分享

一直以来都有一个疑惑 就是涡轮喷气式发动机燃烧室燃烧的高温气体膨胀不是向四面八方膨胀么 为啥不会向...

 灵活变通 2016-06-15
法国游客能源工程研究生 半专业工程师 生物学爱好者

首先说说燃烧的问题,燃烧室里点燃的过程很快,近似于定压吸热过程,而燃烧产物真正开始膨胀了,压力其实就开始下降了 ,所以燃烧室里点火口之后的压力都是小于点火口的,气体会从点火口开始向后流动。关于这个热力学循环,可以参考这个页面,大概能看懂就行了,不用深究。
http://cc./G2S/Template/View.aspx?courseId=31&topMenuId=115910&action=view&type=&name=&menuType=1&curfolid=116027

至于点火口处为什么气体不会倒流进压缩机,这就是另一个问题了。流体总压分为动压和静压,题主所说的”向四面八方膨胀“指的是静压(水越深压力越大,说的也是静压),但是实际上研究流体问题的关键是总压,静压动压分开说只是为了方便研究讨论而已,真正谈论实际现象的时候,抛开动压只谈静压是不对的。

动压与流体密度成正比,与流体速率的平方成正比,方向与流动速度方向相同,所以实际上只要压缩机涡轮或涡轮组能提供足够的流速,动压能保持始终指向发动机后方,点火处气体就不会倒灌进压缩机影响其工作。看到排气口处的涡轮了没?那个东西就是为了能够让喷出气体的一部分动能,转化成发动机轴的动能,从而维持压缩机工作,以保证压缩机产生的总压上升能够与点火处的压力相抗衡。

fengfeixue0219植物分子生物学博士

就用你这个图来说吧,实际上2是低压压气段、3是高压压气段,二者共同将吸入的空气压缩为高压空气,然后在燃烧室(8)内加油燃烧膨胀,由于前段是高压区,而燃烧室后端压力相对较低,因此燃气向后喷出,产生推进力。而与此同时,一部分燃气还推动涡轮(7)转动,带动前方的压气机转动,相当于强制从前方压气,可以说是通过涡轮的燃气带动了压气机的压气。从整个涡喷发动机的角度来说,是前方吸气——中段燃烧膨胀——后段喷出做功。

特大号飞机飞行器动力工程本科 发动机制造厂攻城狮=。=

由于压气机的存在,到达压气机出口时气体压力已经非常高,现代发动机一般有20+的大气压,而且气体流速非常高,大约有50m/s。
然而火焰燃烧时,火焰传播速度远远不足50m/s,一般要把空气流速降低到5m/s一下,而且燃气轮机的热力学循环中熵增的过程为等压过程(具体叫啥循环忘了=。=)。所以正常情况下,要考虑的,不是火焰会向前传播,而是如何防止火焰被高压高速气体吹跑,于是在燃烧室设计中,采用了短突扩燃烧室来降速,同时结合各种旋流器使得空气在火焰筒内形成复杂的涡流,把局部流速降低到0,制造一个能组织起稳定燃烧的区域。

当然火焰向前传播也是有可能的,也就是前面提到的压力和速度两个参数突然减小的情况,比如喘振。由于某些原因,气体不随着压气机往后流动,而是发生流动分离,一部分就随着压气机转起来,发生旋转失速,
比如这样→_→想象有一整排仓鼠并排跑步说悄悄话,突然。。。。

于是气体不往后走了,后端的压力升高,气体反而向前传播,喘振不严重的话,气体压力面会在压气机之间来回震荡,呼哧呼哧就跟人喘不上气的感觉一模一样,从而得名喘振。喘振严重,所有压气机都失速了的话,压力面就有可能从燃烧室一路传到进气口外面出来,于是。。

图片找不到了。。。凑合吧。。。

nasdaq软件工程师,小众软件爱好者

补充下,前面的压气机风扇收到气流干扰或者损坏进气不足时,是有可能发生“冲激'现象导致进气气流崩溃,造成发动机失速。

vulcain

因为前面有压气机驱动,而后面的压力是越来越低的。就像你在山尖上,虽然两边都是下降,但是前面有强风,而后面是顺风下坡,所以肯定往后走省劲。当然世事没有绝对,航空发动机喘振的时候,某一瞬间,气流就是从后往前,压气机就很容易损坏了。
另外,流动的流体加热和静止密闭空间的加热还是不一样的,找本书看吧。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多