发动机性能参数与工作过程参数的关系

ti
q1i q2i q1i
1
c p (T9'i c p (T4*i
T0 ) T3*i )
ti
0.6 0.4
1
T9'i T0 1 1
1
1
（5）
0.2
(T9'i T0 )
0
8 16 24 32 40 48
1. 实际循环有效功 le
i
i
内涵
外涵
s
s
le
(1
B)
c92
V 2 2
(c9 c9i )
T9 af
i
)
c
T*
p 7af
[1
1 ] ' 1
( p*7i / p9 ) '
V2
/ 2 cp (T2*i
T0
)
c
pT0
(T2*i T0
1)
cpT0 (eV
1)
∴
lei ,af
c
pT0
(1
B)
af
(1
1 eV e
f
) ev
1
（8）
讨 论：
(a)
T* 7 af
af
其他参数一定
lei,af
V 2 2
B
c2 9iII
V
2
2
3. B与 f 的关系
fopt
( ,,T0 一定 ）B (BlcL ) 要求lTL
要求在内涵低压
要求TL 涡 轮中多膨胀 p6*Ⅰ p6*Ⅱ
为保持 p6*Ⅰ= p6*Ⅱ f 在 不变的条下 cH
B
理想混排涡扇发动机
fopt与 B 的关系
4. 理想循环效率—热效率 ti
为使 p6*Ⅰ= p6*Ⅱ f lei,af
(b) B lei,af （起主要作用）
lei,af
(c)
e 1
T3* T4*
lei,af 0 存在 opt,af 使 lei,af lei,afmax
其他参数一定 lei,af 先后
(d ) T4* B, 不变 p5* (T ) p6*Ⅰ p6*Ⅰ p6*Ⅱ p6*Ⅱ
(
1)
c
c pT0
e 1 ac p
c
e
1
1
T3*i T0
'1
, '
T4*i T9i
（6）
le c pT0
2.0 1.6
1.2 0.8
0.4
0 8 16 24 32 40 48
le 与 的关系
2. 实际循环热效率 t
t
le q1
le cp (T4* T3*)
将（6）式代入上式，得
c92i 2
V2 2
lcⅡ
同理可得
leiⅡ
qC' M
q2
c92i
V 2
2
lcⅡ
（2）
i
s
外涵理想热力循环焓－熵图
（3）整个循环 lei
lei leiI B leiⅡ
将（1）式、（2）式代入上式，并注意到 lTⅡ B lcⅡ ，得
lei
(1
B) c92i
V 2
2
（3）
为说明影响理想循环功的因素，寻找 lei 与热力过程参数关系，
最主要的性能参数 Fs， sfc f (le， ηe )
Fs， sfc = f（工作过程参数）
2. 研究目的
了解增大实际循环功和提高热效率的途径
了解选择发动机工作参数的依据
了解增加推力、减小燃油消耗率的途径
3. 研究思路 理想循环
实际循环
le、e
~ f（工作过程参数）
~ Fs , sfc
Fs , sfc = f（工作过程参数）
t
cp
e 1 ( ac p
c
e
1)
c
p
(
e
c
1
1)
（7）
t
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 10 20 30 40 50
t 与 的关系
1. 理想循环功 lei,af
i
i
内涵
s
外涵
s
应用能量方程
lei ,af
(1
B)
c2 9af
i
V
2
2
c2 9af i 2
cp (T7*af
（2）循环过程
混排涡扇发动机内涵理想热力循环
混排涡扇发动机外涵理想热力循环
2. 理想循环功 lei
（1）内涵 leⅠi
i
根据能量守恒，对于内涵循环有：左=右，即
V2 2
lcI
q1
lTⅠ lTⅡ qCM
c92i 2
q2
由上式可解得
q1 q2
qCM
c92i 2
V2 2百度文库
lTⅠ lcⅠ lTⅡ
(1
1) e
(e
1)
c pT0 (e 1)( e 1)
（4）
最佳增压比： opt / 2( 1)，eopt
lei c pT0
(lei / cpT0 )max ( 1)2 (eopt 1)2
对于涡轮喷气发动机: B 0
lei
c92i
V 2 2
对于分开排气涡扇发动机:
lei
c92iI
Wf
F
1. 假设条件及循环过程
（1）基本假设
➢ 工质为理想气体，气体常数、绝热指数均为常数，并忽略 空气与燃气热力性质的差别。
➢ 所有热力过程都是无损失的。
➢在混合器进口内、外涵气流总压相等，即 p6*II p6*I 。
➢ 忽略内涵中的空气流量与燃气流量的差别。
➢ 流过发动机内部的气流都是一元定常的，在尾喷管中，气体 完全膨胀。
i
s
涡喷发动机的实际循环
对于涡喷发动机的实际循环：
引入 p lp lad , p ，c lad ,c lc
则 le l p lc lad , p p lad ,c /c
c'p (T4* T9i )p cp (T3*i T0) c
1
c'pT4*(1
1
' 1
)
p
'
cpT0
c92i
V 2 2
lTⅡ
（a）
S
内涵理想热力循环焓－熵图
由工程热力学知识可知：
leiI q1 q2 qCM
（b）
将（a）式代入（b）式，得
leⅠi
c92i
V 2 2
lTⅡ
（2）外涵 leiII
（1）
对于外涵循环有：左=右，即
V2 2
lcⅡ qCM
/ B c92i 2
q2
qCM
/ B q2
第8章 发动机性能参数与工作过程参数的关系 8.1 发动机的热力循环分析
（1）不加力混合排气涡扇发动机的理想循环； （2）不加力混合排气涡扇发动机的实际循环； （3）加力混合排气涡扇发动机的理想循环； （4）加力混合排气涡扇发动机的实际循环。
重点（理解） 难点（掌握） 重点（理解） 难点（掌握）
WaⅠ
综合考虑内、外涵热力循环，有
i
s
混排涡扇发动机理想循环
lei q1 q2
cp (T4*i T3*i ) cp (T9'i T0 )
cpT0
TT40*i
(1
T9'i T4*i
)
(T3*i T0
1)
令
T4*i T0
、
p3*i p0
、e
1
T3*i T0
T4*i T9' i
lei
c pT0
《飞机推进系统原理》
发动机性能参数
F sf c FS Faf sf caf
工作过程参数
cL cH c
T4* B
Ta*f
飞行条件、几何参数 nL nH H T2* M H A8 T0 AnbL AnbH A6II / A6I
1. 为什么要研究？ 发动机的热力循环
le ,ηe = f （工作过程参数）