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技术贴,涡喷中的一些简单计算

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留楼



IP属地:四川来自Android客户端1楼2015-01-17 22:34回复
    对于广大爱好者来说,要想少走弯路,做出能够运转有推力的涡喷,光知道原理是远不够的,一些粗略的计算是很有必要的,只有在理论,公式的指导下才能对各项参数变化所引起的推力,功率,以及油耗等变化做出较为准确的判断,这对做出低功耗大推力涡喷有很大的帮助!


    IP属地:四川来自Android客户端2楼2015-01-17 22:36
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      以下仅为个人看法, 数据上也根据实际情况做了取舍,至于合理性已由商品机的参数检验,偏差在10%以内,各数据函数图像也和FD3/64实验数据图像基本吻合


      IP属地:四川来自Android客户端3楼2015-01-17 22:38
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        首先涡轮和压气机是共轴的,涡轮的效率直接决定了压气机功率,提高涡轮效率有利于提高推力和油耗的比值,而涡轮叶片倾斜角又直接决定了涡轮的效率,排气温度又对推力有着重要影响。。。。还有像喷口面积,进气道截面等诸多因素都对推力有较为明显的影响。总之当我们把这些因素都考虑在内时,才能科学性的去设计自己想要的涡喷。


        IP属地:四川来自Android客户端4楼2015-01-17 22:40
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          下面进入正题,先说下转速的计算,对于压气机来说,压气机的小圆翼尖转速控制在340每秒以内就好,计算时取320差不多。(燃烧室和高转速情况下有许多不可控因素)即n=320/2πr(注意单位)


          IP属地:四川来自Android客户端5楼2015-01-17 22:43
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            对于涡轮来说,就以弦和垂直于轴的方向的夹脚作为θ,若导向器的出口和涡轮平面垂直,且垂直速度为V,则转子工作翼尖转速为sinθ*V,实际工作转速为n=sinθ*V/2πR,当然导向器不会和涡轮垂直,因此θ的实际值应偏小!然而涡轮也不可能和喷口外壁完全贴合,实际值和理论值存在一个比值,根据各大商品机的数据初步推算出这个比值大约在1.5左右,也就是要在理论值的基础上除以1.5,当然自己做的和商品机没法比,计算时取1.8比较合适,再保守点可以取到2,即n=sinθV/3.6πR


            IP属地:四川来自Android客户端6楼2015-01-17 22:48
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              对于涡 对 于涡 喷 来说,气体的入口动量等于出口量,


              IP属地:四川来自Android客户端7楼2015-01-17 23:40
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                即M=ρSV,S为气体经过地方的截面积,V为速度,ρ为此时气体密度,入口处空气密度取ρ=1.2就好,而V取决于涡轮的功率和压气机效率,压气机达到最高转速时的输出功率P=ρSV³,对于车用压气轮来说,其最高转速时的输出功率用同样的方法可以轻松算到


                IP属地:四川来自Android客户端13楼2015-01-17 23:58
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                  对于经过加热的空气密度ρ’=ρ*T/273,T为加热后的气体温度(单位为K,用摄氏度+273就好,如出口温度为600度,则T=600+273)


                  IP属地:四川来自Android客户端14楼2015-01-17 23:59
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                    出口温度用mq=Cm’Δt可算得,m为燃料质量,q为燃料热值(由百度可得),C为空气比热容(由度娘可知),都行,即Δt=q/(12*C)


                    IP属地:四川来自Android客户端15楼2015-01-18 08:55
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                      推力?F=ρ’S’V’²,功率P’=FV这样就可以计算出涡喷的燃油的效率,功率P’和消耗燃油功率的比值k


                      IP属地:四川来自Android客户端16楼2015-01-18 08:57
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                        这个比值应该大于0.7,否则就是油气比没控制好,或者涡轮转速不够,也就是说这个比值可以大概判断涡喷是否处于正常燃烧状况


                        IP属地:四川来自Android客户端18楼2015-01-18 11:41
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                          最终由上述公式可基本推导出推力F,当然这还只是喷射推力,但中间应该有0.1左右的损失,因此以下表达式中未给出


                          IP属地:四川来自Android客户端19楼2015-01-18 11:42
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                            IP属地:四川来自Android客户端20楼2015-01-18 11:42
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                              当然这是基于理论的,燃烧室的构造还未考 虑(实在是没有什么可预测性)


                              IP属地:四川来自Android客户端21楼2015-01-18 11:45
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