第2讲第1章2.ppt
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1、航空燃气涡轮发动机原理,屠宝锋 南京航空航天大学 能源与动力学院 2013年9月,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,2,第一章 绪论,内容: 1.2 涡轮喷气发动机工作原理,要求: 通过本讲,了解航空燃气涡轮发动机(以涡喷发动机为典型代表)的组成、各部件的功能、工作原理。,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,3,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,涡轮喷气发动机组成 进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管及燃油、滑油系统,空气及动力系统(附件系统)组成。 对于加力式涡喷发动机还有加力燃烧室。,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,4,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,不同形式的
2、进气道,轴对称进气道,二元进气道,T50,J11,幻影,SR71,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,5,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,不同形式的进气道,A-10,鹞式,B777,C-17,皮托式进气道,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,6,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,风扇/高压压气机,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,7,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,风扇/增压压气机/高压压气机,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,8,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,燃烧室,管型燃烧室,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,9,1.2 涡轮喷气发动机工作原理
3、,燃烧室,管环型燃烧室,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,10,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,燃烧室,环型燃烧室,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,11,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,涡轮,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,12,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,尾喷管,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,13,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,涡轮喷气发动机组成简图,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,14,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,进气道:把气体引入发动机,减速增压 亚声速飞行时,以较小的总压损失输送空气; 超声速飞行时,减速增压是进气道
4、的一个主要功用,同时保证总压损失较小; 当飞行速度很高时,不再需要压气机,仅靠进气道实现气体增压,变成冲压发动机。,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,15,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,压气机:提高气体压力 气体流过压气机时,总、静压增加,能量增加; 压气机运转所需的动力(机械能)由涡轮提供。,涡轮,压气机,空气,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,16,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,燃烧室:将化学能转化为热能 气流近似于等压燃烧,温度大幅提高; 燃烧室出口总温越高,发动机推力越大; 燃烧室出口的最大容许总温由涡轮叶片的耐热强度及涡轮的冷却技术决定。,2019/6/21,
5、航空燃气涡轮发动机原理,17,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,涡轮:将热能转化为机械能 从燃烧室出来的高温高压燃气流进涡轮通道,在涡轮中膨胀,对涡轮做功,将气体的部份热能转化成机械能来维持压气机旋转,另一部分热能用于提高气体的速度,增加气体的动能; 一级涡轮可带动多级轴流压气机(原因?)。,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,18,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,假设单级高速涡轮落压比=2.0,单级压气机增压比=2.0 压气机进口总温=287K,涡轮进口总温=1800K,能量守恒,单级压气机 Luc63 kJ/kg 单级涡轮 Lut325 kJ/kg,2019/6/21,航空燃气涡轮发
6、动机原理,19,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,尾喷管:排出气体,增速减压 使涡轮出口燃气在尾喷管中继续膨胀,将部分热焓转变为动能,增加气流速度,增大发动机推力; 调节尾喷管面积,可以改变发动机的工作状态。,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,20,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,特征截面编号,教科书上划分的特征截面编号,0-0 发动机远前方未扰动截面;,1-1 进气道出口/压气机进口;,2-2 压气机出口/燃烧室进口;,3-3 燃烧室出口/涡轮进口;,4-4 涡轮出口;,9-9 尾喷管出口;,2019/6/21,航空燃气涡轮发动机原理,21,1.2 涡轮喷气发动机工作原理,特征截面编
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