某型单转子涡喷发动机速度特性性能计算答辩PPT.pptx

某型单转子涡喷发动机速度特性性能计算

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内容简介:
某型单转子涡喷发动机速度特性性能计算 The Calculation of Velocity Characteristic Performance Simulation for Single Spool Turbojet Engine摘 要发动机特性研究是对发动机进行设计与性能分析的重要研究手段。通过计算机仿真技术进行数据处理和分析更为方便和经济。首先绪论部分论述了发动机特性研究的必要性,单转子涡喷发动机作为相对简单的类型,既可以缩短研究时间,又具备一定的代表性,为后续的双转子涡喷发动机等研究打下基础。研究时,用计算机数值模拟进行单转子涡轮喷气发动机速度特性性能计算。正文部分介绍了压气机特性曲线和换算参数,相关压气机数据是已知的,再结合相关条件推导出压气机和涡轮的共同工作方程,并说明了共同工作线的求解方法。最后利用共同工作点进行速度特性的相关热力计算,得到速度特性为:随着飞行马赫数的增大,发动机的推力开始略有下降或缓慢地增加,而在超音速范围内增加较快,当马赫数继续增加时,推力转为下降,直至推力为零。燃油消耗率随着马赫数的增大而增大,且在高马赫数范围增加的更为急剧。在最后,对VB程序进行了详细的说明和总结。关键词:单转子;可视化初学者通用符号指令码;二分法;共同工作;速度特性AbstractThe research of engine characteristics is an important research method for engine design and performance analysis. Data processing and analysis by computer simulation technology is more convenient and economical.The introduction part of the article discusses the necessity of the research on engine characteristics. Single rotor turbojet engine, as a relatively simple type, can not only shorten the study time, but also have certain representativeness, which will lay the foundation for the follow-up study of double rotors turbojet engine. Computer numerical simulation is used to calculate the speed characteristic of a single rotor turbojet engine. The main body part introduces the compressor characteristic curve and conversion parameters. The data of the compressor is provided .The common working equation of the compressor and the turbine is derived from the relevant conditions, and the solution method of the common working line is explained. Finally, we use the common working point to calculate the speed characteristic and calculate the speed characteristic.With the increase of the number of flying mach number, the thrust of the engine begins to decrease or slowly increase, but increases faster in the supersonic range. When the mach number continues to increase, the thrust will turn down until the thrust is zero. The fuel consumption rate increases with the increase of mach number, and increases more sharply in the range of high mach numbers.Finally, we explain and summarize the VB program in detail.Key Words:single spool ;Visual Basic;dichotomy;co-operating;velocity characteristic目 录第1章 绪论11.1 课题背景11.2 涡喷发动机特性研究的必要性21.3 研究方法、内容和预期成果2第2章 压气机特性和共同工作42.1 压气机特性42.2 压气机流量特性42.2.1 定义42.2.2 特性曲线52.3 压气机通用特性52.3.1 相似参数52.3.2 通用特性52.3.3 换算参数62.4 稳态下发动机的共同工作条件62.5 稳定工作的共同工作方程72.6 共同工作线8第3章 速度特性和程序说明103.1 发动机推力F103.2 燃油消耗率sfc103.3 发动机的速度特性113.3.1 调节规律的给定及应用113.3.2 几个参数随飞行马赫数的变化分析113.4 速度特性计算过程113.5 程序初始界面143.6 共同工作线界面143.7 速度特性界面17第4章 结论194.1 研究结果与理论分析194.2 总结与展望20参考文献21致 谢22附录A:程序清单23附录B:外文翻译资料26II第1章 绪论本章主要说明研究课题的背景、涡喷发动机特性研究的必要性以及拟采用的研究方法、内容和预期成果等。1.1 课题背景航空发动机作为飞机的动力来源,推动巨大的飞机在空中高速飞行,其重要性不言而喻。要想在航空领域内取得重大的理论成果或突破,就必须依赖于发动机技术的革新与进步。而航空发动机技术的进步,又都来自于当下的科学研究和实际生产。此外,航空发动机对于其他行业的发展也有着巨大的影响力和辐射效应。正因如此,航空发动机的科学研究水平,代表了一个国家各方面的综合国力。本文研究的对象是单轴涡喷发动机,相比较于早期的活塞式发动机可以产生很大的推力,又具有重量轻的优点。世界上的第一个以喷气作为动力的飞机是在1993年的德国被制造出来的,它的首飞速度达到了200m/s,揭开了新的航空时代的帷幕。二战结束后,在社会工业水平飞速提高这一现实的刺激下,美国和英法等国家纷纷投入巨大的人力、物力和财力在喷气式发动机的相关技术研究上,使得喷气式发动机的各项性能指标都有了很大的提升,并应用于各种类型的飞机上,引发了一场航空工业的“喷气革命”。下图是本课题研究的对象单轴涡喷发动机的示意图。它的工作原理是:在发动机运行时,外界空气经过进气道,在飞机的高速飞行下,气流速度减小,而压力提高;气流在经过压气机时进一步增压,在飞机低速飞行时,压气机是增压气体的主要部件;在燃烧室中,气体吸收了燃油燃烧时放出的热量而变成高温高压的燃气;燃烧室产生的高温高压气体推动涡轮高速旋转,由于发动机是单轴的,所以涡轮通过和压气机联接的轴将产生的功率提供给压气机;涡轮出口后的气体具有较高的压力和温度,在流经尾喷管后,气体的压力会减少,速度增加。图1-1 单转子涡喷发动机原理图总的来看气流流过发动机时只是在燃烧室中得到了内能,因为在压气机中得到的机械能与在涡轮中消耗的机械能相抵消,在进气道和尾喷管这两个部件中气流与外界没有能量交换。发动机内部产生的内能转化成了气体增加的动能,由于流经发动机内部气体的速度小于流出时的速度,所以就产生了反作用力,即推力。1.2 涡喷发动机特性研究的必要性处于工作状态的发动机,其工作环境是复杂而又多变的,所以其工作状态也是随着环境的变化在不断变化的。在民航领域,发动机工作状态可由推力大小的不同分为以下几种:起飞工作状态、最大连续工作状态、最大爬高工作状态、最大巡航工作状态、慢车工作状态和进近慢车工作状态。举例来说,起飞时要求的推力比较大;巡航时要求有一定的推力,并且要尽可能低的燃油消耗率以降低经济成本;着陆时要求推力较小且稳定工作,并能迅速重新加速。而以上这些,并不都是在发动机设计点参数下工作的状态,大多数是工作于非设计点。所以,这就要求在研究发动机在非设计状态下的性能,即发动机特性。虽然现在涡扇发动机才是大型民用航空发动机的主流,但是涡轮喷气式发动机与涡轮风扇发动机的核心机部分的工作原理却很相似。本课题的研究涉及单轴涡喷发动机的核心机工作原理,也可以为研究其他类型的燃气涡轮发动机打下坚实的基础。本文最终研究的是速度特性,即推力和马赫数之间的关系以及燃油消耗率和马赫数之间的关系。而单转子涡喷发动机作为相对简单的类型,既可以缩短研究时间,又具备一定的代表性。如果后续要研究双转子的涡喷发动机的相关性能,对单转子涡喷发动机性能的研究也能提供一定和方法和经验。1.3 研究方法、内容和预期成果实验法和计算法是正常研究燃气涡轮发动机的两种主要方法。比较来说,实验的方法需要研制复杂的设备、花费大量的资金和能源,偶尔一次的使用是可行的,但不可能经常采用,所以就要寻找别的方法。随着现代计算机技术的不断提高,其运算能力相较以前有了大幅的提高,加上发动机数学模型研究的不断深入,计算机仿真软件的提高,由其是其精度的提高,在某种程度上弥补了使用计算方法的不足。但因计算方法有其独特的优越性,所以还是成为了正常研究发动机特性的一个重要手段和方法。本课题在研究速度特性时,涉及的方法主要有换算法和坐标法。换算法主要是在发动机地面试车所获得的数据基础之上进行的;坐标法是以压气机通用特性曲线为基础进行计算的,这两种方法也是本课题采用的两种基本方法。计算法虽然相较于实验法有一定误差,但仍是以实验法作为研究的基础,所以其精确度还是有保障的。本文在研究特性时,借助了已有的压气机的相关数据,并对其进行了换算,然后将这些数据制成Excel表格,以便在Visual Basic6.0中引用。Visual Basic6.0这款软件是微软公司早在1998年就推出的一种可视化程序设计语言,由于它是基于当时最新的Windows 98操作系统,所以其功能更强,也更完善。其主要特点就是功能强大且容易上手,用途相对广泛。由于这款软件能够比较好地满足本课题的要求,所以就成为了第一选择。通过在VB中进行编程,可以将已有的数据在坐标系中呈现出来,而由于数据是一个个离散的点,所以采用拉格朗日插值的方法在点与点之间插值,最终以连续函数的形式表现出来。在此基础上得到的一系列的等换算转速线,即压气机特性图。拉格朗日插值法也是本课题主要采用的一种二维插值法,是进行数据分析和处理的基础,使课题的研究更为方便和可行。在每一条等换算转速线上,可以利用二分法,依赖计算机强大的运算能力,找出了较为精确的共同工作点,其误差小到几乎可以忽略不计,共同工作线便由此得到。通过得到的共同工作数据,在Excel中进行数据的拟合处理,然后进行热力计算,从而得到了发动机的速度特性曲线。总的来说,单转子涡喷发动机速度特性性能计算,是运用计算机的数值仿真技术,处理已知的发动机压气机数据,通过二分法找到共同工作点,在Excel中进行相关公式的拟合,将其代入到热力计算中,进而计算得到速度特性,找到发动机推力和燃油消耗率随飞行马赫数的变化规律,并通过图像进行直观表达。在这个研究过程中,可以深化对发动机原理知识的理解,锻炼编写程序解决实际问题的能力,并在整个过程中体验每一种方法的优缺点。41第2章 压气机特性和共同工作在民航领域,共同工作主要是指压气机、燃烧室和涡轮这三大部件的共同工作。在飞行过程中,飞机并不会只工作于设计点,任何外界条件的改变都会使发动机工作于非设计点。此时,共同工作就决定了发动机的性能。研究完共同工作,就可以确定发动机的一些参数随外界条件的变化关系,再通过热力计算,就可以获得发动机的性能。本课题研究的是几何不可调单轴涡轮喷气发动机部件的共同工作,这是一种最简单的情况,但却是深入了解发动机共同工作的基础。所谓几何不可调,就是指各部件的尺寸和形状不会在非设计点发生变化。2.1 压气机特性压气机是发动机十分重要的一个部件。压气机拥有能够高速旋转的叶片,可以对流经的空气做功,它的功能主要是起到增压的作用,为燃烧作准备,提高发动机推力。在实际使用过程中,不但要求压气机在设计条件下工作,而且还能够在与设计状况不同的范围内正常工作。(在设计点,工作参数是相互独立的。)这时压气机的转速、空气流量、飞行状态和大气条件都可能变化,其增压比、效率都会随这些因素变化。压气机特性就是研究发动机在非设计点下的性能状况。压气机的工作情况主要由四个参数所决定:(1)流过压气机的空气流量(2)压气机转子的转速n(3)压气机进口总温(4)压气机进口总压这些是压气机的工作参数。其中,空气流量和转速n取决于压气机工作状态,压气机进口总温和总压取决于飞行条件和大气条件。压气机除了工作参数,还有性能参数,主要是指增压比和效率 。 压气机的性能参数增压比和效率 随工作参数流量,转速n,进入压气机空气的总温,总压的 变化规律称为压气机特性。即:=(,n,) =(,n,)2.2 压气机流量特性2.2.1 定义发动机原理课本上有对压气机流量的定义,仔细分析看来,压气机特性就是压气机的两个工作参数总温和总压保持不变的情况下,其两个性能参数增压比和效率随另外两个工作参数流量和压气机转速n的变化规律。即:=(n,); =(n,)2.2.2 特性曲线由于气流在非设计状况下的流动规律非常复杂,而且压气机中的损失目前还无法准确监测,所以用计算的方法得到压气机的特性曲线有很大困难。既然计算的方法在实施上有困难,就可以采用实验法。在发动机原理课本上有相关实验的描述:“实验的压气机是由变速电动机带动的,在压气机的出口装有节流装置以控制流过压气机的空气流量。进行实验时,不断选取固定的转速数值,然后逐渐改变节气门的开度以获得不同的空气流量,测量出这些空气流量和压气机进口处的总温,总压,压气机出口处的总温,总压,转速等。”根据公式增压比,效率将所得到的数据绘制在以增压比为纵坐标,流量为横坐标的图上,便得到压气机的流量特性曲线。 (2-1) (2-2)2.3 压气机通用特性2.3.1 相似参数在2.2节中讲到的压气机流量特性线是在设计好的进气条件下获得的,即压气机进口总温和总压是定值。而在实际使用时,由于各个地点的海拔和温度的不同,导致了进气条件也不同,所以试验时得到的特性还能不能在别的地方使用呢?答案显然是可以的。也就是说,当进气条件和改变时,依然能研究压气机特性。通用特性的理论根据是相似理论。在气体动力学及流体力学中已经介绍了相似理论及模化原理,这里仅将其作为一种工具应用到压气机中。其说明的主要问题就是在两种流动现象中,如果对应点上的相关物理量成比例,那么两个流动现象相似。这些物理量包括速度、压力、温度之比。在原理课本上有对压气机相似参数的详细叙述。经过一系列的推导,可以得到压气机的转速相似参数和流量相似参数,同一台压气机时,D=1,A=1。2.3.2 通用特性由上述分析可知,当满足压气机的相似参数相同这一条件时,则压气机的增压比和效率就不变。以流量相似参数为横坐标,增压比为纵坐标,转速相似参数为变量就可以绘制出压气机的“通用特性曲线”,它可以适用于所有的进气条件。压气机通用特性图上的某一个点就代表了某一个工作状态。2.3.3 换算参数一般为了方便使用,通常将通用特性曲线换算成以海平面标准大气(,)为进气条件的特性线。若以,n,表示在某一具体条件下所测的参数,而以,表示在这一条件下的转速和空气流量,根据两个相似的参数相等这一条件,有: (2-3) (2-4) (2-5)其中,为换算转速。 (2-6)其中,为换算流量。2.4 稳态下发动机的共同工作条件(1)转速一致本课题研究对象是单轴涡喷发动机。由于是单轴,所以压气机的转速和涡轮的转速是一致的。 (2-7)(2)流量连续流入压气机的空气,叶片高速旋转使其压力增大,在燃烧室中与燃油混合燃烧,带动涡轮之后,由尾喷管排出。在这一过程中,流量虽然是连续的,但也有一定的气体损失。令燃气流量为,空气流量为,燃烧室的燃油流量为,引起系统用去的空气流量为,可以得到如下公式: (2-8) (2-9) (2-10)(3)压力平衡这里说的压力平衡就是指总压会在燃烧室内有一定损失,所以令压气机出口总压乘上一个总压恢复系数后,就等于涡轮进口处气体的总压。即。(4)功率平衡一般地,涡轮转动可以带动压气机工作,所以要使压气机和涡轮稳定在某一转速下工作,两者的功率应该平衡。即: (2-11)又由于 (2-12)可以得到 (2-13)2.5 稳定工作的共同工作方程由2.4所讲的功率平衡可知: (2-14)压气机功为 (2-15)涡轮功为 (2-16)令 , , (2-17) (2-18)得到 (2-19)其中,。上式可变形为: (2-20)这就是共同工作方程。在这里,有几点说明:(1)上式主要体现了涡喷发动机中涡轮与压气机一种相互影响和制约的关系。(2)这个方程的前提条件是发动机几何不可调,其涡轮导向器和尾喷管处于临界或超临界状态,从而得到的共同工作方程。(3)该方程所包含的参数大都是压气机特性图上的参数,可以通过该方程算出设计点参数条件下的C值,记为,从而进一步寻找共同工作点,绘制共同工作线。2.6 共同工作线共同工作线是在压气机特性图上找出的一种表示,具体可采用的求解方法有试凑法或二分法,以下图为例,大概有以下几个步骤:(1)根据2.5节的相关说明,首先确定设计点参数下的C值,记作。(2)试凑法:从第一条转速线开始进行计算。本课题中已知了一些数据点的参数,从第一个数据点开始计算,代入这个点的相关参数(,),求出一个C值,将其与比较。若相同,则为共同工作点,换到下一条等换算转速线计算;若不同,则跳到下一个计算点(可以在VB程序中设置相邻两个计算点的间距很小,比如0.00001),进行相同计算,利用计算机强大的计算能力,找出共同工作点,若整条线上都没有共同工作点,则换到下一条等换算转速线继续计算。(3)二分法:验证的方法与上类似,只是找点的顺序不同。可以先验证两个端点是否为共同工作点,然后取两个端点的中点进行验证,确定好哪个区间后,再取中点进行验证,如此重复计算,直至找到共同工作点。本课题采用的就是二分法。(4)如图,计算完成后,在图上得到了一共14个共同工作点,将所有这些点连起来,便得到了共同工作线,即图中红色的线。在程序中,还需要将每个共同工作点的相关参数记录到Excel表中,便于在研究速度特性时使用。因为在研究速度特性的时候,需要将得到的共同工作点相关数据在Excel中进行公式的拟合,所以要编写程序将所得数据存入到一个新表中,这是非常重要的。其实在求共同工作线的时候,同样也可以用函数拟合这一方法来求解共同工作点,只不过这样做比较麻烦,因为有25条换算转速线,需要一条一条地去计算。图2-1 压气机通用特性曲线第3章 速度特性和程序说明发动机速度特性就是在寻找发动机推力和燃油消耗率随飞行马赫数Ma不断变化而改变的一种规律。所以,要想研究发动机速度特性,首先要了解对发动机推力和燃油消耗率的相关知识。前面说到的发动机特性还有转速特性和高度特性,但本课题只研究速度特性。3.1 发动机推力F流过发动机的气体,会对发动机内外壁面壳体上产生很多方向的作用力,将这些力的合力进行力的分解,其轴线方向上的分力就是推力。燃气涡轮喷气发动机,可以把它看做是一种推进器,因为它是由气体流经发动机而产生的反推力来驱动发动机工作的;也可以把它看做是一种热机,因为从功的角度来讲,消耗的燃油的化学能最终被转为机械能来使用。利用物理中动量方程和相关力学知识推导,可得到表征发动机推力的一般公式: (3-1)其中,为燃气流量,为喷气速度,为空气流量,为飞行速度,为尾喷管面积,为喷管后静压,为静压。推力是每个类型的发动机的一个重要的参考数值,这个指标能反映出发动机性能的好坏。飞机在飞行过程中,当外界大气条件不变时,发动机的推力越大,就可以认为飞机具有更好的性能。3.2 燃油消耗率sfc燃油消耗率的含义是:飞机产生的单位推力在一小时内所消耗的燃油质量。其中,单位推力是指推力与空气流量之比。顾名思义,燃油消耗量指的就是燃油消耗的质量。燃油消耗量可以用来反映发动机涡轮的性能变化和发动机的经济性。但是,考虑到发动机具体的推力,并不能单凭燃油消耗量高低反映发动机经济性能好坏。在实际的飞行任务中,燃油消耗率作为一个重要的监控参数存在。由上,可以写出燃油消耗率的计算公式: (3-2) 其中,为燃油流量,为发动机推力。3.3 发动机的速度特性一台发动机不可能总在设计点工作,在实际飞行过程中,发动机会偏离设计点而工作在非设计点,所以也要对非设计点进行计算和相关性能的分析。发动机的热力计算有如下重要作用:设计点的相关计算是进行非设计点计算的基础,例如可以通过设计点计算确定发动机的相关几何尺寸。设计点的热力计算可基本给定一个合适的参数范围。本计算采用定比热容计算,简单而有相当的精度,可用于发动机设计的方案研究阶段。3.3.1 调节规律的给定及应用本课题给定的调节规律为:(1)转速n是某个常数,燃烧室出口总温是某个常数。(2)气流在喷管内完全膨胀。从中可以得到以下条件:(1)转速和燃烧室出口总温不变,涡轮落压比为常数,这是一个很重要的前提。(2)气流在喷管完全膨胀,出口流量系数为1。这些条件也正好与之前推导的共同工作方程相符合。3.3.2 几个参数随飞行马赫数的变化分析单位推力:计算表明,单位推力随飞行马赫数的增加是不断地减小,当马赫数不断变大时,单位推力减小的速度会越来越快,直至为零。以上关系说明,飞行马赫数增大时,喷管出口气流的总压上升,喷气速度增大,但飞行速度增大的程度始终大于喷气速度增大的程度,即单位推力 总是减小的。推力:在飞行马赫数较低时(小于1),推力随马赫数的增加而增加,但速度比较缓慢;当飞行马赫数继续增大时,发动机的推力迅速增大,因为此时空气流量的增加起主导作用;当飞行马赫数进一步增大时,最终推力会因为单位推力下降得太快而减小直至为零。燃油消耗率:随着马赫数的增加,增压比也随之增加,从而使增高,而不变,故()随马赫数的增加而降低,这一因素使燃油消耗率减小。但是,随马赫数的增加,单位推力下降,由前面所得到的计算公式可知燃油消耗率增大,在原理课本上写着这一因素起着主要的作用,所以燃油消耗率随马赫数的增加而增加。3.4 速度特性计算过程在进行关的发动机热力计算时,需要先明确以下一些条件:首先,要有给定的大气条件和飞行条件:大气温度和大气压力,飞行高度H和飞行马赫数Ma。一般地,可以采用标准状况下的条件来进行计算。然后,本文研究单转子涡喷发动机,需要先假定某一组工作过程参数:如压气机增压比,涡轮前温度等。最后,要有一些部件的工作效率和不可避免的损失情况。速度特性的研究就是在转速和高度不变的情况下,要得出每个马赫数下的发动机推力和燃油消耗率,而要得到这两个参数,就要从进气道开始,计算出发动机各个截面的数值。(1)对流层: (3-3) (3-4)同温层: (3-5) (3-6)和的计算: (3-7) (3-8) (2)计算2站位的气流参数: (3-9) (3-10) (3)计算压气机出口截面的气流参数: (3-11) (3-12) (4)计算燃烧室出口截面的气流参数: (3-13) (5)计算油气比: (3-14) (6)计算涡轮出口截面的气流参数: (3-15) (3-16) (3-17) (7)计算喷管出口截面的气流参数:由于调节规律为喷管处于完全膨胀,所以 , (3-18) , (3-19) (3-20) (8)推力和单位推力的计算: (3-21) (3-22) (9)燃油消耗率的计算: (3-23) 3.5 程序初始界面下图是程序的初始界面,在VB中的Form.3窗体。编程使用的程序设计语言是Visual Basic 6.0。使用VB 6.0便于建立界面外壳,将编程的方法、算法、代码等隐藏起来。这是国内外通用的程序设计软件,相对简单、可靠,而且可以很好的满足本课题研究的需要。从初始界面来看,主要是显示课题名称和包含两个命令按钮。在确定好设计点参数时,先点左边的按钮,即“共同工作线”,通过对得到的共同工作点进行处理,再进行右边按钮“速度特性线”的运行,得到最终的速度特性图。具体的处理方法将在下面进行介绍。图3-1 程序初始界面3.6 共同工作线界面图3-2是共同工作线的界面,在Form.2窗体。设计点参数赋值:压气机设计增压比,在程序中,该值赋为2.525;:压气机设计效率,在程序中,该值赋为0.868;:压气机设计进口温度,在程序中,该值赋为288;:发动机设计涡轮前总温,在程序中,该值赋为1689;:发动机设计流量相似参数,在程序中,该值赋为0.8652。本程序中的设计点参数都是有一定范围的,以增压比为例。不断改变增压比的大小,会发现最终的图像有一定改变,但当增压比过大时,图像的显示就会不正确。这也和VB中的坐标系有关,当参数值溢出时,程序就会出错,在无数次的试验中,可以发现VB对程序编写的要求是极高的,一丁点的错误就会得不到正确的结果,需要进行反复的思考与调试。图3-2 绘制共同工作线界面载入特性:本课题使用的压气机数据包括25组换算转速,每组转速线分别包含8个相似增压比、流量和效率,显然,这个数据是比较庞大的,所以可以借助Excel表格来处理这些数据,而不用一一地手动输入。将这些数据以数组的形式进行使用,在坐标系中以点的形式呈现出来,然后再利用拉格朗日插值公式将这些点连成曲线。在研究过程中,插值法的运用是对数据进行处理的一种有效方法。简单来说,插值法就是在已知的一些散点之间,利用公式计算插入更多的散点以满足研究的需要。下面介绍一下拉格朗日插值法的基本原理:首先从一个简单的插值问题入手:假设在一些节点中取任意一点,作一n次多项式,使它在该点上计算出的数值等于1,而在其余点上求出来的值等于零,即上式表明次多项式有个点的零点,所以可以设置,其中,为待确定的系数。由条件立即可得: (3-24) (3-25)从上面的公式可以写出个次插值多项式。利用这些多项式可以获得想要的次插值多项式形如的插值多项式就是拉格朗日插值多项式,记为,即: (3-26)考虑最简单的情况下,令,由上式即得两点间的线性插值公式: (3-27)若令,则又可得到常用的三点插值公式,也叫抛物线插值或二次插值: (3-28)显然,这是一个二次函数。在求压气机特性图的时候,就是利用了这个公式来进行编程。绘制共同工作线:举例来说,每一条转速线上都有8个坐标点,这8个点的C值都可以求出来,将这个C值与设计点参数的C值做差,得到的值记为DFC。如果DFC小于0.00001,那么就可以认为这个点是共同工作点。从第一个点开始,使用二分法来求解合适的DFC。先取点1和点2,假设M点是点1和点2的中点。如果点1处的DFC和点2处的DFC相乘小于0,说明两点间存在共同工作点。然后再计算M点的DFC,如果大于0,就取M点和点2之间的中点继续计算,直到求得共同工作点为止。如果小于0,则说明符合条件的共同工作点在点1和M点之间,然后再继续运算。其实二分法这个概念在高中数学知识中就有提到过,它的前提条件就是一个函数在区间内连续,且满足两个端点值的话,这样就可以不断使用二分法得到想要的零点值。由于计算机的强大运算功能,可以使这个值的误差变得特别微小,能够做到忽略不计。二分法有一定的理论依据作为支撑,就是零点存在性定理,这保障了编程的可靠性,为后续求出速度特性曲线打下了良好的基础。3.7 速度特性界面图3-3 发动机速度特性曲线这是发动机速度特性曲线,在Form.1窗口。设计点参数赋值:压气机设计增压比,该值赋为2.525;:压气机设计效率,该值赋为0.868;:压气机设计进口温度,该值赋为288;:发动机设计涡轮前总温,该值赋为1689;:通过发动机的空气流量,该值赋为65;H(km):飞行高度,该值赋为10,以km为单位。各部件效率及损失系数:进气道总压恢复系数,该赋值为0.96;:燃烧室总压恢复系数,该值赋为0.905;:涡轮效率,该值赋为0.874;:机械效率,该值赋为0.98;:燃烧室放热系数,该值赋为0.97;:冷却空气系数,该值赋为0.03;:喷管总压恢复系数,该值赋为0.93;:燃油的低热值,对于航空煤油,该值为42900kJ/kg。处理方法:在求速度特性的时候,有两个关键的处理点。第一个关键点就是对所求得的14个共同工作点的处理。采用的方法是利用Excel表进行拟合,分别将增压比,流量相似参数和压气机效率与转速n的关系用二次多项式表示出来,再进行热力计算求出推力和燃油消耗率。在面对具体数据的分析时,为了减少误差,去除了1个与另外13个点在图像上距离较远的点。显然,由图像可以看出,这13个点分布得比较集中,这令得出来的拟合公式的精确度还是有一定保障的。第二个关键点是是关于成像的,采用的方法是通过编程先求出在规定马赫数范围内的最大推力和燃油消耗率,再用每一个马赫数下的推力与燃油消耗率和最大值做比,得到一个比值,这个比值是在0到1范围内的,所以可以使纵坐标的数值设定变得简单,不用考虑太多。其实最终在坐标系中得到的还是一个个散点,可以直接用线性连接的方式就可以得到最终的速度特性图。图3-4 Excel表拟合公式图第4章 结论4.1 研究结果与理论分析文章首先介绍了本课题的研究背景,阐述了发动机特性研究的必要性。这是很多强国发展航空技术的必然趋势。接着进入课题研究,引入了压气机特性的概念。对于发动机每一个单独的部件来讲,任何一个其它部件工作状态的改变都将影响到该部件的工作状态。在民用航空领域,进气道和喷管的几何尺寸可以被认为不会改变。正因如此,正常所说的各部件共同工作,其实就是指压气机和涡轮的共同工作。为了进行单转子涡轮喷气发动机速度特性性能计算,可以对发动机稳态下的共同工作进行分析,推导出关键的共同工作方程;并根据所给的数据和程序算法找出共同工作点,画出了共同工作线。然后,在保持其他相关参数不变的情况下,进行发动机速度特性的研究,即寻找发动机推力F和燃油消耗率sfc随飞行马赫数Ma改变的变化规律。根据程序显示的图像可以看出:1马赫数在一开始的变化范围内,大约是0到1,发动机的推力开始缓慢地增加,紧接着在超音速范围内迅速增加,继续增大马赫数时,推力开始下降直至为零。2当马赫数变大时,燃油消耗率呈上升趋势,在低马赫数范围内增长缓慢,但在高马赫数范围则急剧增加。随着飞行马赫数的增加,总增压比增加,会对单位推力造成两方面的影响,一方面是总增压比的增加,使循环的热效率提高;另一方面是压气机出口的总温增加,而涡轮前的燃气总温保持不变,则加热量减小。众多的实验和计算显示,加热量的减小起主导作用,因而,随着飞行马赫数的增加,循环功是不断地减小。所以单位推力随飞行马赫数的增加也是不断地减小,只是在马赫数较低时,变化较小,在马赫数较高时,变化较大,直至变为零。总结来说,就是一句话,单位推力总是在下降。由上述分析可知,在飞行马赫数较低时(Ma0.40.5),由于流量增加,单位推力下降,而因为流量增加过于缓慢,所以单位推力的下降起主要作用,最终导致的结果是发动机的推力略有下降;当飞行马赫数继续增大时,空气流量的增加起主要作用,发动机的推力增大;当飞行马赫数进一步增大时,单位推力急剧下降,推力减小;当单位推力变为零时,推力也为零。随着马赫数的增加,增压比增加,增高,而不变,所以()这个差值随之降低,这一因素使燃油消耗率减小。但是,随马赫数的增加,单位推力下降,由燃油消耗率的表达式可知燃油消耗率增大,这一因素起着主要的作用,所以燃油消耗率始终随马赫数的上升而上升,在低马赫数范围内增长缓慢,但在高马赫数范围则急剧增加。4.2 总结与展望利用计算机数值仿真的方法,在VB中通过编程进行单转子涡轮喷气发动机速度特性性能的研究计算,得到了以图像形式体现的单转子涡轮喷气发动机速度特性的规律。这体现了压气机与涡轮之间共同工作和相互制约协调的关系,实现了由理论到结果的这一过程。程序的内部运算处理过程,包括算法、结构、过程等,具有很强的专业性,使得该过程和结果十分可靠。举例来说,运用的拉格朗日插值法具有很强的数学性,在对共同工作点处理的方法也做到了具体问题具体分析,通过去除1个误差较大的点来保证结果的正确性。但是研究中也有不足的地方,就是在用二分法求共同工作点的时候,因为图像的缘故,对增压比和效率进行了粗略地处理,虽然比较方便,但严谨性不足。其实,如果想要更深入地研究,可以在上述问题的求解中考虑到更多的发动机实际工作中的影响因素,使得仿真更加精准,拟合度更高。以计算机数值仿真的方式进行发动机方面的研究,可以避免以试验方式研究所需的巨额花费,而且效率高,便于更改和试验多组数据,对于研发中国自主产权的民航科学技术具有重要意义。在可以遇见的时期内,发动机的仿真模拟技术,需要继续加强重视和深入发展。航空发动机作为一个核心技术领域,需要大家付出的努力还有很多很多。在漫长的探索道路中,虽然充满了艰辛与坎坷,但也孕育着希望。每一个民航人都应当勇于创新,知难而上,为建设民航强国贡献力量。参考文献1 陆忠军,刘熊燃气涡轮发动机基础北京:中国民航出版社,2014 2 王云航空发动机原理北京:航空航天大学出版社,20093 瞿红春,林兆福民用航空燃气涡轮发动机原理北京:兵器工业出版社,2006 4 骆广琦航空燃气涡轮发动机数值仿真北京:国防工业出版社,20075 廉筱纯,吴虎航空发动机原理西安:西北工业大学出版社,20056 楚武利,刘前智等航空叶片机原理西安:西北工业大学出版社,20097 辛本柱Visual Basic从入门到实践北京:清华大学出版社,20098 张群,黄希桥航空发动机燃烧学北京:国防工业出版社,20159 张国生Visual Basic程序设计教程(第2版)北京:清华大学出版社,201510 杨国林,安琪Visual Basic程序设计教程北京:电子工业出版社,201411 David KincaidNumerical Analysis Mathematics of Scientific Computing北京:机械工业出版社,2003致 谢本论文是在我的导师XX老师的指导下完成的,在做论文期间,我的导师在我的学习和生活中都给予了无私的关怀和帮助。导师对学术工作的敬业精神教导我做一个敬业的人,导师的宽广胸怀教育我做一个善良的人。感谢老师对我的指导! 同时,还要感谢身边的同学对我做论文的帮助,有做转速特性的袁崃,和做高度特性的杨璐,没有他们,就没有我今天的论文,也感谢他们的朝夕陪伴。 感谢我的父亲、母亲,感谢他们对我的养育、教育之恩!深深感谢他们为我付出的一切!我会努力工作,不辜负父母的培养! 再次衷心感谢每一位亲人、老师、同学对我的关心和爱护! 附录A:程序清单求速度特性:由于变量过多,故省略其定义。 dema2 = CInt(Ma_2) cx = cxd * (36.802 * n * n - 53.061 * n + 19.823) cx = cxd * (19.281 * n * n - 28.445 * n + 11.205) If (H 11) Then T0 = 288.15 - 6.5 * H P0 = 101325 * (1 - H / 44.308) 5.2533 Else T0 = 216.7 P0 = 22700 * Exp(1) (11 - H) / 6.338) End If A0 = Sqr(1.4 * 287 * T0) Dim i As Long i = 0 For Ma0 = Ma_1 To Ma_2 Step jd V0 = A0 * Ma0 P0x = P0 * (1 + (1.4 - 1) / 2 * Ma0 2) (1.4 / (1.4 - 1) T0x = T0 * (1 + (1.4 - 1) / 2 * Ma0 2) If Ma0 = 1 Then i = imax Else i = imax * (1 - 0.075 * (Ma0 - 1) 1.35) End If P1x = i * P0x T1x = T0x P2x = cx * P1x T2x = T1x * (1 + (cx (1.33 - 1) / 1.33) - 1) / cx) P3x = b * P2x T3x = T3xd Ff = (cpg * T3x - cp * T2x) / (Hu * - cpg * T3x) VTtx = (cp * (T2x - T1x) / (cp_ * (1 + Ff - col) * m) T4x = T3x - VTtx Tx = (1 - VTtx / (T3x * tx) (-1.33 / (1.33 - 1) P4x = P3x / Tx P5x = P4x * e T5x = T4x bx = P5x / P0 qm = qmd * (1.8461 * n * n - 2.0698 * n + 1.1557) * Sqr(T1xd / T1x) * (P1x / 101325) Ma5 = 1 P5 = P5x * 0.5404 T5 = 0.8464 * T5x V5 = 18.1 * Sqr(T5) AS5 = (qm * (1 + Ff + col) * Sqr(T5x) / (0.045885 * P5x * 0.8652) F = AS5 * P0 * (P5x / P0 * 1.2591 - 1) - qm * V0 Fs = F / qm sfc = (3600 * Ff * (1 - col) / Fs ReDim Preserve FT(i) ReDim Preserve Fsfc(i) FT(i) = F Fsfc(i) = sfc If fjz FT(i) Then fjz = FT(i) End If If sfcjz Fsfc(i) Then sfcjz = Fsfc(i) End If i = i + 1 Next Picture1.PSet (Ma_1 / dema2 * 4, FT(0) / fjz), vbBlue i = 0 For Ma0 = Ma_1 To Ma_2 Step jd Picture1.Line -(Ma0 / dema2 * 4, FT(i) / fjz), vbBlue i = i + 1 Next Picture1.PSet (Ma_1 / dema2 * 4, Fsfc(0) / sfcjz), vbRed i = 0 For Ma0 = Ma_1 To Ma_2 Step jd Picture1.Line -(Ma0 / dema2 * 4, Fsfc(i) / sfcjz), vbRed i = i + 1 Next End Sub附录B:外文翻译资料Article Source:TRENT900 Training materials (RR).Section 6 - Engine Oil SystemOil System OverviewDescriptionThe engine oil system is a full flow recirculatory system.It must give adequate lubrication and cooling for all engine bearings,gears and driving splines during all operating conditions.The complete system is divided into three primary areas:l The Feed oil and the coolingl The Return oill The Vent,De-aeration and the Breather SystemA self-contained oil tank is installed on the right side of the fan case.It incorporates a quantity sight glass and provision is made for gravity oil filling.The system is vented through a centrifugal breather,installed on the rear face of the external gearbox.Oil CoolingThe cooling of the feed oil is achieved by a Fuel/Oil Heat Exchanger,which controls the oil temperature in the limits.Oil Filtration & InspectionA pressure filter,scavenge filter and line filters(last chance) provide the necessary filtration.Location for magnetic chip detectors are provided in the scavenge lines.Pump AssemblyThe pump assembly consists of a pressure pump element to move the oil around the system,and nine scavenge pumps elements,as follows:l LP Turbine Bearing Chamber Scavenge Elementl IP Turbine Bearing Chamber Scavenge Elementl HP Turbine Bearing Chamber Scavenge Elementl Internal Gearbox Front Scavenge Elementl Internal Gearbox Rear Scavenge Elementl Front Bearing Chamber Scavenge Elementl The intermediate gearbox assembly(step aside gearbox)and gearbox input drive(lower bevel box)l External Gearbox Scavenge Elementl Centrifugal Breather Scavenge ElementIndicationsl The following indications are provided in the cockpit:l Oil tank quantityl Oil temperaturel Oil pressurel Oil filter clogFeed Oil,Lubrication & coolingFeed oil is circulated by a single pressure pump,which draws oil from the oil tank through a gauze strainer.Additionally the pump has a pressure relief valve,which acts as a by-pass for cold starting and system blockage protection.A 125-micron filter cleans feed oil.A differential pressure transducer monitors filter condition and provides a cockpit indication that the filter is becoming clogged,this switch is set to operate at a differential pressure of 23 psid.The FOHE will keep the oil temperature within limits.The FOHE has two functions:l To decrease the temperature of the oill To increase the temperature of the fuelAn oil pressure relief valve protects the cooler core when the engine oil is very cold or if the core is blocked.An anti-syphon tube prevents oil suction from the FOHE during engine shut down.From the FOHE the feed oil is supplied through external tubes to the main engine bearings,gears and drives.Return Oil(scavenge)The return oil/air is scavenged by nine pump elements in the pump module from each of the eight primary lubricated locations of the engine and the breather(air/oil separator).There are positions for installing nine magnetic chip detectors(MCDs),to sample return oil from the engine main bearings and the gearboxes.The oil outlets from the scavenge pumps join to form a combined scavenge return flow which is sampled by the electric master chip detector before passing through a 15-micron fine scavenge filter.The filter has a by-pass valve(20 psid) and a pressure differential transducer (13 psid)to give cockpit indication of impending by-pass.Temperature sensors in the return line between the scavenge pumps and scavenge filter provide cockpit indication of oil temperature.De-aeration,Breather and Vent SystemLabyrinth oil seals and the sealing airflows from the engine compressors,prevents oil loss from the bearing chambers.The oversized scavenge pumps and the vent pipes remove the sealing air,which flows continuously through the seals and into the bearing champers.The return flow is an oil/air mixture.All scavenge oil is de-aerated when it enters the oil tank by a cyclone type separator.The air ,which still contains a small amount of oil,is transferred to the inlet of the centrifugal breather.The centrifugal breather separates the air and oil before discarding the air to atmosphere,the oil is scavenged from the breather housing back into the combined scavenge line back to the oil tank.Oil TankPurposeTo store the engine oil.LocationThe oil tank is attached to the A3 & A4 flanges of the LP compressor case on the right side.CapacityTank contents at the full mark:-28 US QuartsFeaturesThe tank is a magnesium casting to which other components attach to make up the oil tank assembly.These components are as follows:l Oil quantity transmitterl Sight glassl Oil filter assemblyl Scavenge filter assemblyl Scavenge Filter Differential Pressure switchl Outlet tubel Vent tubel Electric Master Chip Detector (EMCD)l Oil Temperature Sensors(2)DescriptionThe oil tank provides the reservoir for the engine oil system.The feed line from the oil tank supplies the pressure pump,which feeds the oil system.There is also a coarse filter in the tank to prevent contamination of the oil feed system.The scavenge pumps returns the oil from the various bearing chambers and gearboxes back to the oil tank,along with large quantities of air.A de-aerator in the tank separates the oil and the air.The released air passes from the air space at the top of the tank,via a vent tube to the centrifugal breather mounted on the gearbox.An anti-syphon line incorporates a spill valve,which when opened gives extra flow back to the oil tank at low power,idle and descent conditions,reducing heat generation and fuel temperatures.As speed increases the valve closes and supplies the normal flow of oil to cool and clean the oil tank sight glass.The oil filler assembly has a quick release cap.Internally the filler has a flap valve,which closes under engine running pressure maintaining sealing if the filler cap is not fitted.Oil Quantity TransmitterPurposeThe oil quantity transmitter measures the quantity of engine oil in the oil tank to provide a cockpit indication.LocationInstalled into the top of the oil tank and secured by bolts in the mounting boss.Access is by opening the right fan cowl.DescriptionThe oil quantity transmitter is a potentiometer style device with changes in resistance indicating different oil levels.The transmitter consists of a series of reed switches and resistors that form a ladder activated by a float containing a permanent magnet.As the float moves along the stack different reed switches are activated thereby changing resistance.The EEC provides a constant current to the transmitter and as the resistance changes,this results in a change in the output voltage across the resistance stack.The output voltage is measured by channel B of the EEC,which conditions the signal and transmits the oil quantity level to the Electronic Instrument System(EIS) for cockpit display on the lower ECAM(System Display)screen.(Also displayed on ECAM CRUISE page).The needle and the digital indications are normally green.If the oil quantity drops below 4 quarts the digital indication pulses.Oil Pump and Pressure Filter AssemblyPurposeThe oil pump and pressure filter housing supplies the pressurised oil to lubricate the engine bearings and gears. The pump assembly also scavenges oil back to the oil tank.The filter housing contains the pressure oil filter that cleans the feed oil. LocationThe oil pump and pressure filter assembly is installed on the rear face of the external gearbox between the centrifugal breather and the lower bevel gearbox.Oil Pump DescriptionThe vane type oil pump assembly consists of a pressure pump and nine scavenge pumps to scavenge oil from the various areas of the engine back to the oil tank.The pressure pump has a pressure relief valve,this protects the system for cold starting and blockage protection and is set to 600 psi.The relief valve opens and oil is fed back to the pump inlet,which reduces the system pressure.Pressure Filter DescriptionThe pressure filter is installed inside the filter housing,access can be gained by removal of the filter cover.The filter is a 125 micron cleanable type filter and has a life of 2 cleans if serviceable.Each clean must be identified by a triangle with the number 1 inside it.The filter is a non-bypass type.A check valve in the housing prevents the loss of oil when the filter is changed.The housing also contains an anti-leak valve to prevent oil draining back to the pump when the engine is shut down.Magnetic Chip Detectors(MCDs)PurposeA Vickers Electric Master Chip Detector and nine Muirhead Vatric screw-in magnetic chip detectors are installed in the return oil system to allow monitoring of the following:l Front Bearing Housingl Internal Gearbox(Front)l Internal Gearbox(Rear)l HP Turbine Bearing Chamberl IP Turbine Bearing Chamberl LP Turbine Bearing Chamberl Intermediate and Lower Bevel Gearboxesl External Gearboxl Centrifugal BreatherLocationThe Electric Master MCD (EMCD) is installed in the combined scavenge return line on the forward side of the oil tank.There are nine ports on the bottom of the oil pump which can be used to install additional MCDs.NOTE:During normal engine operation,only the Master EMCD is installed.If metallic particles are found on the EMCD during inspection,diagnostic MCDs can then be installed to isolate the source of the debris.Electric Master MCDThe Electric Master MCD is positioned at the inlet to the scavenge filter and collects ferrous metal particles from the engine oil.The head of the EMCD has two electrically isolated magnetic poles.A circuit is made when debris bridges the two poles.The EMU continuously monitors the EMCD during flight and generates a EMCD debris maintenance message 10 secs after landing which is sent to the Aircraft via the EEC.Screw-in MCDThe screw-in MCD assembly consists of a housing and Magnetic Chip Detector,which has a magnetic end.When the MCD is installed the magnetic end is located in the return(scavenge) oilways.The MCD housing contains a self-closing check valve to prevent oil leakage when the MCD is removed for inspection.If metallic particles are found on the EMCD during inspection,MCDs can be installed in the ports on the oil pump assembly.This allows the problem to be isolated by checking each scavenge oil line.Scavenge Filter AssemblyPurposeTo remove contamination from the scavenge oil that is returning to the oil tank.LocationInstalled on the rear of the oil tank on the right side of the fan case.DescriptionThe assembly consists of the following items:l Scavenge filter assembly (15 micron)l Scavenge filter differential pressure switchl Scavenge filter by-pass valveScavenge FilterThe scavenge filter element cleans the combined scavenge oil returning to the oil tank.The filter element is a non-cleanable,throw away type filter.If the filter element becomes clogged,the by-pass valve opens and allows the oil to flow directly back to the tank.Scavenge Filter Differential Pressure SwitchThe scavenge filter differential pressure switch monitors the pressure at the inlet & outlet of the filter and provides an indication when the filter becomes partially clogged.The switch is set at 13 psid.Note:The EEC will inhibit the filter clog message when oil temperature is low,to prevent nuisance messages.Scavenge Filter By-pass ValveThe scavenge filter is fitted with a by-pass valve which operates independently of the differential pressure switch.The by-pass valve operates at 20 psid to maintain oil flow in the event of scavenge filter blockage.外文翻译资料译文部分文章出处:TRENT900 培训教材 (RR).第6部分 滑油系统滑油系统概况描述发动机滑油系统是一个能完全回流的系统。在所有工作情况下,它必须提供足够的润滑和冷却给所有的发动机轴承、齿轮和传动的花键。整个系统被分为三个主要的区域:l 滑油供给和冷却l 回油l 通风、排气和通气系统 一个独立的滑油箱被安装在风扇机匣的右侧。它包含了一个流量观察镜,规定它用于重力滑油充填。这个系统是通过一个安装在外部齿轮箱背面的一个离心式通风器来通风的。滑油冷却供给滑油的冷却是通过燃/滑油热交换器来实现的,它控制了滑油温度在限制内。滑油过滤和检查压力油滤、回油滤和管油滤(最后机会)提供了必要的过滤。在回油路上安装了磁堵。泵组件泵组件包括了一个驱动系统滑油运行的压力泵部件和九个回油泵部件,如下:l 低压涡轮轴承腔回油部件l 中压涡轮轴承腔回油部件l 高压涡轮轴承腔回油部件l 内部齿轮箱前回油部件l 内部齿轮箱后回油部件l 前轴承腔回油部件l 中部齿轮箱组件和齿轮箱输出驱动l 外部齿轮箱回油部件l 离心通风器回油部件指示下列指示可以在驾驶舱中看到:l 滑油箱流量l 滑油温度l 滑油压力l 油滤堵塞滑油供给、润滑和冷却滑油由一个单一的压力泵来循坏供给,泵通过一个网状过滤器把滑油从滑油箱中吸取出来。除此之外,泵还有一个释压活门,它可以当冷启动和系统阻塞时用来当做旁通活门。供给的滑油是用一个125微米的过滤器来清洁的。一个压差传感器监视过滤情况,并提供座舱指示。当油滤堵塞时,开关被设置在一个23psid的不同压力下运行。燃/滑油热交换器将保持滑油的温度在限制范围之内。燃/滑油热交换器有两个作用:l 降低滑油温度l 提高燃油温度当发动机滑油非常冷或者核心机堵塞时,一个滑油释压活门会保护冷却器的核心。在发动机关闭时,一个反虹吸管会阻止滑油从燃/滑油热交换器中吸入。从燃/滑油热交换器中出来的供给的滑油通过外部管路被提供给主发动机轴承、齿轮和驱动装置。回路的油(回油)回流的油/空气是从发动机和油气分离器的八个主要的润滑位置被泵主单元体的九个泵所回收的。有一些位置安装了九个磁堵,对发动机主轴承和齿轮箱的回油进行取样。从回油泵出来的油,在经过一个15微米的回油滤之前,会聚到一起形成一个组合的回油油路,被磁堵取样。油滤有一个20psid的旁通活门和一个13psid的压差传感器,在即将通过旁路时给驾驶舱提供指示。在回油泵和回油滤之间的回油路上的温度传感器,给驾驶舱提供有关滑油温度的指示。排气、通气和通风系统发动机压气机的曲径式密封和空气密封,阻止了轴承腔的滑油损失。超大号的回油泵和通风管去除了穿过密封圈继续流动向轴承腔的封严空气。回流是一种油气混合物。所有的回油通过气旋分离器进入滑油箱都是脱气的。仍然包含一点滑油的空气被输送到离心式通风器的进口。将气体排到大气中之前,离心式通风器将油和气分离,滑油通过通风器的外罩被回收到混合的回油路上,回到滑油箱。滑油箱目的储存发动机滑油。位置滑油箱被安装在右侧的低压压气机机匣的A3和A4法兰盘上。负载滑油箱全负载:28夸脱。特征油箱是一个镁铸件,其它部件附着在它上面,组成了滑油箱组件。这些部件如下:l 滑油流量传感器l 观察镜l 滑油滤组件l 回油滤组件l 回油滤压差开关l 出口管路l 通风管路l 电磁堵l 两个滑油温度传感器描述滑油箱给发动机滑油系统提供了储油池。从滑油箱出来的供油路提供了压力泵,供给了滑油系统。滑油箱中还有一个粗油滤来阻止滑油供给系统受到污染。回油泵将各种轴承腔和齿轮箱中的滑油,连同大量的空气回收到滑油箱中。油箱中的一个排气装置分离了滑油和气体。被释放的空气从滑油箱顶部的空气中经过,通过一个排气管进入到安装在齿轮箱上的离心式通风器。一个反虹吸管路包含一个泄漏阀,在低功率、慢车和下降状态时,阀会打开去提高回到滑油箱的流量,从而能降低产热和燃油温度。当速度上升时,活门关闭并提供正常的滑油流量去冷却和清洁滑油箱的观察镜。滑油滤组件有一个快速释放管帽。内部的填充物有一个瓣阀,在发动机运行压力下关闭,如果不安装填充帽,就保持封严。滑油流量传感器目的滑油流量传感器测量在滑油箱中的发动机滑油的流量,以提供座舱指示。位置安装在滑油箱的顶部,并通过螺栓安装在轮毂上。打开右边的风扇整流罩可以进入。描述滑油流量传感器是一种电位器形式的装置,通过电阻变化显示不同的油位。传感器包含一系列的簧片开关和电阻器,组成了一个由包含永磁铁的浮子驱动的阶梯。当浮子沿堆栈移动时,不同的簧片开关被激活从而改变电阻。EEC向传感器提供一个恒定电流,当电阻发生变化时,这将导致电阻叠加的输出电压发生变化。输出电压是由EEC的通道B来测量的,它将信号和滑油流量等级传送到电子设备系统,在驾驶舱中的ECAM(飞机中央电子监控系统)屏幕下端显示。(同时显示在ECAM巡航页面)指针和数字信号通常是绿色的。如果滑油流量下降到4夸脱以下,数字信号发生脉冲。滑油泵和压力滤组件目的滑油泵和压力滤壳体提供增压滑油去润滑发动机轴承和齿轮。泵组件还回收滑油到滑油箱中。压力滤壳体中包括清洗供给滑油的压力滑油滤。位置滑油泵和压力滤组件安装在外部齿轮箱的背面,在离心式通风器和下部锥齿轮箱之间。滑油泵描述叶片式滑油泵组件包含了一个压力泵和九个回油泵,将发动机各个部分的滑油回收到滑油箱当中。压力泵有一个释压活门,当冷启动和阻塞保护时,能保护系统并将压力设置为600psi。释压活门打开时,滑油回流到泵的进口处,这降低了系统压力。压力滤描述压力滤安装在油滤壳体内部,移除滤盖可以进入。压力滤是125微米可清洗式的,如果可使用能清洗两次。每一次清洗必须用一个三角形标识注明,并在里面写上1。压力滤是没有旁通
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本文标题:某型单转子涡喷发动机速度特性性能计算
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