飞行器动力工程《专业综合设计与制作》课程实践报告

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1、《专业综合设计与制作》课程实践报告专业：飞行器动力工程指导老师：小组成员：日期：年月日27目录一、小组团队成员具体工作3二、专业设计与制作的对象描述4三、专业基础理论及专业设计原理5四、专业设计方案及方案分析151.设计方案171)喷嘴壳体182)旋流器183)旋流室184)喷口182.方案分析19(1)喷雾锥角αp19(2)喷雾射程L20(3)雾化粒度20(4)雾滴尺寸分布21五、方案实施23六、产品说明24参考文献2627一、小组团队成员具体工作Number1：提出总体改进思路方向、分配组员任务、资料汇总、提出设计方案、进行方案分析、

2、方案的实施。Number2：燃油喷嘴设计理论分析、设计方案可行性分析、论述设计所用理论。Number3：燃油喷嘴工作特性影响因素分析、设计方案可行性分析、设计性能指标分析。Number4：各型喷嘴优缺点分析归纳、资料收集归纳筛选、文字排版封面、制图、整理打印。Number5：燃油喷嘴发展进程资料收集、总结新型喷嘴的设计方向、提供设计所需参考。Number6：燃油喷嘴改进目的与意义分析、方案实施讨论、论述设计产品所能达到的性能指标。27二、专业设计与制作的对象描述涡喷-6发动机构造特点：单转子加力式涡轮喷气发动机。环管式燃烧室。有10个全气

3、膜冷却火焰筒，筒壁用7段气膜冷却。涡轮为2级轴流式，第1级导向器叶片为气冷，其余叶片均不冷却。加力燃烧室由扩压器、“V”型火焰稳定器、预燃室、燃油总管和直流喷油杆组成。尾喷管为简单收敛式。本文主要改进涡喷-6的压气机来降低涡喷-6的燃油消耗率的问题。轴流式压气机：空气在轴流式压气机中主要沿轴向流动。它由转子和静子两部分组成。由一排转子叶片和一排静子叶片组成一级，单级的增压比很小，为了获得较高的增压比，一般都采用如图所示的多级结构。空气在压气机中被逐级增压后，密度和温度也逐级提高。航空发动机被誉为飞机的“心脏”，而燃烧室是发动机的“心脏”，

4、它同压气机、涡轮一起构成航空推进系统的三大核心部件。在火焰筒头部，主要有燃油喷嘴和旋流器。燃油喷嘴对于火焰筒性能的影响很大。对于航空发动机燃烧室，燃油雾化质量、液雾蒸发、运动轨迹和燃油浓度分布对燃烧室各项性能指标有重大影响。雾化质量差，浓度分布不均匀，喷雾锥角不适当等还将直接影响燃烧室和涡轮的寿命及耗油量。因此为了提高燃烧效率降低耗油量，我们组选择专业设计与制作的对象是燃油喷嘴。27三、专业基础理论及专业设计原理1.航空燃油喷嘴的作用是把液态燃油初步加工，使之破裂成数量很多的细小油滴，以一定速度和流量送人燃烧室中的火焰筒，并在火焰筒内与空

5、气掺混均匀成为可燃的油气混合物，为下一步的燃烧反应做好准备。这就要求航空燃油喷嘴能根据发动机的工作状态，稳定、准确、可靠地把一定量的燃油输入到燃烧室中，在较大的工作范围内保证良好的雾化质量和具备有一定的喷嘴角度，确保适当的油气浓度分布。因此，燃油喷嘴对液态燃油的雾化起着很大的作用，直接影响燃油的雾化、分布，对火焰稳定和发动机性能有直接影响。(1)测定组合式空气雾化喷嘴的雾化粒度表示喷嘴喷雾粒度的常用参数是索特尔平均直径SMD。SMD直接影响燃烧室的综合性能，包括燃烧效率、温度场、壁温等。(2)测定不同工况下组合式空气雾化喷嘴的喷雾锥角αp

6、喷雾锥角αp是影响主燃区燃油分布的主要因素。通过试验获得喷嘴锥角随供油压力的变化规律：αp过小，使油过于集中在火焰筒中心线，会出现局部富油束，导致燃烧不完全，增加了冒烟和火焰辐射，也使燃烧室温度场品质变差；喷雾锥角αp过大，燃油会达到壁面，在壁面集结，引起壁面的局部高温，产生火焰筒壁变形或烧蚀，降低了火焰筒的寿命。(3)测定各种飞行工况下双油路共同工作和单独工作的流量特性曲线，喷嘴在不同工况的供油特性。272.燃油喷嘴的形式是多种多样的，但是燃油的雾化过程在物理实质上都是基本相同的。燃油雾化过程可归纳为：(1)燃油被扩散成很薄的液膜或很细

7、的射流；(2)由于燃油射流自身的初始紊流以及周围气体对射流的作用，如脉动、摩擦，使燃油表面产生波动、皱褶，并最终分离成燃油碎片或细丝；(3)在表面张力的作用下，油膜碎片或细丝变成油珠：(4)在较大气动力作用下，压缩油珠表面，使油珠变形，进一步使大油珠破裂变成小油珠。油珠表面张力作用使油珠表面保持球状。3.喷嘴喷射过程的作用：(1)使燃油与周围介质气体产生相对运动(2)让燃油通过专门设计的流路展成膜或细射流，流路可以是窄斜缝或螺旋槽，或通过旋转运动使燃油在金属表面延展变薄。4.燃油液雾燃烧过程主要包括：燃油雾化、液雾在气流中的蒸发及运动、燃

8、油及燃油蒸发在空气流中的散布、混合、扩散以及着火燃烧。燃油喷嘴的性能好坏是燃烧室能否很好适应各种工作状态的一个至关重要因素，关系到燃烧室能否稳定工作、能否满足航空发动机使用要求、影响发动机推力