渦輪機(jī)及噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(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(jī)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(gè)調(diào)節(jié)汽門系統(tǒng) : a點(diǎn) — 三個(gè)汽門全開，截流損失最小，效率最高 d點(diǎn) — 四個(gè)汽門全開 — 全負(fù)荷 第五節(jié) 火箭及噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 一 、 火箭推進(jìn)概述 1． 火箭的運(yùn)動(dòng)與推進(jìn)原理 直接反作用裝置 ：如火箭等噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī) ， 特點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器合為一體 ， 將各種形式的能量轉(zhuǎn)換成射流的動(dòng)能； 射流產(chǎn)生的反作用力直接作用在發(fā)動(dòng)機(jī)上 。 間接反作用式裝置 ：如螺旋槳飛機(jī) ， 特點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器分開 。 發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源 ， 工質(zhì)為燃料燃燒的產(chǎn)物 ， 推進(jìn)器作為產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)部件 ， 工質(zhì)為空氣； 推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)的反作用力作用在推進(jìn)器上 。 直接反作用噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)：有空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 1） 空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)：由進(jìn)氣道 、 壓氣機(jī) 、 燃燒室 、 渦輪和噴管等組成； 特點(diǎn)：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(jìn)汽道和壓氣機(jī)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(duì)外等壓放熱過程 。 只能在 大氣層 中推進(jìn)，在真空層中只能靠慣性飛行。 2） 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)：發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器合為一體 特點(diǎn)：不用周圍空氣 ， 只用自身攜帶的物質(zhì) ， 產(chǎn)生射流； 所以 ， 在大氣層或在大氣層外都能推進(jìn) 。 3） 火箭反作用運(yùn)動(dòng)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(jìn)過程中火箭是 變質(zhì)量系統(tǒng) ； 設(shè) ， 系統(tǒng)包括噴出的質(zhì)量 ?定質(zhì)量系統(tǒng) ， 由動(dòng)量定律：系統(tǒng)動(dòng)量變化 =沖量變化 t 時(shí)刻：系統(tǒng)質(zhì)量為 M， 速度 u； t+dt 時(shí)刻： 系統(tǒng)質(zhì)量分為 — 火箭質(zhì)量： ， 速度： — 排出的質(zhì)量： 速度： 其中 ， ：每秒噴出的燃燒產(chǎn)物質(zhì)量 ， ：燃燒產(chǎn)物相對(duì)火箭的后噴速度 dtmM t??dtdtd?? ?dtmt?edtdtd ??? ??dtdMm t ???e?數(shù)學(xué)模型： 由動(dòng)量定律： ：火箭所受外力的矢量和，包括表面靜壓力、氣動(dòng)阻力、重力等 將上式展開 ， 略去二階微量 ， 整理后得 ， a） 火箭運(yùn)動(dòng)方程 ： 說明：相對(duì) 定質(zhì)量物體運(yùn)動(dòng)方程 相比 ， 多了 項(xiàng) ， 數(shù)值上等于從 火箭噴出的燃燒產(chǎn)物的動(dòng)量變化率 。 因 為負(fù)值 ， 其力方向與噴流方向相反 ， 指向火箭運(yùn)動(dòng)方向； 若把 加入到 中 ?變質(zhì)量系統(tǒng)具有定質(zhì)量系統(tǒng)方程式 ? ? ????????? ????????? ?? dtFMdtdtddtmdtdtddtmM jett ????????? ??????? jF??? ????? jejet FdtdMFmdtdM ?????? ???edtdM??dtdMedtdM?? ?jF?b） 發(fā)動(dòng)機(jī)推力方程：在外力中氣動(dòng)阻力和重力并不推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) ， 所以發(fā)動(dòng)機(jī)推力方程為： 推力由兩部分組成 F：發(fā)動(dòng)機(jī)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(dāng)?shù)馗叨壬系拇髿鈮毫?。 )( aeeet ppAmF ??? ??動(dòng)量推力： 單位時(shí)間噴出的燃燒產(chǎn)物的動(dòng)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhì) 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(shè) 將靜推力換算成動(dòng)推力 時(shí) ， 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(shí)間內(nèi) ， 發(fā)動(dòng)機(jī)推力產(chǎn)生的總沖量 I為： 平均比沖量：單位質(zhì)量 推進(jìn)
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