发动机原理课程设计

1400
479.9
1500
535.96
1600
589.69
1700 1800
641.36 691.21
B 单位推力Fs（N/(kg*s^-1)）
0.33
616.81
0.35
610.5
0.37
604.36
0.39 0.41
598.36 592.51
Ma0 单位推力Fs（N/(kg*s^-1)）
0.6
1 )
=
高压压气机耗功WHpc Cp (T3* T2*2)
=
(5)燃烧室出口总压和总温
P4* b P3*
=
油气比（式中T4* 为给定的 T3* ）
f
Wf W3a
h4*g h3*a Hu b h4*g
Cpg T4* Cp T3* Hu b Cpg T4*
=
T4*
216.7 K 22700 Pa 69263.64203 Pa 298.044846 K
sfc（kg/(N*h)）
燃油消耗率sfc随涵道比B的变化规律
0.126 0.1255 0.125 0.1245 0.124 0.1235 0.123
0.31
0.33
0.35
0.37 B
0.39
0.41
0.43
燃油消耗率sfc （kg/(N*h)）
燃油消耗率sfc随飞行马赫数Ma0的变化规律
sfc（kg/(N*h)）
CT 0 mp
=
1124.646676 K
* Lpt
1
Hale Waihona Puke Baidu
T4*c T5* T * *
4c Lpt
' '1
= 2.013236546
620 600 580
P5*
P4*c *
Lpt
560
= 241804.0233 Pa
540
520
(8)混合室出口总压和总温 流入混合室的燃气流量 流入混合室的外涵空气流量 流出混合室的燃气流量
=
(9)尾喷管出口总压和总温
P9* e P6*
=
T9* T6*
=
假定尾喷管出口完全膨胀 (P9 P0 )
Ma9
P9* P9
e 1
e
1
2 e 1
=
T9
T9*
1
e 1 2
Ma92
1
=
a9 eRT9
=
V9 a9Ma9
=
（10）单位推力和燃油消耗率
F qmgV5 qmaV0
0.1256 0.1275
燃油消耗率sfc（kg/(N*h)） 0.1255 0.1249 0.1243 0.1238 0.1232
燃油消耗率sfc（kg/(N*h)）
0.1122 0.1156 0.1184 0.121 0.1236 0.1264
sfc（kg/（N*h））
0.131 0.13 0.129 0.128 0.127 0.126 0.125 0.124 0.123
0.128 0.126 0.124 0.122 0.12 0.118 0.116 0.114 0.112 0.11
0.4 0.6 0.8
1 1.2 1.4 1.6 1.8 Ma0
燃油消耗率sfc （kg/(N*h)）
sfc
a0 RT0 V0 a0Ma0
T4*
=
1628 K
(6)高压涡轮总压和总温
流入燃烧室的空气流量 W3a Wc (1 1 2 ) 流出燃烧室的燃气流量 W4 W3a Wf Wc (1 1 2 )(1 f )
流出高压涡轮混合器的燃气流量 W4a Wc (1 1 2 )(1 f ) 1Wc
242734.787 Pa 235452.7434 Pa
230743.6885 Pa 973.2845883 K
2.171466551
553.8057158 K 458.2644893 m/s 995.1060099 m/s
Fs（N/(kg*s^-1)）
Fs（N/(kg*s^-1)）
Fs（N/(kg*s^-1)）
6
529.13
7
544.1
8
559.12
9
574.19
10
589.31
11
604.36
12
604.36
13
604.36
Πhpc* 单位推力Fs（N/(kg*s^-1)）
3
619.22
3.5
614.76
4
609.63
4.5
604.06
5
598.21
5.5
592.18
6
586.03
T4*/K 单位推力Fs（N/(kg*s^-1)）
qma Fs
= 604.3569293 N/(kg*s^-1) = 0.124324577 kg/(N*h)
Fs（N/(kg*s^-1)）
800 700 600 500 400 300 200 100
0 0.4
=
295.076363 m/s
=
404.2546173 m/s
H/km 单位推力Fs（N/(kg*s^-1)）
' m
混合室总压恢复系数 m
尾喷管总压恢复系数 e
风扇绝热效率
* Lpc
高压压气机效率
* Hpc
燃烧效率 b
高压涡轮效率
* Hpt
低压涡轮效率
* Lpt
高压轴机械效率
* Hpm
低压轴机械效率
* Lpm
mp
功率提取机械效率
1.37 11 km
0.37 3.8 4.474 1628 K
0.97 0.97 0.98
据混合器能量平衡
T4*a
Cp
Wc
1 T3* Cpg Cpg W4a
W4
T4*
P4*a P4*
= 1574.650715 K = 1086260.831 Pa
据高压压气机与高压涡轮的功率平衡
T4*.5
T4*a
CPWc (T3* T2*2 ) C W pg 4a Hpm
= 1337.695976 K
流入混合室的空气带来的能量
BWcC
T*
p 22
流出混合室的燃气带走的能量
W6C
T*
p6 6
T6*
W5CpgT5* BWcCpT2*2 W6C p 6
=
1.321274581 kj/（kg*K） 973.2845883 K
混合室进口气流总压
Pm*
P5*
Bh
' m
P2*2
1 Bh
=
P6* m Pm*
燃油消耗率sfc随高度H的变化规律
燃油消耗率sfc （kg/(N*h)）
sfc（kg/
0.123
5
7
9
11
13
H/km
sfc（kg/(N*h)）
燃油消耗率sfc随高压增压比Πhpc*的变化规律
0.13 0.128 0.126 0.124 0.122
0.12 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5
P2* i P0*
=
T2* T0*
=
（3）风扇出口总压和总温
P2*2
* Lpc
P2*
=
1
T2*2
T2* (1
* Lpc * Lpc
1 )
=
风扇耗功 WLpc Cp (T2*2 T2*)
=
（4）高压压气机出口总压和总温
P3*
* Hpc
P2*2
=
1
T3*
T2*2
(1
* Hpc * Hpc
* Hpt
(1
T4*a
T* 4.5
)
' '1
T* * 4a Hpt
P* 4.5
P4*a *
Hpt
= 2.231391589 = 486808.6965 Pa
（7）低压涡轮出口总压和总温 流入低压涡轮混合器的燃气流量 流出低压涡轮混合器的燃气流量
W4.5 Wc1 1 2 1 f 1 W4c Wc1 1 2 1 f 1 2
据混合器能量平衡
T4*c
Cp
Wc
2 T3* C pg
Cpg W4c
W4.5
T4*.5
P4*c
P* 4.5
= 1301.215701 K = 486808.6965 Pa
Fs（N/(kg*s^-1)）
据低压压气机与低压涡轮的功率平衡
T5* T4*c Wc
1 B
C p T2*2 T2* C pgW4c
3 kj/kg
5% 5%
1%
* Lpt
1
T4*c T5* T * *
4c Lpt
' '1
计算步骤和公式
(1)0截面的温度和压力
H=11km 查表可得:
T0
=
P0*
P0 (1
1 2
Ma02 ) 1
T0*
T0
(1
1 2
Ma02
)
P0
=
=
=
（2）进气道出口总压和总温
进气道总压恢复系数 i
=
0.97 0.98 0.868 0.878 0.98 0.89 0.91 0.98 0.98 0.98
P0*
P0 (1
2
1
M
a02
)
1
1
T2*2
T2*
(1
* Lpc * Lpc
1 )
P3*
* Hpc
P2*2
1
T3*
T2*2
(1
* Hpc * Hpc
1 )
f
Wf W3a
h4*g h3*a Hu b h4*g
Fs（
520
单位推力
625 620 615 610 605 600 595 590 585 580
2.5
800 700 600 500 400 300 200 100
0 1300
620 615 610 605 600 595 590
0.31
F qmgV5 qmaV0 F
Fs qma sfc 3600qmf
Cpg T4* Cp T3* Hu b Cpg T4*
空气定熵指数 燃气定熵指数 ' 空气定压比热容 Cp 燃气定压比热容 Cpg
气体常数R 燃油低热值 Hu
CT 0 相对功率提取系数
冷却高压涡轮 1 冷却低压涡轮 2
飞机引气
1.4 1.3 1.005 kj/(kg*K) 1.244 kj/(kg*K) 0.287 kj/(kg*K) 42900 kj/kg
W5 Wc1 1 2 1 f 1 2
BWc
W6 Wc1 1 2 1 f 1 2 B
混合室进口涵道比
Bh
BWc W5
= 0.363245957
混合气流定压比热容
Cp6
Cpg 1
BhC p Bh
=
1.18031686 kj/（kg*K）
混合气流定熵指数
e
Cp6 Cp6
R
=
流入混合室的燃气带来的能量 W5CpgT5*
733.23
0.8
696.7
1
661.92
1.2
625.4
1.4
586.5
1.6
544.63
单位推力Fs随高度H的变化规律
620
600
580
单位推力Fs
560
（N/(kg*s^-1)）
540
520
520
5
7
9
11
13
H/km
单位推力Fs随高压压气机增压比Πhpc*的变化规律
sfc（kg/(N*h)）
Πhpc*
燃油消耗率sfc （kg/(N*h)）
sfc（kg/(N*h)）
燃油消耗率sfc随涡轮前总温T4*的变化规律
0.128 0.127 0.126 0.125 0.124 0.123 0.122 0.121 0.12
1300
1400
1500 1600 T4*/K
1700
1800
1900
燃油消耗率sfc （kg/(N*h)）
给定参数
（1）设计点飞行条件 飞行 Ma0 =1.3+0.01*7 飞行高度H （2）发动机工作过程参数
涵道比B=0.3+0.01*7
风扇增压比 *Lpc
高压压气机增压比
Hpc
燃烧室出口总温 =1600+4*7
T3*
(3)预计部件效率或损失系数
进气道总压回复系数 i
燃烧室总压恢复系数 b
外涵道气流总压恢复系数
单位推力Fs （N/(kg*s^-1)）
2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 Πhpc*
单位推力Fs随涡轮前总温T4*的变化规律
单位推力Fs（N/(kg*s^1)）
1300
1400
1500 1600 1700 T4*/K
1800
1900
单位推力Fs随涵道比B的变化规律
620 615 610 605 600 595 590
0.31
0.33
0.35
0.37 B
0.39
0.41
0.43
单位推力Fs （N/(kg*s^-1)）
单位推力Fs随飞行马赫数Ma0的变化规律
800 700 600 500 400 300 200 100
0 0.4 0.6 0.8
1 1.2 1.4 1.6 1.8 Ma0
单位推力Fs （N/(kg*s^-1)）
0.950993361 65869.26373 Pa 298.044846 K
250303.2022 Pa 457.4972957 K 160.249712 kj/kg
1119856.527 Pa 735.9089298 K 279.8036923 kj/kg
1086260.831 Pa
0.03212762
燃油消耗率sfc（kg/(N*h)） 0.1298 0.1286 0.1274 0.1264 0.1253 0.1243 0.1243 0.1243
燃油消耗率sfc（kg/(N*h)） 0.1295 0.1274
0.1257 0.1243 0.1231 0.1221
0.1212
燃油消耗率sfc（kg/(N*h)） 0.1212 0.1223 0.1239