燃气涡轮喷漆发动机考试复习题.docx

l 必考
燃油首先流至低压泵，从低压泵燃油流至IDG滑油冷却器，然后至发动机滑油／燃油热交换器，燃油然后流至泵组件的燃油滤。
在燃油虑后，燃油流至高压泵。高压泵增加供伺服系统操作和供燃烧的燃油压力。从高压泵燃油在流至伺服燃油加温器之前，流过一个伺服冲洗油滤。伺服燃油流过伺服燃油加温器。
在EEC控制的情况下，HMU供给燃油操作伺服系统和供给计量的燃油至燃油总管。以HMU出的计量燃油流过油量传感器和燃油喷嘴油滤。然后计量的燃油流过燃油总管至燃油喷嘴。
填空题 出44道 共22分
l 理想气体定义；分子本身只有质量而不占有体积，分子间不存在吸引力的气体ρV=RT
l 热力学第一定律；是体系中能量守恒和转换定律，在热力学中的应用。具体的说是热量，内能，和机械能之间相互转化合守恒的关系。dq=du＋p dv
l 热力发动机是一种连续不断的，把热能转换为机械能的动力装置
l 连续性方程式质量守恒定律在气体流动中的应用 ρ1A1v1=ρ2A2v2=qm
l 热焓方程；q＋h1＋v12／2=h2＋v22／2＋w
l 伯努利方程；ρ2＋ρv22／2=ρ1＋ρv12／2=常数
l 音速和马赫数 c=dpdp c=γRT m=v／c
l 气动函数方程 πλ=pp*=[1-γ-1γ＋1λ2]γγ-1
l 涡轮喷气发动机不同于航空活塞式发动机，它既是热机又是推进器。
l 发动机的推力与每秒流过发动机的空气质量流量之比，叫做发动机的单位推力。
l 发动机的推力和发动机的净重之比叫做推重比。
l 产生一牛或十牛推力每小时所消耗的燃油量称之为单位燃油消耗率。
l 压气机有两种形式；离心式和轴流式
l 离心式压气机由进气系统，叶轮，扩压气和集气管四部分组成
l 工作叶片主要由叶身，榫头组成。
l 榫头连接形式有，销钉连接，燕尾形，纵树形连接。
l 喘振；是气流参数沿压气机轴线方向发生的低频率高振幅的振荡现象。
l 涡轮喷气发动机至少应当有下列5个部件，即进气道，压气机，燃烧室，涡轮，喷管。
l 压气机性能公式 πK*=f1qm，n，p1*，T1* ηK*=f2（qm，n，p1*，T1*）
l 燃烧室是燃油和空气进行混合燃烧把他们所具有的化学能转换为燃气热能的部件。
l 涡轮喷气发动机的燃烧室有三种基本结构形式；单管燃烧室、联管燃烧室、和环形燃烧室。
l 一般情况下，冷却空气有三方面来源；1.燃烧室的二股气流 2.从压气机后直接引气 3.从压气机中间级
l 对工作轮叶片进行冷却，有；冲击冷却、对流冷却、气膜冷却、发汗冷却等不同方式。
l 加力燃烧室由扩压器、喷油系统、点火器、火焰稳定器等组合件组成。
l 滑油系统式为轴承和齿轮提供润滑，用于减少磨损，强制冷却和防止生锈的。
l 外涵流量与内含流量的比值称为涵道比。
l 涡喷6发动机支撑方案成1-2-0方案，即压气机前一个支点，压气机涡轮之间两个支点，涡轮之后没有支点。
简答题
l 热力学第二定律
l 第一种方法；自然界中凡是有关热现象的自发过程都是不可逆的
l 第二种方法；如果不消耗外功，热不可能从温度较低的物体自发的传给温度较高的物体
第三种方法；要制成第二类永动机是不可能的。第二类永动机是单一热源的发动机
l 图2-1 p23页
0-2过程等熵压缩过程
完成此过程的部件是进气道和压气机，图中0-1为速度冲压，在图中0点表示外界大气条件，我们可把工质具有的动能也当做外功，加入到工质，使其压力提高，到大1点。1-2过程为压气机对工质的压缩，总压从1到2。
2-3定压加热
完成此过程的部件是燃烧室，理想的情况下是燃油在燃烧室内的燃烧视为在定压条件下向工质加热，且工质的性质不变。
3-9等熵膨胀
完成此过程的部件是涡轮和喷管，其中3-4表示工质经过涡轮的等熵膨胀，把热能转为机械能，向压气机输出。4-9过程表示，工质在喷管内等熵完全膨胀，把热能转换为动能，从喷口排出。
9-0定压放热
用虚线表示，在发动机外部完成，由此构成了一个完整的封闭循环。

l 图2-2 p24

l 涡轮喷气发动机的基本要求，1推重比高，2迎面积小，3耗油率低，4,工作稳定，5可靠性好，6使用成本低。
l 一台是涡轮喷气发动机，一台是涡轮风扇喷气发动机，他们的共同条件是作为热机，有相同的压气机增压比，单位时间所加入的热量相同，且产生的循环功率相等。注脚1的是涡轮喷气发动机，注脚2表示涡轮风扇喷气发动机。以下有5个公式，p41页
l 图2-21 p45 -
直升机用涡轮轴发动机
涡轮螺桨发动机
涡轮风扇发动机
涡轮喷气发动机
加力式涡轮喷气发动机和加力式涡轮风扇发动机
超音速冲压式喷气发动机和高循环组合式发动机
高超音速冲压式喷气发动机
l 防冰；
当发动机在空气湿度较高和温度较低的条件下工作时，在压气机进口部分，如整流罩和支板处就会出现结冰现象。冰层会引起发动机进气面积缩小，缩小的发动机进气量使发动机性能恶化，严重时，还可能引起压气机喘振，此外，由于发动机震动，可能使冰层破裂，冰块被吸入发动机内，打伤叶片，甚至会使整台发动机损坏。
为了防止上述情况，最常用的方法是，对易结冰的零件表面进行加温，加温的一般方式是，从压气机后面级引气。在进气部分由减速装置的涡桨，涡轴发动机，则常常利用冷却减速齿轮后的热滑油对零件表面进行加温。
l 叶轮在机械运动中主要的损失类型，1 叶型损失；在叶片的表面有附面层的摩擦损失，在叶片的通道中可能有气流的分离损失。在叶片的尾缘有尾迹中的涡流损失，此外在叶片的前缘或叶背某部，可能出现超音速区，这时就有激波损失。2 环面损失；在叶片上下环面上有附面层损失，还有径向间隙的漏气损失、潜流损失等。
l P65.图
l 压气机实验满足的三个条件；
1. 几何相似；a 同一台压气机满足几何相似一般是没有问题的，只有当时间久了才会有所变化；b同类型的不同压气机，由于结构尺寸的差异，影响到几何相似的准确性，这就是同类型的不同压气机性能有差别的根本原因；c 按比例放大或缩小的模型压气机。只有当尺寸准确性较高时，才能较好的保证实验的可靠性。
2. 运动相似；两台压气机中对应点上的速度方向相同，则大小成比例，即速度三角形相似。
3. 动力相似；要求对应点上各种力的关系成一定的比例，这些力有压力、惯性力、粘性力和重力。
a M数相等。 b 雷诺数Re相等或在自动模化的雷诺数以上。
l 喘振的预防 四种
1. 压气机中间级放气；从压气机中间级放气有不同的结构形式，有的是在压气机机匣上沿着整个圆周有一排气孔，用钢质放气带来开启或关闭放气孔，也有采用放气活门。当打开放气系统时，由于减少了空气流路的阻力，位于放气系统之前的压气机级的空气流量增加了。因而前面级的轴向速度就增大，气流迎角减小，从而避免了发生喘振而保持稳定工作。
2. 可转动的进口导流叶片和静子叶片；在低转速时，第一级动叶片的气流迎角很大，从而导致压气机喘振。现在将进口导流叶片转到角度⊿ψ，使进口气流速度v1的方向朝着工作轮旋转的方向偏斜。
3. 进气处理机匣；在压气机进气机匣内壁开带环形空腔的窄缝、纵向槽、孔等，可以延迟叶片的失速，扩大压气机的喘振速度。
4. 双轴压气机；这种方案的特点是把多级压气机分成两个转速不同的转子，分别由单独的涡轮转子带动。
l 燃烧室基本性能要求；
1. 点火可靠，燃烧稳定。
2. 燃烧完全。
3. 压力损失小
4. 燃烧室出口温度场应按所要求的规律分布
5. 尺寸小，发热量大
除上面五点性能上的要求之外，还应考虑减少排气污染和延长寿命的问题。

l 造成燃烧室总压损失的原因主要是以下四个方面；、
1. 气流通过燃烧室头部进口扩压段时的扩压流阻损失
2. 气流进入火焰筒前后，经过各表面缝隙和小孔时的摩擦损失
3. 燃烧室中的回流、紊流和冷热空气掺混中，气流与气流的相互作用之间的摩擦损失。
4. 对气流加热而引起的热阻损失。
l P98图
l 加力燃烧室的基本性能要求；
1. 点火可靠
2. 燃烧完全
3. 燃烧无振荡
4. 总压损失小
l 喷管的功能；两个；首先是将从涡轮或加力燃烧室流出的燃气膨胀加速，将燃气中的一部分热焓变为动能，以很大的速度从喷管排出，产生反作用推力；其次是通过调节喷管临界截面积改变发动机的工作状态，除此之外，有的喷管还带有反推力装置，可以改变推力方向，以缩短飞机着陆时的滑行距离，有的喷管还带有消音装置，减少排气的噪声。
不考，参考

l 离心式压气机的主要优点是，单级增压比高，一级的增压比可达到4；1----7；1甚至更高，同时离心式压气机稳定的工作范围宽，结构简单可靠，重量轻，所需的启动功率小。但它的流动损失大，尤其是级间损失更大，不适用于多级，最多两级，正因为这样，离心式压气机的效率低，一般离心式压气机的效率最高只有83％---85％，单位面积的流通能力低，故迎风面积大，阻力大。
l 轴流式压气机的优点是，可以用增压级数的方法提高压气机的总增压比，以提高压气机的效率，通常轴流式压气机的效率可以达到87％以上，与离心式压气机比轴流式压气机单位面积的流通能力高，所以迎风面积小，阻力小。其主要缺点是，单级增压比低，目前一级轴流式压气机的增压比只有1.15---1.35之间，而且结构复杂。