发动机部件计算公式

1、附录1发动机零件计算公式1基础知识1 )空气、气体的焓、熵式见附录2。2 )气压函数、的计算公式见附录3。2可变循环发动机各部件的计算公式2.1进气道2.1.1已知发动机的飞行高度、飞行马赫数。2.1.2计算过程1 )计算标准大气条件下的环境压力(静压)、环境温度(静温)。高度时：(2.1 )其中高度单位是温度单位，压力单位是bar。2 )进气道进口的总温总压：(2.2 ):气体隔热指数，纯空气，气体。3 )计算进气道总压力恢复系数(2.3 )4 )计算进气道出口总温总压：(2.4 )2.2压缩机贝伯特循环引擎的三个压缩机零件分别是风扇、CDFS和高压压缩机，这三个压缩机零件采用相同的计算方法

2、。2.2.1已知压缩机入口总温Tin*、总压Pin*、压缩机的压比函数值、物理转速、压缩机的导叶角度。2.2.2计算过程1 )计算压缩机换算转速(2.5 )其中风扇：CDFS :高压压缩机： 为了压缩机进口总温度。2 )计算压缩机的加压比、效率、换算流量压缩机的加压比、效率和换算流量分别是换算转速、加压比函数值和导叶角的函数。(2.6 )压缩机的加压比、效率和换算流量的求出方法如下(1)附录4分别显示了风扇、CDFS、高压压缩机的特性数据。 利用线性插值法，计算了以压缩比函数值作为压缩机换算转速时特性图的增加比、效率和换算流量。(2)将(1)求出的特性图的增压比、效率和换算流量代入(2.7 )

3、进行修正，得到压缩机的增压比、效率和换算流量(2.7 )分别是增压比、效率、换算流量的修正系数。 风扇、CDFS、高压压缩机三个值分别为1、1、0.01的CDFS导叶片角变化范围：风扇和高压压缩机的导叶片角变化范围： 风扇：CDFS:高压压缩机。3 )计算压缩机出口参数压缩机出口总压：进口熵的计算：进口焓：压缩机出口的理想熵：其中是气体常数根据压缩机出口的理想熵，计算压缩机出口的理想总温度：计算压缩机出口的理想焓：根据公式计算压缩机出口焓由压缩机出口焓求出压缩机出口总温度：计算压缩机流量：(2.8 )其中，风扇：CDFS :高压压缩机：计算压缩机的工作和功率：(2.9 )2.3主燃烧室2.3.

4、1已知主燃烧室入口总温度、总压、空气流量、主燃烧室出口温度。2.3.2计算过程根据式(1)求出主燃烧室出口石油气比，其中，分别求出主燃烧室出口焓、燃烧效率、燃料热值2 )燃料流量3 )出口总压力、主燃烧室总压力恢复系数。2.4涡轮2.4.1已知涡轮进口总温、总压力、涡轮压力比函数值、物理转速、涡轮导向叶片角度。2.4.2计算过程1 )求出涡轮换算转速(2.10 )其中，高压涡轮：低压涡轮。涡轮加压比、效率、换算流量分别是换算转速、加压比函数值和导向叶片角的函数。(2.11 )2 )涡轮的加压比、效率和换算流量的求出方法如下(1)附录4显示了高压涡轮、低压涡轮的特性数据。 用线性插值法计算了以涡

5、轮的换算转速、压力比函数值为时特性图上的压力比、效率和换算流量。(2)将(1)求出的特性图的增压比、效率和换算流量代入(2.12 )进行修正，得到涡轮的增压比、效率和换算流量(2.12 )涡轮增压比、效率、换算流量的修正系数。 高压涡轮、低压涡轮三个值分别为1、1、0.01的高低压涡轮的导叶角的变化范围：高压涡轮：低压涡轮。3 )根据涡轮换算流量计算涡轮流量(2.13 )其中，高压涡轮：低压涡轮。4 )涡轮出口总压5 )涡轮出口总温度通过下式(2.14 )求出。(2.14 )其中，高压涡轮的平均等压比热、低压涡轮的平均等压比热为气体常数。6 )求出涡轮进口焓，其中有涡轮进口油气比7 )求涡轮出

6、口焓8 )涡轮功率和功率：(2.15 )这里，设为涡轮机械效率.2.5含道2.5.1已知含道进口总温、总压力、流量、总压力恢复系数。2.5.2计算过程其中总压力恢复系数2.6前混合器、快门选择、副外链模型图1包括模式选择阀、副外包道和CDFS包道、高压压缩机等。图1可变循环发动机的局部示意图图中的数字号码表示发动机各截面参数定义的下脚标记2.6.1已知两个混合器混合气流前的总温度、总压力、副外包、CDFS含道出口面积和CDFS含道出口流量。2.6.2计算过程在已经指定了副外包、CDFS外包出口面积的情况下1)CDFS含道气流是根据流量公式求出的，其中CDFS含道出口面积是CDFS含道出口总压，

7、CDFS含道出口总温，气压函数的定义和流量系数的取法见附录3求CDFS含道出口静压3 )求出前混合器的静压平衡和，作为副外含道出口总压4 )根据流量公式计算副外含道出口的流量。 其中，副外包面积(选择阀面积)为副外包出口的总温度，流量系数参照附录35 )由下述式(2.16 )求出前混合器出口的总温度、总压力、流量. 根据(2.16 )的第二个公式求出。(2.16 )其中：前混合器出口焓、前混合器CDFS含道出口焓、前混合器副含道出口焓、前混合器副含道出口流量、前混合器CDFS含道出口流量、气压函数的定义参照附录3。提示：参见附录3。2.7后混合器2.7.1已知混合器的两个混合气流混合前的总温度

8、、总压力、流量、面积。2.7.2计算过程1 )内包气流根据流量式求和，其中内包出口面积是内包出口总压，内包出口总温2 )外包气流根据流量式求和，其中外包出口面积为外包出口总压，外包出口总温度3 )计算内包静压，计算内包静压4 )混合器出口的总温度、总压、流量由下述式(2.17 )求出。 根据(2.17 )的第二个公式求出。(2.17 )其中：后部混合器出口焓、后部混合器内包出口焓、后部混合器内包出口焓、后部混合器内包出口流量、后部混合器内包出口流量、气压函数的定义参见附录3。注：根据需要，后混合器出口的总面积不变，内包出口面积、内包出口面积可以微调整。2.8施力燃烧室(2.18 )其中，分别是

9、进出口总压，分别是进出口总温度，分别是进出口流量，总压恢复系数。2.9尾喷嘴使用拉尔(收敛扩张)尾喷嘴(图2 )进行了计算。图2是拉尔尾喷嘴的示意图提示：如果任何截面的总温度、总压力、流量都不变，拉瓦尔尾喷嘴可以根据流量公式得到因此，可以知道任意截面的面积，或者求出该截面的参数。拉瓦尔尾喷嘴有临界、亚临界、超临界三种工作状态。 临界时尾嘴喉部、喉部后的气流为超音速气流，尾嘴出口静压等于大气压(完全膨胀)。 成为超临界时，喉口的情况下，尾喷嘴出口面积自动变化(增大)，尾喷嘴出口静压与大气压相等，尾喷嘴成为临界状态，但尾喷嘴出口面积有最大的限制，达到最大的限制值时，尾喷嘴出口静压与大气压相等2.9.1已知尾喷嘴入口总温度、总压、流量、大气环境压力(大气环境压力参见进气道式(2.1) )。2.9.2计算过程1 )计算尾喷嘴的喉部面积、出口面积。假定尾喷嘴总是临界状态或超临界状态，即速度系数。(1)根据流量式计算(2)计算和求出(3)根据流量式计算(4)判断(在此，用流量式再次计算。2 )计算尾喷嘴出口的静温3 )尾嘴出口的气流速度，其中，焓和焓分