燃氣渦輪發(fā)動機性能

1 燃氣渦輪發(fā)動機的應用 1  1.0引言1  1.1燃氣輪機與柴油機的比較1  1.2發(fā)電應用3  1.2.1發(fā)電應用的主要分級3  1.2.2 電網(wǎng)系統(tǒng)3  1.2.3備用發(fā)電機組3  1.2.4 小型熱電聯(lián)供燃氣輪機5  1.2.5 大型熱電聯(lián)供燃氣輪機6  1.2.6 專門為電網(wǎng)系統(tǒng)供電的應用 7  1.2.7 閉式循環(huán)8  1.3工業(yè)機械驅(qū)動的應用9  1.3.1 天然氣和石油管道系統(tǒng)9  1.3.2 動力需求 10  1.4機動車輛應用10  1.4.1燃氣輪機與活塞發(fā)動機10  1.4.2汽油發(fā)動機與柴油機11  1.4.3機動車輛的主要分級11  1.4.4機動車輛的功率需求 12  1.4.5齒輪傳動的需要13  1.4.6普通和豪華家用轎車 14  1.4.7混合動力車 15  1.4.8跑車和高速賽車 16  1.4.9卡車 16  1.4.10主戰(zhàn)坦克 17  1.5船舶應用17  1.5.1船舶主要分級18  1.5.2船舶動力需求19  1.5.3發(fā)動機載荷特性20  1.5.4 CODAG、CODOG、COGAG和CODLAG推進系統(tǒng) 21  1.5.5 氣墊船22  1.5.6單體巡邏艇和豪華游艇22  1.5.7 高速船22  1.5.8大型集裝箱和超級油輪23  1.5.9攻擊型潛艇和彈道導彈潛艇23  1.5.10護衛(wèi)艦、驅(qū)逐艦和輕型航空母艦23  1.5.11 大型航空母艦24  1.6飛機應用——推進系統(tǒng)需求24  1.6.1 飛行力學25  1.6.2飛行任務(wù)和飛機推力需求26  1.6.3根據(jù)要求的飛行狀態(tài)選擇發(fā)動機構(gòu)型27  1.7槳軸驅(qū)動航空器——渦輪螺旋槳和渦輪軸發(fā)動機29  1.7.1軸功率和推力推進飛機的動力需求對比29  1.7.2軸功率動力航空器的主要分級29  1.7.3 固定翼飛機30  1.7.4旋翼機30  1.8推力推進航空器——渦輪風扇、渦輪噴氣和沖壓噴氣發(fā)動機31  1.8.1推力推進航空器的主要分級31  1.8.2 無人飛行器系統(tǒng)32  1.8.3 亞聲速商用飛機和軍用教練機32  1.8.4超聲速民用運輸機和先進戰(zhàn)斗機33  1.8.5沖壓發(fā)動機推進導彈33  1.9 輔助動力裝置（APU） 34  1.9.1燃氣渦輪發(fā)動機與活塞發(fā)動機34  1.9.2主要等級飛機的APU功率需求34  1.9.3 APU的各種構(gòu)型35  2工作包線53  2.0引言53  2.1環(huán)境包線53  2.1.1 國際標準 53  2.1.2環(huán)境壓力與壓力高度54  2.1.3環(huán)境溫度54  2.1.4相對密度與聲速54  2.1.5 比濕與相對濕度55  2.1.6工業(yè)燃氣輪機55  2.1.7機動車輛燃氣輪機56  2.1.8船舶燃氣輪機56  2.1—9航空發(fā)動機56  2.2安裝壓力損失56  2.2.1工業(yè)燃氣輪機57  2.2.2機動車輛燃氣輪機57  2.2.3船舶燃氣輪機57  2.2.4航空發(fā)動機57  2.3飛行包線57  2.3.1 主要航空器類型的典型飛行包線57  2.3.2 自由氣流總壓和總溫60  2.3.3 雷諾數(shù)比60  2.3.4飛行速度定義61  3 干空氣、燃燒產(chǎn)物和其他工質(zhì)的性質(zhì)及圖表94  3.0 引言94  3.1 氣體的基本性質(zhì)94  3.1.1 完全氣體的狀態(tài)方程94  3.1.2分子量和摩爾數(shù)95  3.1.3 定壓熱容CP和定體熱容CV 95  3.1.4 氣體常數(shù)R 95  3.1.5 熱容比γ95  3.1.6動力黏度VIS和雷諾數(shù)95  3.2關(guān)鍵熱力學參數(shù)96  3.2.1 總溫或滯止溫度T96  3.2.2 總壓或滯止壓力P 96  3.2.3 比焓H 96  3.2.4 比熵S 97  3.3干空氣與燃燒產(chǎn)物的組分97  3.3.1 干空氣 97  3.3.2燃燒產(chǎn)物97  3.4 CP、γ、比焓和比熵的計算方法98  3.4.1 恒定的CP和γ標準值98  3.4.2 基于平均溫度的CP和γ值98  3.4.3 比焓和比熵——干空氣、煤油或柴油 98  3.4.4 比焓和比熵——天然氣99  3.5氣體的基本性質(zhì)和熱力學性質(zhì)數(shù)據(jù)庫99  3.5.1分子量和氣體常數(shù)99  3.5.2熱容和熱容比100  3.5.3 比焓和比熵 100  3.5.4動力黏度l00  3.6關(guān)鍵熱力學參數(shù)之間的關(guān)系圖表100  3.6.1 可壓縮流曲線，“Q”曲線100  3.6.2燃燒溫升圖 101  3.6.3壓氣機和渦輪的等熵與多變效率轉(zhuǎn)換 102  3.6.4 干空氣的溫熵圖 102  3.6.5主要發(fā)動機循環(huán)的溫熵示意圖 103  4無量綱、準無量綱、換算和縮放參數(shù)組132  4.0 引言132  4.1 參數(shù)組的重要性132  4.2 參數(shù)組圖表描述133  4.2.1 參數(shù)組圖表133  4.2.2 無量綱參數(shù)組133  4.2.3 準無量綱參數(shù)組133  4.2.4換算的參數(shù)組133  4.2.5縮放參數(shù)組134  4.2.6組合參數(shù)組134  4.3應用實例134  4.3.1部件特性134  4.3.2發(fā)動機穩(wěn)態(tài)非設(shè)計點性能 134  4.3.3發(fā)動機試驗數(shù)據(jù)組別間的比較136  4.3.4發(fā)動機和部件設(shè)計的縮放136  4.3.5其他工作流體137  4.3.6發(fā)動機瞬態(tài)性能137  4.4二階影響——穩(wěn)態(tài)性能138  4.4.1 P1效應——雷諾數(shù)138  4.4.2 T1效應 138  ……  6 設(shè)計點性能和發(fā)動機概念設(shè)計2 7 5  7 非設(shè)計點性能362