發(fā)動機原理復習課件

飛行器發(fā)動機原理29十二月2023南京航空航天大學能源與動力學院復習第一章燃氣渦輪發(fā)動機熱力氣動基礎第一節(jié)

熱力學第一定律狀態(tài)參數(shù)：僅與過程的起點和終點有關，而與過程的路徑無關的參數(shù)，如：溫度、壓強、密度、焓、內(nèi)能等。過程參數(shù)：不僅與過程的起點和終點有關，而且與過程的路徑有關的參數(shù)，如：加熱量、外功復習第一章燃氣渦輪發(fā)動機熱力氣動基礎第二節(jié)熱力學第二定律熵T-s圖和h-s圖壓縮、膨脹循環(huán)、循環(huán)功、循環(huán)效率復習第一章燃氣渦輪發(fā)動機熱力氣動基礎第三節(jié)氣體動力學的基本方程連續(xù)方程能量方程伯努利方程氣流的滯止參數(shù)和氣動函數(shù)動量方程動量矩方程復習第二章燃氣渦輪發(fā)動機的工作原理渦輪噴氣發(fā)動機熱力循環(huán)布萊頓（Brayton）循環(huán)實際循環(huán)q1=cp(T3*-T2*),W=q1-q2

復習第二章燃氣渦輪發(fā)動機的工作原理推力單位推力推（功）重比單位迎面推力耗油率效率（熱效率、推進效率、總效率）航空發(fā)動機性能指標復習第二章燃氣渦輪發(fā)動機的工作原理效率（熱效率、推進效率、總效率）航空發(fā)動機性能指標q推進效率（推進功與可用功率的比）

qsfc

=3600qmf/F，q熱效率（可用功率與燃油化學能的比）：復習第二章燃氣渦輪發(fā)動機的工作原理§3（需求、趨勢分析）基本要求發(fā)展方向航空發(fā)動機的發(fā)展渦噴發(fā)動機的基本要求推重比高迎面積小耗油率低工作穩(wěn)定可靠性好使用成本低復習第二章燃氣渦輪發(fā)動機的工作原理§4（實際演變、發(fā)展過程）航空發(fā)動機的發(fā)展q渦輪噴氣發(fā)動機(Turbojet)q加力式渦輪噴氣發(fā)動機(Turbojetwithafterburner)q渦輪風扇噴氣發(fā)動機(Turbofan)q加力式渦輪風扇噴氣發(fā)動機(Turbofanwithafterburner)q渦輪螺槳發(fā)動機(Turboprop)q渦輪軸發(fā)動機(Turboshaft)q可變循環(huán)噴氣發(fā)動機(VCE，VariableCycleEngine)q沖壓式噴氣發(fā)動機(Ramjet)復習第二章燃氣渦輪發(fā)動機的工作原理§4（實際演變、發(fā)展過程）航空發(fā)動機的發(fā)展熱力循環(huán)加力原理q加力式渦輪噴氣發(fā)動機(Turbojetwithafterburner)復習第二章燃氣渦輪發(fā)動機的工作原理§4（實際演變、發(fā)展過程）航空發(fā)動機的發(fā)展q渦輪風扇噴氣發(fā)動機(Turbofan)復習第二章燃氣渦輪發(fā)動機的工作原理§4（實際演變、發(fā)展過程）航空發(fā)動機的發(fā)展復習第三章渦輪噴氣發(fā)動機部件(ComponentsofGasTurbineEngine)進氣道(inlet,intake)壓氣機(compressor)燃燒室(combustor,burner)渦輪(turbine)加力燃燒室(afterburner)噴管(nozzle)?亞音速進氣道特性：流量系數(shù)

總壓恢復系數(shù)

取決于飛行Ma數(shù)、發(fā)動機的工作狀態(tài)復習第三章渦輪噴氣發(fā)動機部件進氣道?進氣道的作用：將外界空氣引入發(fā)動機，滿足發(fā)動機的需要。?進氣道的工作原理：動能——減速增壓—→壓力能?進氣道的要求：損失小、穩(wěn)定工作、出口氣流畸變小、外部阻力小、隱身、噪音低?進氣道布局短艙、頭部進、兩側(cè)進氣、翼根進、

腹部進氣、背部進氣復習第三章渦輪噴氣發(fā)動機部件進氣道超聲速進氣道工作原理多道波系（包括多道斜激波和一道正激波）代替一道正激波，提高總壓恢復系數(shù)外壓式：進氣道內(nèi)亞音速流；內(nèi)壓式：全部壓縮在進氣道內(nèi)部完成；混合式：進氣道入口為超音速流。起動(Starting)：進氣道內(nèi)部波系建立起來。不起動(Unstarting)：進氣道外存在脫體激波。調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)喉道面積、開旁路閥門、其它復習第三章渦輪噴氣發(fā)動機部件壓氣機壓氣機的作用——增壓分類離心式壓氣機、軸流式壓氣機、斜流式壓氣機基本方程能量方程式、伯努利方程式效率和損失葉型損失葉片表面摩擦損失；氣流分離損失（可能）；葉片尾緣渦流損失；葉片前緣或葉背出現(xiàn)激波損失環(huán)面損失環(huán)面附面層損失；徑向間隙漏氣損失；潛流損失動量矩方程復習第三章渦輪噴氣發(fā)動機部件壓氣機軸流壓氣機基元級速度三角形葉片扭轉(zhuǎn)的原因加功增壓原理迎角和落后角、失速和喘振離心壓氣機復習第三章渦輪噴氣發(fā)動機部件壓氣機壓氣機特性通用特性曲線從通用特性曲線看壓氣機的工作三種曲線P→A：后面級易出現(xiàn)喘振P→B：后面級易出現(xiàn)堵塞P→C：前喘后堵（前喘后渦）P→D：前堵后喘喘振裕度和防喘措施

[1]、中間級放氣；[2]、可調(diào)葉片；

[3]、進氣處理機匣；[4]、雙（多）軸壓氣機復習第三章渦輪噴氣發(fā)動機部件燃燒室燃燒室的作用——提供熱量燃燒：化學能

燃氣熱能基本要求1、點火（再點火）可靠、燃燒穩(wěn)定；2、燃燒完全；3、總壓損失小；4、燃燒室出口溫度場分布應符合要求；5、尺寸小，發(fā)熱量大組成及作用火焰筒、外套、噴嘴結(jié)構(gòu)形式單管燃燒室、聯(lián)管燃燒室、環(huán)形燃燒室（直流式、回流式、折流式）燃燒室工作過程和主要零組件1、點火；2、氣流擴壓減速；3、噴油霧化；4、燃燒回流區(qū)的；5、燃燒；6、摻混冷卻燃燒室特性效率特性（余氣系數(shù)a、進氣壓力p2、進氣溫度T2、進氣速度v2）；熄火特性；總壓損失復習第三章渦輪噴氣發(fā)動機部件渦輪渦輪的作用——驅(qū)動壓氣機+……分類渦輪組成：靜子和轉(zhuǎn)子渦輪的冷卻對流冷卻、

沖擊冷卻、

氣膜冷卻、

發(fā)汗冷卻工作原理速度三角形功率和效率渦輪特性復習第三章渦輪噴氣發(fā)動機部件加力燃燒室加力燃燒室的作用——提供熱量組成：擴壓器、噴油系統(tǒng)、點火器、火焰穩(wěn)定器?；拘阅芤?、點火可靠；2、燃燒完全；3、燃燒無振蕩；4、總壓損失小加力燃燒室工作過程和主要零組件擴壓、噴油霧化、點火、火焰穩(wěn)定復習第三章渦輪噴氣發(fā)動機部件噴管

噴管作用氣流加速產(chǎn)生推力；通過噴管臨界截面調(diào)節(jié)工況；反推力裝置以縮短著陸距離；消音裝置以降低排氣噪聲。工作原理排氣速度；收斂噴管用于超聲速飛行的推力損失；噴管對發(fā)動機工作的調(diào)節(jié)作用；噴管特性噴管分類、結(jié)構(gòu)形式a.固定式收斂噴管