部分航空燃气轮机的工作原理.ppt

航空发动机原理,课时安排：56学时民用航空系刘磊办公室：A1S-311,2019/12/4,航空发动机原理,2,绪论航空发动机发动机发展回顾与展望第11章第一部分热力学和气体动力学基础第1章第二部分航空燃气轮机的工作原理第2章第三部分发动机部件工作特性第3,4章第四部分典型发动机工作特性第5,6,7,8,9章第五部分其他发动机机简介第10章,课程结构,2019/12/4,2,2019/12/4,航空发动机原理,3,2.1航空燃气轮机工作原理2.1.1发动机组成及简图2.1.2燃气发生器的理想循环和实际循环2.1.3双轴式结构的燃气发生器2.1.4核心机2.2涡喷发动机推力的计算2.3航空燃气轮机的性能指标及效率,第二部分航空燃气轮机的工作原理,2019/12/4,3,2019/12/4,航空发动机原理,4,发动机组成,2.1航空燃气轮机工作原理,2019/12/4,4,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,5,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,6,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,7,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,8,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,9,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,10,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,11,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,12,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,13,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,14,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,15,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,16,2.1.1发动机组成及简图,2019/12/4,航空发动机原理,17,2.1.2燃气发生器的理想循环和实际循环,燃气发生器是各类燃气轮机的热机部分，包括压气机、燃烧室和带动压气机的那部分涡轮。原理：利用工质重复地进行某些工作过程同时不断吸热做功。理想循环工质为空气，为理想气体，其比热为常数，不随气体温度和压力而变化。整个工作过程没有流动损失，压缩过程与膨胀过程为绝热等熵，燃烧前后压力不变，没有热损失（排热过程除外）和机械损失。,2.1航空燃气轮机工作原理,2019/12/4,航空发动机原理,18,2.1.2燃气发生器的理想循环和实际循环,1.理想循环,p,V,0,0,2,1,3,4,2,1,3,4,p-V,T,S,T-S,1-2绝热压缩2-3等压加热3-4绝热膨胀4-1等压放热,2019/12/4,航空发动机原理,19,2.1.2燃气发生器的理想循环和实际循环,1.理想循环,（1）衡量燃气发生器性能的指标热效率：加入每千克空气的热量中所能产生的可用功与所加热量之比。比功：单位质量空气所作的功。（2）表示理想燃气轮机循环工作状态的参数增压比：压气机出口静压与周围大气压力之比。加热比：燃烧室出口温度与外界大气温度之比。（3）理想燃气轮机循环分析,能量方程式,2019/12/4,航空发动机原理,20,2.1.2燃气发生器的理想循环和实际循环,（3）理想燃气轮机循环分析,绝热压缩过程12,p,V,0,2,1,3,4,p-V,整个过程吸热为0；两个阶段：11迎面高速气流在进气道中的绝能流动，使工质减速增；压；11压气机对工质做功。总机械功：,2019/12/4,航空发动机原理,21,2.1.2燃气发生器的理想循环和实际循环,（3）理想燃气轮机循环分析,p,V,0,2,1,3,4,p-V,等压加热过程12,在燃烧室内完成；工质所做的机械功为0：工质吸热量：,为循环的加热比,2019/12/4,航空发动机原理,22,2.1.2燃气发生器的理想循环和实际循环,（3）理想燃气轮机循环分析,p,V,0,2,1,3,4,p-V,绝热膨胀过程34,整个过程吸热为0；两个阶段：33在涡轮中完成，涡轮从工质中获得的机械功为：34在尾喷管或动力涡轮中完成，单位工质所做的功为。总机械功：,2019/12/4,航空发动机原理,23,2.1.2燃气发生器的理想循环和实际循环,（3）理想燃气轮机循环分析,p,V,0,2,1,3,4,p-V,等压放热过程41,整个过程是向大气放热；机械功为0：总放热量为：,2019/12/4,航空发动机原理,24,2.1.2燃气发生器的理想循环和实际循环,（3）理想燃气轮机循环分析,比功,热效率,或,吸热量,放热量,2019/12/4,航空发动机原理,25,2.1.2燃气发生器的理想循环和实际循环,（3）理想燃气轮机循环分析,分析：增压比，加热比和吸热量，比功，热效率之间的关系,理想燃气轮机的热效率只与增压比有关，随增大而单调增加；在加热比一定得条件下，有一个使比功达最大值的增压比，称为最佳增压比，记为，最佳增压比随加热比增大而增大；加热量和比功不仅与增压比有关，还和加热比有关,2019/12/4,航空发动机原理,26,2.1.2燃气发生器的理想循环和实际循环,2.实际循环,p,2,1,3,4,1-2多变压缩nk2-3等压加热3-4多变膨胀nk2-3等压加热3-4多变膨胀nk2-3等压加热3-4多变膨胀nk2-3等压加热3-4多变膨胀nk2-3等压加热3-4多变膨胀nC1时，C0涡扇涡喷推力：螺旋桨涡扇涡喷,推力,2019/12/4,航空发动机原理,47,2.3推进器部分,2.发动机的推进效率,推进效率：衡量可用功转变为飞机前进的推进功的程度。,每千克空气通过发动机时每秒钟所做的推进功为：,排出气体的动能，,可用功,推进效率,2019/12/4,航空发动机原理,48,2.4航空燃气轮机的性能指标及效率,2.4.1基本单位参数,2019/12/4,航空发动机原理,49,2.4航空燃气轮机的性能指标及效率,2.4.1基本单位参数,2019/12/4,航空发动机原理,50,2.4航空燃气轮机的性能指标及效率,2.4.1基本单位参数,2019/12/4,航空发动机原理,51,2.4航空燃气轮机的性能指标及效率,2.4.2发动机的总效率和耗油率的关系,2019/12/4,航空发动机原理,52,2.4航空燃气轮机的性能指标及效率,2.4.2发动机的总效率和耗油率的关系,2019/12/4,航空发动机原理,53,2.4航空燃气轮机的性能指标及效率,2.4.2发动机的总效率和耗油率的关系,2019/12/4,航空发动机原理,54,2.4航空燃气轮机的性能指标及效率,2.4.2发动机的总效率和耗油率的关系,2019/12/4,航空发动机原理,55,2.4航空燃气轮机的性能指标及效率,2.4.3发动机的内效率和推进效率,2019/12/4,航空发动机原理,56,2.4航空燃气轮机的性能指标及效率,2.4.3发动机的内效率和推进效率,2019/12/4,航空发动机原理,