[學習]發(fā)動機原理課件完整版：第一章1節(jié)

1、第一章航空燃氣渦輪發(fā)動機工作原理,,第一章航空燃氣渦輪發(fā)動機工作原理,第一節(jié) 渦輪噴氣發(fā)動機熱力循環(huán)第二節(jié) 推力公式第三節(jié) 性能指標和基本要求第四節(jié) 能量轉換與效率第五節(jié) 發(fā)展方向,2024年3月26日,2,第一章航空燃氣渦輪發(fā)動機工作原理,第一節(jié) 渦輪噴氣發(fā)動機熱力循環(huán)第二節(jié) 推力公式第三節(jié) 性能指標和基本要求第四節(jié) 能量轉換與效率第五節(jié) 發(fā)展方向,2024年3月26日,3,第一節(jié) 渦輪噴氣

2、發(fā)動機熱力循環(huán),一、組成五大主要部件：進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴管,2024年3月26日,4,第一節(jié) 渦輪噴氣發(fā)動機熱力循環(huán),一、組成附件系統(tǒng)燃油系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、滑油系統(tǒng),2024年3月26日,5,二、工作過程,工作過程示意進氣道：輸送工質（空氣）壓氣機：壓縮空氣，提高壓力燃燒室：加熱氣體，提高總溫渦輪：氣體膨脹做功，推動渦輪旋轉，通過連接軸驅動壓氣機尾噴管：氣體膨脹加速，高速噴出，產生推力,2024年3月26

3、日,6,二、工作過程,,2024年3月26日,7,三、理想循環(huán),熱力學基礎,2024年3月26日,8,三、理想循環(huán),假設：1）工質為空氣；2）忽略流動損失；3）氣流在尾噴管達到完全膨脹。,2024年3月26日,9,三、理想循環(huán),布萊頓（Braton）循環(huán)，四個熱力過程 0 ? 2：等熵壓縮2 ? 3：等壓加熱3? 9：等熵膨脹9 ? 0：等壓放熱,2024年3月26日,10,三、理想循環(huán),加熱量q1,2024年3

4、月26日,11,三、理想循環(huán),放熱量q2,2024年3月26日,12,三、理想循環(huán),循環(huán)功：,2024年3月26日,13,三、理想循環(huán),熱效率,2024年3月26日,14,三、理想循環(huán),如何提高循環(huán)熱效率？如何提高循環(huán)功？,2024年3月26日,15,三、理想循環(huán)-熱效率,,2024年3月26日,16,三、理想循環(huán)-熱效率,,2024年3月26日,17,三、理想循環(huán)-熱效率,理想循環(huán)熱效率只與循環(huán)增壓比有關，且與循環(huán)增壓比成正比。,2

5、024年3月26日,18,三、理想循環(huán)-循環(huán)功,,2024年3月26日,19,三、理想循環(huán)-循環(huán)功,理想循環(huán)功與循環(huán)加熱比成正比。存在有使理想循環(huán)功達最大的循環(huán)增壓比稱為最佳增壓比?opt,2024年3月26日,20,三、理想循環(huán),如何提高循環(huán)熱效率？提高增壓比。如何提高循環(huán)功？提高加熱比；尋找最佳增壓比。,2024年3月26日,21,四、實際循環(huán),各部件損失和熱力過程的不可逆性加熱前后工質成分發(fā)生變化,2024年

6、3月26日,22,四、實際循環(huán),實際循環(huán)，四個熱力過程 0 ? 2：多變壓縮2 ? 3：不等壓加熱3? 9：多變膨脹9 ? 0：等壓放熱,2024年3月26日,23,四、實際循環(huán),加熱量q1,2024年3月26日,24,四、實際循環(huán),放熱量q2,2024年3月26日,25,四、實際循環(huán),循環(huán)功熱效率,2024年3月26日,26,四、實際循環(huán),由于熱力過程損失的存在：實際循環(huán)效率除受增壓比影響外，還受加熱比以及壓縮

7、過程和膨脹過程效率影響，且比理想循環(huán)熱效率低；實際循環(huán)功低于理想循環(huán)功。,2024年3月26日,27,五、結論,為提高循環(huán)熱效率，應盡可能提高循環(huán)增壓比為提高循環(huán)功，應盡可能提高循環(huán)加熱比存在有最佳增壓比，使循環(huán)功最大，增壓比過大將使循環(huán)功減小提高循環(huán)加熱比使循環(huán)最佳增壓比增加提高部件效率有利于提高循環(huán)功和熱效率,2024年3月26日,28,發(fā)動機熱力基礎,1、理想氣體及其狀態(tài)方程

8、 pv=RT,2024年3月26日,29,發(fā)動機熱力基礎,2、比熱容和熱量 Q=mc（T2-T1）定容加熱： Qv=mcv（T2-T1）定壓加熱： Qp=mcp（T2-T1） 比熱容比：γ=cp/cv,2024年3月26日,30,發(fā)動機熱力基礎,3、工質的內能與外功 u=u（T） J/kg

9、 Δu=u2-u1=qv=cv（T2-T1） dW=pdv,2024年3月26日,31,發(fā)動機熱力基礎,4、工質的焓 h=u+pv J/kg h=u(T)+RT=h(T) qp=cp(T2-T1)=(cv+R)(T2-T1)=Δh cp=cv+R,2024年3月2

10、6日,32,發(fā)動機熱力基礎,5、熱力學第一定律 熱量、內能和機械能之間的相互轉換和守恒關系。 dq=du+pdv dq=dh-vdp q=cp(T2-T1)-,2024年3月26日,33,發(fā)動機熱力基礎,6、熱力過程 定容過程：W=0 q=Δu=cv(T2-T1) 定壓過程： Δu=cv(T2-T1) W=R（T2-T1）

11、 q=Δu+W=cp(T2-T1) 定溫過程：Δu=0 q=W 絕熱過程：pvγ= 常數,2024年3月26日,34,發(fā)動機熱力基礎,7.熵抽象的熱力學參數，反應體系的混亂程度ds=dq/T J/kg K熱能除以溫度所得的商，標志熱量轉化為功的程度。狀態(tài)參數，與過程無關，通常計算變化量。 熱力學第二定律：自發(fā)的熱力學過程總是沿著熵增的方向進行。,2024年3月26日