航空发动机燃油泵流量和压力脉动特性研究
航空燃油泵
航空燃油泵(Fuel Pumps)08032114 周辉摘要:阐述了燃油泵的种类和特点,发展现状,重点论述离心泵的结构特点,工作原理,流量-压力特性曲线。
在飞机上的应用,以及在使用维护中常遇到的问题和解决的途径。
关键词:航空、燃油泵、离心泵引言:目前,液压传动技术在国民经济的各个领域得到了极其广泛的应用,它是最近四十年来快速发展起来的一门工程技术。
液压传动是利用油泵将原动机(电动机,内燃机或其他动力机)的机械能,转换给能在管路中流动的液压油(或燃油、滑油〉、变成液压能,这种具有液压能的工作液再用阀门和管路传送给油马达或油缸,把液压能转换成机械的旋转运动或直线运动进行各种方式的工作。
在燃油系统或润滑系统中,同样必须由油泵确保必要的工作条件。
现代飞机在不断地向高空、高速发展。
各种液压传动系统的性能要求不断地完善,为了提高飞机和其他装备的性能,使发动‘机发挥其最大的效率,并保证其安全正常地工作,就必须提供一系列附件。
其中最基本的就是各种低压补油泵。
在航空发动机的燃油附件中除了主燃油附件(燃油调节器、主燃油泵)外,为了提高燃油供应系统的高空性能和克服燃油流动的阻力,在闭式液压系统中为了补充泄损的工作液等,保证各种液压系统的性能充分的发挥、工作可靠,低压油泵则是不可缺少的一种附件。
而在润滑,低压油泵往往作为它们的心脏,其作用是使发动机得到充分的润滑和冷却,防止螺桨和机翼前缘结冰、保证仪表的工作精度等‘目前一架普通的喷气式飞机或较完善的液压传动系统中所携带的大小低压油泵多达十个以上,可见低压油泵在飞机及液压传动系.统中.的作用也是不可忽视的。
航空油泵是现代飞机和发动机广泛应用的附件。
由于飞机和发动机的种类甚多,因而对航空油泵的要求也是多方面的。
目前使用着的航空油泵多达数十种,种类的繁多必然要造成生产、使用和维护中的困难。
根据目前生产、使用和维护的实际情况,完全必要并且有条件进行系列化和标准化,以便克服由于种类繁多所造成的各种困难。
浅谈航空发动机流量测量技术
图1 涡轮流量计示意图
涡轮流量计作为一种速度式流量仪表,具有测量精度高、可耐高压、测量范围广阔、安装维修容易等特点,因此广泛应用于航空航天领域,如航空发动机燃油流量测量。
但是它也存在缺点,流体参数的变化会对测量精度造成影响,此外转动部件会造成轴承的磨损,降低流量计寿命。
(2)涡街流量计。
涡街流量计是运用卡门涡街理论设计生产的流动检测设备,如图2所显示,流体介质在通过三角柱时在钝体处形成的二列相间的旋涡,其产生次数与流体平均速度,漩涡发生体的长度等相关,可由下式确定:
式中,斯特劳哈尔数,据此计算出脱落涡的频率,从而确定流体平均流速v,然后根据速度流量计公式即可计算出当地流量。
涡街流量计主要应用于管道流体流量的测量。
涡街流量计具有测量范围广、精度高、总压损失小等优点,相比涡轮流量计,它不会受到流体黏度的影响,因此具
合高空模拟试车台使用。
节流压差式流量计
压差式流量计主要原理为当流体通过节流装置时会产生压力损失,从而造成流量的变化,根据流量和压力之间的关系,即可计算出当地流量。
显然,该关系由封闭管路的流体的连续方程和伯努利方程确定:失,而且相对传统电磁流量计,它对流体的导电性没有
科里奥利流量计
当质点与一个旋转参考系作径向的相对运动时,就会形成一个惯性运动并作用于该质点上,该惯性运动不同于离心力,也叫作科里奥利力。
流线在振动的被测管中流淌,形成了与流线质量成正反比的科里奥利力,正是基于这一基本原理,科里奥利流量计就能够直接测定流体的质量流量,而不必测定流体流速和密度,因此不
图2 涡街流量计原理图
图3 容积式流量计——腰轮式。
航空发动机设计中的流动特性及其优化研究
航空发动机设计中的流动特性及其优化研究航空发动机的设计是现代工程领域的一项重要研究,其设计中的流动特性及其优化研究是十分重要的。
在这里,我们将探讨航空发动机设计中的流动特性及其优化研究。
一、航空发动机的流动特性航空发动机的设计中,流动特性是至关重要的一个方面。
流动特性主要是指在通过发动机的空气流动中产生的复杂的气体动力学现象。
航空发动机是一种非常复杂的设备,它需要处理非常高速和高温的气体流动。
流动特性是在气体动力学的框架下进行研究的。
气体动力学是一种研究气体运动的学科,在航空发动机的设计中,气体动力学的基础理论是非常重要的。
在航空发动机中,气体的流动会涉及到众多的过程。
其中最基本的过程是流体的运动和流体的热力学性质(例如流体的温度、压力和密度等)的变化。
这些过程都由一些方程来描述。
二、航空发动机流动的优化在航空发动机的设计中,考虑到流动的优化是非常重要的。
优化流动可以提高发动机的效率,降低燃油耗费,减少噪音和污染等。
因此,在航空发动机的设计中,流动的优化非常重要。
在流动的优化中,主要方向包括流体的流量、压力和温度等基本特性。
这些特性是经过优化的,以使发动机能够在最佳效率下工作。
在流动优化方面,航空发动机设计的一个主要问题是如何减少流动的阻力。
减少流动阻力的方法是增加发动机和气流之间的距离,这样可以减少气流在发动机周围的阻力。
此外,发动机的表面也可以被涂上特殊材料,使气流以更流畅的方式进入发动机。
同时,利用先进的计算机仿真技术进行流动分析是优化航空发动机设计的另一重要方法。
计算机仿真可以提供高度准确度的数据,同时可以快速地测试各种设计方案,以优化气流和发动机的设计。
三、航空发动机设计的发展趋势随着现代科技的发展,航空发动机的设计也在不断地发展。
未来的航空发动机设计将更注重减少对环境的污染,同时提高发动机的效率。
未来的设计方向和趋势将包括重新思考航空发动机的整体结构,以减少其重量和空气动力学阻力的影响。
航空发动机滑油泵性能稳定控制技术研究
图1滑油泵6个从动齿轮、铜套位置示意图图2滑油泵从动齿轮、铜套计算模型
2流场数值模拟计算
2.1物理模型的建立
该发动机滑油泵为6级的外啮合齿轮泵组。
结构简图如图7所示。
滑油泵外啮合齿轮泵齿数为11,模数为3,压力角为25°,两齿轮的中心距为35。
网格划分如图8所示。
2.2计算结果及分析
2.2.1压力场计算结果与分析
齿轮泵内部流体压力场计算结果如图9和图从图9和图10可以看出,齿轮泵在工作状态时,图3室温状态齿轮与铜套过盈所产生的应力
图4100℃状态齿轮与铜套过盈所产生的应力
图5160℃状态齿轮与铜套过盈所产生的应力
图6200℃状态齿轮与铜套过盈所产生的应力
图7滑油泵结构简图
图8齿轮泵网格划分图
图9齿轮泵内部流体压力云图图10齿轮泵内部流体流线图
图11齿轮泵内部流体速度云图图12齿轮泵内部流体速度矢量图
图13一次翻修期内滑油泵流量变化趋势图
图14一次翻修期内滑油泵流量变化趋势图图15二次翻修期内滑油泵流量变化趋势图图16二次翻修期内滑油泵流量变化趋势图
③控制齿轮端面的平面度,检查零件表面的磨痕。
磨痕严重时更换齿轮。
3.2滑油泵结构故障性能稳定技术研究
3.2.1铜套技术分析
材料手册规定,铜套的屈服强度不小于170MPa。
因此,当过盈量为0.025时,根据计算的结果可知,工作温度不可大于150℃,否则,铜套会进入屈服而产生永久变形。
当温度回到室温后,过盈量会减少,铜套的内径也减少,即图17下沉量与滑油泵流量泄漏量关系曲线图
满足发动机外场使用要求,如图18所示。
解决了滑油泵结
图18滑油泵流量关系曲线图。
航空发动机燃油泵流量和压力脉动特性研究
中图分类号 : V2 3 3 . 2 4 文献标志码 : A 文章 编 号 : 1 6 7 3 — 4 6 0 2 ( 2 0 1 4 ) 0 4 一 O 1 1 9 — 0 5
Ch a r a c t e r s t u d y o n t h e pr e s s u r e a nd f l o w p u l s a t i o n o f
t h e a e r o — mo t o r f u e l pu mp
LI U Mi n g — mi n g,LI U Ho n g - h u i ,ZHANG S h u a i ,J I ANG We n — x i n,DU Le — p u
( Ci v i l Av i a t i o n I n s t i t u t e o f S h e n y a n g Ae r o s p a c e Un i v e r s i t y,S h e n y a n g 1 1 0 1 3 6 ,Ch i n a )
wi t h t h e t h r u s t l e v e r a n d t h e r o t a t e s p e e d o f a e r o mo t o r i s i n c r e a s i n g .W h e n t h e a n g l e o f
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Th e c h a n g e c u r v e o f t h e p l u n g e r a b o u t p r e s s u r e a n d f l o w p u l s a t i o n c a n b e r e c e i v e d . On t h i s
航空发动机的流体动力学特性研究
航空发动机的流体动力学特性研究航空发动机,作为现代航空领域的核心部件,其性能的优劣直接决定了飞行器的飞行速度、航程、燃油效率以及可靠性等关键指标。
而在航空发动机的设计与优化过程中,流体动力学特性的研究起着至关重要的作用。
要理解航空发动机的流体动力学特性,首先得明白什么是流体动力学。
简单来说,流体动力学就是研究流体(比如气体、液体)在运动状态下的力学规律。
在航空发动机中,空气就是主要的流体介质。
航空发动机的工作原理,本质上就是通过一系列复杂的过程,将燃料的化学能转化为机械能,从而产生推力。
这个过程涉及到进气、压缩、燃烧、膨胀和排气等多个环节,而在每个环节中,流体的流动特性都对发动机的性能产生着深刻的影响。
在进气阶段,空气的流动速度、压力分布以及气流的稳定性等因素直接关系到发动机能够吸入多少空气,从而影响后续的燃烧过程。
如果进气不顺畅或者气流不稳定,就可能导致发动机的功率下降,甚至出现故障。
压缩过程则是为了提高空气的压力和温度,为燃烧创造有利条件。
在这个阶段,流体的压缩方式和效率直接影响到发动机的整体性能。
不同的压缩方式,如离心式压缩和轴流式压缩,都有着各自独特的流体动力学特性。
燃烧过程是航空发动机中最为关键的环节之一。
燃料和空气的混合比例、燃烧的稳定性以及燃烧室内的气流组织等,都与流体动力学密切相关。
良好的燃烧过程能够确保燃料充分燃烧,释放出更多的能量,同时减少污染物的排放。
膨胀过程是将燃烧产生的高温高压气体转化为机械能的过程。
在这个阶段,气体的膨胀速度和方向对发动机的推力和效率有着重要的影响。
合理的设计可以使气体的能量得到充分利用,提高发动机的性能。
排气过程虽然看似是发动机工作的尾声,但同样不容忽视。
排气的速度和压力会对发动机的反推力产生影响,同时也关系到发动机的噪音水平和红外特征等。
为了研究航空发动机的流体动力学特性,科学家和工程师们采用了多种方法和技术。
数值模拟是其中一种常用的手段。
通过建立数学模型和利用计算机进行大量的计算,可以模拟出发动机内部流体的流动情况,从而预测发动机的性能和优化设计方案。
航空发动机三齿轮燃油泵空化特性研究
模数 /
齿宽 / 中心轮处进出 从动轮处进出
齿数
mm
mm 口间密封齿数 口间密封齿数
2
7
2
10
2
9
12
4.7
4.2
4
4
2
7
1.5
5
第一作者简介:吴博(1995—) ꎬ男ꎬ福建厦门人ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为系统建模与仿真ꎮ
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61
L
H
T
0.07 MPa
0.10 MPa
0.30 MPa
0.2
0
-0.2
-0.4
KT
f
UDU_.1BE "F3
f
KT
UEU_.1BE "F3
图 2 两齿轮泵及三齿轮泵在不同进口压力下流量曲线
如图 3( a) -图 3( b) 所示ꎬ第 3 到第 4 个周期ꎬ空化区
泵在上下冲程不同时刻内流场的流动状态ꎮ 关于外啮合
两齿轮泵的空化特性、流量特性等ꎬ国内外学者也开展了
aUE#
到其稳态时流量-压力特性、开关特性等ꎮ 但关于三齿轮
泵的空化特性研究尚未涉及ꎮ
力、泵的转速及密封段形式对三齿轮泵内部空化特性进行
研究ꎬ并与传统的两齿轮泵进行对比ꎮ
表 1 齿轮泵主要设计参数
4.22e-01
3.74e-01
3.26e-01
2.77e-01
2.29e-01
1.81e-01
1.33e-01
8.47e-02
3.66e-02
航空发动机的流场特性研究
航空发动机的流场特性研究航空发动机作为现代航空器的核心动力装置,其性能的优劣直接决定了飞行器的飞行速度、航程、可靠性以及经济性等关键指标。
而流场特性的研究则是深入理解航空发动机工作原理、优化设计以及提高性能的关键所在。
航空发动机内部的流场极其复杂,涉及到气体的流动、压力分布、温度变化以及能量转换等多个物理过程。
在进气道中,高速气流被引入发动机,这一过程需要保证气流的均匀性和稳定性,以减少流动损失和避免气流分离。
一旦进气道的设计不合理,就可能导致气流的紊乱,影响发动机的正常工作。
在压气机部分,其主要作用是对进气进行压缩,提高气体的压力。
压气机内部的叶片形状和布局对流场特性有着显著影响。
不同的叶片设计会导致气流速度和压力的分布差异,进而影响压气机的效率和稳定性。
为了实现高效的压缩过程,需要精心设计叶片的几何形状和排列方式,以优化流场结构。
燃烧室是航空发动机中的能量转换核心部件。
在这里,燃料与高压空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气。
燃烧室内的流场特性对于燃烧的稳定性、燃烧效率以及污染物的生成有着至关重要的影响。
合理的流场设计能够确保燃料和空气的充分混合,实现快速、稳定且高效的燃烧过程,同时减少有害污染物的排放。
涡轮部分则是将燃气的能量转化为机械能,驱动压气机和其他附件工作。
涡轮叶片在高温高速的燃气流中旋转,其面临着极其恶劣的工作环境。
涡轮内部的流场特性不仅影响着能量转换效率,还关系到叶片的热负荷分布和寿命。
航空发动机的流场特性还受到多种因素的影响。
例如,飞行速度和高度的变化会导致进气条件的改变,从而影响发动机内部的流场。
在不同的飞行工况下,发动机需要适应宽广的工作范围,这就要求其流场特性具有良好的适应性和稳定性。
为了研究航空发动机的流场特性,科研人员采用了多种先进的研究方法和技术手段。
数值模拟是其中一种重要的方法,通过建立数学模型和运用计算流体力学(CFD)软件,可以对发动机内部的流场进行仿真分析,预测气流的速度、压力、温度等参数的分布情况。
航空用涡喷发动机的电动燃油泵设计与研究
No. 5May 2021第5期2021年5月组合机床与自动化加工技术Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Techninue文章编号:1001 -2265(2021)05 -0077 -04DOI # 10.13462/j. cnki. mmtamt. 2021.05.018航空 动机的电动研究**收稿日期:2020 -10-27 "修回日期:2020 -12-03*基金项目:贵州省科技支项目(黔科合支撑* 2017 ] 2037)作者简介:赵磊(1985—),男,河南周口人,贵州凯敏博机电科技有限公司工程师,硕士,研究方向为微特电机及电动燃油泵设计,(E - mail ) zha-***************;通讯作者:冯治国(1978—),男,贵州湄潭人,贵州大学教授,博士生导师,研究方向为先进制造技术、机电一体自动 化装备等,(E - mail ) **************.cv o赵 磊1,张 宇1,杨 立2,谭帅极2,冯治国2(1.贵州凯敏博机电科技有限公司,贵阳550009;2.贵州大学机械工程学院,贵阳550025)摘要:针对涡喷发动机的电动燃油泵出口压力精度低、电刷氧化造成起动电流对电控系统冲击大等 问题, 一种无机 。
研究了 包算与偏移 ,对无机进行了建模与有限元分析, 了与电机控制算法等对 发动机统中出油口压力的影响。
明:在转速闭环状态,0.2 -0. 6 MPa 不同出下进行了测试,其出口压力精度满足±0.002 5 MPa 。
证明了无 机统的可靠性#关键词:涡喷发动机;电动燃油泵;无刷直流电机;PID 控制中图分类号:TH35;TG65 文献标识码:ADesign and Realization of an Electric Fuel Pump for Turbojet EngineZHAO Lei 1(ZHANG Yu 1(YANG Li 1'2 ,TAN Shuai-jl 2(FENG Zhi 滚uo 2(1. Guizhou Kaiminbo Mechanical & Electuo Technology Co. , Ltd. , Guiyang 550009 , China ;2. School of Mechanical Engineering , Guizhou Universito , Guiyang 550025 , China )AbstracU According to the low ouiet pressure accuracy of he electic fuel pump of he turbojet engine and the impact of he starting current on the electronic conhol system caused by the oxidation of the brush ,hhispaperdesignsabrushle s DCmohorfuelpump.Thegearpump shruchureincluding displacemenhcalcu- lahion and o f sehdesign wasshudied , and hhebrushle s DCmohorismodeled and finiheelemenhanalyeed. Thee f echofgearpump shruchureand mohorconhrolalgorihhm on hheouhlehpre s urein hhefuelsyshem of hhehurboeehenginewasshudied.Theresulhsshowed hhah , in hheclosed loop shahe , hheheshisperformed ahdiferent outlet pressures from 0. 2 to 0. 6 MPa , its outlet pressure accuracy meeti ±0. 002 5 MPa. The re- sulhsprovehhereliabilihy ofhhefuelpump fuelsyshem ofhhebrushle s DCmohorKey worrs : turbojei engine ; elecWp fuel pump ; brushles s DC motor ; PID conhol0引言电 泵率大、响应快、大范围高的 测量控制 势,已广泛应用于无人机、巡航 兵器领域的涡喷发动机 系统。
航空发动机燃油喷射系统的研究与优化
航空发动机燃油喷射系统的研究与优化随着航空业的蓬勃发展,航空发动机的性能要求也日益提高。
燃油喷射系统作为航空发动机的核心组成部分,对发动机的性能起着关键作用。
因此,研究和优化航空发动机燃油喷射系统显得尤为重要。
本文将就航空发动机燃油喷射系统的研究与优化进行探讨。
一、燃油喷射系统的基本原理航空发动机燃油喷射系统的主要作用是将燃油以适当的速率和压力送入燃烧室,使燃料能够与空气混合并燃烧,从而产生动力。
燃油喷射系统由燃油泵、喷嘴、油箱等基本组件组成,其工作原理大致分为三个步骤:燃油供给、燃油喷射和混合燃烧。
在燃油供给阶段,燃油泵负责将储存在油箱中的燃油送入燃烧室。
这一过程需要保证燃油供应的连续性和稳定性,以确保发动机正常工作。
而在燃油喷射阶段,喷嘴将燃油以适当的速率和角度喷入燃烧室,使其与空气混合。
为了提高燃烧效率,喷嘴的结构设计需要考虑喷射角度、喷孔大小等因素。
最后,在混合燃烧阶段,燃料燃烧产生高温高压气体,驱动涡轮运转从而带动飞机飞行。
二、燃油喷射系统的研究进展近年来,航空发动机燃油喷射系统的研究取得了长足的进步。
一方面,由于传统喷嘴在喷雾效果和燃料蒸发方面存在不足,研究人员开发了多孔介质喷嘴和共轨喷射系统等新型喷射技术。
这些新技术能够更好地控制喷射角度和喷孔大小,提高喷射效果和燃料利用率。
另一方面,随着数值模拟技术的发展,研究人员能够通过计算流体力学方法对燃油喷射过程进行模拟分析。
利用计算流体力学可以模拟燃油喷射过程中的湍流、蒸发、混合等复杂物理过程,为优化设计提供理论基础。
同时,随着计算机计算能力的提高,模拟精度也越来越高,能够更好地指导实际工程应用。
此外,研究人员还对燃油供给系统进行了优化研究。
传统的燃油泵对于燃油供给的控制比较有限,而电子控制燃油喷射系统则能够实现对燃油供给的精确控制,提高燃烧效率和发动机性能。
同时,电子控制还能够通过传感器监测燃油压力、温度等参数,及时调整喷油量,保证喷射系统的稳定性和可靠性。
航空发动机燃料油流动特性及喷雾模拟与优化
航空发动机燃料油流动特性及喷雾模拟与优化随着航空业的快速发展,航空发动机的燃料油流动特性及喷雾模拟与优化成为了航空工程领域中的关键问题。
本文将就航空发动机燃料油的流动特性和喷雾模拟与优化等相关问题展开讨论。
航空发动机燃料油的流动特性是指燃料油在发动机组件内部的流动行为。
燃料油在发动机中的流动特性直接影响到燃油的供给及燃烧过程,因此对于提高发动机的燃烧效率和降低排放有着重要的意义。
燃料油的流动特性主要包括燃料的出口速度、压力损失、流动阻力以及燃油喷雾的粒径分布等。
为了准确地研究燃料油的流动特性,研究人员往往采用数值模拟和实验方法相结合的方式来进行研究。
数值模拟方法可以通过建立数学模型,仿真燃油在发动机内部的流动行为,从而预测燃油流动的特性。
实验方法则利用实验室实验设备对燃料油的流动行为进行测量和分析,以获得准确的流动特性数据。
燃料油的喷雾模拟与优化是研究航空发动机燃烧过程中的关键问题之一。
喷雾是指液体燃料通过喷嘴产生液滴形成喷雾的过程。
喷雾效果的好坏直接影响到燃料的混合和燃烧过程,因此喷雾优化可以提高燃烧效率和降低排放。
为了实现燃油喷雾的优化,研究人员通常采用喷嘴设计和喷雾模型优化的方法。
喷嘴设计可以通过改变喷嘴的结构和参数,调整喷嘴的喷油特性,从而控制喷雾的形成和分布。
喷雾模型优化则是利用数值模拟方法来模拟喷雾的形成和发展过程,通过优化模型参数和算法,得到更准确的喷雾预测结果。
在航空发动机燃料油流动特性及喷雾模拟与优化方面,研究人员还面临一些挑战和难题。
首先,航空发动机燃料油的流动特性和喷雾模拟是一个复杂的多物理过程,涉及到颗粒运动、湍流流动、相变等问题,对模型和算法的可靠性和准确性要求较高。
其次,燃料油的物性参数常受温度、压力等因素的影响,需要建立准确的物性模型来进行数值模拟和实验分析。
为了解决这些问题,研究人员可以采用多学科交叉的方法,将流体力学、传热学、燃烧学等相关学科知识相结合,开展深入的研究。
航空发动机设计的流体动力学分析
航空发动机设计的流体动力学分析航空发动机是现代航空技术中至关重要的一环。
它的性能优劣将直接影响到飞机的安全性、经济性和环保性等方面。
因此,对于航空发动机的设计和研发,流体动力学分析(Fluid Dynamics Analysis)是一项必不可少的工作。
一、航空发动机的结构和性能航空发动机是由燃气涡轮、涡轮叶轮、燃烧室、压气机以及气体进出口等组成的。
其中,压气机和燃烧室是发动机的核心部件。
压气机负责将进入发动机的空气逐级压缩,达到更高的温度和压力,使其具备足够的能量,以供燃烧室内的燃料进行燃烧。
燃烧室精细地控制燃烧过程,使得燃料能够充分燃烧,同时达到较高的温度和压力。
最后,高温高压的燃气通过涡轮叶轮旋转输出动力。
发动机的性能包括推力(Thrust)、燃油消耗率(Specific Fuel Consumption,SFC)和热效率(Thermal Efficiency)等指标,将直接影响到飞机的性能。
因此,在发动机设计阶段,需要对这些性能进行精细的计算和分析,并通过不断优化,使发动机达到最佳工作状态。
二、流体动力学在发动机设计中的应用流体动力学是研究流体在不同条件下运动和变形规律的学科。
在航空发动机设计中,流体动力学是一项关键技术。
流场(Flow Field)的设计合理与否,将直接影响到压气机、燃烧室和涡轮等核心部件的性能。
1.压气机压气机是发动机的主推进机构,其工作状态的优劣将直接影响到发动机的性能。
在压气机设计中,需要考虑气体进口阶段的流场分布、叶片结构和叶片截面等因素。
流场分布的优化将直接影响到压缩效率和防止气体流动逆转的能力。
而叶片结构和截面优化能够有效提高叶片的气动性能和叶片的强度。
2.燃烧室燃烧室是航空发动机中消耗能源并产生推进力的核心部件。
在燃烧室内,需要在较短的时间内将燃料充分燃烧,产生大量的热能以及推进力。
因此,在燃烧室设计中,需要考虑连续燃烧过程的流场特征,例如温度、压力、速度、化学反应等因素。
航空发动机的气动力学特性研究
航空发动机的气动力学特性研究航空发动机作为飞行器的心脏,其气动力学特性的研究对于提高发动机的性能和安全性具有重要意义。
本文将以航空发动机的气动力学特性研究为主题,探讨气动力学研究的方法、目的以及对发动机设计和优化的影响。
一、气动力学研究方法1. 实验方法航空发动机的气动力学特性研究中,实验方法是重要的手段之一。
通过搭建实验装置,利用风洞模拟飞行环境,可以对发动机的流场、气动性能进行实时测量和观察。
实验方法的优势在于可以直接获取实际数据,揭示发动机内部和外部流场的细节特征,为后续的仿真和理论研究提供可靠的实验基准。
2. 数值模拟方法数值模拟方法在航空发动机气动力学研究中也扮演着重要角色。
基于流体动力学原理,利用计算机建立数值模型,通过求解流动方程和边界条件,模拟和预测发动机的流场、气动性能。
数值模拟方法具有成本低、效率高、结果可视化等优势,能够在设计阶段进行快速分析和优化,加速发动机研发过程。
二、气动力学研究目的1. 提高发动机的性能航空发动机的气动力学研究对于提高其性能至关重要。
研究人员可以通过分析发动机内部的流动特性,寻找优化点,改善发动机的气动设计。
例如,优化发动机进气道的结构,减少气流的阻力,提高进气效率;调整涡轮叶片的形状和布局,减小动压损失,提高推力效能等。
2. 提升发动机的安全性航空发动机气动力学研究还可以帮助提升发动机的安全性。
通过深入研究发动机的气动性能,可以揭示潜在的气动问题,如压气机叶片失速、涡轮脱挂等。
定位这些问题并及时采取改善措施,能够有效避免潜在事故的发生,提高发动机的可靠性和安全性。
三、气动力学研究对发动机设计和优化的影响1. 优化发动机结构航空发动机的气动力学研究结果可以直接指导发动机的设计和优化。
通过对发动机内部和外部流场的详细分析,研究人员可以提出相应的改进措施和优化建议。
例如,改变进气道的形状、调整叶片的攻角和间距等,可以显著提高发动机的整体性能和效率。
2. 降低发动机噪音和排放气动力学研究也可以帮助降低发动机噪音和排放。
航空发动机主供油路压力脉动仿真分析
航空发动机主供油路压力脉动仿真分析王铮;高红霞;刘思远【摘要】供油系统工作性能的好坏将直接影响到发动机的工作性能与使用寿命.为了寻找解决供油压力脉动现象的途径,需模拟供油系统典型工作状态下的压力脉动情况.采用理论分析和数值仿真相结合的方法,基于AMESim仿真平台建立供油系统各部件模型,通过仿真结果与实验结果的对比,验证仿真方法的正确性.结果表明溢流阀弹簧预紧力、弹簧钢度和阀座直径均对主供油路压力值及脉动幅值产生影响.计算在溢流阀出口处增设蓄能器的情况,发现主供油路压力脉动程度明显减小,为供油系统的优化提供依据.%The performance of oil supply system will directly affect the function and operation life of engine.In order to find a way to solve the pressure pulsation of oil supply,it is necessary to simulate the pressure pulsation in the typical operating state of the ing the methods of theory analysis and numerical simulation,we build each component simulation model of aeroengine oil supply system by the AMESim simulation platform.By comparing the simulation results and the experimental results,we verify the correctness of the simulation method.The simulation results show that spring pretightening force,spring stiffness and diameter of valve can affect the pressure of the main oil supply road and the amplitude of the pulsation.The addition of accumulators at the outlet of the relief valve is calculated,and the result shows that the pressure pulsation of the main oil supply road is obviously reduced.It can provide the basis for optimization of oil supply system.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】7页(P67-73)【关键词】供油系统;溢流阀;压力脉动;蓄能器【作者】王铮;高红霞;刘思远【作者单位】北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191;北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191;北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TH137;V233.4引言航空发动机供油系统的性能是由流量、压力和温度变化耦合而成,为了使滑油流量满足发动机齿轮、轴承等的润滑冷却要求,增压供油级需要提供适宜温度和压力的滑油,系统中设置了调压差溢流阀来控制流入整个供油系统内的滑油量。
航空发动机滑油泵性能稳定控制技术研究
航空发动机滑油泵性能稳定控制技术研究摘要:随着中国航空发动机技术快速发展,对滑油泵的研究也非常越来越深入,尤其是对发动机滑油泵高空性能的分析,航空发动机机械系统中最重要的一个系统就是滑油系统,本文提出了可靠性改进工作及有效的改进方法和控制策略,为解决类似油泵故障问题提供了参考性建议。
关键词:航空发动机;滑油泵性能稳定;控制技术引言某些类型的航空发动机是中国目前使用发动机的主要动力总成,其使用功能直接影响飞机的使用性和安全性。
机油系统是航空发动机的重要系统之一,主要是为了提供润滑油。
为了满足要求,确保运动部件的摩擦面之间相互润滑,减少部件的摩擦和磨损阻力,并消除由摩擦产生的热量和磨损产物。
在使用发动机的过程中,机油系统更加频繁。
当机油系统无法正常运行时,可能导致发动机自动减速或停止,严重的话也可能引起重大的机械损失事故。
一、滑油系统的具体概述润滑油系统的作用是,将具有足够黏度和适当黏度的清洁润滑油持续喷洒在轴承和齿轮的齿面上,以减少磨损,清除摩擦产生的热量和灰尘。
现代航空发动机润滑油系统大多采用循环系统。
根据发动机的结构特点和设计部门的经验,不同发动机的布局和组成可能有很大不同,但系统必须包括三个主要部分及其组成:供油、回油和通风,但是功能基本相同。
第一,供油系统;发动机工作时,油箱中的机油被进气泵抽出,压力升高,然后被送到机油滤清器中,过滤的机油通过数个油道进入轴承和驱动部件,以进行润滑和冷却。
第二,回油部分;高温润滑油经润滑后,带着大量空气流入各油底壳,由各回泵抽提后送至油气分离器。
从气体中除去的润滑剂被送到燃料散热器中冷却,最终返回到收集槽中。
第三,通风部分;在发动机运转过程中,由于喷嘴的喷射、飞溅和热量,机油可能会部分蒸发,而一些压缩空气可能会通过油封进入系统,导致机油混合过程中积聚大量机油。
润滑在冷却时会没有效果,甚至会导致系统中的气体堵塞。
此外,润滑油蒸汽积聚越多,压力越高。
因为燃油密封不良,所以必须清除这些燃油蒸汽。
燃油总管试验器压力-流量控制系统的研究的开题报告
燃油总管试验器压力-流量控制系统的研究的开题报告一、选题背景燃油总管试验器是一种重要的试验设备,可用于测试燃油系统中的压力和流量。
压力-流量控制系统是燃油总管试验器的核心部件之一,其稳定性和精度将直接影响整个试验的准确性和可靠性。
近年来,随着燃油系统的不断发展,越来越多的机构和企业开始注重燃油总管试验器压力-流量控制系统的研究和开发。
因此,本研究旨在深入探讨燃油总管试验器压力-流量控制系统的研究和发展,并通过实验验证系统的稳定性和精度,为燃油系统的研究提供基础数据。
二、研究内容1、燃油总管试验器的基本原理和结构特点的介绍,包括燃油总管试验器的常见类型、工作原理、构成部件等。
2、压力-流量控制系统的设计与开发,主要包括控制系统的硬件设计、控制算法的设计和实现等内容。
其中,硬件设计主要包括压力传感器、流量传感器、电磁阀、控制器等主要元件的选型和连接方法;控制算法的设计主要包括PID控制和模糊控制等。
3、系统的性能测试与分析,主要包括系统的响应速度、控制精度、稳定性等内容。
在实验时需要使用合适的测试方法,比如快速变化法、阶跃法、脉冲法等。
三、研究意义通过研究燃油总管试验器压力-流量控制系统的设计与开发,可以提高燃油总管试验器的稳定性和精度,为燃油系统的研究提供基础数据,对于推动燃油系统的技术发展和优化具有重要意义。
四、预期目标1、设计出稳定、准确、可靠的压力-流量控制系统;2、验证控制系统的性能指标,如响应速度、控制精度、稳定性等;3、提出改进方案和推广应用建议,为燃油系统的研究提供参考和帮助。
五、研究思路1、文献调研,了解燃油总管试验器的基本原理和已有研究成果。
2、根据研究目标,确定燃油总管试验器压力-流量控制系统的设计方案和控制算法。
3、搭建试验平台,对设计方案进行测试和验证。
4、分析试验结果,提出改进方案和推广应用建议。
六、可行性分析1、燃油总管试验器压力-流量控制系统的研究已有一定的基础和成果,具有研究的可行性;2、本研究依托学校提供的实验室,具有实验条件的保障;3、本研究的成果对于推动燃油系统的技术发展和优化具有积极的社会意义。
航空发动机的一种新型主燃油泵设计
航空发动机的一种新型主燃油泵设计离心泵是航空发动机燃油系统应用最多的增压泵,结构简单,体积小,质量轻,抗污染能力强,寿命长。
具有同样优点的齿轮泵已成为采用最多的主燃油泵。
若将离心泵和齿轮泵合为一体,设计成组合泵,既简化了传动机匣的设计,又减轻了质量,因此,这种组合泵的应用很有前途,尤其是在民航领域。
但是,随着航空发动机推重比(或功质比)的不断增高,对泵的要求也在提篼,为此,在不断挖掘各种泵的潜力的同时,还要对新型燃油泵进行研究。
2航空发动机对主燃油泵的新要求寿命增压温升可靠性进口压力7Zm为满足上述要求,在泵的组合形式、设计计算、材料选择等方面均需有新的思路和创新。
3选型的创新众所周知,提高泵的转速是减轻泵的质量的主要途径,对现有广泛采用的离心-齿轮组合泵来说,离心增压泵提高转速的潜力很大,转速提高后,若要改善泵的吸人性能、提高汽蚀比转速,在其叶轮进口设置诱导轮即可。
而齿轮泵则难以满足要求,其原因:一是齿轮栗在高速、高压、长寿命时值过大,滑动轴承设计困难,所以齿轮泵对转速的提高有一定的限制;二是在高流量比时,齿轮泵的大量回油将使低的温升目标难以实现。
经过俄罗斯和美国专家的共同研究试验,试制成功一种由带诱导轮的低压离心栗、变流量的高压离心泵和三级旋涡泵组合而成的新型的主燃油泵,简称离心-高压变流量旋涡泵,如所示。
这种泵的最大转速为27000r/min.为满足发动机对泵的新要求,这种组合泵中的离心泵在其设计思想上有着大胆的创新。
4.2航空发动机用离心泵的工作特点由于航空发动机有慢车、巡航、额定、最大(起飞)等工作状态,离心泵亦有与之相对应的不同的供油量,在这种情况下,传统设计把最大流量定为设计流量显然不合理,因为发动机在该状态下工作的时间短,高效率状态未充分显示出优越性。
为了减少功率消耗,减轻泵的质量,应该选择发动机工作时间最长的巡航状态的流量作为设计流量。
4.3离心泵设计流量的确定发动机巡航状态的需油量约为最大流量的70%,这时离心泵的效率曲线如所示。
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航空发动机燃油泵流量和压力脉动特性研究
刘明明;刘洪辉;张帅;姜文鑫;杜乐普
【期刊名称】《青岛理工大学学报》
【年(卷),期】2014(035)004
【摘要】燃油系统是航空发动机的心脏,对航空发动机的各种工作性能影响极大.基于结构设计与改进的研究,建立了某型航空发动机柱塞式燃油泵的数学模型,利用MATLAB数值计算软件,对该模型进行数值分析,得到了柱塞式燃油泵压力和流量脉动变化曲线,并利用AMESIM液压仿真模型,对燃油泵的压力和流量脉动变化曲线进行对比分析.结果表明,随着发动机转速和油门杆角度的增加,柱塞泵的流量和压力脉动幅值增加,当油门杆角度继续加大时,柱塞泵的平均供油量却下降.
【总页数】5页(P119-123)
【作者】刘明明;刘洪辉;张帅;姜文鑫;杜乐普
【作者单位】沈阳航空航天大学民用航空学院,沈阳110136;沈阳航空航天大学民用航空学院,沈阳110136;沈阳航空航天大学民用航空学院,沈阳110136;沈阳航空航天大学民用航空学院,沈阳110136;沈阳航空航天大学民用航空学院,沈阳110136
【正文语种】中文
【中图分类】V233.2+4
【相关文献】
1.核主泵小流量工况压力脉动特性 [J], 朱荣生;龙云;付强;袁寿其;王秀礼
2.中比转速离心泵小流量工况下压力脉动特性 [J], 王欣;孟根其其格
3.双供油轴向柱塞泵压力流量的脉动特性 [J], 牛雪梅;冀鹏飞;杨阳;孟文俊
4.低比转数离心泵小流量工况下的压力脉动特性 [J], 王业芳;袁寿其;张金凤;冒杰云;黄茜
5.脉诊中的压力脉动和流量脉动研究 [J], 金伟;桑素珍;辛超
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