发动机原理复习课件

飞行器发动机原理29十二月2023南京航空航天大学能源与动力学院复习第一章燃气涡轮发动机热力气动基础第一节

热力学第一定律状态参数：仅与过程的起点和终点有关，而与过程的路径无关的参数，如：温度、压强、密度、焓、内能等。过程参数：不仅与过程的起点和终点有关，而且与过程的路径有关的参数，如：加热量、外功复习第一章燃气涡轮发动机热力气动基础第二节热力学第二定律熵T-s图和h-s图压缩、膨胀循环、循环功、循环效率复习第一章燃气涡轮发动机热力气动基础第三节气体动力学的基本方程连续方程能量方程伯努利方程气流的滞止参数和气动函数动量方程动量矩方程复习第二章燃气涡轮发动机的工作原理涡轮喷气发动机热力循环布莱顿（Brayton）循环实际循环q1=cp(T3*-T2*),W=q1-q2

复习第二章燃气涡轮发动机的工作原理推力单位推力推（功）重比单位迎面推力耗油率效率（热效率、推进效率、总效率）航空发动机性能指标复习第二章燃气涡轮发动机的工作原理效率（热效率、推进效率、总效率）航空发动机性能指标q推进效率（推进功与可用功率的比）

qsfc

=3600qmf/F，q热效率（可用功率与燃油化学能的比）：复习第二章燃气涡轮发动机的工作原理§3（需求、趋势分析）基本要求发展方向航空发动机的发展涡喷发动机的基本要求推重比高迎面积小耗油率低工作稳定可靠性好使用成本低复习第二章燃气涡轮发动机的工作原理§4（实际演变、发展过程）航空发动机的发展q涡轮喷气发动机(Turbojet)q加力式涡轮喷气发动机(Turbojetwithafterburner)q涡轮风扇喷气发动机(Turbofan)q加力式涡轮风扇喷气发动机(Turbofanwithafterburner)q涡轮螺桨发动机(Turboprop)q涡轮轴发动机(Turboshaft)q可变循环喷气发动机(VCE，VariableCycleEngine)q冲压式喷气发动机(Ramjet)复习第二章燃气涡轮发动机的工作原理§4（实际演变、发展过程）航空发动机的发展热力循环加力原理q加力式涡轮喷气发动机(Turbojetwithafterburner)复习第二章燃气涡轮发动机的工作原理§4（实际演变、发展过程）航空发动机的发展q涡轮风扇喷气发动机(Turbofan)复习第二章燃气涡轮发动机的工作原理§4（实际演变、发展过程）航空发动机的发展复习第三章涡轮喷气发动机部件(ComponentsofGasTurbineEngine)进气道(inlet,intake)压气机(compressor)燃烧室(combustor,burner)涡轮(turbine)加力燃烧室(afterburner)喷管(nozzle)•亚音速进气道特性：流量系数

总压恢复系数

取决于飞行Ma数、发动机的工作状态复习第三章涡轮喷气发动机部件进气道•进气道的作用：将外界空气引入发动机，满足发动机的需要。•进气道的工作原理：动能——减速增压—→压力能•进气道的要求：损失小、稳定工作、出口气流畸变小、外部阻力小、隐身、噪音低•进气道布局短舱、头部进、两侧进气、翼根进、

腹部进气、背部进气复习第三章涡轮喷气发动机部件进气道超声速进气道工作原理多道波系（包括多道斜激波和一道正激波）代替一道正激波，提高总压恢复系数外压式：进气道内亚音速流；内压式：全部压缩在进气道内部完成；混合式：进气道入口为超音速流。起动(Starting)：进气道内部波系建立起来。不起动(Unstarting)：进气道外存在脱体激波。调节：调节喉道面积、开旁路阀门、其它复习第三章涡轮喷气发动机部件压气机压气机的作用——增压分类离心式压气机、轴流式压气机、斜流式压气机基本方程能量方程式、伯努利方程式效率和损失叶型损失叶片表面摩擦损失；气流分离损失（可能）；叶片尾缘涡流损失；叶片前缘或叶背出现激波损失环面损失环面附面层损失；径向间隙漏气损失；潜流损失动量矩方程复习第三章涡轮喷气发动机部件压气机轴流压气机基元级速度三角形叶片扭转的原因加功增压原理迎角和落后角、失速和喘振离心压气机复习第三章涡轮喷气发动机部件压气机压气机特性通用特性曲线从通用特性曲线看压气机的工作三种曲线P→A：后面级易出现喘振P→B：后面级易出现堵塞P→C：前喘后堵（前喘后涡）P→D：前堵后喘喘振裕度和防喘措施

[1]、中间级放气；[2]、可调叶片；

[3]、进气处理机匣；[4]、双（多）轴压气机复习第三章涡轮喷气发动机部件燃烧室燃烧室的作用——提供热量燃烧：化学能

燃气热能基本要求1、点火（再点火）可靠、燃烧稳定；2、燃烧完全；3、总压损失小；4、燃烧室出口温度场分布应符合要求；5、尺寸小，发热量大组成及作用火焰筒、外套、喷嘴结构形式单管燃烧室、联管燃烧室、环形燃烧室（直流式、回流式、折流式）燃烧室工作过程和主要零组件1、点火；2、气流扩压减速；3、喷油雾化；4、燃烧回流区的；5、燃烧；6、掺混冷却燃烧室特性效率特性（余气系数a、进气压力p2、进气温度T2、进气速度v2）；熄火特性；总压损失复习第三章涡轮喷气发动机部件涡轮涡轮的作用——驱动压气机+……分类涡轮组成：静子和转子涡轮的冷却对流冷却、

冲击冷却、

气膜冷却、

发汗冷却工作原理速度三角形功率和效率涡轮特性复习第三章涡轮喷气发动机部件加力燃烧室加力燃烧室的作用——提供热量组成：扩压器、喷油系统、点火器、火焰稳定器。基本性能要求1、点火可靠；2、燃烧完全；3、燃烧无振荡；4、总压损失小加力燃烧室工作过程和主要零组件扩压、喷油雾化、点火、火焰稳定复习第三章涡轮喷气发动机部件喷管

喷管作用气流加速产生推力；通过喷管临界截面调节工况；反推力装置以缩短着陆距离；消音装置以降低排气噪声。工作原理排气速度；收敛喷管用于超声速飞行的推力损失；喷管对发动机工作的调节作用；喷管特性喷管分类、结构形式a.固定式收敛喷管