0513第八章双转子共同工作.ppt

重点内容 换算参数减小后，压气机出现“前重后轻”现象，即低压压气机负载加重，高压压气机负载变轻，分析其变化的原因 换算参数减小后，涡轮进入亚临界状态时，高低压涡轮功有何变化，高低压转速如何变化，如何实现防喘 几何不可调、喷管处于临界或者超临界状态时，高、低压涡轮的落压比不变，且高低压涡轮功与T3＊成比，且按一定比例变化， 同样T3＊与T3.5＊成比例变化 双转子发动机站位的定义 双转子发动机的五个优点 双转子发动机的共同工作 高压转子共同工作和单轴发动机共同工作相同 低压转子共同工作要受到高压转子工作的影响 共同工作方程中包含有高压压气机增压比, 而它是由高压转子的共同工作确定的 在研究共同工作时, 一般是先确定高压转子的共同工作点, 然后再用该式求低压转子的共同工作点 双转子发动机的三个调节规律 分析各调节规律下， T1＊增大后，各转速的变化规律，如何进行缓和压气机工作的不协调 8.6 双转子涡轮喷气发动机 概述 采用双转子的主要目的是防止压气机喘振 将一台高设计增压比的压气机分为两台低设计增压比的压气机 , 分别由各自的涡轮带动 双转子发动机的结构 高低压转子组成 两个转子之间没有机械联系, 它们具有各自的转速nL和nH 双转子占位的定义： 8.6.1 双转子发动机的特点 1、最重要的特点 当转速相似参数降低偏离设计值时 两个转子会随着各自负荷的变化自动地调整其转速, 保持各级进口的流量系数不变或接近不变,保证气流进入压气机的攻角始终接近设计值, 有效的防止压气机喘振 2、双转子发动机的设计原理 低换算转速下，高设计增压比压气机出现现象及原因 为什么多数发动机采用双转子 防喘原理 3、压气机和涡轮工作的某些特点 压气机工作特点（现象及功的分配） 涡轮工作特点 高、低压涡轮落压比公式推导 关于落压比、涡轮功的讨论 λ5=常数、几何不可调 喷管进入亚临界状态工作时 转速相似参数减小时 低压涡轮功的变化 涡轮落压比的减小首先发生在最后一级涡轮 低压涡轮的落压比和涡轮功下降 高压涡轮仍处于临界状态，涡轮功不变 只有当发动机转速相似参数降得很低时, 高压涡轮的落压比才减小 高低压涡轮功之比才发生变化 当喷管处于亚临界状态时, ,的变化规律 了解： 高低压压气机压缩功的分配和转速的选择 压缩功在高低压压气机之间的分配不应相差太大 如果相差十分悬殊，必然失去双轴发动机的优越性，而与单轴发动机特性相接近 压缩功的分配主要根据高压涡轮和低压涡轮的级数以及各级涡轮功的大小来确定 发动机使用二级涡轮，wt,hwt,l，wc,hwc,l 若发动机有三级涡轮，高压1级，低压2级 wt,hwt,l，wc,hwc,l 高压转子的转速一般都大于低压转子的转速 由于高压压气机进口空气温度大于低压压气机进口空气温度 高压涡轮进口燃气温度则大于低压涡轮进口燃气温度 双转子发动机与单转子发动机相比, 具有如下优点 1、与相同设计增压比的单转子发动机相比,具有更广阔的相似参数工作范围 2、双转子发动机可以产生更大的推力 双转子发动机的压气机具有更高的增压比 3、双转子发动机在低转速下具有较高的压气机效率和较低的涡轮前燃气总温（原因） 双转子发动机在低转速工作时, 燃油消耗率要比单转子发动机低得多 4、双转子发动机具有良好的加速性 由于在低转速下具有较低的涡轮前燃气总温, 而且压气机不易产生喘振, 因而在加速时可以喷入更多的富裕燃料 5、双转子发动机在起动时可以采用较小的起动机 与同样参数的单转子发动机相比,起动机只需要带动一个转子 8.6.2 双转子发动机的共同工作 1、高压转子的共同工作 高压转子的转速为nH, 常写成n2 n2可以大于1 高压转子的共同工作条件 与单转子发动机中压气机和涡轮的共同工作条件相同（将低压压气机当作进气道的一部分，低压涡轮当成尾喷管的一部分） 四个平衡 流量平衡方程： 共同工作方程 共同工作线分析 共同工作线上参数的变化趋势具有和低设计增压比的单转子压气机相类似的特征 由于高压压气机是低增压比的压气机 随着换算转速的下降而远离喘振边界 两条曲线分析 2、低压转子的共同工作 低压转子的转速为nL, 常写成n1 低压转子的共同工作要受高压转子共同工作的影响 低压涡轮前的总压 P3.5＊不是正比于低压压气机后总压P1.5＊, 而是正比于高压压气机后的总压P2＊ 在高压涡轮落压比等于常数的条件下, P3.5＊是由压气机的总增压比确定的 取低压压气机进口截面与高压涡轮第一级导向器最小截面处流量相等 根据低压转子功率平衡条件以及高压涡轮处于临界或超临界状态, 得到共同工作方程