北航航发原大作业

作业题目：分排涡扇发动机

学号：*******

*名：**

时间：2017年3月24日-4月10日

一：设计要求

完成一台发动机的设计点热力计算

(1）完成发动机循环参数的选取

(2）完成发动机各部件设计参数（包括冷却空气量及其分配关系）的选取

(3）说明以上参数选取的具体理由和依据

(4）完成发动机各部件进出口截面参数（流量、总温、总压）的计算(5）完成发动机总性能（推力、耗油率）的计算，并满足给定的要求（误差±2%）

已知条件

分排涡扇发动机，高度11km，马赫数0.8，标准大气条件下，发动机推力2500daN，耗油率0.6kg/（daN.h）

二：设计计算

1.物性参数

2.发动机各参数选择查阅资料

3.发动机各截面参数计算

（1）0-0截面的温度和压力

根据飞行高度查国际标准大气表得大气静温和静压：

T0=216.7K

P0=0.227×105Pa

a0=√kRT0=√1.4×287×216.7=295m/s 0-0截面气流速度为：

c0=a0×Ma0=295×0.8=236m/s

由静温，静压和给定飞行马赫数计算0-0截面总温总压为：

P t0= P0(1+k−1

2Ma2)

k

k−1

=22700(1+0.2×0.8)3.5=0.346×105Pa

T t0= T0(1+k−1

2

Ma02)

=216.7(1+0.2×0.82)=244.43K （2）进气道出口总压和总温

总压

σi=0.97

P t2= P t0×σi

总温

T t2= T t0

（3）风扇出口参数

风扇出口总压为

P t,22=P t2×πCL

风扇出口总温为

T t,22= T t2[1+πCL

K−1

K−1ηCL

]

风扇每千克空气所消耗的功为

L CL= C P(T t,22-T t2)

（4）高压压气机出口总压和总温。近似认为高压压气机出口总压等于风扇出口总压，故总压为

P t3=P t22×πCH

总温为

T t3= T t22[1+

πCH

K−1K −1ηCH

]

压气机每千克空气消耗功

L CH = C P (T t3-T t22)

（5）主燃烧室出口参数。燃烧室油气比

f=

C pg T t4−C p T t3ηb H u −C pg T t4

式中，油气比定义为

f=W f /W 3a

总压为

P t4=P t3×σb

总温为

T t4

（6）高压涡轮出口参数。

W 3W 45=1

[(1−β−δ1−δ2)(1+f )+δ1]

W 4W 45=(1−β−δ1−δ2)(1+f )[(1−β−δ1−δ2)(1+f )+δ1]

τm1=T t4a

T t4

=

(1−β−δ1−δ2)(1+f)+C pδ1T t3/C pg T t4

[(1−β−δ1−δ2)(1+f)+δ1]

=0.96

T t4a=τm1×T t4

P t4a= P t4

高压涡轮出口总温

T t4.5 T t4a =1−

C p(T t3−T t,22)

[(1−β−δ1−δ2)(1+f)+δ1]ηmH

高压涡轮出口总压

πTH=p t4a

p t4.5=[1−

(1−T t4.5

T t4a

)

ηTH

]−

k H

k H−1

p t4.5=p t4a×πTH （7）低压涡轮出口参数。

T t4C T t4.5=

(1−β−δ1−δ2)(1+f)+δ1δ2C P T t3

C Pg T t4.5

[(1−β−δ1−δ2)(1+f)+δ1+δ2] T t4C=0.97×T t4.5

p t4C=p t4.5

T t5 T t4C =1−

[C p(T t22−T t2)+C T0/ηmp](1+B)

[(1−β−δ1−δ2)(1+f)+δ1+δ2] T t5=0.86×T t4C

πTL=p t4C

p t5

=[1−

(1−T t5

T t4C

)

ηTL

]−

k H

k H−1

p t5=

p t4C

πTL

（8）尾喷管出口参数。

马赫数

Ma9=√2

k g−1[(

p t9

p9

)

0.23

−1]

=√2

1.3−1[(

8.12

0.227

)

0.23

−1]

总温

T t9=T t5总压

p t9=p t5×σe 静温

T9=T t9（1+k g−1

2

Ma02）

−1

尾喷管出口声速

a9=√k g RT9

尾喷管出口速度

c9=a9Ma9

内涵流量

W内=W×(1

1+B

)×(1-β−δ1−δ2) ×(1+f)（8）外涵道出口参数。

总温

T t9Ⅱ =T t,22

总压