渦輪機及噴氣發(fā)動機(編輯修改稿)
2025-06-17 02:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 工況： ? 汽耗特性方程： ? ：發(fā)電機組空載汽耗 ， ? dl ：汽耗率，即增加單位功率所需增加的汽耗量 d ellnl PdDD ??nlD4個調(diào)節(jié)汽門系統(tǒng) : a點 — 三個汽門全開，截流損失最小，效率最高 d點 — 四個汽門全開 — 全負荷 第五節(jié) 火箭及噴氣發(fā)動機 一 、 火箭推進概述 1． 火箭的運動與推進原理 直接反作用裝置 ：如火箭等噴氣式發(fā)動機 ， 特點：發(fā)動機和推進器合為一體 ， 將各種形式的能量轉換成射流的動能； 射流產(chǎn)生的反作用力直接作用在發(fā)動機上 。 間接反作用式裝置 ：如螺旋槳飛機 ， 特點：發(fā)動機和推進器分開 。 發(fā)動機作為動力源 ， 工質為燃料燃燒的產(chǎn)物 ， 推進器作為產(chǎn)生運動部件 ， 工質為空氣； 推動飛機前進的反作用力作用在推進器上 。 直接反作用噴氣式發(fā)動機：有空氣噴氣發(fā)動機和火箭發(fā)動機 1） 空氣噴氣發(fā)動機：由進氣道 、 壓氣機 、 燃燒室 、 渦輪和噴管等組成； 特點：利用周圍的空氣通過燃燒產(chǎn)生噴氣射流 。 圖 327 其理想循環(huán)：進汽道和壓氣機中的定熵壓縮過程； 燃燒室中的等壓加熱過程； 渦輪和噴管中的定熵膨脹過程； 對外等壓放熱過程 。 只能在 大氣層 中推進，在真空層中只能靠慣性飛行。 2） 火箭發(fā)動機：發(fā)動機和推進器合為一體 特點：不用周圍空氣 ， 只用自身攜帶的物質 ， 產(chǎn)生射流； 所以 ， 在大氣層或在大氣層外都能推進 。 3） 火箭反作用運動和推力的產(chǎn)生原理 火箭燃燒產(chǎn)物是從火箭本身噴出 ， 故在推進過程中火箭是 變質量系統(tǒng) ； 設 ， 系統(tǒng)包括噴出的質量 ?定質量系統(tǒng) ， 由動量定律：系統(tǒng)動量變化 =沖量變化 t 時刻：系統(tǒng)質量為 M， 速度 u； t+dt 時刻： 系統(tǒng)質量分為 — 火箭質量： ， 速度： — 排出的質量： 速度： 其中 ， ：每秒噴出的燃燒產(chǎn)物質量 ， ：燃燒產(chǎn)物相對火箭的后噴速度 dtmM t??dtdtd?? ?dtmt?edtdtd ??? ??dtdMm t ???e?數(shù)學模型： 由動量定律： ：火箭所受外力的矢量和，包括表面靜壓力、氣動阻力、重力等 將上式展開 ， 略去二階微量 ， 整理后得 ， a） 火箭運動方程 ： 說明：相對 定質量物體運動方程 相比 ， 多了 項 ， 數(shù)值上等于從 火箭噴出的燃燒產(chǎn)物的動量變化率 。 因 為負值 ， 其力方向與噴流方向相反 ， 指向火箭運動方向； 若把 加入到 中 ?變質量系統(tǒng)具有定質量系統(tǒng)方程式 ? ? ????????? ????????? ?? dtFMdtdtddtmdtdtddtmM jett ????????? ??????? jF??? ????? jejet FdtdMFmdtdM ?????? ???edtdM??dtdMedtdM?? ?jF?b） 發(fā)動機推力方程：在外力中氣動阻力和重力并不推動發(fā)動機 ， 所以發(fā)動機推力方程為： 推力由兩部分組成 F：發(fā)動機推力，方向指向火箭方向； Ae：噴管出口面積； pe：作用在 Ae截面上燃燒產(chǎn)物的壓力； pa：火箭外殼表面上的 當?shù)馗叨壬系拇髿鈮毫?。 )( aeeet ppAmF ??? ??動量推力： 單位時間噴出的燃燒產(chǎn)物的動量變化 壓力推力： 出口截面上燃燒產(chǎn)物壓力和火箭表面大氣壓差造成的 靜推力 ? 在上式中 ， ：是 燃燒產(chǎn)物 對發(fā)動機的反作用力 ， 稱為 內(nèi)推力 ； 是燃燒產(chǎn)物作用于火箭內(nèi)表面上壓力的軸向合力； ? ： 外部介質 作用于火箭外表面上壓力的軸向合力 ， 稱為 外推力 。 所以 推力的定義 ： 火箭內(nèi)表面上的作用力和外表面上的作用力之軸向合力 。 設 將靜推力換算成動推力 時 ， 等效排氣速度 為： 則 eeet pAm ???ae pA?)( aeteeef ppmA ?????? eftmF ???c） 平均比沖量 Is 在 tn時間內(nèi) ， 發(fā)動機推力產(chǎn)生的總沖量 I為： 平均比沖量：單位質量 推進
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