《发动机课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发动机课程设计（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、发动机原理课程设计燃气涡轮发动机热力计算姓名学号 班级：指导老师：一、热力计算的目的对选定的发动机工作过程、参数和部件效率或损失系数，计算发动机各截面的气流参数，获得发动机的单位性能参数。二、单轴涡喷发动机热力计算已知条件： 飞行条件：飞行高度比飞行马赫数Ma; 选定的工作参数：压气机的增压比n *;涡轮前燃气总温cT3*； 各部件的效率和损失系数：进气道的总压恢复系数O ；i压气机效率n *;燃烧室的总压恢复系数o ；燃烧室的放热系数cbZ;涡轮效率n *;冷却空气系数v ；机械效率n ;喷管的总压Tcolm恢复系数o。e结果输出：各站位总温总压、发动机推力、单位推力、燃油消耗率1、已知条件
2、（1）发动机飞行条件H = 0; Ma = 0（2）通过发动机的空气流量q m=64kg/s（3）发动机的工作参数兀* =8 t*=1200K c3（4）各部件效率及损失系数b =1.0 耳 * =0.8 icb =1.0. =0.95b耳* =0.85 v =0.03T col耳=0.98 b =0.93me2、计算步骤（1）计算进气道出口的气流参数t * = t * = T100Ma2=251.8 Kp * = p *b = b p1 0 in in 0-i 丫Y 1Y -11 + Ma2 Y 1 = 38392.6 Pa22）计算压气机出口的气流参数p *=兀* p * = 9 x 40
3、271 = 307140.6 Pa2 c 1I )*冗 Y 11 += 251.81.4 1、8 1.4 11 + 0.775= 515.453 K3）计算燃烧室出口气流参数p* = b p* = 0.905X 307140.6 = 277962.3 Pa3 b 2（4）计算一千克空气的供油量（油气比）已知燃烧室进口处的总温和出口处的总温及燃烧室的放热系数h * 一 h *3a2a则可以求出加给 1kg 空气的供油量 f=0.019277bu H H * + h *32 a其中：，h*2ah*和H*通过课后表格插值得到。3a35）计算涡轮出口气流参数)=cT* p3colcpc ATp+ f
4、- v-ccolT * - A T * = 1200 - 238.33=961.7(A T *、r-Y -11 - L(t *n* 丿VT1 -*1200 x 0.874 丿兀*Tp*4238.31.33 -1=2.82554=p * / 兀3T277962.3 / 2.82554 = 98375 Pa6）计算 5 站位（喷管出口）气流参数判别喷管所处的工作状态p*5p * Xb4=91488.7 Pap * / p5091488.7=4.03 1.8522700961.73 K18.1 x=18.1 x 961.7312 c T *p 41 -L111Yb冗*e e 1V =5561.3 m
5、 / sqm,g=KA q (% )-讥5 5m, g5Kp * q (九)5567.3 八 961.73=0.57437 m20.0397 x 91488.7 x 17）推力和单位推力的计算当地音速a = Y RT = 11 Km 时（在同温层）：T = 216 .7 K011 HP = 0.227 e 6.338 X 10 5， P0a本例中：T = 229.65 K 0P = 0.307 x105P0a声速为：a = kRT = 71.4 x 287 x 229.65 = 303.76 m / s0 0气流速度为：v = a x M a = 303.76 x 0.8 = 243 m /
6、s 0 0 00 截面的气流总压和总温为：p (1 +Ma2)=0.46835 x 10 5 pk - 1T* = T (1 + Ma2) = 259 K0 0 2 02）计算进气道出口总压和总温：进气道总压恢复系数o可近似估算:iMa 1.0 时，o = oii max0.971 Ma 5.0 时，=0.97 L - 0.075 (Ma0- 1) 1.35本例中进气道出口总压和总温o = 0.97iP * = o P * = 0.97 x 46835.4 = 0.4543 x 10 5 P2 i 0aT * = T * = 259 K203) 计算风扇出口总压和总温根据风扇增压比沢Lpc和效
7、率切计算:p* = n * p* = 0.4543 x 4 = 1.8172 x 105 Pa22 Lpc 2In * y - 1T * = T *(1 +lpc) = 404.1K222耳 *Lpc风扇耗功为：W = c (T* - T*) = 1.005(404.1 - 259) = 145.83 kJ / kg Lpc p 2224) 计算高压压气机出口总压和总温根据高压压气机的增压比Hpc和效率Hpcp* = n * p* = 181720 x 4.7 = 0.854 x 106 Pa3 H pc 22* in k 1T * = T * (1 +) = 660K322 n *H pc高
8、压压气机耗功为：W =c (T*-T*)=1.005(660 -404) =257.3 kJ/kgHpc p 3225) 计算燃烧室出口总压和总温T * = 1900 K (给定)4p * =b * x p * = 097 x 854090 = 0.8285 x 10 6 Pa 4 b 3计算1kg空气的供油量f。已知燃烧室出口处的总温T3*和出口处的总温T*及燃烧室的放热系数匚b，根据燃烧室能量平衡，可写出：4bW h * + W H 匚=(W + W ) h *3 a 3 f u b3a f 4W C T* - C T*f = if4pi = 0.042852W H 匚-C T *3au
9、bp ,g 46) 计算高于涡轮出口总压和总温冷却高压涡轮的空气从高压压气机出口引出，冷却高压涡轮导向器，热力计算时假设冷却空气在混合器中与主燃气混合后进入高压涡轮转子膨胀作功，因此，应先求出混合后的气流参数，混合后总压认为等于混合前总压。流入燃烧室的空气流量为：W3 = W (1 - 5 , - 5 2 -卩)3 ac12流出燃烧室的燃气流量 W4 = W3a + Wf = W3a (1 + f ) = Wc (1 -5 1 -5 2 -卩)(1 + f ) 流出高压涡轮混合器的燃气流量W = W (1 -5 -5 -卩)(1 + f) + 5 W4ac121 c根据混合器能量平衡：p,gp,g 4 a 4 aC W6 T* + C W T* = C W T* p c 1 3 p,g 4 4T*4a(1 5 5 卩)(1 + f)C T* +5 C T*121 旷亠=1830 Kprg(1 -5 -5 卩)(1 + f) + 5 1 2 1p * = p * = 11.37 x 105 K4 a 4高压涡轮后的气流参数要根据高压压气机和高压涡轮的功率平衡来求：p,g 4a4 aHpmC W (T * T * )n
