【導(dǎo)讀】了密度小且具有一定強(qiáng)度的鋁及鋁合金后，飛機(jī)的時(shí)速才得以提高到幾百公里。了提高飛機(jī)性能，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不斷增加，隨之發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度也不斷增加。料的高溫性能所限制），因而航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者們開始考慮高推重比的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，近年來隨著燃油的價(jià)格攀升，降低燃油消耗率的呼聲也越來越大。比的航空發(fā)動(dòng)勢(shì)在必行。本論文主要研究航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料及進(jìn)行熱效分析，運(yùn)用熱。因素共同決定，在另兩個(gè)因素不變的情況提高任意一個(gè)因素?zé)嵝Ь拖鄳?yīng)的提高。

　　

【正文】 I 為燃?xì)夥肿拥淖杂啥纫矠橐粋€(gè)定值。前面說過 ? 為定值，通過第 3章的圖 可以看出燃燒效率與反應(yīng)速率θ和空氣燃油比兩個(gè)量來決定，在這里為了方便研究就取反應(yīng)速率為定值?？梢詮膱D 可以知道對(duì)應(yīng)的空氣燃油比（空氣與燃油質(zhì)量的比值）也是定值，根據(jù)質(zhì)量守衡定律可以知道，火焰 筒進(jìn)行燃燒反應(yīng)后的空氣的燃?xì)赓|(zhì)量也是一個(gè)定值。通過（ 1）式可以看出有效的內(nèi)能僅與發(fā)動(dòng)機(jī)材料的使用溫度成正比。又知內(nèi)能與 ?損成正比所以推知 T正比與 ?損，即 T ?損∝ （ 2） 根據(jù)功和能關(guān)系式 WE? （ 3） 而 dW FdS? ， dS Vdt? 得： W FVt? 式中： V為航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)獾某隹谒俣? nk?? = 1E 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 33 頁 共 39 頁 式中：1E為燃料燃燒所釋放的熱能 ,n 為氣體的分子數(shù)，k?? 為分子的平均動(dòng)能 ， 212k mv?? ? 式中： m 為氣體分子的質(zhì)量， V 為氣體分子的平均速度，這個(gè)速度沿各個(gè)方向都是一樣的。所以通過火焰筒出口的速度是一樣的。 取單位時(shí)間相等時(shí)，可以得出功 F只于 W成正比，即： W∝ F （ 4） 由（ 1）、（ 2）、（ 3）、（ 4）得 FT∝ （ 5） 由重力公式 G mg? （ 6） 上式的 g 為重力加速度為一常量 根據(jù)質(zhì)量公式 mv?? （ 7） 上式的體積為不同材料所做成的火焰筒的體積，可以認(rèn)為是相等的 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比 I 為： FI G? （ 8） 由（ 5）、（ 6）、（ 7）、（ 8）可以得出 TI ?∝ 即可以寫作 TIK?? （ K為常數(shù)） （ 9） 利用（ 9）式對(duì)已選用的 GH304 BT25y、 GH150、 TiALSnZrMoTaSiC 這4種常用的火焰筒材料的推重比進(jìn)行計(jì)算。 GH3044 的推重 I 比為： 1173 1 4 8 . 57 . 9TI K K K?? ? ? BT25y 的推重比 I 為： 823 1 7 8 . 94 . 6TI K K K?? ? ? GH150 的推重比 I 為： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 34 頁 共 39 頁 923 2054 .5TI K K K?? ? ? TiALSnZrMoTaSiC的推重比 I 為： 923 1 9 2 . 34 . 8TI K K K?? ? ? DD6的推重比 I 為： 973 1 4 9 . 6 96 . 5TI K K K?? ? ? 對(duì)于 GH3044 雖然它的使用溫度達(dá)到了 1173K 的高溫，但由于它的密度高達(dá)，使得它在所選的幾種材料的推重比最低。雖然 BT25y 、 GH150、TiALSnZrMoTaSiC、 DD6 的使用溫度均低于 GH3044 但它們的材料的密度比GH3044 低，結(jié)果它們的推重比反而比 GH3044 的要高。同樣可以看出對(duì)于相同使用溫度的 GH150 與 TiALSnZrMoTaSiC，由于 TiALSnZrMoTaSiC 的密度高于 GH150，所以它的推重比低于 GH150。經(jīng)過以上的對(duì)比還可以發(fā)現(xiàn) GH150 對(duì)推重比的提高最高。 8 結(jié)論 （ 1） GH150 對(duì)材料的推重比提高最大。 （ 2） 提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的溫度可以有效的提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。 （ 3） 溫度與密度的比值較高的材料的性能可以有效的提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。 （ 4） 對(duì)燃燒室的溫度的研究和在材料的選用中應(yīng)主要考慮火焰筒導(dǎo)流罩的區(qū)域及其后的第一段氣膜段。 （ 5） 熱效率由燃燒效率 、卡洛循環(huán)效率、能量損失效率 三個(gè)因素共同決定，在另兩個(gè)因素不變的情況下，提高任意一個(gè)因素?zé)嵝Ь拖鄳?yīng)的提高。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 35 頁 共 39 頁 參考文獻(xiàn) [1] 譚勇，何劍雄，楊紅濤等 .GH3044 合金模鍛件的組織及力學(xué)性能 .鍛壓技術(shù)，2021，增刊 [2] 李四清，劉瑞民 .一種高溫鈦合金的顯微組織和力學(xué)性能 .稀有金屬材料與工程， 202110，增刊 34卷 [3] 路綱，惠松曉，李宗科等， BT25y 高溫高強(qiáng)鈦合金研究 .金屬學(xué)報(bào)， 202109，38卷 206209 頁 [4] 葉雷，李曉紅，毛唯等 .不同中間層合金對(duì) IC10 合金的連接 .北京航空材料研究院， 2021， 26卷 3期 [5] 繆愛群，趙宇新，梁學(xué)鋒等 .葉片用 GH150 合金的力學(xué)性能研究 .航空材料學(xué)報(bào)， 202106， 26卷 3期 [6] 李汝輝，邱小梅，空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的 分析及其重要意義 .航空動(dòng)力學(xué) 報(bào)，199204， 7（ 2） [7] 東南大學(xué)等七所工科院校編 .物理學(xué) .第四版 .高等教育出版社， ～230 [8] 侯小春，季鶴鳴，劉慶國等 .高性能航空燃?xì)廨啓C(jī)燃燒技術(shù) .北京：國防工業(yè)出版社， 2021： 1～ 59 [9] 鄧興發(fā)，金濤，何立明 .某型發(fā)動(dòng)機(jī)高空、低速條件下燃燒穩(wěn)定性及燃燒效率分析 .空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)， 2021， 5（ 2）： 1～ 8 [10] 雷雨冰，趙堅(jiān)行，周峰輪 .環(huán)形燃燒室性能計(jì)算 .工程熱物理學(xué)報(bào)， 2021， 23（ 5）： 647～ 650 [11] 劉陵，唐明 .模型超音速燃燒室流場(chǎng)和性能的數(shù)值模擬， 1996， 17（ 6）： 1～32 [12] 卞志華 .鍋爐效率計(jì)算方法探討， 199404： 23～ 24 [13] 周曉清 .航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)的研究與發(fā)展， 198701， 2（ 1）： 1～ 7 [14] 蔡文祥，趙堅(jiān)行，張靖周 .環(huán)形燃燒室內(nèi)氣相燃燒及兩相流動(dòng)計(jì)算，工程物理學(xué)報(bào)， 202107， 27（ 2）： 179～ 182 [15] 張均勇，張寶誠 .航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室工作穩(wěn)定性研究 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 36 頁 共 39 頁 [16] 郭成富 .回流油氣比對(duì)加力燃燒室燃燒性能的影響，燃?xì)鉁u輪研究所 [17] 孟嵐，劉立波，連洪軍等 .模型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室三維反映流數(shù)值模擬，哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)， 202102， 24（ 1）： 1～ 40 [18] 李全通，景小寧 .某型發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒熱彈塑性 /蠕變應(yīng)力分析， 1999， 12（ 1）：40～ 44 [19] 韓振興，朱谷軍，龍迎天等 .氣膜冷卻燃燒室火焰筒二維壁溫分布計(jì)算，199501， 10（ 1）： 83～ 86 [20] 王如根 高坤華 .航空發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù) .北京：航空工業(yè)出版社 ,2021， 12 [21] 馬文蔚 .物理學(xué)在工程技術(shù)中的應(yīng)用 .南京：高等教育出版社， 1995， 9 [22] 《材料科學(xué)叢書》編輯委員會(huì) .材料科學(xué)叢書 .上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ,1979，12 [23] 劉高恩 .航空燃?xì)廨啓C(jī)燃燒發(fā)展趨勢(shì)及某些初步考慮 .南京： 21 世紀(jì)航空動(dòng)力發(fā)展研討會(huì)， 2021 [24] 松陵 .美國國防部關(guān)鍵技術(shù)計(jì)劃介紹 —— 吸氣推進(jìn)技術(shù) .北京：國外航空技術(shù)（發(fā)動(dòng)機(jī)類）， 1991， 2 [25] Early M,et Enginge Compo Technology(SECT) Study Final :NASA CR175078,1991 [26] 侯小春 .小發(fā)燃燒技術(shù)的研究與發(fā)展 . 21 世紀(jì)航空動(dòng)力發(fā)展研討會(huì)， 2021 [27] 中國人民解放軍總參陸航局處編。國外渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)性能、結(jié)構(gòu)、技術(shù)發(fā)展。北京：藍(lán)天出版社， 1999 [28] 劉大響 . 跨世紀(jì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研技術(shù)發(fā)展 . 北京：燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究， 1998，11 [29] 楊則 新 俄羅斯航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)動(dòng)向 .國際航空 . 2021， 9 [30] Jarvis Combat Engine Technology Demonstrator Program,ASME88GT300,1988 [31] 陳大光 .展望 21 世紀(jì)航空燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展 .CSAA P89191（ M）， 1989 [32] 周世恒 .噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)加力燃燒室技術(shù)發(fā)展 .航空發(fā)動(dòng)機(jī)參考資料， 1990， 1 [33] 喬雪瓔，王延慶，蒙肇斌 . 燃燒室用新高溫合金 — 報(bào) ,2021,16(3)： 1～ 5 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 37 頁 共 39 頁 [34] 彭拾義 .燃燒室出口溫度分布的研究，燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)， 1994， 7（ 3）： 39～ 45 [36] 何立明，李長(zhǎng)林 .燃燒室新型席壁溫結(jié)構(gòu)的壁溫計(jì)算，航空動(dòng)力學(xué)報(bào)， 1994，9（ 3）： 281～ 285 [37] 陳炳明，唐明，吳二平 .蒸發(fā)型雙腔大溫升高均勻出口溫度場(chǎng)燃燒室設(shè)計(jì)技術(shù)， 1998， 13（ 1）： 96～ 122 [38] 王振華，露亞均等譯 .空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)原理，國防工業(yè)出版社 .1982， 2. 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