航空发动机课程设计
涡轮风扇发动机总体性能方案和截面参数设计
班级：0211100 学号： 姓名：
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目录
1. 课设目的 ...................................................................................................................................... 3 2. 基本参数 ...................................................................................................................................... 3 3.截面参数计算 ................................................................................................................................ 4
3.1进气道出口截面气流计算 ................................................................................................. 4 3.2风扇出口气流参数计算 ..................................................................................................... 4
3.2.1风扇外涵出口 .......................................................................................................... 4 3.2.2风扇内涵出口 .......................................................................................................... 5 3.3高压压气机出口气流参数计算 ......................................................................................... 5 3.4燃烧室出口气流参数计算 ................................................................................................. 5 3.5高压涡轮出口气流参数计算 ............................................................................................. 6 3.6低压涡轮出口气流参数计算 ............................................................................................. 6 3.7掺混器出口气流参数计算 ................................................................................................. 7 3.8喷管出口气流参数计算 ..................................................................................................... 8
3.8.1采用收敛喷管： ...................................................................................................... 8 3.8.2采用拉瓦尔喷管： .................................................................................................. 8 3.9.空气流量与耗油率计算 ..................................................................................................... 9 3.10.发动机流道流量与面积计算 ........................................................................................... 9 3.11.发动机气动参数汇总 ..................................................................................................... 10 4.发动机内外径和叶轮机通道形式设计 ...................................................................................... 10 5.发动机转速计算 .......................................................................................................................... 11 6.压气机压比和燃烧室温度对性能和结构强度的影响 .............................................................. 12 7. 参考文献： ................................................................................................................................ 13
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1. 课设目的
1) 加深理解已学的各门专业课程，尤其是《航空发动机原理》； 2) 培养工程设计意识和实践工作能力。
2. 基本参数
进口为标准大气状态，地面台架状态，给定推力，进气道总压恢复系数0.98。风扇外涵压比2.4，效率0.9；内涵压比2.，效率0.9。高压压气机压比18，效率0.8。燃烧效率0.99，燃烧室总压恢复系数0.89，燃烧室温度1500K。高压涡轮效率0.95，低压涡轮效率0.95。喷管总压恢复系数0.98。
风扇进口M=0.55~0.65，压气机进口M=0.4~0.6，出口M<0.35； 涡轮进口M<0.2，末级出口M<0.55（一般0.3）。叶尖相对马赫数风扇进口1.4~1.8，压气机进口0.9~1.3，涡轮<0.7。 总体条件 大气压力Pa 大气静温K 飞行马赫数 流量 附件功率(高压) Cp ??K R Cp' ???K' R' 高压涡轮机械效率nmh 低压涡轮机械效率nml 101325 288.15 0 1000 1004 1.4 0.04042 287.1 1160.7 1.33 0.03968 288 0.99 0.99 表1 总体条件
部件输入参数
进气道 总压恢复系数
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0.98 外涵压比 2.4 内涵压比 风扇 2 进口马赫数 0.6 压比 18 压气机 进口马赫数 0.5 总压恢复系数 燃烧室 0.89 效率 高压涡轮 0.95 效率 低压压涡轮 0.95 外涵效率 0.9 内涵效率 0.9 出口马赫数 0.5 效率 0.8 出口马赫数 0.3 燃烧效率 0.99 0.1 进口马赫数 0.25 涵道比 1.2 叶尖相对马赫数 叶尖相对马赫数 总温 1500 0.19 出口马赫数 0.3 涡轮冷却流量比 进口马赫数 总压掺混损失系数 掺混器 0.9 总压恢复系数 喷管 0.98 表2 部件输入参数
3.截面参数计算
3.1进气道出口截面气流计算
T1*?T0*?T0?288.15K
**P?Ppa 510?P0?101323.2风扇出口气流参数计算
3.2.1风扇外涵出口
风扇外涵出口总压
4
风扇外涵出口总温
**P2*II?p1*?k=238316.4pa II
T风扇外涵功
*2II* ?kII?1?T(1?*)?379.2K?kII*1*WkII?cP(T2*II?T1*)=91457.8w
3.2.2风扇内涵出口
风扇内涵出口总压
风扇内涵出口总温
*?kI?1 T?T(1?)=358.3K *?kI*2I*1**P2*I?p1*?kI=198597pa
风扇内涵功
* WkI?cP(T2*I?T1*)=70478.0w
3.3高压压气机出口气流参数计算
高压压气机出口压力
**P2*?p1*?Ikh=3574746pa
高压压气机出口总温
*?kh?1 T?T(1?)=934.2K *?kh*2*1I高压压气机功
Wkh?cP(T2?T1I)=578187.2w
***3.4燃烧室出口气流参数计算
燃烧室出口压力：
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