航空动力装置课件第7章 航空燃气涡轮发动机部件.ppt

第七章航空燃气涡轮发动机部件双转子多级涡轮第七章航空燃气涡轮发动机部件三转子多级涡轮第七章航空燃气涡轮发动机部件冲击式涡轮1.2.1冲击式涡轮冲击式涡轮推动涡轮旋转的扭矩是由于气流方向改变而产生的,所以涡轮导向器内叶片间的流动通道是收敛形的,燃气在涡轮喷嘴环内气流速度增加,压力下降,而在工作叶轮叶片通道内,相对速度的大小不变,只改变气流的流动方向。第七章航空燃气涡轮发动机部件反力式涡轮1.2.2反力式涡轮反力式涡轮推动涡轮旋转的扭矩是由于气流速度的大小和方向的改变而产生的,所以燃气在涡轮导向器只改变流动方向,涡轮工作叶片间的通道是收敛形的,故燃气的相对速度增加,流动方向改变,压力下降。燃气涡轮发动机中所采用的涡轮是冲击-反力式的涡轮。第七章航空燃气涡轮发动机部件冲击式涡轮冲击－反力式涡轮第七章航空燃气涡轮发动机部件1.3组成轴流式涡轮是由静子和转子组成。涡轮静子涡轮转子第七章航空燃气涡轮发动机部件第七章航空燃气涡轮发动机部件第七章航空燃气涡轮发动机部件第七章航空燃气涡轮发动机部件第七章航空燃气涡轮发动机部件工作叶片第七章航空燃气涡轮发动机部件涡轮导向器第七章航空燃气涡轮发动机部件1.4涡轮的性能参数⒈涡轮落压比涡轮落压比是涡轮进口处的总压与涡轮出口处的总压之比,即⒉涡轮功涡轮功分为理想涡轮功和绝热涡轮功第七章航空燃气涡轮发动机部件理想涡轮功：1kg燃气通过理想的过程从膨胀到所输出的功称为理想涡轮功,用表示。绝热涡轮功:1kg燃气通过绝热的过程从膨胀到所输出的功称为绝热涡轮功,用表示。涡轮效率：是绝热涡轮功与理想涡轮功之比,又称为涡轮绝热效率,用符号表示。涡轮效率约为0.91～0.94。第七章航空燃气涡轮发动机部件1.5涡轮的叶片冷却提高涡轮前燃气温度是提高燃气涡轮发动机性能的有效措施。然而提高涡轮前燃气温度受到涡轮部件结构强度的限制，为了解决这个问题，必须对涡轮叶片采取冷却。由于第一级涡轮受热最严重，故涡轮叶片的冷却一般只有第一级涡轮叶片或第一，第二级涡轮叶片需要冷却。在这里冷却的方法有：导热、冲击、对流、气膜冷却等。第七章航空燃气涡轮发动机部件总压损失小：由于气体流过燃烧室并且在燃烧室中喷入燃油燃烧,不可避免的会使气流的总压下降（因素）。这将使燃气在涡轮和喷管内膨胀作功的能力减小,影响了发动机的推力和经济性,所以应力求减小气流在燃烧室中的总压损失。通常用总压恢复系数来衡量燃烧室中的总压损失。第七章航空燃气涡轮发动机部件燃烧室的尺寸要小在有限空间内组织高效率的燃烧是燃烧室的基本矛盾，这个矛盾是贯穿在整个燃烧室设计中的一个基本问题转子第七章航空燃气涡轮发动机部件出口温度沿径向分布出口温度分布要满足要求燃烧室比较短,流出的燃气温度不可能很均匀,为了保证涡轮转子叶片能安全可靠地工作,对燃烧室出口温度分布有两个方面的要求:在燃烧室出口环形通道上温度分布要尽可能均匀。在径向上:靠近涡轮叶片叶尖和叶根处的温度应低一些,而在距叶尖大约三分之一处温度最高第七章航空燃气涡轮发动机部件污染物含量随发动机工作状态变化燃烧产物对大气的污染要小燃烧室排放的污染物,除了因燃油中含硫而生成的SO2外,通常还有CO、HC、NO2、NO、烟等。这些污染物的含量随发动机的工作状态而变化。燃烧室的构造应当保证在使用中检视与修理方便。第七章航空燃气涡轮发动机部件燃烧室分类2.3分类燃烧室按其结构特点可分为单管、环管和环形燃烧室，结构上有所不同，但其基本工作原理相同第七章航空燃气涡轮发动机部件单管燃烧室第七章航空燃气涡轮发动机部件单管燃烧室第七章航空燃气涡轮发动机部件2.燃烧室单管燃烧室第七章航空燃气涡轮发动机部件优缺点：优点：便于单独试验试验时需要的气量小便于检查更换火焰筒结构简单缺点：环形面积利用率低迎风面积大、重量大点火性能较差总压损失大出口温度分布不均匀第七章航空燃气涡轮发动机部件环形燃烧室第七章航空燃气涡轮发动机部件优点：火焰筒结构简单环形面积利用率高迎风面积小，重量较轻点火性能好总压损失小出口温度分布均匀缺点:不便于单独试验试验时需要的气量大不便于检查更换第七章航