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1、第十四单元 燃气涡轮发动机第一章 基础知识什么是速度？它的单位是什么？速度的加减原则是什么？平均速度：质点的位移与相应时间的比值瞬时速度：时间无限小趋近于 0 时，平均速度的极限即为瞬时速度速度是矢量，加减符合平行四边形法则，单位是“米/秒”牛顿第一,第二,第三定律?第一定律：任何物体都保持静止或沿一直线作匀速运动的状态，直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。又称惯性定律第二定律：物体受到外力作用时，它所获得的加速度的大小与外力的大小成正比，并与物体的质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。F=ma第三定律：一个物体对另一个物体施力，则第二个物体就同时对第一个物体施力。力的作用是相互的
2、，大小相等，方向相反。又称作用力与反作用力定律什么是热力学温标，三种温标各定义？温度表示物体的冷热程度，其数值表示法称为温标。热力学温标 T，摄氏温标 tc，华氏温标 tFT(K)= tc+273.15 tF5t c/9+32热力学第一定律定义,公式?在热能和机械能（功）的相互转换过程中，能量的总和保持不变。进入系统的能量离开系统的能量系统储存能量的变化q= 21pdvu什么是雷诺数？它有何作用？Re= ，雷诺数较小时，流体作层流流动；雷诺数较大时，流体作紊流流动 VD什么是连续方程,动量方程,能量方程?连续方程：qv=AV常数动量方程：dp+VdV=0能量方程：h*=h+V 2/2什么叫滞止
3、状态，参数如何获得，n（定熵绝能）某一状态的气流通过定熵绝能的过程将速度滞止为零时的状态称为该状态的滞止状态。滞止状态时的气流参数称为滞止参数。可以是流场中实际存在的参数，也可以是人为假想将本来流动着的气流速度通过定熵绝能的过程滞止到零而得到的参数。亚音速流和超音速流的区别管道形状 亚音速流动 超音速流动收缩管道 速度增加，压强下降 速度下降，压强增加膨胀管道 速度下降，压强增加 速度增加，压强下降傅立叶定律、导热在导热过程中，单位时间内通过给定面积的热量，正比于该地垂直于导热方向的面积及其温度梯度，导热方向与温度梯度反向。热量从物体中温度较高的部分传递到温度较低的部分，或者从温度较高的物体传
4、递到与之接触的温度较低的另一物体称为导热，又叫热传导。对流是指流体各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递过程物体通过电磁波来传递能量的过程称为辐射。第二章 燃气涡轮发动机的工作原理喷气发动机的分类?燃气发生器为什么称核心机、组成中间的三个部分：压气机、燃烧室、涡轮称为燃气发生器燃气发生器可以完成发动机将热能转变为机械能的工作，即燃油在燃烧室内燃烧，将化学能转变为热能；涡轮将部分热能转变为机械能；而热能转变为机械能需要在高压下进行，压气机就是用来提高压力的。EPR 定义？为什么 EPR 越大，发动机推力越大？低压涡轮后的总压与低压压气机进口处的总压之比EPR 高，表面涡轮后燃气的总压高，燃气具
5、有较高的做功能力，所以发动机的推力就大。发动机的 4 个能量过程（布莱顿循环）0-1：进气道中的压缩1-2 压气机中的压缩2-3 燃烧室中定压加热3-4 涡轮中绝热膨胀4-5喷管中绝热膨胀5-0 大气中定压放热发动机的推力如何产生的？气体流过发动机时对发动机壳体内外壁面上作用力的合力，在发动机轴线方向的分力叫推力影响推力的因素?SFC 的影响因素?提高推力的方法是不断增大空气流量和提高喷气速度热效率的因素?加热比、增压比、压气机效率和涡轮效率推进效率、推进功率和有效效率的异同。火箭发动机空气喷气发动机发动机按燃烧时所需氧化剂的来源不同 冲压式涡轮式有无压气机涡喷涡扇涡桨涡轴推进效率：发动机的推
6、进功率与单位时间流过发动机的气体获得的动能增量的比值推进功率：推力与飞行速度的乘积单位推力？完全膨胀状态下单位推力等于什么？发动机的推力与流过发动机空气的质量流量的比值称为单位推力燃油消耗量,什么样的参数, 为什么?单位时间进入燃烧室的燃油质量，称为燃油消耗量。燃油消耗量大并不能说明发动机的经济性能差，因为不知道发动机产生了多大的推力。但是可以监控发动机的性能。因为随着发动机性能的下降及故障的出现，燃油消耗量将增加。第三章 进气道进气道的作用是什么？在各种状态下，将足够量的空气，以最小的流动损失，顺利的引入压气机；当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时，通过冲压压缩空气，提高空气的压力。亚
7、音速进气道的组成是什么？参数如何变化？亚音速进气道是扩张形管道，由壳体和前整流锥组成。前段：扩张形，速度下降，压力和温度升高，受到冲压压缩整流锥和壳体构成的环形管道：稍有收敛，速度稍有上升，压力和温度稍有升高，影响空气流量的因素有哪些？单位时间流入进气道的空气质量称为空气流量。影响因素有：大气密度，飞行速度和压气机的转速什么叫冲压比？其影响因素是什么？进气道的冲压比是进气道出口处的总压与远前方静压的比值流动损失：其他一定，流动损失，总压恢复系数，冲压比飞行速度：其他一定，飞行速度，冲压比大气温度：其他一定，大气温度，空气越难压缩，冲压比飞行速度，流量损失一定，冲压比与高度关系。对流层内，高度，
8、大气温度，冲压比平流层内，高度，大气温度，冲压比总压恢复系数是什么？进气道的流动损失用总压恢复系数来描写，是进气道出口处气流的总压 p1 与来流的总压 p0 之比超音速进气道有哪几种形式？原理上有什么不同点？内压式：先收敛后扩张，等熵减速，最小截面处达到音速外压式：利用一道或多道斜激波加上最后一道正激波使超音速气流变为亚音速。进入扩张形进气道减速混合式：在进气道以外压缩后仍为超音速，进入进气道后通过喉部或扩张段中的正激波变为亚音速第四章 压气机压气机的结构形式及特点是什么？目前常采用什么形式？离心式压气机：空气在工作叶轮内沿远离叶轮旋转中心的方向流动。轴流式压气机：空气在工作叶轮内基本沿发动机
9、轴线方向流动。离心式压气机又叫做什么？有哪些部件组成？离心式压气机由导流器，叶轮，扩压器，导气管等部分组成轴流式压气机为什么用多级?轴流式压气机的单级增压比较低，为提高增压比，将轴流式压气机串为多级多级压气机气流流动情况?根据流量连续有： 1A1V1= 2A2V2 ， 2 1，所以 A1V1 A2V2A2A 1，V 1 V2，速度下降太快，减小对空气做功量，使级数增多A2 V2，使流速下降，面积减小，压气机的流动通道是压缩的压气机二次损失?1.环壁附面层及其与叶型附面层之间的相互作用，所引起的损失2.径向间隙存在， ，引起倒流损失3.叶型端面处潜流所引起的损失压气机气流损失有什么类型由于气体的
10、粘性，叶片表面附面层的存在，而产生的粘性摩擦损失当气流分别由叶盆和叶背流到叶型尾缘，两边的附面层就汇合成叶片的尾流所产生的损失二次流动损失什么是压气机的流量特性？喘振边界？喘振裕度？在进入压气机空气的总温和总压保持不变的情况下，压气机的增压比和效率随进入压气机空气的流量和压气机转速的变化规律称为压气机的流量特性。无论在什么转速下工作，当流量逐渐减小到一定程度时，压气机都会进入不稳定工作。这时流过压气机的气流会产生脉动，并且伴随产生一种不正常的声音和引起压气机的振动。等转速线上开始出现不稳定现象的点称为不稳定工作点，将各转速下不稳定工作点连接起来形成的曲线称为不稳定工作线，又叫喘振边界。喘振裕度
11、：压气机工作线与喘振线之间有一定的距离，以避免进入喘振区。压气机流量系数压气机的流量系数是工作叶轮进口处的绝对速度在发动机轴线上的分量，和工作叶轮旋转的切向速度之比。压气机喘振的原因是什么？排除的方法有哪些？压气机防喘的措施?压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的振荡现象。喘振的根本原因是：由于攻角过大，使气流在叶背处发生分离而且这种气流分离严重扩展至整个叶栅通道。发生的条件：1.发动机转速减小而偏离设计值2.压气机进口总温升高：高度，温度，飞行马赫数 3.发动机空气流量骤然减少4.发动机损伤和翻修质量差通过改变流量来改变工作叶轮进口处得绝对速度得大小来改变其相对速度的大小和方
12、向，改变攻角，达到防喘的目的结构简单，有利于压气机在低转速下稳定工作压气机中间级放气但会降低压气机的增压比，减小功率输出如果进气导向器叶片的安装角随着流过压气机空气流量的变化（气流轴向分量随之变化）相应的改变，从而使叶轮进口处相对速度的方向，相对速度进口角保持不变，攻角也就保持不变，这样就可以达到防喘的目的可以防喘，在非设计点的效率高，改善发动机的加速性能，适用于高增压比的发动机；可调导向器和整流叶片缺点是增加了控制机构通过改变转速，即改变压气机动叶的切线速度的方法来改变工作叶轮进口处的相对速度的方向，以减小攻角，达到防喘的目的。或者说是通过改变转速的方法改变流量系数使其接近设计值，达到防喘的
13、目的具有更大的增压比，效率高，容易起动双转子或三转子缺点是构造复杂，而且重量大维护工作如何防喘?1.防止压气机叶片被外来物打伤或腐蚀2.要保证防喘系统的正常工作，防止由于防喘机构发生故障而因为喘振3.停放或牵引飞机时，一定要按规定加盖、加罩4.航前、航后和定检工作完成后，要清点工具等物，严禁在进气道内留有工具或其它杂物5.发动机试车前，除应检查进气道内有无杂物外，还应检查停机坪是否干净，避免发动机工作时外来物被吸入发动机6.注意机组的报告和监控部门的报告，以便及时掌握发动机的技术状态发动机压气机叶片中间凸起有什么优缺点？为了减少流动损失，应使叶片进口的几何方向基本对准相对速度的方向，所以工作叶
14、片必须做成：在叶尖处叶型安装角小，而在叶根处叶型安装角大。发动机压气机叶片与盘的连接形式有哪些?榫头连接：销钉式，燕尾形；枞树形，常用燕尾形。轴流式压气机转子的类型有哪些？如何进行控制？鼓式：结构简单，加工方便，有较强的抗弯刚度盘式：强度好，抗弯刚性差，并容易发生振动鼓盘式：焊接或径向销钉的不可拆卸式；长短螺栓连接的可拆卸式。兼有鼓式抗弯性好和盘式强度高涡轮和压气机的连接方式压气机轴和涡轮轴用联轴器进行连接形成发动机转子。刚性联轴器，柔性联轴器扩压器的位置及作用是什么？扩压器安装在压气机和燃烧室之间，通道是扩张形的，功用是使气流速度下降，压力提高，为燃烧室内的稳定燃烧创造条件。扩压器出口处是整
15、台发动机静压的最高点。第五章 燃烧室余气系数的定义，对发动机有什么影响？进入燃烧室的空气流量与进入燃烧室的燃油流量完全燃烧所需要的最少的理论空气量之比，叫余气系数 aa1 时富油，a1.85喷管出口气流马赫数 反压膨胀 完全膨胀 完全膨胀 不完全膨胀实际落压比 可用落压比 可用落压比 可用落压比亚临界工作状态：喷管出口反压大于气流的临界压力，喷管内和喷管出口处的气流速度全部为亚音速气流临界工作状态： 喷管出口反压等于气流的临界压力，喷管出口处的气流的速度等于音速超临界工作状态：喷管出口反压小于气流的临界压力，喷管出口处的气流的速度等于音速第八章 涡轮喷气发动机稳态下的共同工作条件转速一致：压气
16、机与涡轮的转速一致流量连续：流过涡轮的燃气流量等于流入压气机的空气流量压力平衡：涡轮进口燃气总压等于压气机出口总压乘以燃烧室的总压恢复系数功率平衡：涡轮提供给压气机的功率与压气机消耗的功率应平衡发动机在稳态下工作燃气涡轮前温度与转速的关系?中转速时：燃气总温较低：低转速和高转速时：燃气总温较高加速过程加速的必要条件是要有剩余功率最好方法是改变涡轮前燃气温度以改变涡轮功率，通过操纵供油量实现限制条件：1.压气机稳定工作条件；2.涡轮强度条件；3. 燃烧室稳定工作中转速主要考虑压气机能否稳定工作；高转速主要考虑涡轮叶片的过热；高空主要考虑燃烧室的稳定工作转速特性在保持飞行高度和飞行速度不变的条件下，发动机的推力和燃油消耗率随发动机转速的变化规律转速 推力转速 燃油消耗率，最大转速时略有减小大气温度 空气密度 空气流量 推力 燃油消耗率大气压力 总压推力
