大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中外界條件和工作參數(shù)的變化范圍大,并且對(duì)穩(wěn)定性和構(gòu)件強(qiáng)度的限制要求高,為了使其能在任何環(huán)境條件和工作狀態(tài)下都能穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行,發(fā)揮其性能效益,發(fā)動(dòng)機(jī)控制規(guī)律的研究是極為重要的。總體性能設(shè)計(jì)不僅是發(fā)動(dòng)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)也是是航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方面的重要內(nèi)容。因此,研究發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能方案設(shè)計(jì)尤為重要。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的總體性能方面的研究較少且處于初步研究階段。本文針對(duì)大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)總體性能設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,完成的工作主要分為以下四個(gè)部分:第一部分介紹了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的控制規(guī)律,分析了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用限制、穩(wěn)定工作狀態(tài)和影響穩(wěn)定工作狀態(tài)的因素,以及被控參數(shù)、控制參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)控制規(guī)律的選擇,并給出了發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定狀態(tài)下的三種控制規(guī)律即低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n_1=常數(shù)、高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n_2=常數(shù)、以及燃燒室出口溫度T_4~*=常數(shù)。第二部分本文運(yùn)用GasTurb性能分析軟件以幾何不可調(diào)雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)為例檢驗(yàn)其在發(fā)動(dòng)機(jī)性能分析中的應(yīng)用的實(shí)用性。并研究分析了其在不同調(diào)節(jié)規(guī)律下的速度和高度特性,結(jié)果表明GasTurb軟件在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能分析中的應(yīng)用是實(shí)用的。第三部分本文通過運(yùn)用GasTurb軟件采用與雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)同樣的控制規(guī)律,還對(duì)分開排氣大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的調(diào)節(jié)規(guī)律下發(fā)動(dòng)機(jī)的高度特性、速度特性以及溫度特性進(jìn)行了分析,并總結(jié)了不同控制參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)果表明,采用低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持不變時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)可以獲得相對(duì)較好的高度特性。第四部分本文以CFM56-7B26民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象,首先研究分析了發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)點(diǎn)的選擇、循環(huán)參數(shù)的選擇,并確定了設(shè)計(jì)點(diǎn)參數(shù)。然后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)參數(shù)的敏感性和主要循環(huán)參數(shù)對(duì)推力、耗油率的影響進(jìn)行了討論,結(jié)果與發(fā)動(dòng)機(jī)性能相符合。最后以此款發(fā)動(dòng)機(jī)為例根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)總體設(shè)計(jì)要求,依次確定了風(fēng)扇、壓氣機(jī)、和渦輪三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件的流路尺寸以及高低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。并將計(jì)算結(jié)果結(jié)合實(shí)際測(cè)得的同型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件流路尺寸對(duì)比,結(jié)果較滿意。
【學(xué)位單位】：中國(guó)民用航空飛行學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V235.13
【部分圖文】：

[25]。圖2.1為GasTurb仿真軟件中雙軸渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的截面定義圖。在圖2.1中，第 2 部分是壓縮機(jī)的入口，第 3 部分是燃燒室的入口，第 4 部分和第 5 部分別是渦輪機(jī)的入口和出口，第 8 部分是噴嘴出口。圖 2.1 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的截面流程圖在 GasTurb 仿真計(jì)算時(shí)需要很多參數(shù)，其中一部分是已知的，如恒壓下的空氣和氣體熱容，絕熱指數(shù)，燃料低熱值，氣體常數(shù)等;一部分是由燃?xì)廨啓C(jī)制造商

例如壓縮機(jī)的壓力比，設(shè)計(jì)條件下的空氣流量，特定的燃料消耗率等分可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇，例如燃燒室效率，總壓力恢復(fù)系數(shù)，機(jī)械效率，制造商沒有提供燃燒室后的溫度，壓縮機(jī)效率和渦輪效率等，需靈活設(shè)定。asTurb 界面選擇相應(yīng)的燃?xì)廨啓C(jī)模型后，需要設(shè)置模型參數(shù)，包括選擇計(jì)算類型，設(shè)置飛行參數(shù)，選擇調(diào)整程序并設(shè)置參數(shù)，以便在狀數(shù)對(duì)話框中求解;為了給非設(shè)計(jì)點(diǎn)計(jì)算提供初始條件，在選擇完數(shù)據(jù)文件后，需要通過設(shè)置對(duì)話框確定設(shè)計(jì)點(diǎn)性能參數(shù)。.2 是建立發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)時(shí)的地面性能參數(shù)模型的相關(guān)數(shù)據(jù)。圖 2.軟件中雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)設(shè)計(jì)輸出。

為了給非設(shè)計(jì)點(diǎn)計(jì)算提供初始條件，在選擇完數(shù)據(jù)文件后，需要通過設(shè)置對(duì)話框確定設(shè)計(jì)點(diǎn)性能參數(shù)。.2 是建立發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)時(shí)的地面性能參數(shù)模型的相關(guān)數(shù)據(jù)。圖 2軟件中雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)設(shè)計(jì)輸出。圖 2.2 雙軸渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)模型的相關(guān)數(shù)據(jù)
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本文編號(hào)：2859094