； 在加熱比在加熱比 一定得條件下，有一個使比功達(dá)最大值的增壓比，稱為一定得條件下，有一個使比功達(dá)最大值的增壓比，稱為最佳增壓最佳增壓比比，記為，記為 ，最佳增壓比隨加熱比，最佳增壓比隨加熱比 增大而增大；增大而增大； 加熱量和比功不僅與增壓比加熱量和比功不僅與增壓比 有關(guān)，還和加熱比有關(guān)，還和加熱比 有關(guān)有關(guān)it,it,opt) 1()11 (/ )1(/ )1(1kkkkpiTcwkkit/ )1(,11)(/ )1(11kkpTcq2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理262.1.2 燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)燃?xì)獍l(fā)生器的理想循環(huán)和實際循環(huán)2.

14、 實際循環(huán)實際循環(huán) p21341-2 多變壓縮多變壓縮n k 2-3 等壓加熱等壓加熱 3-4 多變膨脹多變膨脹nk 2-3 等壓加熱等壓加熱 3-4 多變膨脹多變膨脹nk 2-3 等壓加熱等壓加熱 3-4 多變膨脹多變膨脹nk 2-3 等壓加熱等壓加熱 3-4 多變膨脹多變膨脹nk 2-3 等壓加熱等壓加熱 3-4 多變膨脹多變膨脹nCC1 1時，時， C C0 0C渦扇渦扇渦噴渦噴 推力推力 ：螺旋槳：螺旋槳渦扇渦扇渦噴渦噴n 推力推力)2(2029ccqFma2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理472.3 推進(jìn)器部分推進(jìn)器部分 2. 發(fā)動機(jī)的推進(jìn)效率發(fā)動機(jī)的推進(jìn)效率n 推進(jìn)效率

15、推進(jìn)效率：衡量：衡量可用功可用功轉(zhuǎn)變?yōu)轱w機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)轱w機(jī)前進(jìn)的推進(jìn)功前進(jìn)的推進(jìn)功的程度。的程度。 每千克空氣通過發(fā)動機(jī)時每秒鐘所做的每千克空氣通過發(fā)動機(jī)時每秒鐘所做的推進(jìn)功推進(jìn)功為：為：0cFwsp2)()(22090092029cccccccEwwkp2)(209ccEk 排出氣體的動能排出氣體的動能， 可用功可用功 n 推進(jìn)效率推進(jìn)效率0912ccwwp2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理48 2.4 航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率2.4.1 基本單位參數(shù)基本單位參數(shù)2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理49 2.4 航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率航空

16、燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率2.4.1 基本單位參數(shù)基本單位參數(shù)2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理50 2.4 航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率2.4.1 基本單位參數(shù)基本單位參數(shù)2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理51 2.4 航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率2.4.2 發(fā)動機(jī)的總效率和耗油率的關(guān)系發(fā)動機(jī)的總效率和耗油率的關(guān)系2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理52 2.4 航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率2.4.2 發(fā)動機(jī)的總效率和耗油率的關(guān)系發(fā)動機(jī)的總效率和耗油率的關(guān)系2022-4-23航

17、空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理53 2.4 航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率2.4.2 發(fā)動機(jī)的總效率和耗油率的關(guān)系發(fā)動機(jī)的總效率和耗油率的關(guān)系2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理54 2.4 航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率2.4.2 發(fā)動機(jī)的總效率和耗油率的關(guān)系發(fā)動機(jī)的總效率和耗油率的關(guān)系2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理55 2.4 航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率2.4.3 發(fā)動機(jī)的內(nèi)效率和推進(jìn)效率發(fā)動機(jī)的內(nèi)效率和推進(jìn)效率2022-4-23航空發(fā)動機(jī)原理航空發(fā)動機(jī)原理56 2.4 航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率航空燃?xì)廨啓C(jī)的性能指標(biāo)及效率2.4.3 發(fā)動機(jī)的內(nèi)效率和推進(jìn)效率發(fā)動機(jī)的內(nèi)效