各流道半径为:
截面 进气道进口 风扇进口 风扇外涵出口 风扇内涵出口 高压压气机出口 燃烧室出口 高压涡轮出口 低压涡轮出口 喷管吼道 喷管出口
面积 大径 0.4 0.4 0.4 0.353095252 0.353095252 0.353095252 0.353095252 0.353095252 小径 0.199637717 0.199637717 0.353095252 0.300565164 0.346407233 0.339495407 0.280555363 0.186032872 0.27207058 0.27207058 0.377254615 0.377254615 0.110916554 0.107817674 0.014689817 0.029576053 0.144329928 0.282813605 0.232430337 0.232430337 表5. 发动机几何参数
根据计算结果画发动机流道如下图所示:
图1.发动机流道图示
5.发动机转速计算
根据相关设计手册资料风扇进口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。取风扇进口、压气机进口、高压涡轮进口、低压涡轮进口的马赫依次为:0.6、0.5、0.19、0.25。叶尖相对马赫数依次为:1.402、1.2、0.5675、0.6562。
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叶尖相进口总温 静温 声速 进口速度 相对速度 牵连速度 叶尖尺寸 n/rpm 对ma ma 风扇进口 1.402 0.6 288.15 268.79 328.69 197.21 460.82 416.49 0.4 9948.17 压气机进1.2 0.5 358.34 341.28 370.37 185.18 444.44 404.02 0.353 10935.25 口 高压涡轮0.5675 0.19 1500 1415.89 755.57 143.55 428.78 404.04 0.353 10935.59 进口 低压涡轮0.6562 0.25 947.93 910.38 605.86 151.46 397.56 367.58 0.353 9948.83 进口 表6.发动机转速计算
故发动机高压转子设计转速为:
nH?10935rpm
发动机低压转子转速为:
nL?9948rpm
6.压气机压比和燃烧室温度对性能和结构强度的影响
在发动机推力不变的条件下,台架试车时发动机SFC越小,发动机性能越好。
发动机做的有效功为:
k?1e?1a??c?pw?cpT0(?1)(其中e??k,??ee**??i*?kI*?kh)
内涵道单位质量流量推力:
FS?发动机耗油率为:
2w 1?B3600fI
Fs(1?B)*SFC? 由函数性质知,在涡轮前温度不变时,存在一个最经济的压气机压比?kh.ec使得发动机耗油率最低。在压气机压比不变时,存在一个最经济的涡轮前温度T3.ec使得耗油率最低。
对结构而言,在涡轮前温度不变时,存在一个最佳压比?kh.opt使得发动机单位推力最大,总推力不变时,此时发动流量小,可以缩小发动机尺寸,但使得发动机设计转速提高。涡轮前温度升高将使发动流量小,发动机尺寸减小,同样使得发动机设计转速提高。
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7. 参考文献:
王琴芳.《航空燃气涡轮发动机原理》[M]
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