发动机原理课程设计
单位推力Fs (N/(kg*s^-1))
2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 Πhpc*
单位推力Fs随涡轮前总温T4*的变化规律
单位推力Fs(N/(kg*s^1))
1300
1400
1500 1600 1700 T4*/K
1800
1900
单位推力Fs随涵道比B的变化规律
620 615 610 605 600 595 590
燃油消耗率sfc随高度H的变化规律
燃油消耗率sfc (kg/(N*h))
sfc(kg/
0.123
5
7
9
11
13
H/km
sfc(kg/(N*h))
燃油消耗率sfc随高压增压比Πhpc*的变化规律
0.13 0.128 0.126 0.124 0.122
0.12 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5
据混合器能量平衡
T4*c
Cp
Wc
2 T3* C pg
Cpg W4c
W4.5
T4*.5
P4*c
P* 4.5
= 1301.215701 K = 486808.6965 Pa
Fs(N/(kg*s^-1))
据低压压气机与低压涡轮的功率平衡
T5* T4*c Wc
1 B
C p T2*2 T2* C pgW4c
6
529.13
7
544.1
8
559.12
9
574.19
10
589.31
11
604.36
12
604.36
13
604.36
Πhpc* 单位推力Fs(N/(kg*s^-1))
3
619.22
3.5
614.76
4
609.63
4.5
604.06
5
598.21
5.5
592.18
6
586.03
T4*/K 单位推力Fs(N/(kg*s^-1))
qma Fs
= 604.3569293 N/(kg*s^-1) = 0.124324577 kg/(N*h)
Fs(N/(kg*s^-1))
800 700 600 500 400 300 200 100
0 0.4
=
295.076363 m/s
=
404.2546173 m/s
H/km 单位推力Fs(N/(kg*s^-1))
=
(9)尾喷管出口总压和总温
P9* e P6*
=
T9* T6*
=
假定尾喷管出口完全膨胀 (P9 P0 )
Ma9
P9* P9
e 1
e
1
2 e 1
=
T9
T9*
1
e 1 2
Ma92
1
=
a9 eRT9
=
V9 a9Ma9
=
(10)单位推力和燃油消耗率
F qmgV5 qmaV0
Cpg T4* Cp T3* Hu b Cpg T4*
空气定熵指数 燃气定熵指数 ' 空气定压比热容 Cp 燃气定压比热容 Cpg
气体常数R 燃油低热值 Hu
CT 0 相对功率提取系数
冷却高压涡轮 1 冷却低压涡轮 2
飞机引气
1.4 1.3 1.005 kj/(kg*K) 1.244 kj/(kg*K) 0.287 kj/(kg*K) 42900 kj/kg
CT 0 mp
=
1124.646676 K
* Lpt
1
T4*c T5* T * *
4c Lpt
' '1
= 2.013236546
620 600 580
P5*
P4*c *
Lpt
560
= 241804.0233 Pa
540
520
(8)混合室出口总压和总温 流入混合室的燃气流量 流入混合室的外涵空气流量 流出混合室的燃气流量
流入混合室的空气带来的能量
BWcC
T*
p 22
流出混合室的燃气带走的能量
W6C
T*
p6 6
T6*
W5CpgT5* BWcCpT2*2 W6C p 6
=
1.321274581 kj/(kg*K) 973.2845883 K
混合室进口气流总压
Pm*
P5*
Bh
' m
P2*2
1 Bh
=
P6* m Pm*
燃油消耗率sfc(kg/(N*h)) 0.1298 0.1286 0.1274 0.1264 0.1253 0.1243 0.1243 0.1243
燃油消耗率sfc(kg/(N*h)) 0.1295 0.1274
0.1257 0.1243 0.1231 0.1221
0.1212
燃油消耗率sfc(kg/(N*h)) 0.1212 0.1223 0.1239
0.97 0.98 0.868 0.878 0.98 0.89 0.91 0.98 0.98 0.98
P0*
P0 (1
2
1
M
a02
)
1
1
T2*2
T2*
(1
* Lpc * Lpc
1 )
P3*
* Hpc
P2*2
1
T3*
T2*2
(1
* Hpc * Hpc
1 )
f
Wf W3a
h4*g h3*a Hu b h4*g
Πhpc*
燃油消耗率sfc (kg/(N*h))
sfc(kg/(N*h))
燃油消耗率sfc随涡轮前总温T4*的变化规律
0.128 0.127 0.126 0.125 0.124 0.123 0.122 0.121 0.12
1300
1400
1500 1600 T4*/K
1700
1800
1900
燃油消耗率sfc (kg/(N*h))
3 kj/kg
5% 5%
1%
* Lpt
1
T4*c T5* T * *
4c Lpt
' '1
计算步骤和公式
(1)0截面的温度和压力
H=11km 查表可得:
T0
=
P0*
P0 (1
1 2
Ma02 ) 1
T0*
T0
(1
1 2
Ma02
)
P0
=
=
=
(2)进气道出口总压和总温
进气道总压恢复系数 i
=
W5 Wc1 1 2 1 f 1 2
BWc
W6 Wc1 1 2 1 f 1 2 B
混合室进口涵道比
Bh
BWc W5
= 0.363245957
混合气流定压比热容
Cp6
Cpg 1
BhC p Bh
=
1.18031686 kj/(kg*K)
混合气流定熵指数
e
Cp6 Cp6
R
=
流入混合室的燃气带来的能量 W5CpgT5*
242734.787 Pa 235452.7434 Pa
230743.6885 Pa 973.2845883 K
2.171466551
553.8057158 K 458.2644893 m/s 995.1060099 m/s
Fs(N/(kg*s^-1))
Fs(N/(kg*s^-1))
Fs(N/(kg*s^-1))
sfc(kg/(N*h))
燃油消耗率sfc随涵道比B的变化规律
0.126 0.1255 0.125 0.1245 0.124 0.1235 0.123
0.31
0.33
0.35
0.37 B
0.39
0.41
0.43
燃油消耗率sfc (kg/(N*h))
燃油消耗率sfc随飞行马赫数Ma0的变化规律
sfc(kg/(N*h))
0.31
0.33
0.35
0.37 B
0.39
0.41
0.43
单位推力Fs (N/(kg*s^-1))
单位推力Fs随飞行马赫数Ma0的变化规律
800 700 600 500 400 300 200 100
0 0.4 0.6 0.8
1 1.2 1.4 1.6 1.8 Ma0
单位推力Fs (N/(kg*s^-1))
733.23
0.8
696.7
1
661.92
1.2
625.4
1.4
586.5
1.6
544.63
单位推力Fs随高度H的变化规律
620
600
580
单位推力Fs
560
(N/(kg*s^-1))
540
520
520
5
7
9
11
13
H/km
单位推力Fs随高压压气机增压比Πhpc*的变化规律
sfc(kg/(N*h))
1 )
=
高压压气机耗功WHpc Cp (T3* T2*2)
=
(5)燃烧室出口总压和总温
P4* b P3*
=
油气比(式中T4* 为给定的 T3* )
f
Wf W3a
h4*g h3*a Hu b h4*g
Cpg T4* Cp T3* Hu b Cpg T4*
=
T4*
216.7 K 22700 Pa 69263.64203 Pa 298.044846 K
' m
混合室总压恢复系数 m
尾喷管总压恢复系数 e