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民航发动机 第二部分 黄国平李传鹏 JETENGINE 2 2020 3 23 热力循环 燃气涡轮发动机本质上是一种热力发动机用空气作为提供推力的工作流体必须将流经发动机的空气加速 即增加动能工作过程是 首先增加压力能 继而增加热能 最后再以高速喷气流的形式转变成动能 JETENGINE 3 2020 3 23 热力循环 1913法国Renelorin 等压燃烧连续过程进气压缩燃烧排气 JETENGINE 4 2020 3 23 热力循环 容积 燃烧增加热能 膨胀通过涡轮与喷管 压缩增加压力能 压力 外部空气 JETENGINE 5 2020 3 23 热力循环 燃气涡轮发动机是热力发动机燃烧温度愈高 下游膨胀部件 涡轮 可作的功愈多燃烧温度不超过涡轮部件设计和材料所容许的燃气温度在涡轮部件中使用气冷工作叶片允许更高的燃气温度 JETENGINE 6 2020 3 23 热力循环 1913法国Renelorin 工作循环各阶段中空气的 压力P 体积V 绝对温度T压缩过程 P V T 压气机燃烧过程 T V P 燃烧室膨胀过程 T P V 涡轮 JETENGINE 7 2020 3 23 热力循环 在空气流过发动机的过程中 从气动力和能量的要求来看需要空气的速度和压力发生变化 在压缩过程中 只要求空气压力升高 并不要求其速度有太多降低 在燃烧后 空气已经受热并且其内部能量增加 就需燃气的势能 压力和速度 来驱动涡轮旋转 在推进喷管中 要求高的出口速度 气流的局部减速也是需要的 在燃烧室中 要提供一个低速区供火焰燃烧 JETENGINE 8 2020 3 23 热力循环 1913法国Renelorin 这种不同的变化受空气流过发动机时的涵道尺寸和形状的影响 在要求速度能转换成压力的地方 通道呈扩张形 民机发动机此情况多为亚音速 JETENGINE 9 2020 3 23 热力循环 1913法国Renelorin 在要求将燃气中存储的能量转换成速度能的场合 便采用收敛通道或喷管 JETENGINE 10 2020 3 23 热力循环 在遇到超音速的场合 便采用收敛 扩展喷管即文氏管 以便将燃气中的能量最大限度地转换成动能 JETENGINE 11 2020 3 23 热力循环 1913法国Renelorin 涡桨发动机是将燃气的能量转换成机械功驱动螺旋桨 燃气流中的大部分能量被额外的几级涡轮吸收 并通过轴驱动螺旋桨 涡轴发动机将燃气的大部分能量转换成机械功输出 JETENGINE 12 2020 3 23 热力循环 1913法国Renelorin 内外涵原理涉及到气流的分流 所有吸入的气流经过最初的低压压缩 一定百分比的气流流入外涵道 其余部分以常规方式流入燃烧系统 这一原理有益于改善推进效率和耗油率 低涵道比 1 1 高
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