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1、燃气涡轮发动机燃气涡轮发动机发动机教研室发动机教研室第第1616章章排气系统排气系统16.116.1排气系统部件排气系统部件¾排气系统排气系统ò功用:•将涡轮排出的燃气以一定的速度和要求的方向排入大气，提供最后得到的推力。在涡轮喷气发动机中排气流的速度和压力产生推力，在涡轮螺桨发动机中，排气流只提供少量推力，大部分能量已经由涡轮吸收，用来驱动螺旋桨。ò后整流锥的功用:•从涡轮流出的燃气以750～1200英尺/秒的速度进入排气系统，由于这样高的速度量级会产生很高的摩檫损失，所以气流的速度要通过扩散加以降低。•这是通过将排气锥和外壁之间的通道面积不断地加大而实现的。ò涡流损失:
2、•由于燃气流离开涡轮时存在残余的漩涡速度，所以还产生附加损失，为了减少这些损失，在排气装置中的涡轮后部支柱设计成能将气流在流入喷管之前先行扭直,即支板强迫气流变为轴向。316.116.1排气系统部件排气系统部件¾¾涡扇发动机排气系统涡扇发动机排气系统ò内外涵发动机有两股气流喷入大气，即低温的内外涵发动机有两股气流喷入大气，即低温的外涵空气流和高温的涡轮出口燃气流。外涵空气流和高温的涡轮出口燃气流。ò在低涵道比发动机，两股气流由混合器掺混，在低涵道比发动机，两股气流由混合器掺混，混合器能使外涵的空气流入涡轮排气流之中，混合器能使外涵的空气流入涡轮排气流之中，保证两股气流充分保
3、证两股气流充分混合混合。。ò在高涵道比发动机中，两股气流通常在高涵道比发动机中，两股气流通常分别排分别排出出，也可以将两股燃气流结合到一个公用的即，也可以将两股燃气流结合到一个公用的即整体式喷管组件之中。这种喷管使气流在喷入整体式喷管组件之中。这种喷管使气流在喷入大气之前先部分地混合。大气之前先部分地混合。416.116.1喷喷管管－消音－消音¾¾噪音源噪音源：：ò一个是喷出的高温高速燃气与外界大气混合所产生的噪音；一个是喷出的高温高速燃气与外界大气混合所产生的噪音；ò另一个是空气进入进气道和流过发动机时产生的噪音另一个是空气进入进气道和流过发动机时产生的噪音;;ò第三个是
4、发动机的振动所产生的噪音。第三个是发动机的振动所产生的噪音。ò对于涡喷发动机排气对于涡喷发动机排气噪声噪声是主要的是主要的噪声来源噪声来源;;ò对于涡对于涡扇扇发动机进气发动机进气噪声噪声,,即气体流过即气体流过风扇和涡轮风扇和涡轮是主要的是主要的噪噪声来源声来源。。ò噪声来源于风扇和压气机、涡轮、排气流噪声来源于风扇和压气机、涡轮、排气流或喷口。随着相对或喷口。随着相对气流速度的加大，所有噪声在不同程度上气流速度的加大，所有噪声在不同程度上都提高。排气流噪都提高。排气流噪声的变化系数比压气机或涡轮噪声的更大。声的变化系数比压气机或涡轮噪声的更大。516.116.1喷喷管管
5、－消音－消音¾¾排气噪音；排气噪音；ò排气排气噪声噪声是由于排出的燃气与大气猛烈撞击是由于排出的燃气与大气猛烈撞击,,而产生紊流而产生紊流度极强的混合所造成的度极强的混合所造成的,,它受由它受由排气流排气流和大气之间的相对和大气之间的相对速度引起的剪切作用的影响速度引起的剪切作用的影响。。在排气口附近产生的小涡在排气口附近产生的小涡流引起高频噪声流引起高频噪声,,在排气流后部大的涡流产生低高频噪声在排气流后部大的涡流产生低高频噪声。。另外另外,,当排气流速超过当地音速时当排气流速超过当地音速时,,在排气流的核心部分在排气流的核心部分形成激波形成激波,,将产生单一频率的噪声将
6、产生单一频率的噪声,,并将混合噪声有选择并将混合噪声有选择地放大地放大。。如果混合速度加快或喷气流相对大气的速度减如果混合速度加快或喷气流相对大气的速度减小小,,噪声水平就会降低。这借助于改变喷气流的形状就可噪声水平就会降低。这借助于改变喷气流的形状就可以办到。以办到。ò排气噪声排气噪声是主要的噪音源。是主要的噪音源。616.116.1喷喷管管－消音－消音¾压气机和涡轮压气机和涡轮的的噪声噪声ò压气机和涡轮压气机和涡轮的的噪声噪声是由于转动的叶片和静止叶片的压力场是由于转动的叶片和静止叶片的压力场和紊流尾流的相互作用而产生影响的和紊流尾流的相互作用而产生影响的,,并可分为两
7、种不同的并可分为两种不同的噪噪声。声。离散的离散的噪声和噪声和宽频的宽频的噪声：噪声：•离散噪声是由于叶片尾流有规则地流过下游各级而引起的,尾流的强度取决于各排转子叶片和静止叶片间的距离,距离短,相互作用强烈,导致较强的噪声。在高涵道比的发动机中,低压压气机(风扇)叶片尾流流过下游静止叶片就产生这种噪声,但是由于速度较低和转子叶片和静止叶片间的距离较大,因而噪声强度较低。•宽频噪声是由每个叶片与流过其表面的空气的相互作用而产生的,流过叶片的气流的紊流越大,则宽频噪音的强度越强。716.116.1排气系统部件排气系统
