发动机原理(航空)课件:第一章第一节 涡轮喷气发动机热力循环
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涡喷发动机工作原理
涡喷发动机是一种热力喷气发动机,是现代飞机上最常用的动力装置之一。
其工作原理是通过吸入空气、压缩空气、燃烧燃料、喷射高速燃气来产生推力,从而驱动飞机前进。
涡喷发动机通过进气口吸入大量的空气。
这些空气经过进气口后会经过一系列的压缩机组件,如风扇、压气机等,将空气压缩成高压气体。
压缩后的空气会进入燃烧室,与燃料混合并点燃,产生高温高压的燃气。
接着,燃烧后的高温高压燃气会被喷射到涡轮上。
涡轮是涡喷发动机中一个非常重要的部件,它由高压涡轮和低压涡轮组成。
高压涡轮和低压涡轮相互连接,高压涡轮受到高温高压燃气的推动,转动起来,带动低压涡轮转动。
低压涡轮则带动压缩机组件运转,确保发动机正常工作。
涡轮旋转带动风扇转动,产生推力。
这个推力通过喷嘴排出,推动飞机向前飞行。
涡喷发动机通过不断循环这个过程,持续产生推力,保证飞机的动力需求。
涡喷发动机的工作原理可以总结为:吸气、压缩、燃烧、喷射。
通过这个过程,将空气和燃料转化为推力,驱动飞机飞行。
涡喷发动机具有推力大、效率高、运行稳定等特点,因此被广泛应用于商用飞机、军用飞机等各种飞行器上。
总的来说,涡喷发动机的工作原理是一个复杂而精密的系统工程,各个组件相互配合,共同完成推进飞机的任务。
通过不断的技术创新和改进,涡喷发动机正在不断提高效率和性能,为飞机提供更加可靠的动力支持。
涡轮喷气发动机热力循环组成单转子涡轮喷气发动机是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、喷管五大部件组成。
各组成部分的功能如下:进气道:将足够的空气量,以最小的流动损失顺利引入压气机;除此之外,当飞行速度大于压气机进口处的气流速度时,可以通过冲压压缩空气,提高空气的压力。
压气机:通过高速旋转的叶片对空气做功,压缩空气,提高空气的压力。
燃烧室:高压空气和燃油混合,燃烧,将化学能转变位热能,形成高压高温的燃气。
涡轮:高温高压的燃气在涡轮内膨胀,向外输出功,去带动压气机和其他附件。
喷管:使燃气继续膨胀,加速,提高燃气速度。
足够量的空气,通过进气道以最小的流动损失顺利地引入发动机。
压气机以高速旋转地叶片对空气做功压缩空气,提高空气地压力。
高压空气在燃烧室内和燃油混合,燃烧,将化学能转变为热能,形成高温高压地燃气。
高温高压地燃气首先在涡轮内膨胀,推动涡轮旋转,去带动压气机。
然后燃气在喷管内继续膨胀,加速燃气,提高燃气的速度。
使燃气以较高的速度喷出,产生推力。
发动机中压力最高的位置是在燃烧室进口,温度最高的位置是在涡轮的进口,发动机出口的压力可以等于,也可以大于外界的大气压。
中间的三个部分:压气机、燃烧室、涡轮称为燃气发生器。
燃气发生器是各种发动机的核心。
这是因为: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,压气机就是来提高压力的。
燃气发生器所获得的机械能按其分配方式不同就形成了不同类型的燃气涡轮发动机,即涡扇发动机,涡桨发动机,涡轴发动机等;所以涡轮发动机中的风扇,涡桨发动机中的螺旋桨和直升机的旋翼所需的功率都来自燃气发生器。
故又称为这几种发动机的核心机。
单转子涡喷发动机的站位为了讨论方便,表示了单转子涡喷发动机的站位规定。
0站位:发动机的远前方,那里的气流参数为 *0*0,,,,T p V T p o ; 1站位:进气道的出口,压气机的进口,气流参数为 *1*1111,,,,T p V T p ; 2站位:压气机的出口,燃烧室的进口,气流参数为 *2*2222,,,,T p V T p ; 3站位:燃烧室的出口,涡轮的进口,气流参数为 *3*3333,,,,T p V T p ; 4站位:涡轮的出口,喷管的进口,气流参数为 *4*4444,,,,T p V T p ; 5站位:喷管的出口,气流参数为 *5*5555,,,,T p V T p ; 注意要区别于书上的循环过程的下标。