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。 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。 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。 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。 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, 图片找不到了。。。凑合吧。。。 |
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