03 第三章 压气机与风扇解析
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涡轮风扇发动机的结构和工作原理涡轮风扇发动机是一种常用于飞机的发动机类型,它通过涡轮的旋转产生推力,驱动飞机前进。
涡轮风扇发动机由多个部件组成,包括压气机、燃烧室、涡轮和喷气管等。
本文将详细介绍涡轮风扇发动机的结构和工作原理。
一、结构1. 压气机:压气机是涡轮风扇发动机的关键部件之一。
它由多级叶片组成,每一级叶片都会将进气空气压缩,提高气体的密度和压力。
压气机的作用是将进入发动机的空气压缩到更高的压力,为后续的燃烧提供条件。
2. 燃烧室:燃烧室是涡轮风扇发动机中的燃烧部分。
在燃烧室中,燃料与空气混合并点燃,产生高温高压的燃烧气体。
燃烧室内的燃烧过程需要控制好燃烧速度和温度,以保证燃料的充分燃烧,并避免过热引起的损坏。
3. 涡轮:涡轮是涡轮风扇发动机中的动力部分。
当燃烧室中的燃烧气体经过涡轮时,会驱动涡轮旋转。
涡轮与压气机通过轴连接在一起,涡轮的旋转将压气机中的空气压缩并推向喷气管。
4. 喷气管:喷气管是涡轮风扇发动机的出口部分。
经过涡轮的气体通过喷气管排出,形成推力。
喷气管的形状和设计会影响喷气速度和喷气方向,从而影响飞机的推力和飞行性能。
二、工作原理涡轮风扇发动机的工作原理是基于动量守恒和能量守恒的原理。
具体工作过程如下:1. 进气:当飞机起飞时,涡轮风扇发动机会通过进气口吸入大量空气。
进气口的设计可以提高进气效率,保证足够的气体供给。
2. 压缩:进入发动机的空气首先经过压气机的多级叶片压缩,使气体的密度和压力增加。
压气机的叶片旋转产生离心力,将气体向外推送,并将其压缩。
3. 燃烧:压缩后的空气进入燃烧室,与燃料混合并点燃。
燃烧产生的高温高压气体会迅速膨胀,将燃烧室内的压力转化为动能。
4. 膨胀:燃烧后的气体经过涡轮,驱动涡轮旋转。
涡轮的旋转将压气机中的空气压缩并推向喷气管。
同时,涡轮的旋转也为压气机提供动力,使其继续工作。
5. 喷气:经过涡轮的气体流经喷气管,形成高速喷射。
喷气产生的反冲力推动了飞机向前运动,实现了飞机的推进。
第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中,两种基本类型压气机的优缺点有哪些?压气机类型优点缺点轴流式压气机增压比高、效率高、单位面积空气质量流量大、迎风面积小等。
结构复杂,零件数多,重量大。
成本高,维修不方便。
单级增压比低。
离心式压气机结构简单、零件数量少,成本低。
尺寸小、转子强度好,重量轻。
良好的工作可靠性。
稳定工作范围宽,维修方便。
单级增压比高迎风面积大。
效率低。
3.在盘鼓式转子中恰当半径是什么?在什么情况下是盘加强鼓?恰当半径:在盘鼓式转子中,随着圆周速度的增大,鼓筒和轮盘都会发生形变,这里有三种情况:一是在小半径处,轮盘的自由变形大于鼓筒的自由变形;二是在大半径处,轮盘的自由变形小于鼓筒的自由变形;三是在中间某个半径处,两者的自由变形相等。
对于第三种情况,联成一体后,相互没有约束,即没有力的作用,这个半径称为恰当半径。
在第二种情况下,实际变形处于两者自由变形之间,对于鼓筒,自由变形变小,轮盘则相反。
这种情况是盘加强鼓。
5.转子级间联接方法有哪些?转子级间联接方法有用拉杆联接、短螺栓连接和长轴螺栓连接等几种。
7.如何区分盘鼓式转子和加强的盘式转子?区分方法在于辨别转子的传扭方式。
鼓盘式转子靠鼓筒传扭,而加强的盘式转子主要靠轴来传扭。
9.风扇叶片叶身凸台的作用是什么?风扇叶片叶身凸台的作用:在叶片较长的情况下,为了避免发生危险的共振或颤震,叶身中部常常带一个减振凸台。
11.压气机机匣的功能是什么?压气机机匣是发动机的主要承力壳体之一,又是气流通道的外壁。
工作时,机匣承受静子的重力、惯性力,内外空气压差,整流器上的扭矩,轴向力,相邻组合件传来的弯矩、扭矩和轴向力等。
此外,机匣还承受着热负荷和振动负荷,传递支撑所受的各种载荷,如径向力、剪力和弯矩等。
13.列举整流叶片与机匣联接的三种基本方法。
一、在锻造的分半式机匣内,机匣壁较厚,整流叶片用各种形式的榫头直接固定在机匣内壁机械加工的特定环槽内。
二、整流叶片还可以通过焊接直接与机匣联接。
压气机工作原理压气机是一种用来增加气体压力的机械设备,它在各种工业领域中都有着广泛的应用。
在飞机的发动机中,压气机起着至关重要的作用,它能够将空气压缩,提高空气压力,为燃烧提供必要的氧气,从而推动飞机飞行。
那么,压气机是如何工作的呢?接下来,我们将详细介绍压气机的工作原理。
首先,压气机的工作原理可以简单地理解为通过叶片的旋转来增加气体的压力。
当空气进入压气机时,它会被叶片所围绕,随着叶片的旋转,空气被迫不断地受到挤压,从而增加了空气的压力。
这种方式类似于风扇的工作原理,但压气机的压缩效果更为显著。
其次,压气机的工作原理还涉及到了多级压缩的概念。
在压气机内部,通常会设置多个级别的叶片,每个级别都会对空气进行一次压缩,最终将空气的压力提高到所需的水平。
这种多级压缩的设计能够有效地提高压气机的效率,使得压缩过程更加充分和均匀。
另外,压气机的工作原理还包括了适当的冷却和润滑措施。
由于压气机在工作过程中会产生大量的热量,如果不及时散热,就会对设备造成损坏。
因此,压气机通常会采用冷却系统来降低温度,确保设备的正常运行。
同时,润滑系统也是不可或缺的,它能够减少叶片之间的摩擦,延长设备的使用寿命。
最后,压气机的工作原理还与叶片的设计和材料选择有关。
为了能够更好地实现空气的压缩,压气机的叶片通常会采用空气动力学设计,以确保空气能够在叶片上得到充分的压缩。
同时,叶片的材料也需要具有较高的强度和耐磨性,以承受高速旋转和持续的压缩工作。
综上所述,压气机的工作原理涉及到了空气压缩、多级压缩、冷却润滑和叶片设计等多个方面。
这些原理的相互作用,共同确保了压气机能够稳定、高效地工作,为各种工业设备和飞行器提供了必要的气体压力。
希望本文能够帮助大家更好地理解压气机的工作原理,为相关领域的工作者和爱好者提供一些参考和借鉴。
2019-2019初二物理-第三章-第三节-汽化和液化(含解析)一、单选题1.当飞机在高空飞行时,发动机排出的湿热气流与高空冷空气相遇后,形成白色雾气,这就是飞机“拉烟”现象.此过程所对应的物态变化是()A.蒸发B.熔化C.液化D.凝华2.用电热壶烧水时,水沸腾后,从壶嘴里冒出“白气”:夏天打开冰棒纸时,可以看到冰棒周围也出现“白气”,以下说法不正确的是()A.壶嘴里冒出的“白气”,是水沸腾时产生的水蒸气B.冰棒周围的“白气”是冰棒发生升华形成的水蒸气C.在这两种“白气”形成的过程中,都需要吸收热量D.这两种“白气”都是水蒸气液化形成的3.许多房间都装有玻璃窗.在闷热的夏天开着空调的甲房间和寒冷的冬天开着暖气的乙房间,玻璃窗上都会出现“水雾”.下列关于“水雾”是在玻璃窗的哪一面的说法中正确的是()A.甲、乙两房间,“水雾”都在内表面 B.甲、乙两房间,“水雾”都在外表面C.甲房间“水雾”在外表面,乙房间“水雾”在内表面D.甲房间“水雾”在内表面,乙房间“水雾”在外表面4.如图所示,常温下两个烧杯,分别盛有冰块和热水,上方均盖有一块玻璃片分别为a、b,过一会儿可明显看到()A.a、b两块玻璃外侧均有小水珠B.a、b两块玻璃内侧均有小水珠C.a块玻璃内侧、b块玻璃外侧有小水珠D.a块玻璃外侧、b块玻璃内侧有小水珠5.下列措施中,能使蒸发变快的是()A.把蔬菜用保鲜膜包好放入冰箱B.把湿衣服晒在室外通风处C.洗干净的衣服放在脸盆里晾晒D.酒精灯不用时要加盖子6.夏天从冰箱中取出鸡蛋时,常看到鸡蛋先湿后干,此现象反映的物态变化过程是()A.先液化而后蒸发B.先升华而后蒸发C.先液化而后升华D.先凝华而后升华A.夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽,这是因为电风扇降低了空气的温度B.修建城中人工湖可以对调节城市气温起作用C.将冰块放入饮料中,饮料的温度会降低,是用做功的方式改变饮料的内能D.晶体和非晶体都有一定的熔点8.为了节约用水,果农们利用了滴灌的方法给果树浇水,如图所示.他们把细水管放入果树下的土里,使水分直接渗透到果树根部,减慢了水分的蒸发,其原因是()A.减少了水在地面的表面积B.增大了水在地面的表面积C.加快了地面上方空气的流动D.提高了地面上水的温度9.关于液体蒸发和沸腾的比较,下列哪句话是错误的()A.蒸发和沸腾都属汽化现象B.蒸发能在任何温度下发生,沸腾只在一定温度下发生C.蒸发和沸腾都在液体表面发生D.蒸发和沸腾都要吸收热量二、多选题10.下列对生活中一些现象的解释正确的是()A.在寒冷的北方不用水银温度计测量气温,是因为水银的凝固点较低B.用手沾些冷水去拿包子不会太烫,是因为水汽化吸热C.秋天的早晨花草上出现小的露珠,这是液化现象,需要放热D.冬天的早上,有时地面上会出现白色的霜,这是凝固现象,需要放热11.无论是严冬还是酷暑,在使用冷暖空调的房间窗户玻璃表面,有时都会出现小水珠,关于这种现象的说法中正确的是()A.夏天,小水珠附着在玻璃的内表面B.夏天,小水珠附着在玻璃的外表面C.冬天,小水珠附着在玻璃内表面D.冬天,小水珠附着在玻璃的外表面12.关于汽化的两种方式,下面说法中正确的是()A.蒸发和沸腾都是汽化现象,都是在一定温度下发生的B.蒸发无需吸热,而沸腾则需吸热C.蒸发仅发生在液面,而沸腾则是在液体内部和表面同时发生D.蒸发较缓慢,而沸腾则是很剧烈的13.下列事例中,有利于蒸发的是()A.洗完头后用电热吹风机吹头发B.农民把新收获的粮食平摊在场院上C.将清洗干净的湿衣服挂到向阳、通风的地方D.将水果用保鲜膜包好后放入冰箱的冷藏室内A.夏天打开冰箱的门,常可看到“白雾”,这些“白雾”是冰箱内的冷气液化而成的B.水蒸气烫伤比开水烫伤更严重,是因为水蒸气液化时会放出大量的热C.在一定的温度下,压缩氢气的体积可以使它液化,作为燃料储存在火箭里D.冬天早晨看到的雾,这些雾是空气中的水蒸气放热液化而成的15.我国古代有许多艺术性、科学性较高的饮器.有一种杯叫“常满杯”,杯中有用白玉做成的圆锥体,放在空气中不断有水滴产生使其常满.关于此杯说法正确的是()A.杯中的水是水蒸气在白玉上液化形成的B.杯中的水是空气在白玉上液化形成的C.白玉是一种比热较小的物质,相同条件下温度变化不显著D.利用杯子在缺少水源的崇山峻岭中能自动“生”水三、填空题16.“神舟三号”发射时,在发射台底建了一个大水池,让火焰喷到水池中,这是利用了水汽化时要________,水剧烈的汽化现象称作________,这种剧烈汽化现象需要温度达到________点。
《航空发动机结构分析》课后思考题答案第一章概论1.航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型?指出它们的共同点、区别和应用。
答:2.涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的?答:涡喷二十世纪三十年代(1937年WU;1937年HeS3B);涡扇 1960~1962军用涡扇 1966~19673.简述涡轮风扇发动机的基本类型。
答:不带加力,带加力,分排,混排,高涵道比,低涵道比。
4.什么是涵道比?涡扇发动机如何按涵道比分类?答:(一)B/T,外涵与内涵空气流量比;(二)高涵道比涡扇(GE90),低涵道比涡扇(Al-37fn)5.按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。
答:压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。
6.从发动机结构剖面图上,可以得到哪些结构信息?答:a)发动机类型b)轴数c)压气机级数d)燃烧室类型e)支点位置f)支点类型第二章典型发动机1.根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标,指出各代涡喷、涡扇、军用涡扇发动机的性能指标。
答:涡喷表2.1涡扇表2.3军用涡扇表2.22.al-31f发动机的主要结构特点是什么?在该机上采用了哪些先进技术?答:AL31-F结构特点:全钛进气机匣,23个导流叶片;钛合金风扇,高压压气机,转子级间电子束焊接;高压压气机三级可调静子叶片九级环形燕尾榫头的工作叶片;环形燃烧室有28个双路离心式喷嘴,两个点火器,采用半导体电嘴;高压涡轮叶片不带冠,榫头处有减振器,低压涡轮叶片带冠;涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气-空气换热器,可使冷却空气降温125-210*c;加力燃烧室采用射流式点火方式,单晶体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障;收敛-扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各16式组成;排气方式为内、外涵道混合排气。
3.ALF502发动机是什么类型的发动机?它有哪些有点?答:ALF502,涡轮风扇。
优点:●单元体设计,易维修●长寿命、低成本●B/T高耗油率低●噪声小,排气中NOx量低于规定第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中,两种基本类型压气机的优缺点有哪些?答:(一)轴流压气机增压比高、效率高单位面积空气质量流量大,迎风阻力小,但是单级压比小,结构复杂;(二)离心式压气机结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽、单级压比高;但是迎风面积大,难于获得更高的总增压比。
第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中,两种基本类型压气机的优缺点有哪些?3.在盘鼓式转子中恰当半径是什么?在什么情况下是盘加强鼓?恰当半径:在盘鼓式转子中,随着圆周速度的增大,鼓筒和轮盘都会发生形变,这里有三种情况:一是在小半径处,轮盘的自由变形大于鼓筒的自由变形;二是在大半径处,轮盘的自由变形小于鼓筒的自由变形;三是在中间某个半径处,两者的自由变形相等。
对于第三种情况,联成一体后,相互没有约束,即没有力的作用,这个半径称为恰当半径。
在第二种情况下,实际变形处于两者自由变形之间,对于鼓筒,自由变形变小,轮盘则相反。
这种情况是盘加强鼓。
5.转子级间联接方法有哪些?转子级间联接方法有用拉杆联接、短螺栓连接和长轴螺栓连接等几种。
7.如何区分盘鼓式转子和加强的盘式转子?区分方法在于辨别转子的传扭方式。
鼓盘式转子靠鼓筒传扭,而加强的盘式转子主要靠轴来传扭。
9.风扇叶片叶身凸台的作用是什么?风扇叶片叶身凸台的作用:在叶片较长的情况下,为了避免发生危险的共振或颤震,叶身中部常常带一个减振凸台。
11.压气机机匣的功能是什么?压气机机匣是发动机的主要承力壳体之一,又是气流通道的外壁。
工作时,机匣承受静子的重力、惯性力,内外空气压差,整流器上的扭矩,轴向力,相邻组合件传来的弯矩、扭矩和轴向力等。
此外,机匣还承受着热负荷和振动负荷,传递支撑所受的各种载荷,如径向力、剪力和弯矩等。
13.列举整流叶片与机匣联接的三种基本方法。
一、在锻造的分半式机匣内,机匣壁较厚,整流叶片用各种形式的榫头直接固定在机匣内壁机械加工的特定环槽内。
二、整流叶片还可以通过焊接直接与机匣联接。
三、在目前大多数整体式机匣和分段式机匣内,整流叶片广泛采用间接固定的方案。
即整流叶片安装在专门的整环或半环内,组成整流器或整流器半环,然后固定在机匣内。
15.简述篦齿密封的基本原理。
篦齿密封装置是由篦齿所形成的若干个空腔组成。
工作时,封气装置两侧总的压差没有变化,但是由于篦齿的分割,漏气截面两端(相邻空腔)的压差减小。