第5次课-航空燃气轮机基础知识教学内容
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燃气轮机基础知识.
燃气轮机转子
燃烧室产生的高温膨胀气体是同时作用到涡轮叶片与压气机叶片 上，如何保证涡轮带动压气机正向旋转呢，简单说涡轮叶片工作直径 大于压气机出口处的叶片工作直径，涡轮叶片的面积也大于压气机出 口处的叶片面积，这就初步保证在同一压力下涡轮的输出力矩大于压 气机所需的力矩，当然更重要的是压气机叶片与涡轮叶片的良好空气 动力学设计才能保证两者高效运行。燃气轮机在设计时就要保证涡轮 机输出的功率要大于压气机所需的功率，才能使燃气轮机在带动压气 机的同时还能向外输出功率。
轴流式压气机
压气机负责从周围大气中吸入空气，增压后供给燃烧室，从工作原 理上讲，主要有轴流式压气机与离心式压气机。离心式压气机工作原 理与离心式鼓风机（或离心式风筒）相同，用得较少，这里介绍轴流 式压气机。 轴流式压气机的叶轮由叶片与叶盘组成，工作原理如同电 风扇的叶片，电风扇的叶片旋转时拨动空气流动产生风；压气机的叶 轮旋转把空气推进气缸压缩。 为了生成高压空气，压气机在主轴轴向 装有多级叶轮，若干叶轮固定在压气机的转轴上构成压气机转子，下 图一个13级压气机的转子,转子上的叶片与主轴一同旋转，称为动叶。 光有动叶还不能有效的压气，简单说，空气经过动叶后运动方向不单 是轴向前进，还沿着动叶旋转的方向运动。这会使下级动叶的压缩效 率大大降低。倘若这样一级级下去，压气机内的空气变成跟着转子旋 转的气团，根本无法正常压气。在每级动叶后每插入一级静止的叶片 （静叶），可改善这种状况。
六燃气轮机的油系统
燃气轮机润滑油系统是任何一台燃气轮机必备的一个重要的辅助 系统。它的作用是在机组启动、正常运行以及停机过程中，向正在运 行的燃气轮机发电机组的各个轴承、传动装置及其附属设备，供应数 量充足的、温度和压力合适的、干净的润滑油，以确保机组安全可靠 地运行，防止发生轴承烧毁、转子轴颈过热弯曲、高速齿轮法兰变形 等事故。此外，部份润滑油可能从系统分流出来，成为液压油系统的 油源，或经过滤后作为控制油系统的用油。整个润滑油系统的组成应 包括下列一些设备：
燃气轮机基础知识普及
——在高压涡轮 HT与低压涡轮LT之间增 设一个再热燃烧室RB实现。
3-4’ 高压涡轮中膨胀过程； 4’-3’ 再热燃烧室的再热过程； 3’-4 低压涡轮中膨胀过程。 T-S图上机组的循环比功增大
对于多级再热循环，如何分配涡轮膨胀比最佳？
最佳膨胀比分配规律：
1
* T1
* T2
* Tn
n
* T
* T
第一章 燃气轮机及其热力循环
1-1 概述 燃气轮机简介；特点及应用； 1-2 燃气轮机热力性能指标 1-3 燃气轮机的简单循环 1-4/5 燃气轮机热力循环计算 1-6 提高燃气轮机热力性能的途径
分析第一条： B=0.94~0.99
叶1片-6间提提气高流高C通* 燃道T*，的气主设轮要计取及机决加热于工压。力气性机和能燃的气轮途机径
提高循环热效率的其他途径
温比和压比确定后，进一步提高燃机装置循环热效率
必须改进热力循环，提高循环性能。
1)采用回热循环
充分利用余热，降低放热量
2)燃气-蒸汽联合循环
3)间冷循环（分级压缩中间冷却） 降低压气机压缩功 4)再热循环（分级膨胀中间再热） 增加涡轮膨胀功
5)复杂循环（回热间冷再热）
产品质量是提高经济效益的前提条件 。21.2.1721.2.1721:42:5421: 42:54February 17, 2021
安全像钟表，天天紧发条。2021年2月 17日下 午9时42分21.2.1721.2.17
累积点滴改进，迈向完善品质。2021年2月17日星期 三下午 9时42分54秒21:42:5421.2.17
谢谢大家！
锅炉中存在传热温差：
Tb*=T5*-Tb*：蒸发器 的温差，称为窄点温度，
3-4’ 高压涡轮中膨胀过程； 4’-3’ 再热燃烧室的再热过程； 3’-4 低压涡轮中膨胀过程。 T-S图上机组的循环比功增大
对于多级再热循环，如何分配涡轮膨胀比最佳？
最佳膨胀比分配规律：
1
* T1
* T2
* Tn
n
* T
* T
第一章 燃气轮机及其热力循环
1-1 概述 燃气轮机简介；特点及应用； 1-2 燃气轮机热力性能指标 1-3 燃气轮机的简单循环 1-4/5 燃气轮机热力循环计算 1-6 提高燃气轮机热力性能的途径
分析第一条： B=0.94~0.99
叶1片-6间提提气高流高C通* 燃道T*，的气主设轮要计取及机决加热于工压。力气性机和能燃的气轮途机径
提高循环热效率的其他途径
温比和压比确定后，进一步提高燃机装置循环热效率
必须改进热力循环，提高循环性能。
1)采用回热循环
充分利用余热，降低放热量
2)燃气-蒸汽联合循环
3)间冷循环（分级压缩中间冷却） 降低压气机压缩功 4)再热循环（分级膨胀中间再热） 增加涡轮膨胀功
5)复杂循环（回热间冷再热）
产品质量是提高经济效益的前提条件 。21.2.1721.2.1721:42:5421: 42:54February 17, 2021
安全像钟表，天天紧发条。2021年2月 17日下 午9时42分21.2.1721.2.17
累积点滴改进，迈向完善品质。2021年2月17日星期 三下午 9时42分54秒21:42:5421.2.17
谢谢大家！
锅炉中存在传热温差：
Tb*=T5*-Tb*：蒸发器 的温差，称为窄点温度，
航空燃气轮机原理教学设计
航空燃气轮机原理教学设计简介航空燃气轮机是飞机等航空器的动力来源，它的引入和应用，为航空业的发展带来了深远的影响。
现代航空燃气轮机具有结构简单、可靠性高、功率密度大等优点，成为了飞机动力装置的主流。
在相关专业的学校或科研机构中，航空燃气轮机原理的教学是重要的任务之一。
通过对学生进行航空燃气轮机原理的学习和掌握，可以培养学生的研究能力和创新能力，为我国的航空航天事业的发展做出贡献。
本文将介绍一种针对航空燃气轮机原理的教学设计，帮助教师更好地组织教学内容和形式，提高学生的学习效果和兴趣。
教学设计目标通过本次教学，学生应当掌握以下知识和技能：•理解航空燃气轮机的结构和工作原理；•掌握航空燃气轮机的组成部分及其作用；•理解航空燃气轮机的工作过程；•掌握航空燃气轮机的调节和保养方法；•能够分析和解决应用过程中出现的问题。
内容和方法知识点的讲解和演示首先，教师应当对航空燃气轮机的主要结构进行讲解和演示。
包括压气机、燃烧室、涡轮等部分，并介绍每个部分的作用和原理。
在讲解的过程中，可以通过多媒体等手段，进行生动形象的展示，帮助学生更好地理解和记忆。
问题分析和解决接下来，教师可以提供一些航空燃气轮机应用中出现的问题，并引导学生进行分析和解决。
例如，如果飞机在高空出现了压力异常，应该如何调节航空燃气轮机的工作状态？通过讨论和分析，让学生了解到在实际应用中，不同的问题需要不同的解决方法。
并通过实验等手段，让学生亲身体验和掌握如何正确地分析和解决问题的方法。
实践操作和练习最后，教师可以组织学生进行实践操作和练习，让学生在实际操作中巩固和提高自己的学习成果。
例如，可以让学生进行航空燃气轮机的拆装和调节等操作，让学生亲自体验和掌握相关的操作和技能。
教学效果评估为了评估教学效果，可以通过以下方法进行：1.通过期中和期末考试，测试学生对于航空燃气轮机原理的掌握程度；2.通过实际操作考核，测试学生的操作技能水平；3.通过小组讨论和交流，测试学生在分析和解决实际问题方面的能力。
燃气轮机基础知识
燃气轮机基础知识
第一章 绪论
一、燃气轮机发电装置的组成 燃气轮机是近几十年迅速发展起来的热能动力机械。现广泛应用的是按 开式循环工作的燃气轮机。它不断地由外界吸入空气，经过压气机压缩，在 燃烧室中通过与燃料混合燃烧加热，产生具有较高压力的高温燃气，再进入 透平膨胀作功，并把废气排入大气。输出的机械功可作为驱动动力之用。因 此，由压气机、燃烧室、透平再加上控制系统及基本的辅助设备，就组成了 燃气轮机装置。如果用以驱动发电机供应电力，就成了燃气轮机发电装置。
燃气轮机基础知识
第一章 绪论
先进的燃气轮机已普遍应用模块化结构。运输、安装、维修和更换都比 较方便，而且广泛地应用了孔探仪、振动、温度监控、焰火保护等措施，其 可靠性和可用率大为提高，指标已超过了蒸汽轮机电站的相应指标。此外， 在环保方面，出于燃气轮机的燃烧效率很高，排气干净，未燃烧的碳氢化合 物，CO、S0X，等排放物一般的都能够达到严格的环保标准，再结合应用 干式低NOX燃烧室、排气烟道中安装选择性催化还原装置(SCR)等技术措施， 可施使NOX的排放低至9ppm，满足最严格的环保要求。因此，燃气轮机发 电机组，特别是燃气-蒸汽联合循环机组已作基本负荷机组或备用机组得到 了迅速的应用。 燃气轮机的发展主要还是圈绕着增加单机功率，提高效率和经济性，燃 用多种燃料和廉价燃料，减少对环境的有害影响来进行的。诸如加强高温材 料的开发，提高冷却技术，发展闭回路蒸汽冷却燃气轮机，发展新型航空改 型燃气轮机，开发先进的燃气轮机循环，进一步发展清洁煤技术等等。燃煤 的燃气-蒸汽联合循环是“煤的清洁燃绕”技术中最为令人瞩目的项目，是九十 年代到下世纪之初最有发展前途的方式。到目前为止最具竞争力的方案有三 个，即(1)增压流化床方案(PFBC);(2)增压流化床加炭化炉加顶置燃烧室方 案(简称CPFBC燃气· 蒸汽联合循环);(3)整体煤气化联合循环(IGCC)。
第一章 绪论
一、燃气轮机发电装置的组成 燃气轮机是近几十年迅速发展起来的热能动力机械。现广泛应用的是按 开式循环工作的燃气轮机。它不断地由外界吸入空气，经过压气机压缩，在 燃烧室中通过与燃料混合燃烧加热，产生具有较高压力的高温燃气，再进入 透平膨胀作功，并把废气排入大气。输出的机械功可作为驱动动力之用。因 此，由压气机、燃烧室、透平再加上控制系统及基本的辅助设备，就组成了 燃气轮机装置。如果用以驱动发电机供应电力，就成了燃气轮机发电装置。
燃气轮机基础知识
第一章 绪论
先进的燃气轮机已普遍应用模块化结构。运输、安装、维修和更换都比 较方便，而且广泛地应用了孔探仪、振动、温度监控、焰火保护等措施，其 可靠性和可用率大为提高，指标已超过了蒸汽轮机电站的相应指标。此外， 在环保方面，出于燃气轮机的燃烧效率很高，排气干净，未燃烧的碳氢化合 物，CO、S0X，等排放物一般的都能够达到严格的环保标准，再结合应用 干式低NOX燃烧室、排气烟道中安装选择性催化还原装置(SCR)等技术措施， 可施使NOX的排放低至9ppm，满足最严格的环保要求。因此，燃气轮机发 电机组，特别是燃气-蒸汽联合循环机组已作基本负荷机组或备用机组得到 了迅速的应用。 燃气轮机的发展主要还是圈绕着增加单机功率，提高效率和经济性，燃 用多种燃料和廉价燃料，减少对环境的有害影响来进行的。诸如加强高温材 料的开发，提高冷却技术，发展闭回路蒸汽冷却燃气轮机，发展新型航空改 型燃气轮机，开发先进的燃气轮机循环，进一步发展清洁煤技术等等。燃煤 的燃气-蒸汽联合循环是“煤的清洁燃绕”技术中最为令人瞩目的项目，是九十 年代到下世纪之初最有发展前途的方式。到目前为止最具竞争力的方案有三 个，即(1)增压流化床方案(PFBC);(2)增压流化床加炭化炉加顶置燃烧室方 案(简称CPFBC燃气· 蒸汽联合循环);(3)整体煤气化联合循环(IGCC)。
2024年航空燃气涡轮机培训资料
应急程序示意图
01 燃油泄漏
立即切断燃油供应，开启灭火器
02 燃气轮机失速问题
减小推力，控制飞机姿态
03
总结
航空燃气涡轮发动机的维护与故障排除是飞行安 全的重要环节，只有严格依照维护流程和故障排 除原则，以及严谨的紧急情况处理和安全意识培 训，才能确保飞机的安全飞行。
● 04
第四章 未来航空燃气涡轮发 动机技术发展趋势
● 06
第六章 总结与展望
技术总结
航空燃气涡轮发动 机技术的重要性
航空燃气涡轮机是飞机的 关键部件之一，直接影响 着飞行安全和效率。 其技术的发展水平直接关 系到飞机的性能和经济效 益。
发动机维护的要点
定期检查涡轮机叶片的磨 损情况，及时更换受损部 件。 保持涡轮机内部的清洁， 防止杂质对发动机性能造 成影响。
头
常用方法和 技巧
掌握故障排除的 有效方法和技巧
紧急情况处理
燃油泄漏
立即采取应急措施 隔离泄漏源头 通知地面人员
燃气轮机失速问题
稳定飞行姿态 尽快寻找原因 及时采取应对措施
安全意识培训
安全规定和 操作流程
严格遵守安全规 定，正确操作发
动机
紧急情况下 的应对措施
快速反应，按照 紧急处理流程执
行
● 03
第3章 航空燃气涡轮发动机 的维护与故障排除
维护流程
航空燃气涡轮发动机 的维护流程包括定期 检查和保养，确保发 动机处于良好状态， 以提高性能和延长使 用寿命。同时，故障 预防和处理也是维护 流程中重要的环节， 及时发现并解决潜在 问题，保障飞行安全。
故障排除原则
故障分类和 诊断
准确判断故障类 型，找到故障源
自动诊断故障，提高效率
燃气轮机知识基础介绍
联合循环发电或热电联产
• 燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供 热式蒸汽轮机（抽汽式或背压式）共同组成的 循环系统，它将燃气轮机排出的高温乏烟气通 过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸 汽轮机发电，或将部分发电作功后的乏汽用于 供热。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一 台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸 汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。 主要用于发电和热电联产，发电时的最高效率 的联合循环系统是ABB公司GT26-1，效率为 58.5%。
发
展
史
• 在燃气轮机获得广泛应用的同时，还出现了燃 气轮机与其他热机相结合的复合装置。最早出 现的是与活塞式内燃机相结合的装置；50～60 年代，出现了以自由活塞发动机与燃气轮机组 成的自由活塞燃气轮机装置，但由于笨重和系 统较复杂，到70年代就停止了生产。此外，还 发展了柴油机燃气轮机复合装置；另有一类利 用燃气轮机排气热量供热(或蒸汽)的全能量系 统，可有效地节约能源，已用于多种工业生产 中。
陆用（发电、工业）燃机 船用（动力）燃机 航空用（动力）燃机
主要性能参数
• 比功； • 能效；
循环理论
•基础布莱顿循环 •回热布莱顿循环 •联合循环 •HAT循环
简单循环
• 由燃气轮机和发电机独立组成的循 环系统，也称为开式循环。其优点 是装机快、起停灵活，多用于电网 调峰和交通、工业动力系统。目前 的最高效率的开式循环系统是GE公 司LM6000PC 轻型燃气轮机，效率 为43%。
伊尔-76运输机
伊尔-76
新型号PS-90发动机
早期使用D-30发动机
C-17战略运输机
C-17的发动机
C-17的发动机
H6K
FC-1
燃气轮机教学大纲
燃气轮机教学大纲一、课程概述燃气轮机作为一种先进的动力装置，在能源、航空、船舶等领域有着广泛的应用。
本课程旨在为学生提供燃气轮机的基本原理、结构、运行特性和维护等方面的系统知识，培养学生的工程实践能力和创新思维。
二、课程目标1、使学生掌握燃气轮机的工作原理，包括热力学循环、燃烧过程和气体流动等。
2、熟悉燃气轮机的主要部件结构和功能，如压气机、燃烧室、涡轮等。
3、能够分析燃气轮机的性能参数和运行特性，并进行简单的性能计算。
4、了解燃气轮机的故障诊断和维护方法，具备一定的工程实践能力。
5、培养学生的创新意识和团队合作精神，提高解决实际问题的能力。
三、课程内容1、燃气轮机的发展历程和应用领域介绍燃气轮机的发展历史、现状和未来趋势，以及在能源、航空、船舶等领域的广泛应用，让学生了解燃气轮机在现代工业中的重要地位。
2、热力学基础（1）热力学基本定律：回顾热力学第一定律和第二定律，为后续学习燃气轮机的热力学循环打下基础。
（2）理想气体状态方程：讲解理想气体状态方程及其应用，帮助学生理解燃气的性质和状态变化。
（3）热力学过程：介绍绝热过程、等熵过程、等压过程和等温过程等常见的热力学过程。
3、燃气轮机的工作原理（1）燃气轮机循环：详细讲解布雷顿循环（简单循环）和回热循环、再热循环等复杂循环的工作原理和特点，分析循环效率的影响因素。
（2）燃烧过程：阐述燃气轮机中的燃烧过程，包括燃料的种类、燃烧特性、燃烧稳定性和污染物生成等。
（3）气体流动：介绍压气机和涡轮中的气体流动原理，包括叶轮机械的基本理论、速度三角形和能量转换关系。
4、燃气轮机的主要部件（1）压气机：讲解压气机的类型（轴流式、离心式）、结构和工作原理，分析压气机的性能曲线和喘振现象。
（2）燃烧室：介绍燃烧室的结构形式、燃烧组织方式和传热特性，讨论燃烧室的设计要求和性能指标。
（3）涡轮：阐述涡轮的类型（轴流式、径流式）、结构和工作原理，分析涡轮的效率和叶片冷却技术。
《燃气轮机5储运》课件
绿色环保储运技术
总结词
绿色环保储运技术是指以环保和可持续发展为目标，采用清 洁能源和低碳排放技术，降低燃气轮机储运过程中的环境污 染和碳排放。
详细描述
绿色环保储运技术包括使用清洁能源、低碳排放技术和环保 材料等，旨在减少燃气轮机储运过程中的环境污染和碳排放 ，促进可持续发展。
高效能储运技术
总结词
燃气轮机储运管理
储运管理流程
燃气轮机接收
核对燃气轮机的型号、 规格和数量，确保与发
货清单一致。
燃气轮机存储
根据燃气轮机的特性选 择合适的存储地点，确 保存储环境符合要求。
燃气轮机装卸
采用专业的装卸设备和 方法，确保燃气轮机在
装卸过程中的安全。
燃气轮机发货
核对发货清单，确保燃 气轮机发往正确的目的
地。
总结词：技术突破
详细描述：某企业针对传统燃气轮机储运方 式的不足，进行了一系列技术创新。采用新 型的燃气轮机储运容器，提高了设备的密封 性和抗震性能。同时，研发了智能监控系统 ，实时监测燃气轮机的温度、湿度和压力等 参数，确保设备的稳定运行。这一创新为燃 气轮机储运行业的发展提供了新的思路和方
法。
05
CATALOGUE
未来燃气轮机储运发展趋势
智能化储运技术
总结词
智能化储运技术是指利用先进的信息 技术、物联网技术和人工智能技术， 实现燃气轮机储运过程的自动化、智 能化和高效化。
详细描述
通过智能化储运技术，可以实现燃气 轮机储运过程的实时监控、智能调度 和自动化作业，提高储运效率和安全 性，降低人力成本和运营风险。
01
02
03
能源领域
燃气轮机作为发电机组的 动力源，用于发电、分布 式能源等。
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理想循环
工质为空气，为理想气体，其比热为常数，不随气体温 度和压力而变化。
整个工作过程没有流动损失，压缩过程与膨胀过程为绝 热等熵，燃烧前后压力不变，没有热损失（排热过程除外 ）和机械损失。
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航空发动机原理
29
§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
第二定律指出，有加速度就一定有作用力存在，而作用力的大
小与加速度成正比，方向相同，这个力可以用动量方程进行计
算。牛顿三定律指出，有作用力，就一定有反作用力，反作用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
力与作用力大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。这
个反作用力是气体作用在发动机上的，就是发动机的推力。
以航空涡轮喷气发动机为例：
当发动机工作时，大量空气被吸入进气道，经过发动机各 机件工作，使吸入的空气增压，再经燃油燃烧使气体更加膨胀， 进一步增大气体的压力，这样强大的压力都是在发动机内腔产 生的，即是发动机的内压力。当高压气体从尾喷管喷出时，即 产生一个与高压气体压力相等方向相反的反作用力，这一反作 用力就是发动机带着飞机向前飞行的推力。也就是说喷气式发 动机是在整个工作过程中产生的推力。
1. 理想循环
（1）衡量燃气发生器性能的指标
① 热效率 t ,i ：加入每千克空气的热量中所能产生的 可用功与所加热量之比。
② 比功 w ：单位质量空气所作的功。
（2）表示理想燃气轮机循环工作状态的参数
增压比 ：压气机出口静压与周围大气压力之比。
① 加热比 ：燃烧室出口温度与外界大气温度之比。
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航空发动机原理
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4.2.1 发动机组成及简图
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航空发动机原理
21
4.2.1 发动机组成及简图
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航空发动机原理
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4.2.1 发动机组成及简图
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航空发动机原理
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4.2.1 发动机组成及简图
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航空发动机原理
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热力循环：是为了把燃料的热能转变为机械功所需要的、以 空气为介质进行能量转换的一系列工作过程。
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航空发动机原理
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§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
燃气发生器：是各类燃气轮机的热机部分，包括压气机、燃 烧室和带动压气机的那部分涡轮。
原理：利用工质重复地进行某些工作过程，同时不断吸热做 功。
➢ 因此，那种认为由于发动机喷出的气流作用在外 界空气上产生反作用力推动飞机向前飞行的观念是 一种误解。 ➢ 由于发动机是连续地吸气、增压和喷气的，所以 ，在发动机工作时，保持有连续推力的产生。
§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.1 发动机组成及简图 ➢ 发动机组成
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航空发动机原理
※ 燃气涡轮发动机推力的产生
这就是------
航 空 发 动 机
※ 燃气涡轮发动机推力的产生
最简单的涡喷发动机结构示意图
2、推力的产生原理
01
9
P0
推力是如何产生的？
P1
P9
A0 C0
A1
A9
C9
气体以速度C0进入发动机，
以C9的速度离开发动机，且C9的
P0
01
9
速度大于C0，说明气体在发动机内是一个加速过程。牛顿
4.2.1 发动机组成及简图
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航空发动机原理
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4.2.1 发动机组成及简图
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航空发动机原理
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4.2.1 发动机组成及简图
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航空发动机原理
27
§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
涡轮喷气发动机之所以能连续地把热能转换为机械能进而 产生推力，是由于热力循环不断进行的结果。所以，热力循 环是涡轮喷气发动机的基础。
① （3）理想燃气轮机循环分析
能量方程式
q1 2v0 2h0w1 2v2h
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4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
（3）理想燃气轮机循环分析
p23
① 绝热压缩过程 1~2
3
该过程在进气道和压气机内进行。
整个过程吸热为0； q12 0
1
两个阶段：
1
✓ 1~1’ 迎面高速气流在进气道
4
V（比容）
30
4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
1. 理想循环
2
B
3
C
T
1
4
p23
3
1
1
0 p-V
T
图2.15 燃气轮机循环布置图
1-2 绝热压缩 2-3 等压加热 3-4 绝热膨胀 4-1 等压放热
2
1
1
0
T-S
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4
V
3
3
4
S
31
4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
第5次课-航空燃气轮机基础知识
2、推力产生的原理 地面靠推地
2、推力产生的原理 水里靠推水
2、推力产生的原理
水里靠推水
水中推进用 的螺旋桨
2、推力产生的原理
（1）螺旋桨推进
（ 两 种 方 式 ）
（2）喷气推进 （又称吸气推进）
2、推力产生的原理
太空什么都没有， 靠喷推进剂，
2、推力产生的原理 还要利用万有引力
0
中的绝能流动，使工质减速增加；
p-V
wc1,i h1h11 2v121 2v1 2
涡轮喷气发动机的工作，可划分为4个热力过程：绝热压 缩过程，定压加热过程，绝热膨胀过程，定压放热过程。
这4个过程组成了涡轮喷气发动机的理想循环，称为布莱顿 循环，如下图。由于这个循环的加热和放热过程都是在定 压条件下进行的，因此，也叫“定压加热循环”。
p23
3
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1
1
0 p-V
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4.2.1 发动机组成及简图
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航空发动机原理
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4.2.1 发动机组成及简图
※ 燃气涡轮发动机推力的产生
图中所示连续不断进行进气和排气过程 的位置被称为飞机的短舱，短舱里有一个 装置可以使排气速度大于进气速度。
每秒钟 吸进和排出 的气体达数 百斤以上， 比一个成年 人体重还要 多！
遄达900 每秒钟吸入 1.25吨以上 的空气。
※ 燃气涡轮发动机推力的产生
飞机通过连续不断的吸气和排气，并使排气 的速度大于吸气的速度这一过程来获得向前飞 行的动力。但是飞机是依靠什么实现并维持这 一过程的呢？
工质为空气，为理想气体，其比热为常数，不随气体温 度和压力而变化。
整个工作过程没有流动损失，压缩过程与膨胀过程为绝 热等熵，燃烧前后压力不变，没有热损失（排热过程除外 ）和机械损失。
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§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
第二定律指出，有加速度就一定有作用力存在，而作用力的大
小与加速度成正比，方向相同，这个力可以用动量方程进行计
算。牛顿三定律指出，有作用力，就一定有反作用力，反作用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
力与作用力大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。这
个反作用力是气体作用在发动机上的，就是发动机的推力。
以航空涡轮喷气发动机为例：
当发动机工作时，大量空气被吸入进气道，经过发动机各 机件工作，使吸入的空气增压，再经燃油燃烧使气体更加膨胀， 进一步增大气体的压力，这样强大的压力都是在发动机内腔产 生的，即是发动机的内压力。当高压气体从尾喷管喷出时，即 产生一个与高压气体压力相等方向相反的反作用力，这一反作 用力就是发动机带着飞机向前飞行的推力。也就是说喷气式发 动机是在整个工作过程中产生的推力。
1. 理想循环
（1）衡量燃气发生器性能的指标
① 热效率 t ,i ：加入每千克空气的热量中所能产生的 可用功与所加热量之比。
② 比功 w ：单位质量空气所作的功。
（2）表示理想燃气轮机循环工作状态的参数
增压比 ：压气机出口静压与周围大气压力之比。
① 加热比 ：燃烧室出口温度与外界大气温度之比。
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4.2.1 发动机组成及简图
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热力循环：是为了把燃料的热能转变为机械功所需要的、以 空气为介质进行能量转换的一系列工作过程。
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§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
燃气发生器：是各类燃气轮机的热机部分，包括压气机、燃 烧室和带动压气机的那部分涡轮。
原理：利用工质重复地进行某些工作过程，同时不断吸热做 功。
➢ 因此，那种认为由于发动机喷出的气流作用在外 界空气上产生反作用力推动飞机向前飞行的观念是 一种误解。 ➢ 由于发动机是连续地吸气、增压和喷气的，所以 ，在发动机工作时，保持有连续推力的产生。
§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.1 发动机组成及简图 ➢ 发动机组成
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※ 燃气涡轮发动机推力的产生
这就是------
航 空 发 动 机
※ 燃气涡轮发动机推力的产生
最简单的涡喷发动机结构示意图
2、推力的产生原理
01
9
P0
推力是如何产生的？
P1
P9
A0 C0
A1
A9
C9
气体以速度C0进入发动机，
以C9的速度离开发动机，且C9的
P0
01
9
速度大于C0，说明气体在发动机内是一个加速过程。牛顿
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§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
涡轮喷气发动机之所以能连续地把热能转换为机械能进而 产生推力，是由于热力循环不断进行的结果。所以，热力循 环是涡轮喷气发动机的基础。
① （3）理想燃气轮机循环分析
能量方程式
q1 2v0 2h0w1 2v2h
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4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
（3）理想燃气轮机循环分析
p23
① 绝热压缩过程 1~2
3
该过程在进气道和压气机内进行。
整个过程吸热为0； q12 0
1
两个阶段：
1
✓ 1~1’ 迎面高速气流在进气道
4
V（比容）
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1. 理想循环
2
B
3
C
T
1
4
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3
1
1
0 p-V
T
图2.15 燃气轮机循环布置图
1-2 绝热压缩 2-3 等压加热 3-4 绝热膨胀 4-1 等压放热
2
1
1
0
T-S
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4
V
3
3
4
S
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4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
第5次课-航空燃气轮机基础知识
2、推力产生的原理 地面靠推地
2、推力产生的原理 水里靠推水
2、推力产生的原理
水里靠推水
水中推进用 的螺旋桨
2、推力产生的原理
（1）螺旋桨推进
（ 两 种 方 式 ）
（2）喷气推进 （又称吸气推进）
2、推力产生的原理
太空什么都没有， 靠喷推进剂，
2、推力产生的原理 还要利用万有引力
0
中的绝能流动，使工质减速增加；
p-V
wc1,i h1h11 2v121 2v1 2
涡轮喷气发动机的工作，可划分为4个热力过程：绝热压 缩过程，定压加热过程，绝热膨胀过程，定压放热过程。
这4个过程组成了涡轮喷气发动机的理想循环，称为布莱顿 循环，如下图。由于这个循环的加热和放热过程都是在定 压条件下进行的，因此，也叫“定压加热循环”。
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3
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1
1
0 p-V
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※ 燃气涡轮发动机推力的产生
图中所示连续不断进行进气和排气过程 的位置被称为飞机的短舱，短舱里有一个 装置可以使排气速度大于进气速度。
每秒钟 吸进和排出 的气体达数 百斤以上， 比一个成年 人体重还要 多！
遄达900 每秒钟吸入 1.25吨以上 的空气。
※ 燃气涡轮发动机推力的产生
飞机通过连续不断的吸气和排气，并使排气 的速度大于吸气的速度这一过程来获得向前飞 行的动力。但是飞机是依靠什么实现并维持这 一过程的呢？