航空发动机课设答辩

1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：指导教师：时间：2目录1.课设目的......................................................................................................................................32.基本参数......................................................................................................................................33.截面参数计算................................................................................................................................43.1进气道出口截面气流计算.................................................................................................43.2风扇出口气流参数计算.....................................................................................................43.2.1风扇外涵出口..........................................................................................................43.2.2风扇内涵出口..........................................................................................................53.3高压压气机出口气流参数计算.........................................................................................53.4燃烧室出口气流参数计算.................................................................................................53.5高压涡轮出口气流参数计算.............................................................................................63.6低压涡轮出口气流参数计算.............................................................................................63.7掺混器出口气流参数计算.................................................................................................73.8喷管出口气流参数计算.....................................................................................................83.8.1采用收敛喷管：......................................................................................................83.8.2采用拉瓦尔喷管：..................................................................................................83.9.空气流量与耗油率计算.....................................................................................................93.10.发动机流道流量与面积计算...........................................................................................93.11.发动机气动参数汇总.....................................................................................................104.发动机内外径和叶轮机通道形式设计......................................................................................105.发动机转速计算..........................................................................................................................116.压气机压比和燃烧室温度对性能和结构强度的影响..............................................................127.参考文献：................................................................................................................................1331.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M0.35；涡轮进口M0.2，末级出口M0.55（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Pa101325大气静温K288.15飞行马赫数0流量附件功率(高压)1000Cp10041.4K0.04042R287.1Cp'1160.71.33K'0.03968R'288高压涡轮机械效率nmh0.99低压涡轮机械效率nml0.99表1总体条件部件输入参数进气道总压恢复系数40.98风扇外涵压比外涵效率涵道比2.40.91.2内涵压比内涵效率20.9进口马赫数出口马赫数叶尖相对马赫数0.60.5压气机压比效率180.8进口马赫数出口马赫数叶尖相对马赫数0.50.3燃烧室总压恢复系数燃烧效率总温0.890.991500高压涡轮效率涡轮冷却流量比进口马赫数0.950.10.19低压压涡轮效率进口马赫数出口马赫数0.950.250.3掺混器总压掺混损失系数0.9喷管总压恢复系数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288.150*0*1TTTK1013250*0*1PPPpa3.2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5**1*2*kIIIIpP=238316.4pa风扇外涵出口总温379.2K)11(***1*2kIIkIIIITT风扇外涵功)(*1*2*TTcWIIPkII=91457.8w3.2.2风扇内涵出口风扇内涵出口总压**1*2*kIIpP=198597pa风扇内涵出口总温)11(***1*2kIkIITT=358.3K风扇内涵功)(*1*2*TTcWIPkI=70478.0w3.3高压压气机出口气流参数计算高压压气机出口压力**1*2*khIpP=3574746pa高压压气机出口总温)11(***1*2khkhITT=934.2K高压压气机功)(*1*2*IPkhTTcW=578187.2w3.4燃烧室出口气流参数计算燃烧室出口压力：6**2*3*bpP=3181523.9pa油气比：*23*2*3aubaahHHhhf=0.0168)1(colIvff=0.0152maImfIIqqf3.5高压涡轮出口气流参数计算高压涡轮功：mkcolkhthvf)1)(1(附件=639272.2w高压涡轮落压比：1**3`*``)1(kkthpththTcW=7.2高压涡轮出口总压：**3*33thpp=444078.4pa高压涡轮出口总温：`*3*`33pthcWTT=949.2K与冷却气掺混后总温：``*2*`33*33.)1)(1(1.)1)(1(ppcolcolppcolcolccvfvcTcvfvTT==947.9K3.6低压涡轮出口气流参数计算低压涡轮功：7*)1(mlkIkItlfB=179329.8w低压涡轮膨胀比：1**3`*``)1(kkthptltlTcW=2.1低压涡轮出口总压：**33*4tlpp=207977.8pa低压涡轮出口总温：`*33*`4ptlcWTT=793.4K3.7掺混器出口气流参数计算进口处内涵气流总压：*454*5PpII进口处内涵气流总温：*4*5TTI进口处外涵气流总压：*254*5IIIIIIPp进口处外涵气流总温：*2*5IIIITT混合进口平均总压：BfBppfpIIIII1)1(*5*5*5混合出口平均总压：mixpp*5*6=201971.6pa混合出口平均总温：ppIIIpIpIBccfTBcTcfT`*5*5`*6)1()1(=584.03K喷管出口总温：8*6*7*9TTT=584.03K喷管出口总压：epp*7*9=197932.1pa3.8喷管出口气流参数计算3.8.1采用收敛喷管：由于1.851.95343839/0*9pp，故喷管处于超临界状态。喷管出口速度为：*9```912TRkkc=438m/s喷管出口静温为：`29*992pccTT=494.6K喷管出口静压为：85.1/*99pp=106990.3pa单位推力为:))()1()(1(09999`9pppcBTRcfFIs=452.6N/kg3.8.2采用拉瓦尔喷管：喷管出口速度为：))(1(2``1*90*9`9kkpppTcc=455.6m/s喷管出口静温为：KTT15.28809喷管出口静压为：papp10132509单位推力为:9kgNBfcFIs/6.455)11(9单位推力两者差距不大，故两者流量也基本没有差别；且喷管状态不影响喷管前热力学参数。考虑到拉瓦尔喷管结构比收敛喷管大大增加了结构的复杂性，因此采用收敛喷管。3.9.空气流量与耗油率计算空气流量为：smaFFq=75.07kg耗油率：FwSFCf3600=0.054N/(kg*