第次课航空燃气轮机基础知识.ppt

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航空发动机原理
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§ 涡喷发动机产生推力的原理
推力的定义
推力产生的原理
§ 航空燃气轮机工作原理
发动机组成及简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，
§ 航空燃气轮机工作原理
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航空发动机原理
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燃气发生器的理想循环和实际循环
涡轮喷气发动机的工作,可划分为4个热力过程：绝热压缩过程,定压加热过程,绝热膨胀过程,定压放热过程，
这4个过程组成了涡轮喷气发动机的理想循环,称为布莱顿循环,如下图，由于这个循环的加热和放热过程都是在定压条件下进行的,因此,也叫“定压加热循环”，
§ 航空燃气轮机工作原理
p
V 比容
0
2
1
3
4
p-V
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航空发动机原理
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燃气发生器的理想循环和实际循环
1. 理想循环
C
T
B
2
1
3
4
燃气轮机循环布置图
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
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航空发动机原理
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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
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航空发动机原理
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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 1~2
p
V
0
2
1
3
4
p-V
整个过程吸热为0；
两个阶段：
1~1’ 迎面高速气流在进气道中的绝能流动,使工质减速增加；
1’~1 压气机对工质做功，
总机械功：
该过程在进气道和压气机内进行，
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航空发动机原理
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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 2~3
该过程在燃烧室内完成；在定压条件下有外界对他加热,空气温度升高,比容增大，
工质所做的机械功为0：

工质吸热量：
为 循环的加热比
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航空发动机原理
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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 3~4
整个过程吸热为 0；
两个阶段：
3~3’ 在涡轮中完成,涡轮从工质中获得的机械功为：
3’~4 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：
该过程燃烧在涡轮和喷管内进行绝热膨胀,比容增大,压力和温度均下降，
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航空发动机原理
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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 4~1
整个过程中,气体在压力不变的情况下向大气放热；温度降低,比容变小，
机械功为0：
总放热量为：
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航空发动机原理
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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
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航空发动机原理
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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