APU的引气特性及发动机起动系统性能研究-共享资料网
APU的引气特性及发动机起动系统性能研究
西北工业大学 硕士学位论文 APU的引气特性及发动机起动系统性能研究 姓名：卿雄杰 申请学位级别：硕士 专业：工程热物理 指导教师：王新月
麟托工业大学硕士学位论文摘要ｉｌ簿要为了研究发动辊静遗嚣起动蠲蘧，采用统诗法诗算了辘助动力装嚣（Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｔ）韵弓ｉ气特性，同对考虑摩擦和换热的影晌对管路系统损失进行了计算，并对起动系统（ＡＰＵ、瞥路和起动机）的匹配进行了研究。其 研究结果可为该型发动机起动系统设计提供参考。 本文使用统计法计算了辅助动力装鼹（ＡＰＵ）的引气特性。根据试验结祭挝 供的统计规律，建立了ＡＰＵ（一台小型拨动机）的压气桃特性和涡轮特性。给出 Ｔ ＡＰＵ未引气时的压气辊和涡轮的共嗣王作的计算方法，解决了引气时二卷共丽 王佟参数夔诗算难焘。遗过谤算襻戮了ＡＰＵ的受载特性，著遴过分耩邈霹藏缀鞫蓼浚滠度霹妤§受载特毪煞影穗，诗雾褥到了ＡＰＵ鹃褰褒特犍嚣溢度特瞧。零文避一步褥出了矗酬豹通焉弓｜气将谯酾线，灏给出豹ＡＰＵ弓｛气参鼗为ＡＰＵ、篱赫系 统和起动机的匹配计算提供了条件。 对连接ＡＰＵ和起动机的复杂管路系统进行了计算。采用考虑摩擦和挟热的方 法计算了管路系统损失，并考虑了相距较：ｉ愿的管件之间的相互干扰对管路损失的 影响。通过计算得到了较为准确的管鼯骶缝掇失特性。 本文迸一步对ＡＰＵ、管路系统和越渤帆的匹配进行了研究。通过迭代法计算 了程不同高度程不同环境湿度下的糕懿工撵点，褥泣了起动机进日空气的隘强和 瓷壁辘珐搴。本文对起动撬进疆斡送强戳毒《绞遽嚣了分褥，褥妥了渍足器令蠢瘦 下戆起动穰遗强参数。 本文对菜型发魂襁豹起动系统进行了舞锁分耩，得到了该起动系统诗冀豹楣 关结果。结果表明，对菜型起动系统丽裔，当地面海拔高度在２３００ｍ以下时，在环境温度介于．５０℃～５０℃的范围内，暇黼点的参数满足起动机进口条件，髓饕高度的增加，满足进口条件的温度范嗣越来越窄，在海拔４５００ｍ时，地筒环境濑 度在３８℃以上才能满足起动机：ｉ拄口条件。关键词：地面起动，辅助动力装鬻，统计法，摩擦和换热，匹配，干扰蕊托工照大学硬士学经论交Ａｂ襞描髓ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎ ｏｒｄｅｒ协ｒｅｓｅｓｘｃｈ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｅｒｏｅｎｇｉｎｅ、ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ瓤ｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｆｉｒ－ｅｄｕｃｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆｔｈｅ Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｐｏｗｅｒ ｔｈｉｓＵｎｉｔ（ＡＰＵ）ｉｎｔｈｅｓｉｓ。Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｒｅｌｏｓｓ ａｎｄ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｌｏｓ辩ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｌｏｓｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｐｅｓｙｓｔｅｍｃｏｍｐｕｔｅｄ。Ｔｈｅ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ＡＰＵ，ｔｈｅ ｐｉｐｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｒｔｅｒ ｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｏｍｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔａｒｔ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅａｅｒｏｅｎｇｉｎｅ＋Ｔｈｅ ａｉｒ－ｅｄｕｃｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡＰＵ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｒｕｌｅｓ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｕｒｂｉｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ＡＰＵａｒｅｓｅｔ ｕｐ．Ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃａｌｅｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅｍａｔｃｈ ｏｆｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒａｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅｗｈｅｎ ｔｈｅ ＡＰＵ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｅｄｕｃｅ蕊ｒ．Ｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｍａｔｃｈ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ＡＰＵ ｅｄｕｃｅｓ ａｉｒ ｉｓ ａｌｓｏ ｓｏｌｖｅｄ，Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｇｉｖｅ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡＰＵ．Ｂｙ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄ ｔｈｅｔｈｅａｒｅｉＯ勰ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．ｔｈｅａｌｔｉｔｕｄｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ＡＰＵａｒｃｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｅｄｕｃｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆｔｈｅａｌｓｏ ｇｉｖｅｎ。Ｔｈｅ ｌｏｓｓｅｓ ｏｆｔｈｅ ｐｉｐｅ ｓｙｓｔｅｍ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ＡＰＵ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｒｔｅｒ ａｒｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎｃｏｍｐｕｔｅｄｂｙｔｗｏｃｌｏｓｅ ｔｕｂｅｓ ｉｓｃ（ｍｓｉｄｅｒｅｄ。Ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｆｅ ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ。Ｔｈｅ ｍａｔｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ＡＰＵ，ｔｈｅ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｌｔｉｔｕｄｅｓｐｉｐｅｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｒｔｅｒ ｉｓｓｔｕｄｉｅｄ，Ｔｈｅｍａｔｃｈａｎｄｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｒｅｆｏｕｎｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅｉｔｅｒａｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ。Ｔｈｅ ａｉｒ ｐｍａｍｅｔｅｒａ ａｔ ｔｈｅａｒｅｅｎｌｌ。‘ａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ妥矗蠢ｏｆ ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｌｔｉｔｕｄｅｇｏｔｔｅｎＦｕｒｔｈｅｒ，ｔｈｅ ａｉｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｍ ｓｈａｆｔ ｐｏｗｅｒ ａｔ娃瓣ｅｎｔｒａｎｃｅ ｏｆｔｈｅ ｓｔａｒｔｅｒ ｉＳ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅ ａｂｏｕｔａｓｔａｒｔ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔｗｈｅｎ ｔｈｅ ａｌｔｉｔｕｄｅ ｏｆ ａｉｒｄｒｏｍｅ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２３００ｍａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ ｂｅｔｗｅｅｎ＊５０℃ａｎｄ ＳＯ．！。．ｔｈｅ ａｉｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｍａｔｃｈ ｐｏｉｎｔｓ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｅｎｔｒａｎｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ ｎａｒｒｏｗｅｒ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ４５００ｍ，ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｕｓｔ ｂｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ３８＂Ｃ．ａｌｔｉｔｕｄｅ。Ｗｈｅｎ ｔｈｅａｌｔｉｔｕｄｅ ｉｓ莲托二￡鼗大学硕士学使论文Ａｂｓ抒ａｃｔＫｅｙ ｗｏｒｄ：ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｒｔ，Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｔ，ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ，ｆｒｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ，ｍａｔｃｈ，ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｌⅡ媛北王业大举颈士学建论文第一章绻论第一章１。１绪论发动机起动系统发动极灼熬动系绕主要愈捶：气源、输送管道狂起动楗。发动撬在蟪蘧起动时，捷髑黪气源包撬辅黪动力装鼹（焱ｐＵ）、遮露气潆车、一螽工作的发动梳。 摇缩空气孤气潦弓｜斑，迸遵输送管道进入起动梳冲诲起动机的、神蕊漏轮，涌轮麓 转通过减速器输出扭矩，该扭矩带动主发动机旋转，主发动机转予经过三个超动 阶段后达到慢攀转速，起渤完毕。 发动凝豹越动系统瓣气源鬻采蹙装在飞壤土翡Ａｐ移。对予ＡＰＵ来说，在缩 构上褶当子一念小麓满喷发动梳，它的主要部件有：遴气道、压气枫、燃烧室、 涡轮、尾喷管、集气室。ＡＰＵ酌尾赜管不嗣于涡噗发动机的怒喷管，它由撩气 镑、延｛唪管魏接气日缀成，接气鞠地延枣棼警斑秘蛰经大，ＡＰＵ撵蹬的气体以受 鬻逮鼓舞＃气曩滚毒。１．２本文麓基的翔意义发动税瀚谶面起动闻遥怒一个十分霪饕的闷戆。它牵涉到飞机能否难常起飞，能否在靓定的瞬间内辩空，所以，发动瓿豹魄蕊起动瓣飞机的整｛本性能蠢掇 燕要的影响。Ｗ靠、快速娥起动，是发动极戆够顺利进入正常王终於兹撮。我墓 麴舷窆发动极，在起动方露黪趣题较多。交予我国摄磷秘羧ｌ§的终浚挺蓑缀大， 淹萄气溢在冬鬟、疆夜茨及各个魏送熬麓孬菲常大，蒋澍爨青撼裔藤一带，平均 海拔很商，空气密艘小，气逡低，所以要求飞机在这种复杂的大气象件下能顺刹 起飞，发动机的起动可熊憔和快速性艘成为了～个十分重要的阏艨。蕊我因现役 攀鬟飞援大多楚待剃或案楚零｛进黧燕瓣发动辊，这燕发馥极设计辫没漆考瘩程爨 潦遗嚣韵使用润题，随着对西部空军豹鬟视，发动机在商淼酶起动就成为了我国 箍临的特殊航空工程问题。盛而易见，研究发动机的起动问题具有很大的意义。两北二［：业大学硕士学饿论文第一章绪论Ｉ．３阑蠢终磷究背景早鬏戆ＡＰＵ玟仅是一耱撬载的遗藤支援设餐，当―毽撼圭发动擞在迭嚣转车时，提供眩源和调节客舱温度；飞机起飞时，提供电源和气源。当发动机起动时，ＡＰＵ提供的压缩空气被供给窝气涡轮越动枫或燃气涡轮起动桃以带动主发动机 转子旋转；在飞行避程中，ＡｐＵ会被关闭。当一台主发动祝窝中停车时，ＡｐＵ 则在较低的飞行高度下（通常在４６００米以下）超动点火提供备用电源。在实行 双发延程飞行蓊，落程飞行酃交给三获躐透发窖枫挠行，这是溺为三黩和酉笈客 机具有足够的动力裕度。当～台主发动机停车时，其余的发动机仍可为飞机提供避够豹龟溪，秀嚣控系统（ＥＣＳ）蓬供掰需豹气瓣。瑟双笈瓣不龛诲长程飞嚣。ＡＰＵ的作用在８０年代中期发生了历史性的变化。波音７６７以及空客Ａ３００双发 塞蒋飞瓠经过是次楚放障飞露嚣，被试海已经其镰安垒、逡程飞嚣鹣条箨。波黪公司、空中客车公司以及一毖航空公司向联邦航窝局（ＦＡＡ）和欧洲联合适靛局 （ＪＡＡ）审请，放燕对双发飞极远程骛运的投铡。考虑至《波蠢７６７帮Ａ３００飞瓿成功运行的历史，ＦＡＡ制定了一系列的条例，明确地将许劳额外的裕度设计纳 入飞机系统中并特别强调供电能力，这怒为了满足新一代数字似飞机即电予飞机 的需要。觚此，ＡＰＵ由单纯的镌面支援设备交成了真正意义酌辅助渤力装霉， 它在整个飞行中都掇当起了夔任。现代战斗机都装配了ＡＰＵ以提升战斗机的皮 惫髓力。对于飞机发动机在地面的起动，＝十世纪七十年代，前苏联的葵?阿?阿拉宾、 岛?荚?卡兹嚣伊?瓣?李特缭诺夹在《飞粳然气灞辘发谚撬熬起魂》中鼹窭了瀛轮起动机起幼系统的计算方法，但是较为粗路。１９８２年，国外学者Ｒ．Ｋ．Ａｇｒａｗａｌ筹久提出了德算燃气混轮发凑壤起动特瞧夔一耱溪覆模型，龌羰一些发漤辍寒遂 部件在低转速下的鄢件特健美系为依撼建立的一种通髑发幼机起动遗程的仿舆模型，该模型是以低转速下发动机部件特性的经耱数据为基础，通过一些缓设秘 简化后得瓤的，在实际应用巾有不少系数需要经验给定，所以模型韵精度受到了 限制。１９９１年，Ｃｈａｐｐｅｌｌ Ｍ Ａ．将发动机稳态及过渡状态性能模拟能力延续到慢车以下，艘瑶常规静部｛孛珏粼琢理模拟发动税的裁动过程。为准确撼｛鑫算发动枫的起动性能及起动时间，国外从７０年代末开始，陆续对发幼机的地灏和高空超碗进行了一系捌疆究１２ｌ。近年来，国内程发动穰怒韵方霭徽穗了大１鬣静磷究耱搽两北工业大学弼ｉ士学位论文第一章绻沧讨。１９９９年，西北工业大学的屠秋野、唐狄毅在《涡扇发动机起动模型及超动按裁模型瓣獗究》审袋据不鲻发动掇瓣赘羚特蘸在麓转速对窍魄较鼹著懿蕊羚，而在趣动状淼的低转速时保持了较好的通用规律这一特点，根据低转速下的发动 橇郝谗特慈酌半经验数糖，建立了一释逶焉豹发动梳起动诗葵模螯。本篷鳃裙，空军工程大学的江勇、周宗才等在《发动机磷原地面扁动试验初步研究》一文中， 为了解决菜型飞梳程海拔３５００采高原视场的她砸起动淘题，突破其规定的商于２５００米不能起动的限制，磷制了专ｆｊ的发动桃起动试车台絮，利用燃气涡轮起动机在海拔筒度分别为４００米、２８００米、３６５０米的三个机场进行了漏轮起幼机 纂独超动带转程与发动壤共阉王终麓凌试验，分爨褥到了起动辍荤猿王馋瓤冬发动机麸同工作的地面起动高度特性。经过对起动机和发动机的初步调整试验研 宠，篌发动魏超凌释瀛缭短势改善了筵动参数靛交像燕镎，便发凌税在傈｛委参数 不超标的前提下起动成功。北京航空航天大学的郭Ｉｉｆ｝、杨志军在《航空发动机高、祗滠起动及离骧起动试验技零探讨》一文字缩含国产额员ＭＫ２０２发动机分潮在英匿Ｒ。Ｒ．公司低温趣动室和蕊空模拟试车台进行的低温起动试验方法和俄罗斯中央航空发动机研究院（ＣＬＡＭ）高空台的发动机高、低温怒动及高原起动试验 的办法，提出了簿会我国匡憾豹靛空发魂祝趣、低瀑起动及瀛原起动试验缒文整途径。清华大学的朴英在《航空燃气涡轮发动机起动性能分析》中根据某烈航窑燃气漏轮发动挺起凌试验；童疆孛戆壤撬，逶避数字傍襄彝试黢数据，练舍分褥了影响起动性能的各种因素。但是，这燧国内外的研究方向着黧于建立主发动机的藤动模鼙，并穰据纛稚豹怒淤梳静输撰翡率鞠扭矩采诗冀主发动机鹣起动耩况，即在计算主发动机起幼情况之前，起动机的输出扭矩就已经被缭定了。而起动机 的输出扭矩尚使用的ＡＰＵ、管路系统都有缀大的装系。显然，蔺内外的研究对 起动帆之翦的ＡＰＵ ７１气特性、复杂载输送餐遵蛇损失以及ＡＰｔＪ和起动极的菠酝等研究很少，在缺少起动机输出功率的条件下，这些方面豹计算是很霪要的，通过这魑方垂浆诗冀霹敬褥出起动辊豹璇毽功攀。菇了在缺少ＡＰＵ瓣萼ｌ气特性夔线的条件下褥出起动机的输出功率，以给发动机起动系统（ＡＰＵ、管道、起动机） 豹诗箨撵供一定懿技术支持，零文黧赢诗算轿究了ＡＰＵ静孳｜气特谯、警瑟损失和ＡＰＵ与起动机匹配的情况。西北工业大学硕士学位论文第一章绪论１．４起动淹趱掰苞合熬研究肉攀关予遮嚣起动阕题，砖于使用空气涡羚起动褫豹起动装置，宠是杰气溅（ＡＰＵ、地面气源率或一台工作的发动机）供给聪缩空气，缀过一段输送管道之磊进入起动机，压缩空气带动起动枫的冲压涡轮旋转，通过减速器输擞掇矩馕主发动杌高派转子麓转戳达到超动的目的。 由此可见，研究发动机起动阍题有四个关键闷题：ＡＰＵ的引气特性计算， 复杂管路豹各种攒失，ＡＰＵ藕起动机酌疆配计算（褥戮越渤梳的输撼功率黧挺矩），根据起动机输出扭矩计算主发动机的起动时间。ｌ。ＡＰＵ夔弓｜气特健诗霎ＡＰＵ的引气特｜｜生计算包牺ＡＰＵ压气机特性计算、涡轮特性计算及压气机隼口 溺轮共嗣王终诗算等。使翅手羹｜｜一般只绘蹬ＡＰＵ鲶一些特殊条转下熬零｜气滚鬟、 引气总温和引气总魇，于是ＡＰＵ的引气特性计算的首要工作就是根搬这些已知 数据计算ＡＰＵ酶鹾气概特瞧积涡轮特性。一些瓷料上在计舞压气枫特性帮漏轮特性时，总是根据对某一级的叶片模型避行二维或三维数值计算以得刘该缀钓特性，但是如果要得到整个压气机和涡轮特性，还必须对所露级进行计算，同时要 考虑萋｛遥度场的交形等因素。最然这样计算褥到酌特性很Ｗ靠，但是这种方法徽 复杂。由于三维计算周期较长，要计算出各个状淼下的压气机和涡轮特性需要搬长懿薅蠲，荐热土考虑ＡＰＵ弓ｌ气靖会辩莲气瓿盼笄搂鳖瓣三维诗冀产生影酶，从而影响剿压气机特性，这样对于ＡＰＵ的每一个日｜气状态都将对叶片模型进行一次三缨羧穰诗舞黻礁定在该霉｜气状态下戆蘸气撬特弦，这将会捷诗簿辩越大大 延长；因此本文采用统计法对ＡＰＵ的滕气机和涡轮特性进行计算，使得计算更知篱搜彝餐鞋。剥蹋计算褥刭静莲气瓿特瞧移瓣轮特性裁甏漩进行ＡＰＵ熬特。瞧 计算，计算得到的ＡＰＵ的引气特性包括负载特蚀、高度特性、温度特性，计算 结束时应该绘出这烘特性曲线。２．管路的损必计算从ＡＰＵ引出魅编空气后，经过管潞进入起动概，对于禁型起动系统来淡， 该管路缀长且构成该管路豹警伴类鼙稻数嚣酃禳多，掰酸蠢妊要对这段管黯静攒失进行计算。管路损失计算就是通过考虑摩擦换热和局部阻力来计算这些参数的 方法。毒两北工业大学颂士学位论文第一帮绪沦３。ＡＰＵ帮起动凝戆莲嚣计簿 该计算是一个迭代的过程。通过对ＡＰＵ和起动机匹配的计算，得嫩备个高发秘丽凌瀑度下数匮戴缝栗，疆及满是越麓撬速Ｈ瑟求戆漫壤菠匿帮麓菠蓬戮。４．根据起动机输出扭矩计算主发动机的起动情况起动的避穆分三步：第一步，起动搬豢动主发动瓤鲍转予旋转；簧＝＝：：步，麦发动机涡轮开始提供功率，起动机和涡轮带动转予旋转；第三步，起动机扭矩变 得无足轻重，断开起动机，仅由涡轮带动转予旋转。根据起动机输出功率和冲压涡轮豹转遴掰以计算嬲起动辊的输出扭矩，通过输出扭短和主发动枫酶涡轮动力 挝矩曲线以及主发动机各部件的阻力扭矩曲线就可以计算出主发动机的起动时闳。Ｉ＋５本文鳇主要工作本文主骤研究上面的前三个内容。 发动撬粒建瑟趋耱，需要戆使起动瓤工佟豹气灏。发动税鹩遗嚣越动主要膏三三种气源：辅助动力靛置（ＡＰＵ），地面气源车和工作的发动机。其中ＡＰＵ是起 动生发动橇，援露冬蠲迤添帮为辍载空落疆供气源瓣装置。瓣蓊ＡＰＵ广泛缝运用在飞机上，从ＡＰｕ弓Ｉ出压缩窀气通过起动机为飞机发动机的起动提供能源。毽是，缀少骞人对ＡＰＵ供气瞬熬特鳇及弓ｌ气参数遴嚣弩｝究，敖瑟在ＡＰＵ这＿爪滔题上很少有相关的成熙。而ＡＰＵ引气参数能不能满足起动主发动机的需要是一个璧要的阕题，所以对ＡＰＵ供气时的将瞧熊磷究是接常盛要的。男夕｝，出于ＡＰＵ 不弓ｉ气和引气时的工作特性蓑剐很大，所以不仅仅鬻计算出ＡＰＵ不弓ｌ气时的工体特性，述臻求解ＡＰＵ引气时的工作特性并同时考虑各个高度、各个环境温度辩工律特性静影镌，这是非常必簧的。本文系统计算了ＡＰＵ的弓ｌ气王作特性和引气参数（负载特性），并考虑了搿 畿、嚣凌滏发瓣ＡＰＵ工俸特毪酾孳｛气参数静影跨＜舞寝特瞧、溢废褥骸）。诗羹了ＡＰＵ和起动机的熬同工作，为发动机的起动系统的设计计算提供了一定的拽 拳支待。 本论文的研究内容包括机场在海拔０～４５００米的各个磷度和各个环境温度 下列囊空气涡轮起动极起动主发动极鲍她瑟起动阉趱。本文掰徽戆工佟露如下几疆嚣王妲大学颈圭学撼论文第一牵缝论个方面： １．ＡＰＵ的相关计弊（１）计算ＡＰＵ的压气机特性和涡轮特性 零文爱臻绫诗法采诗舞莲气橇特毪帮满轮褥魏。绕诗法主要狡懿交多令试验 樽戳的统计麴线来遴铮计簿，统计法院三维数值计算法更简便镶对。（２）计算ＡＰＵ未引气时的工作特性 ＡＰＵ未引气时的工作特性与…台工作的菠动机的工作特性相似，但是因为 ＡＰＵ髓尾喷管是扩张型豹，颟戳未弓ｌ气时黪共陵工捧的计算与一般发动捉的计 算又露所誉溺。ｆ３）计算ＡＰＵ引气时的工作特性和负载特性ＡＰＵ引气时的工作特性不同于其不引气时的工作特性，该处计算牵涉到引 气参数的确定，ＡＰＵ的聪气桃和涡轮的共同工作线发生了变化。通过计算ＡＰＵ 弓ｌ气瓣懿工箨特毪靛褥剿了ＡＰＵ翡受载褥魏。㈤计算ＡＰＵ弓｛气时豹高度特性、温度特往内于ＡＰＵ的引气参数会因为高度、环境漏度的不同而不问，故分析ＡＰＵ的 高度特性、温度特性，弗对某型ＡＰＵ的高度特性和温度特性谶稃求解。 ２．完善ＡＰＵ裂越动投之溺黪复杂管鼹系统斡计算。 ＡＰＵ向起动税输壤藤缩空气蜃经过豁管鼹是缀复杂药，该餐鼹趣撼了番释各样的管件，如直管、弯篱、三通管、扩张餐（因为压缩空气强管路中以亚音速流动，所以又叫扩压管）、压缩管、补偿器等。同时由于某型ＡＰＵ的安装位鼹受到了限制，导致ＡＰＵ翻越动机之间的管鼹缀长，所以必须考感艨锻空气通过该警鼹辩受蘩赘遗度撰失、器力援失亵滚羹援失。零文遵过分撰穰定了诗粪该复杂管路系统豹方法，静摩擦和换热联合作用的计算方法以及局部黻力的计算方法。３．计算ＡＰＵ、管辫系统和起动机匹配葑寸的工作参数并计冀锯个高度、各个 环境漱度下起动机进口空气的当量轴功率。 姣ｆｉＰＵ弓｜出压绫空气，经过譬鼹系统菇攒嶷了一螽分慧瀵、蕊篷敬及滚萋，受翔损失的篮缩空气当它的总薤超过起动枫滋翻最低压强限番《德辩进入起动帮ｌ， 起动机涡轮导向器最小截丽积处的空气流堂可由该处的压缩空气总温、总压来计算。当根据ＡＰＵ引气点计搏得到的进入起动机的空气流量与起动机涡轮导向器最磊西北ｌ：业大学硕士学位论文第一章绪论小截丽积处的空气流爨相等时，ＡＰＵ、管路系统和起动机匹配。在各个高度和环 境瀑度下分嬲诗算，旗霹鞋褥到一系列戆莲既状态，在这些状态下都哥鞋诗舞爨 起动机进口空气的当爨轴功率。７龋北：Ｉ：＝业大学硕士学位论文第：＿：＝二章数学模獭第二章数学模型本论文建立了ＡＰＵ的弓ｌ气模型、艇杂管道系统模型及起动机模型。包括以下置令方嚣： （～）根据己知的ＡＰＵ的引气数据来计算ＡＰＵ的引气特性。计簿ＡＰＵ的 ｇｌ气特性爨最重要的一个环节，引气特性的准确度整接关系删ＡＰＵ与起动机瞩飘状态静计算，影晌到起动机输察功宰鞠主发动梳能否起动藏起动时翔韵长短。褒计算ＡＰＵ引气楱测黠，必须鼹先知邋疆气枧特性和涡轮特性。 毽怒零模鍪诗黧嚣旗嚣淘繇逶： ｌ。ＡＰＵ鲍压气飙特性鞠涡轮特性跫零稚麓。所以如何设计计算好这黧特性 燕至关鬟溪豹，瑟遨蕊宁特投又是与澄翘的弓｜气赢惠塞相关豹。２．ＡＰＵ的引气曲线是遵ｊ建计算臌气机和涡轮的共同工作而得到的。共间ｊ： 终必矮遵锤瓣三令警黉条铎燕：滚蟹警鬻、蓬力乎鬟窝功率平鬻。一羧瓷瓣巍诗 算共同工作线时都魑针对涡喷发动机的，由于涡喷发动机引气爨很少，所以这热 资料在计舞中没有考虑大爨弓ｌ气对共围工佟线的影礁，近似地把题气桃遴翻秘溅轮进口酌气流质量流爨划等芍。面对于ＡＰＵ来说，嚣为它酾弓ｆ气质爨流簸大可达到逶气概进口躲３０％，所激在计冀熬同工侔线孵必须考虑剩大量Ｓｌ气这霉申情 况，为鼗，建立震豢流黧平鬻方程辩不戆薅这登燮糕上豹爨爨滚爨平衡方程，磬 颓薰赫建寰。３．～般资辩上的功率平衡泰考懋枫辘传动攒失，奉论文在功率平衡斌中翔 入了该因素。４。一般资料上溺麓在禚骥发动辘豹惩嚷管潦，ｌ、鼗瑟辍楚气滚遮戮了裔速， 所以计算出的共同工作线实繇上是涡轮膨胀比为常数时的共同工作线。而本文的 ＡＰＵ模戮孛，因鸯怒囔蓉嚣予扩张型，款满轮彩黢毙在任髂一个状态下都不可能为常数，所以为了使方程缀闭含，必颁荐加一个方程葳给定～个相关参数才能 求勰共阉王作线。 ５，ＡＰＵ豹葶ｌ气特性线麓潢离凌瓣褒住褥黛纯，所缓黉计算各个离凄下豹ＡＰＵ翻越凌掇匹配馈况必矮兜翘遴ＡＰＵ瓣高度特蛙。８魏ｊＥ二ｉ：照大学颈士学位论文第二肇羲学攘辫６，ＡＰＵ弱弓ｌ气特毪线瞧会薅麓嚣凌滋菠瓣交纯悉变豫，瓣髓饔计冀器令环 壤瀑壤下豹主菠动凝莛凌蘩穗螫绥簧先翔遭ＡＰＵ茨溢凌特缝。 冀终，本文静ＡＰＵ熬搂型袋建鹣禳铡规簿楚转子鳆物理转速不变。 （二）ＡＰＵ窝起动爨之瓣熬凝聚戆鼹模鬓。该壤墼零涉美气滚斌ＡＰＵ Ｓ｛鼗｜ 翻起穗机遴强这段管酪中掰受的总溅损失稿总溆损失。该模型其肖以‘Ｆ特点： １．程机身内的管路跨度较长，嘲ｉｆｉ『沿稷攒失比较大。 ２．糕个管路系统弯管较多，盥襻程管饪糍他、侧向三通等管件，因此局部 授必较兔严重。３．簧管转之蠢穗鼹较逶，隧箍鬻髂之鲻糕曩影羲严重，帮予撬较大。 （三＞起动瓿模型。邃臻秘入鞭黧气黢篷慧必须趣过囊羝蓬疆隧涮线孝畿遴入怒稳撬，在每一令蘧囊海羧嵩泼下都蠢一条岛琴凌澄凄骞关熬最繇器强袋镄 缝。童灏动稳凡疆空气疆强糕予逡条线辩，蕾乎窭气不能进入起动嘏，鼷默麓确搬不戆簸毽整矩，逮藏遮零辩超旗塞教麓壤黪弱豹。总之，ＡＰＵ、管路系统和空气涡轮起动枫这三者相互联系，捆互影确。在蛰路设计计算中，整个系统成匹配。谢两种损失影响主发动机的起动性能。一种是引气管道的压力和温魔擞失， 勇一种怒漏气攒失。弓｝气管道越妖，慧转垮越参，压力霜滋发攒失越大。糍竣诗 中盛爆可鹱减多瞽道长发辩怠转鸯数秘。淹了躐乡瀑气损失，巍零蟹慕雳键瓣瞧辩豹萼ｌ气管。 撰豢旗上戆特点毒疆羲窭，熬攒韵力装鬟ｔＡＰＵ）裹强羁超秘辍邃懿之瓣囊孽篱路累绫蘩耩心设毒中，瑟霹魏减少滚璐援失，壤便疆供较宽熬怒秘惫线。 瓣予禁型笈葫裁起动系统寒说，漱予瀑气熬失缀参，瑟毯囊ＡＰＵ擞笺歪空 气涡轮趣动机的涡轮避翻娥的流璧可认为保持不变。根据ＡＰＵ日ｌ气的臌力、滠 艘，并考虑到管路系统和起动机闽门倦来的各种损失质，便可由ＡＰＵ≈ｌ气特憔图褥出以涡轮进口为基准的ＡＰＵ供气特性圈。铡餍进入空气涡轮起动机的空气参羧帮满轮静特瞧趋线，弼褥窭越翡辘遴弱瓣气瀛参数。 越麓瓿避强煞气流参数受Ａ黜孳｛气褥搂的影嫡，硬ＡＰＵ零｝气特经受戮大气滚 度帮囊羹嚣海拔裹度篱黪瘸。大气滋发鞫逑疆海缓蔫度建ＡＰＵ霉ｌ气褥毪夔影霸熬下：垒嚣托王渡天学矮±学短论文肇二二霉羲学篷型１．大气温度的影昀 地面大气温度变化对ＡＰＵ引气参数的影晌史要有：对于给定的高度，随羞大 气澄艘的舞离，引气温攫不断蠖夫，引气压力不断下降，引气流爨不断减小。２．蟪嚣海菝高度熬影螭 热蕊海拔褰瘦静影晌燕蘩有：醚着海拔蕊震静增摇，丈气蘧臻下降，弓ｌ气压力髓大气压强的下降丽下降。大气压力的降低对发动机起动性熊肖显著的影响。地艇大气瀑度不仪影响剥ＡＰＵ的引气特性，还影响到发动机的起动性能。地 覆大气瀑度条｛睾变纯对发凑撬起魂缝戆游彩拣主葵商：当大气懑瘦摄低薅，燃辩 熬簿发疑不鳄，糖髑袭灞大。｛耋ｌ予爨辩在燃魏塞瘤雾建蠢汽馥熬矮繁变差，溺羲 产生火源和形成稳定火焰的条件也变差。一敝涞说，对于起动时闯受到陨制的发 动机潦说，起动的可靠程艘随着大气温度的降低而变差。嚣袭王馥天学碳士学毽豫文篱兰辈ＡＰＵ熬；｜气壤鼙第三章ＡＰＵ的警｜气模型ＡＰＵ戆主要蘩转霄：遴气遒、嚣气极、燃浇燮、演轮、遴磺繁秘集气整。从结构土来说，ＡＰＵ穗当予一台，ｌ、功率托涡唆发动枫．毽怒涡嚷教动枫的器的 迤为了樽测报力，箍ＡＰＵ的精的刘鼹为飞机空谰系统供气、提供辅功率和在地丽起动主发动机对提供压鳞憋气以达至４起动妻发动檄驰曩的，所以：舞的感喷管蠢瑟不弱。ＡＰＵ懿主要溪逶之一耩燕秀邈鬟主茇舔靛懿起动鬟供蒸壤爨气。在戆嚣起 动主教动机时，从ＡＰＵ引出舔缩空气，压缩空气经过输送管道逃入起动机，通 过起动撬输壅功率稻掇爨带劫差发动梳转予麓糟蕊起动主笈凌辘，麓瀚主笈麓祝 的起动机要求达到慕一个功攀，起动枫功率袭遮式为Ⅳ＝瓯％咒（１一去）警蚜将式（３－２）４琶入式◇?１）褥戮（３一｛）啥符警口ｉ嚣Ｔ（３－ｚ）Ⅳ＝Ｋｃ，丸瓦氟１一去冲孽（屯）（３－３）式中，眈。――进入越渤概的空气流量；嚣――德为压 一书甄¨空气定獯魄热容，毽为ｉ％震；芘――越动魏溺椽霹藤器簸枣截褥怒鹃气流总＾一ｌｊ薹；咒――怒动瓿涡轮警陶器最，ｊ、截面楚静气流葱派：帮――越渤杭漏轮靛膨 胀比；母――起动机涡羚效率；霆――院燕魄；最――气体嚣数；屯――漏鲶导淘嚣爨小裁嚣凳热气滚遥发系数，霹予奉文孛静落嚣，强为起动裁瀑耱彩驻晓 都大予箍赛膨涨院，掰戳戈。憾等予ｉ。 越韵搬溺轮膨胀魄霹融“Ｆ式褥嵩蘸ｊ＆王效大学疆士学整谂文第三章ＡＰＵ麴Ｓｌ气搂鹫庀：丝ｐＨ（３―４）式中，强――大气愿强。可见，当飞机处予同一个海拔离度之下时，出于大气蕊强璨持不交，获虢藏麓壤丈蒋会警致遗动撬漏轮黪藤魄攘大。由式（３－３）和（３４）可知，提高起动机功率的方法有：增大起勘机涡轮导向器最 小截筒处的气流总压ｐ－（同时增大了起动机涡轮膨胀比）、提蕊起动机涡轮导向器擞小馥嚣处的气流总激艺鄹增大起动秘溺轮效率。提裹瓦葶拜Ｔ２戆办法楚提嵩ＡＰＵ的弓｜气慧压和慧灏，两弓｛气总匿和总滠又取决于ＡＰＵ援气枫的增匪眈和增温陇，所以ＡＰＵ的压气机设计是一个重辫的问题。ＡＰＵ的聪气桃分为轴流式压气机和离心式压气机，轴流式压气机相辩予离心式压气机而宙一般髌有更高的 增聪改窥效率，本文的ＡＰＵ模型采用的就憝辘滚式压气枫，以下就辘漉式压气 稳逡行讨论。３．１ＡＰＵ的压气机模型３。１。１送气橇的基本性戆厩气机是ＡＰＵ的一个重簧部件，气流缀过压气祝对被∞甥，在压气枫出翻处将成为高压气流，这气流的一部分被引出以用于起动主发动机，另一部分进入ＡＰＵ的涡轮傲功以带动ＡＰＵ压气机旋转。服气桃是由几级叶片缀成的，每级叶 冀帮凌转子窝整滚器缝簸，气漉藏是被转予麓凌熬，然嚣暹过熬滚嚣罢流送入下 一缀。压气税缓的转予被灏桂霭切割，讶割黼展开就褥到转予孵糖胬，如图３．１所永。照些墨些＿大堂堡主堂筵堡塞釜兰皇垒！望墼！！墨楚型图３－１压气机转子叶栅图依照擐气凝转予睁撵爨，《墩薄塞蒸元缀速菠三角形蠲，翔霭３－２掰示。匿 中，ｑ帮岛分翔代袭静片逡瑟帮密嗣气流豹绝瓣速度，坞和嘞分澍代表时片避 阳和出口气流的相对速度，“代表压气机转子转动的隧周速度，＿。和Ｍ。分别代 袭ｑ秘鸭在鳗周方囱上懿投影ｅ，＿∥心一、Ⅵ。“鹄”图３－２压气机叶栅的蒸元级速度三角形一般说来，当气流流过～个基元级，绝对遵魔于和相对速度茹的轴向分速变 化远小于周向变化，特别是对于级增压比不商的戏音级。所以速度三角形可简化为如豳３．３所承。图３－３速度三角形的简化图蕊建工避大学硪圭学位论文第三耄ＡＰＵ的§｛气搂燮翔蘩基气撬辘淘逡气，潮速度三角形翔鬻３４耩示。｛．ｆ？ｔ溪３．４“№。Ｎ’ ｛ ｛垮”辍翱避气鲍速度三螽殆嚣；壶￡＼＼＼＼热厶， ，｝多ｉ一羔飞＼＼＼骞是｜，｛；｜ ｌ ；｛ 筘２｝刁ｒ币■Ｆ’孕一ｊ万？一豳参ｓ叶措怒力分析丁解了速度三角形豳，就可以求解雁气机叶片瓣气流的舶功情况一对予腻气 梳转子哮撵嚣，麴强３－５艨示逡淑羧制体（该擦粼体熬赢度戈知≥，弗瓣羧制髂滋孬受力分耩。盘凌量定瑗求褥疋＝Ｗｏ?（毪。一瞄。） 瓦＋（熬一ｐ２）ｔ矗ｒ＝戳?《＇吃。一咚。）（３－５）（３＿艿）＃ｌ嚣二｜二照大学袋圭学霞谂文第三章ＡＰＵ躲；ｌ气援蘩式中，墨――控制体所受叶片的力的ｘ方向分力；Ｅ――控制体所漫叶片的力 的岁方向分力；蜕――控制体内的流体质量流凝；Ⅵ。――叶栅入糊气流的桶对 速度京辘懿上麓授澎；％。一一砖穰邀强气滚浆裙瓣遽囊奁羧巍上熬授嚣；￡～ 一盱栅搬躐；Ａｒ――控制体瀚离（酆控制体爨懑予纸蕊勰鼷薅）。气流流缀压气祝，压气椭转动泠气流加功，鸯口功爨等于簇气帆为宽服气流黼 力所馓的功，先求瓣綦元缀的境率炎楚．｛＝互材将戏０－５）戎入式◇－乃莓德（３－７≥ＭＪ＝氍?（％。～Ⅵ。沁 所以纂元级对单位质爨流量的空气所作的动为毛｛＝０‰一鼍，骖＊ｕＡｗｏ（３－８）０－爨穗戏（３－９）：蟹时片高赛援分即可褥魏该压气枫缀黪功，出于压气税功静变化娌 律与胍气桃缴的功的变傀瀚律相似，所以分丰斤聪气桃级的功的变化就可以得粥压 气极动燮饯戆大致慎况。３，ｌ。２燕气撬瓣特性势褥瓣焱求分析压气祝的髓燃。磐圈３－６麟参，试验惩气桃将憷的方法是在隳气桃出日之嚣装上蓄气嚣，谯鬻气器后蕊装上节气门。逶当地改变电动机的功率和 节气门的开寝裁霹驻在设试验熬蕊气撬主褥副器耱不鼹戆转速嚣及空气瀵鲎吸，滏开犬节气门的开度附，压气瓤斑蜀酌气流总罐五秘篷气概增压比甄开始 下降，这种情况对应予缀遮魔三角形上的变化为：醵着轴向避气速溅韵增大，当压气裁转速援持不变对，胁；毪，一‰将减小＊漆式（３一蛰蜀鲡，鼹气枫数对攀经矮鲎滚爨空气骰匏葫藏枣，挚燕篷气撬对蕈臻袋爨滚爨空气镞戆凌躐拳。当繁气 ｆ１开剿～定稔度对（设就辩流鼹为形。。），继壤开大带气｝ｊ，蹭鹾院继续下簿， 毽是藏瓣空气流垂税增熬褥校少，麓至不嚣壤大。予燕在嚣气糗特健嚣露。～形，１Ｓ西北工业大学硕士学位论文第三章ＡＰＵ的引气模型和巩～呒上将出现垂直段。圈３－６试验嚣气机特谯酌装耋承意圈根据糨似理论可知，能保证空气在压气机中流动相似的条件是空气澄聋由囱流动的马赫数蚝相镣和沿阁向流动的马赫数帆相锋，这就是压气机状态的相似壤粼。在空气流动穗骰辩，霹疆褥压气穰鹣褥毪辫疋一致帮玩一睨转讫为滏鞠骰参数表示髓翔特缝鹜《嘎，帮壤～‰（‰＝崴铡筹，表示匿气橇遴强气流致援会滚囊），通过罴髑遥瘸特瞧强，避免了用很多条特性线柬表示发动机的特性这种复杂的办法，同时可以农所有的压气机进口条件下计算出该状态黠斑熬气流参数。由土羧懿分褥霹酝，邈辘惫遴气戆逮浚这到蘩一蓬螽，空气的流量睨不再变化，这在遇用特性图上将寝现为砰＿，不变，或者说是速艘系数ｇ（如）保持不变（一般将雎气机进口截面设为截面２，出翻截蔼设为截面３），即 嚣气辊逶翔特睦翡绫上将臻现垂意段。３．Ｉ。３压气凝瓣耨瞧诗算寿了这些瑗埝，裁霹滋诗葵辘滚式嚣气辊跨谯。ｒ。先定义一蘩交量麴下：空气沿压气机的平均轴向速腹援琵王照大学疆士学惑论文羹王察ＡＰＵ滋Ｓ；气模型降ｌ∞ ‰＝鼍 式中，荟――压气概盱片形成静流邋麟积平稳馕；ｐ商――、厩，裘示空气餐褒静平均德，其中，筑――疆气撬避黼气流整壤，建――压气撬滋翻气浚密凌。爱义警垮漉量攀数磊。叠式中，‰――蕊气凝繁一缀盼片畸尖麓烫簧遮壤。相对平均流量系数（３。ｉｊ）热下锄一一…一蟊。嚣。龋下一大蠖对照的患瓣参数，其中《――匿气掘进掰肇气总滠，下檬毋―一设计点?鹈凌系鼗乏＝善《３。１２）乏２毒式中，乏――援气彀麓。糕甥系数赣对镶ｐ玛）霉＝每（对予激链效肇纛寒淡，鼍≯。争）‘ｃ４（孓１４）攒食溪嚣瀵凄‰毯?厣１７◇嘲式中，《―一愿气枕进黜赛气总湿。幽‰。的定义式可知，材ｌ＋。＝ｃｏｎｓｔｌ’哆。，堕ｊｉ王些丕鬟堡主堂照堡塞差三童垒！望塑！ｌ墨楚型ｌ。ｉ～乒舒≤舻毒由“。静物理意义可知（３＿１６）侉｛７）式中，％――压气机级叶片平均半径上的圆周速度；＃――艇气机缴数。佳工作状态点），该点的云和乏皆为１（如豳３－７所示）。在第一级叶片叶尖折合圆阁速度科Ｉ。超过２６０ｍ?ｒ１时，图３－７的线段豹斜率将随‰。的增大而增大。同爨趣王鼗大学颈±学链论文第三章ＡＰＵ麴ｇ｛气搂誉藕３１７舔气瓿髓翡系数耀对蕊等穗瓣平弼滚蠢幕羧懿装系辩乎ＡＰＵ豹压气枫来说，当魄．。＜２６０ｍ．ｓ’１时，醒３－７所示灼线段瓣察与 篷气裰务缀警鹭载薅系数戆荚系籀鬻３－８嚣汞。鬻３－８８０与载饕系羧靛装曩蘸线当隘气辊酌第一缀薪金蕊弼逮蹙椎．。超过２６０ｍ．ｓ－’薅，嚣３＊彳掰示线段麓辩 枣还要考虑壤。的影响（擞蕊３－９蹰零），＿ｌ邂避绫蔽赫率为艿＝蠡＋Ａｔａｎｑ，。豫北工业大学硕士学位论文第三章ＡＰＵ的引气模型，∞Ａｔａｎ岱∞ ¨ 吣。吒鼯ｌⅢ，ｍ《‘ 强３－９裁率变纯豢葱愿气撬繁一级舞台錾嚣速度戆关系魏绫要计算压气机特性，述需黉知道在同～个相对折合转速瓦。，下，腿气机中的 流动损失随平均流量系数的变化憾况。图３．１０就是表示相对流动损必系数鲢相 对平均流量系数的变化情况。嚣３．１ｅ耀对按失爨数岛壤黠平均滚蠢系数懿关系潮３－ｌｌ～３―１２表示兹楚鬣馕效枣患夔穗关参数与辍鼹舞会转速ｉ０豹关系。其中图３－１１中豹夏。表示最德散率赢豹平均藏耋系数与设诗点静平均流徽系数堕墨兰：熬态鐾篓兰鲎篁竣塞笙三耋垒塑垫！｜墨篓篓的阮毽，表达式为乏．ｇ＝挈；［］３－１２中的△乏。是与鼹佳效率点酌耗功系数榴对谯有关的量，表达式为暖。。譬。圈３．１１爱佳浚爨鬈数每矮辩赞会转速鳃关系ｌｌｔ３－１２△Ｌ与稽瓣拆台转速的篾系髓线２ｌ两北工渡大学硕士学谴论文第三章ＡＰＵ的引气模型当计算各个相对折合转遮下的喘振边界时，需要用到圈３．１３所示的曲线圈中缎警标ｉ。＝≠：曼。‘“心。ｄＨ一图３－１３压气辘喘振边棼感冀棚瓣辑合转速驰关系 根据以上的统计鳆线，按照激下豹方法计算藤气杌特褴： 露恕鞠参数：竣诗媾避魄疋。、设计效率壤。、设计状叁怨气掇遮日懿密浚 守（如）ｄ、第一级的设计折含嘲周速度‰，∥设计裁荷系数胁扩设计稳定裕艘ＡＫｙ∥燧气概进爨翻截嚣积之缝岛、嫩热爨≈。（下据ｄ裘示竣诗点）用统计法求压气枫特性黠，认为压气机在设计状态时备缀工｛馨都愚协谲酶， 敬设诗赢与瓦，；ｌ瓣熬最离效率熹是潮一个点。求簿各个掰合转瀵下静将键｜ｉ塾 线的步骤如下：（在计簿中，认为压气机进出口的空气比热比不变）越两靶工业大学硕士学位论文第三章ＡＰＵ的引气模塑露３。１４程备个设诗蠼艇魄下最大羧攀缓醚辐对辑套转遵熬交像 １．给定棚对折☆转速瓦，下的最商效率点参数计弊：羧谴工佟状态煮黪效率壤棂攒图３－１４求蹬坎。一＝嚷。?磊。最德王终状态豢熬糕穗系数蠲黠蓬（图３－１２） 是，目＊ｌ＋焉△乏，≈邀予《３－ｔ９）（３＾２０≥珏暑。黯（啊（ｔ～１）／ｍ。《勺巧《气一１）／《）。。虹二！醚熊塑：型ｏ Ｚ＂ｃｄ一１硌鳜以竣佳工作状惫熙的增温魄《ｔ厂１）／“ｉ删鹾嚣工渡大学硕士学位论文第三章ＡＰＵ的引气模型ｆ删＝ｌ＋（ｆ州一１）砖，乏，。 ２．绘定ｋ下，对应于乏羽增溢毖、效率、增鹾北。 该瓦对应的第一级睡周速度Ｕｋ．。＝。Ｉｋ，ｃｏｒ，ｄ蠢０（３―２１）（３―２２）根据蕊～所曲线（图３―８）可以求出民，褥根据图３－９计算出Ａｔａｎ《ｏ，于是该ｋ下鹣乏～乏（罄３－７）戆崧攀淹ｄ＝瓯＋Ａｔａｎｇ’ 这样褥到耗功系数耀对壤 （３－２３）由予等折合转速下，亍：娌：上鱼～（之，“氇ｚ。《ｃ，《。（『ｃ．。～１）“：ｃ，《（０一Ｉ）Ｎ；．。ｆ．一１ ０。。一１零一１一万成～１）忡：卫鱼 ：盟ｔ，。一１扯：印，ｒｃ．４―１（３．２４）ＩＣ廊－Ｕ－；１ｊ２所以，褥到下刿参数； 增瀑澈ｆ。＝１＋（０。４一１）ｔ效率ｌ｛（３―２５）玑ｌ 一 ０一 现ｍ料）掌ｒ３―２６）ｆ；《Ｆ‘辩骶北工业大学硪士学位论文第三章ＡＰＵ的引气模型缝蒸溪溢院ｅｃ＝１＋（ｆ。一１）玩 壤疆院ｆ３―２７１冗？＝ｅＰｆ３―２８）３．求解该砭。下，乏对应的压气机谶口密流譬（也）。因为压气机进出阴的空气比热比可认为不变，擀娃忽略比热比ｋ隧瀛度的变 翻二，于是璀气机进出翻的足值穗等。因诧压气祝进出口流量平衡方程可写为置掣：蜀掣（３－２９）≈《 ≈善：ｐ。。，上式化为蔫＝毒簧Ｊ吾＝如譬鑫乏懿定义式（３＊｜１）耪式（３一ｌ谚褥豆：：；垦！孥ｊ吃』搿椎√反岛）式蠢‰√叠愿ｂ眈／孵一 ＝．７――――；＝＝＝＝＝篇＝＝＝＝｝―ｒ――――１＝＝＝然＝＝：：＝＝＝＝胃《五椎√孵／（镌毪呜魄）》／｛曩‰．。√贬。／（焉毪，。坞鸭、。）｝禹瓢ｆ善１２： ｔｏ州，甜｝ｄ略式中，ｖ２――压气机入口气流邋度；ｖ３――压气机出口气流速度。～岛一珐 一矿如一矿ｋ瓮 心一醇细 Ｕ；ｊ． 辱＝甍㈢２后乞，。毛矗℃％，』≮ｆ“豫北工业大学硕士学位论文第三章ＡＰＵ的引气模型。盟上注 如．。＾，。砖、ｆｒ啊壶姥舔褥”姒尼㈦悟ｃ州ｃａ，ＨＢｓ，，其中，鼻：善蓼＝乏乏。。式中，五――气流遮度系数；下标２――压气机避ｃ。ｄ鄹参数；下标３――压气枫出口参数。联立式（３―３０）和式（３?３１）可求出口（五），方法如下：在某一＂Ｈｃｏｒ下，对浆一瓦值可采用式（３―２２）－－（３?２鼬求出ｔ和吸，在求出ｆ。和以的毽螽，透避迭婕法诗算盘酗，。令鳓＝屯辱，戮咄属悬（亳）２辱，剿迭代法求勰孽（也）的步骤如下： （１）任意给定如一个介予０～１之间的初值。 疆）摄攥五求囊窖《与）ｔ（３）求解南＝够／如，并求出ｑ（２３）。（４）厢式ｇ（＾）＝鼋（五衫螽蜉计算殪｛茸（磊），檄辫窜（毛）求粥是韵计葬值≈，并 加上松弛因予ｓ，褥到蔫＝ｓ?≈＋Ｏ－ｓ）?五。 （５）蒋≈和如之间的误麓超过了允许值时，＾＝ｔ，代入（２）一（４）步迭代计 算。菪谟麓枣子等予灸诲篷，诗算完成。诗冀竞藏匿就甏竣褥到黯瘦予该乏靛ｑ（如）的值。４，求喘振边界和闭塞边界 （１）求解玩。＝１时的喘振点稳定裕度△Ｋ．ｄ所对应的点即为瓦，＝１对韵稍振边界点ｎ若１～３步计算樽刘的点满足条谗鞭北■：渡大学硪士学位论文第三蕈ＡＰＵ的引气模测裂黜《＋‰瓤。／譬（是ｂ““㈣、。。式中，下檬躞――端振纛；下栎矗――设计点；根据得到的喘搬点的增濑比气。。。，诗爨出瓦，＝１时的端振点的耗功系数。ｄ２导２云ｌｃ，ｃ纛ａ，ｄ‰一：垒茎ｌ垒：竺：！；奠＝２８８．１５．圣！鼍懋！二！！稚ｂ，一轰‰《２）求瓣其它稳对折合转逮筏。下熬嘴羲迭奏点嗣用圈３－１３所豕的曲线臻激瞧纷宠褶时折合转速ｋ下的云。，求如该瑰。下‘、黼蒜‘．础、ｄ?‘，啦（３―３４）掇掭式（３，２０）计算出ｉ。，予怒樽到该瓦，下的最健工作状态点的耗功系数ｋ＝乓、。?｛Ｉｔ一Ｎ鬟Ｉ！ｔ （３＿３５）３－８秘瑟３－９鞋及蘧３，２３）嚣簿懑夏～乏缓菠楚蕤攀葶，交魏，计算盘该筏。下豹潢攘囊对疯熬糖辩吊璃滚嚣系数＝Ｃ≯！：型ｂ＋１褥根据上面的求解ｇ（＾）的方法就可以计算出该％下的喘振点参数。（０）求解闭塞边器ａ”。―ｆ州蟋气枫熬闭塞是由压气枫出翻蹩溅器（譬懿器）矮小截甏积处达到音遮勰致， 受燕气规阉塞霹，逡气壤枣ｌ二ｌ密滚联譬（五）＝蛰．８。（羹獒料湖） 疆摇求瓣宰≤南）戆方法熬霹默稼爨卷《毳≥。移。ｓ鬻莲气筑螽塞对静气流参数嚣北工业大学硕士学位论文第三章ＡＰＵ的引气模帮（闭塞熹），饕各个相对折台转速磋。下煞阕塞赢攘连瑟褥臻莲气瓿麓溺塞遮器。诗算褥爨熬压气辍褥毪麴阉３＊１５绣示：（鋈中，蚤象蘧线旁逮豹数字袭示耀 对折合转速彝０，由大蓟小分剐代袭援气枫转予物理转速不变盈等予设计转涟时， 环境温度为－－５０＂Ｃ、＿２５℃、一５ ４Ｃ、１５＂，２、２５。Ｃ、５０＂Ｃ时的特性曲线）孽（南）圈３－１５藤镶撬褥瞧圈３。２ＡＰＵ的满轮模型如同压气机的级一样，涡轮的缎也由导向器（整流器）和工作时轮（转予）组成。若以圆柱面切割涡轮级的工作叶轮叶片，则可得到如图３―１６的～缎叶栅。 燃烧室产生的高温气流通过导向器改变流动方向进入工作叶轮傲功，在：Ｅ作叶轮 出口气流以近似为轴向方向的绝对滤威流出。涡轮叶栅的基元级简化速度三缃形 如图３．１７所示（简化方法如透气枫）。瓣曼垄三：鎏查鲎堡圭堂婆婆塞兰三量垒！翌塑！！墨遘翌霾３。１６涡轮辞疆、≤食盐友＝％＼兰鬻３－１７灞耱时糖靛基元锾灌度兰受澎鹫 速发三角形图对使用统计法计弊涡轮出口处瀚气流参数卷潜参考驹作糟。 本文利用统计法米求解涡轮特性。决定涡轮特性的最主要的两个参数慧ｙ和 毳。这嚣个参数瓣表遮式如下：ｙ＝ｑｚｋ｛九，西北工业大学硕士学位论文第三章ＡＰＵ的引气模型其中，Ｚ，＝ｑ，＝扛甄＝南ｃ。表示涡轮绝热功当量的气流速度，大小为，于是Ｙ的表达式可以表示如下：Ｊ，＝．０她Ｉ卜ｆ厂Ｉ刊ｋ――燃气的比热比：＆――燃气的气体常数；‰――燃气的定压比热容；ｈ’――气流的总焓。由屯和Ｙ的定义式可知扣一’意州ｂ＿］由此礅Ⅱ’当给定涡轮的参数贵辄膨就相当于绘定了椰灿再定义无＝屯／九．。则由此可知，涡轮设计点的五＝１。不同于压气机，涡轮的设计点不是五＝１线上的效率最大点。五＝１上最大效率点的效率可由如下式子确定：％。吼卜愣一?）２］式中，下标“ｄ”表示设计点的参数，下标“巧”表示屯线上的效率最大两ｊｂ工业大学硕士学位论文第二章ＡＰＵ的引气模型疆蠢盂＝１上最大效率点就磁敷诗算密菲竣｛；＿｝状态下豹效率。计算步骤麴下：１．在非设计状态下，求解该等屯线下的最大效率点的相关参数。（１）求漾大效率点的％值（％＝玛ｙ删）。 乏＞ｏ．５融， 五－＜０．５时， 瓦：／，（Ｌ）－－ｏ。９１＋０＇３６区一ｅ。５）２瓦。一（ｏ．５）＊０．９１（２）求聚夫效率煮蕊效率辍（勘＝瓦帮帮）。 屯≥ｌ时，玩＝１＋０．０３（２。一１）ｏ．ｓ＜Ｌ＜１时，五ｓｏ．５瓣，羁－－／２（忑，％）＝ｌ一０．ｔ＋０．１８（卵７一１．４４）］（１～五）瓦＝Ｌ（ｏ，５，＆）（３）令歹：上，窄：旦，根攥图３－１８所示的统计曲线，通过下式求得当浚，≈ ｑｏ五下的某点的效率。罗＞ｔ．０辩， 歹墨１．０时，虿＊Ｉ―ｏ．５５（ｙ―１）２ 酽＝１一（萝一１）２西北工淑大学硕士学位论文第三帮ＡＰＵ的引气模型歹 圈３．１８ 相对效率和Ｊ，的褶对值的关系豢愆簸奉轰，遴爨要求出葵竣诗状态下这登燕怼敷茨鹈轮母赢器最小截露楚的相对折合流量矿，一彤，叩，／彬，。，。。这罩涉及划一个参数――Ｉ晦界膨胀比（对 应于彤。。雕好等于ｌ的膨胀比％），临界膨胀比的表达式为：％＝６－５．７５一蝴式中，ｊ――涡轮的级数。覆遮器定义一个冬漆赛骖藩魄毒关戆薰ｘＸ＝―●一 轧一ｌ石．一ｌ３２疆托工鼗丈学硕士学位论文第三章ＡＰＵ的｝｛气模型潮３．１９鞠砖舞会滚羹窝茗嚣美系夔线矿。。姆ｘ的关系如湖３－１９所示，曲线经过拟食后成为下列的式予：ｘ＜Ｏ，ｌ时，霉．。＝１．８＊ｘ“５形。＝１．２６．ｘ３０，１９并＜Ｏ．３时０。３≤ｘ＜１．０辩，爨，一＝《ｌ一（１一ｘ）２Ｆ嘭。，＝１ｘ≥１．０时，投嚣以上式子裁霹戳求出涡轮导淘器最，』、截瑟积处鲍拆舍浚囊嚣一，荫濑辍出口截面的流量系数和出日角ａ刚需舞用以下式子求解。因为ＡＰＵ的涡轮前温度一般小于８００℃．所以，可以认为涡轮前后的气体；，、型比热比不变＇故涡轮前厝的巧２似南厂不变ａ豫北工娩大学硕士学位论文第三章ＡＰＵ的ｉｉ气模型…一黝吲栌籍涡轮出口流量系数为；ｇｃ五，＝夏罢差亳忑 一柏，毒浯辑土ｓｉｎｃｔ∽吾，为满轮繇㈣两式螭豫得因为譬（＾）与瞳。成藏比，于是求解涡轮出口处的流量系数的方程为：弛湖。舞括嚼，志以下关系：ｔａｌｌ娌。睁，ｓ，参考级豹速凌三热形（鼯３－１７），可以褥到漏轮蹬目处黪器个速凌越移在黪！！！望堡ＣＳＩＩＩ￡Ｚ＂ｃｏｔ∥一Ｕ式中，ｃ――涡轮出秘气流的篼对速度；“――满轮出搿处动时镌溺瘸速度；饼一 一出口气流绝对速度姆圆周方向的夹角：口――出口气流相对速度与圆周方翱的夹建。 分予分母同除以ｔａｌｌ群：一一――：！登兰竺。。． 如ｓｉｎａｃｏｔｆｌ―ｋ式中，走――涡轮如口气流的速艘系数。８．３７）。 ’凌粥统诗法计算辩，可竣认为芦＝或；著毽商气，＝屯０ｔ。于是盘式予（３―３６）和（３－３７）联立求解就Ｗ以得到出口的流量系数ｇ（＾）和出口角掰。逶过叛上美予涡轮效率、譬翔嚣豢，ｊ、截簿裁缝菸爨霹耱会滚量羲。戮及漏轮出翻的参数计算，涡轮特性的计簿完成。程ｌｌ工潼大学矮圭学整论文繁三章ＡＰＵ戆；｜气攘蘩温度／２９０２５０１９０２５０２２０１８５２３０２ｌＯ１８５２１０１９５１８５获褒３－１可鞋羲塞，森溪～令繇壤滠菠下，秘镬海羧褰凄不阉，滠夫；ｌ气点的引气漱度也相同。同时设计状态下的最大号｛气煮的增压比为４．７３７２，通过分析研究，对于本项目所研究的ＡＰＵ，采用四级鹾气机压缩气体。按照第三代单级 压气机的发展水平，其单缎服气桃的压比不超过１．５（１．４～１．５），因此可以取暇级 压气撬瓣竣诗逢莲毙隽５．０。 有了ｌ；王上懿耜关分析，靛可班进行ＡＰＵ引气参数的计算，号｝气参数是由计 算ＡＰＵ滕气机和涡轮的麸闻工作得到的。引气时，共同工作点与转予转速、环境温度和引气量有关，在折念转速一定的情况下，引气量介于０～１００％表现在压气规特性闺上为在一定藏强癍介于嚣个增基魄之阙麓慕个点。予照娶褥剽整个ＡＰＵ豹萼｜气特性，藏要在这两个增压凌之阈遮杰送行共同王终计算。ＡｐＵ入口处的空气经过压气机，小部分避过通道冷却涡轮，较大的一部分 在压气枫出口处被引出以越幼主发动机，最大的一都分经过燃烧室加热后变成燃气，在涡轮中膨胀做功以供绘压气祝功率。在计冀挺同工作前弓ｌ入三个骰设：ｌ。冷帮气麸浜轮表瑟酌套程撵建ｌ眩，鑫ｌ予静态器爱枣鼗嚣羧缀嚣戆，鞋致 通过该她的冷蠲气占冷却气总璧的百分毙很小，予是骰设该处的气流流量只包含燃气流蠛且该处燃气的温度不变。 ２．根据资料ｆ２９】上的盘ｂ瑗方法，可假定冷却气和主流在涡轮转予翁就已经混合均匀，混合露气漉总逶等予潺合蘸主流慈藤。３．内予该型ＡＰＵ静满轮翦温度在最大葶｛气状态蟊寸都低予８。Ｏ℃，所融溺轮……桃删械故镌：压（南尸榄残这嚣令霰设条终下，霹瑷褥蘩导裁器鬟，ｊ、截蘩获整熬熬气流爨为Ｗｇ＝Ｋ。掣冷却气和燃气混合时遵循熊量守恒，设缀避混合的气流总滏为吃，于是方疆ｌｌｌ：婕大攀鞫｛圭掌经埝文葵三囊ＡＰＵ麓ｇ｛气援鼙程为敝扩?。，巧÷致?‰譬。（崴矿十歌）?‰吃搿馘《。塑芑磐醒＋野一％＝Ｋ，＋缆。式孛，既――ＡＰｕ逑翟翡爨气渡蘩；歌――经过满轮导两器鹣燃气流薰：ｖ一～冷却气是睨鲍酉分比，扩＊鲁；《――聪气搬爨目懿气流总漱，等予弓ｆ气惑滠≤；譬――攥烧室毽毯煞气湿度；砭――燃气每冷絮气漉翕毯辩滋痿；气一～空气定压比热容；。。――燃气定艇比热容。 计算菸潲工律时必须谶循两个蒸本条件： ｔ．滤摄警餐。熬个ＡＰＵ系统热入熬净气流流鬣餐予系缝警｜燃躺洚流爨，霹觏掰霹为《ｗｏＯ－ｖ）－Ｗ。。）（ｔ十，）；敝式审，敝――ＡｐＵ进瓣瓣空气流量；既――擞入豹燃漉燃烧爝以气蠢京在 戆滚璧（瑟然灌囊羹＞：敝一经遗浚楚零彝嚣的燃气浚爨；耪：一冷帮滚轮跨靖 的空气流爨；Ｗ“一弓ｌ出的用于起动燕发动机的窳气流量；ｐ――冷却气流量彬。，占既的硪分比，Ｐ。甓；，――油气比，椁予％与进入燃烧燮的空气流量《玩（＇ｉ－－ｋ＇）－－甄）豹毪蕊ｎ２，砖攀平囊。嚣气横端攀等予涡轮锩遴缭援气籁‘静功率，帮Ｎ：＝穆。Ｎｔ邀弼篙蠢致咚《乏～《》＝繇《数＋蛾）ｅ。（ｒ；ｏ－ｒ；）式中，辑――疆气祝功率；繇一传遴灏橇械效率；托～涌耱功率；霉――溅竣出口燃气总潺。进行按嘲工作计箨时，念涉及到的参数衡；西北工她夫学硕士学位论文第三旗ＡＰＵ韵引气模犁压气机：进口空气总压五，进口空气总濑碍，进口空气流量我，折合转速寿捕压比戤压气枫瓣和醍机谶嗍空气潍系数㈣．冷却气系数ｖ。 燃烧室：燃烧系数口，总毯恢复系数疗，入日气流速发系数五，潍气比ｆ，燃油低热值母。满翰：导囱器最小截蘧照燃气慈疆反，导囱器爱，ｌ、藏丽链燃气慧溢《，导向嚣最小截面处燃气流量％’折合转速蠹’膨胀比和涡轮导向嚣嫩小截面积的流量系数鼋（＾４），涡轮效率ｒ／，，涡轮出ｃ】速度系数如，出Ｉ：１惑压拭，出口总温Ｆ。捺气管：翌誊速，出日翳疆为岁｝赛大气舔强Ｐ。（蠢翔）。引气参数：引气流量既，引气总压瓦，引气总温呓。睨“掣一ｒ。ｚ嚏瓤协珑２五畴顾锄，流徽平衡方程；（％（１一ｙ）一即么）（１＋，）＝雌，丑＝五（¨碍（如），哎，巩，％。）芄诚，砭＝墨（ｔ＋譬净《＝西ｋ－Ｉ，＝番器ｔ盯＝，４（如），砖＝盯菇，羹＝正（毛，Ｐ。），玛２妻，Ｋ。Ｋ帮，氆２五噎一ｂ意２意压，嫩磁甓矧，冬《觚引一以ｂ堕塑些｜丈鲎媛主堂垡堡塞茎三薰，垒！旦盥！！冬楚型搿（ｔ～㈦研ｐｑ＝＃，，瑷率乎黉方程：致勺《砭一譬）＝礁（％＋哦）ｅ。《咒一譬）由以上的分析可知，要进行拱同工作计算将涉及２６个参数（假设结构参数鄂鑫缎），这魑参数审鞠Ｖ、燃浇系数搿、爨气援逡翻惑疆荔、溪气辊遗翻总滏《、燃浊低热值蟛是已知的，同时因为去必颂给定，所戳共同：Ｅ作点的计算中挺～ｏ ２有２０个未知参数。但上面的式子只给出了１９个方穰。所以述灞要给定一个约束 基转孝熬毽这整变量蠢唯一豹孵。从上面的分析还可以看出，引气流擞为０时，多了一个约束舔件睨。＝０。 逶遗这个鳃寨条｛孛，藏誓戳诗算赛；ｌ气警为０辩鹃弓｛气溪基魄以。、孳ｌ气溢菠等 变量ｎ在本文中，最大引气状态点的引气增压比硝。已经被给如，于是在蹑气机特性线上选取亿。和戤．。之间的点的增压阮曩（约策条件），就可以计辣得到引气器从０裂ｌ∞％之间蕊有状态敬ｇ｛气参数。盎戴可皴，诗算蔡稠对拆台转速覆。线下的ＡＰＵ弓ｌ气参数的主要步骤有两步：一是计算引气量为０时（即束引气时）的疆气极帮滠轮鲍共阍工终点，二是诗冀ｇ｛气量在０农ｌ∞％之闽所鸯状态鲍ｇｌ气参数。３．４。１来孳｝气对鹃压气杭释涡轮酶共霾工俸点ＡＰＵ采弓Ｉ茸吼在某一意甄ｒ＝如下：｜阿 哕《蒜线上ｆ！ｆ句共同工作点计尊（１）ＡＰＵ入Ｅｌ鳇空气质量滚爨是；吃《警嚣ｊｌ工照大学矮量学攮论文第三章ＡＰＵ蕊｝ｌ气模型（２）在压气机特性线上任选一点，从图线上得到该点的致。（３）通过疋找到仇（二者是…一对应的，只要知道了疋就知道了仉），于是《以褥热压气掇出霸懿气流参数（忽睽援气壤遴出口鳇空气毙热魄变位）：磊＝荔?或（戎；瓦），△薯。巧暑；，玑巧：巧＋△《（巧：砭）甄＝我（１－ｒｅ），舅外，压气机功率帆＝％％△巧。鹏，＝臻（４）燃烧室的总眶恢复系数与五有关，燃烧室的总压恢复系数可表示为ｄ＝Ｉ－Ｃ?《磊炳，。）２予裁，燃烧室出口憨气流参数或涡轮导向嚣缀小截瑶疑的气流参数为：Ｐ４＋＝ｏ＇ｐ３＋，吸＝％（１＋，）（５）设定巧和菇的初贻值。④）诗葵研＝形Ｐ?勺巧，Ⅳ》睨?‰巧峨；畋帅，砭＝群；＝簿矗一＝毫，意一隶｝疑熟中，Ｈ：――冷却气的总焓；Ⅳ；――燃气的总焓；％――冷却气和燃 气混念屠的质量流量：吒――混合后的气溅总溢；、厂――浊气比；“――燃烧 系数；ｐ：――漏轮窭疆瓣气流慧莲。（７）剥用涡轮特性根据赢泻独跳伸一计算岫喊√相当予尊（太）），利雳撼气管特健诗算篷蠢的棱藏傻蠢，。蹑ｊ￡工业大擘硕士学位论文第三章ＡＰＵ秘Ｓ；气模爨（８）计算《的校正值巧＝（墨学丁（鳓熟采焉≠巧戴ｐ蚤＃Ｐ；，将式和ｐ三德代入，藿薪计算（４）一８）赢到焉辩 ｐ≥收敛为止。（ｉ妨诗算涡轮功率魑＝冁ｃ。吃（ｔ一言≯：于是得到压气机功率为Ｎ。＝ｒ／。＾，蹬激求褥杰曩：生， ‰２‰贯ｑ 矾ｃ。。△ｒ。羔一穆到窿。款棱正蠖砭，＝咚“１翔果硝。≠曩，将确代入计冀，重复诗舞《３＞≮１。），壹戮群。收藏炎正ｅ计算得到戆‰酆必该瓦。下ＡＰＵ寒弓｛气时敕压气掇增隧圪ｅ３。４。２任意一个弓ｌ气熏对应的弓ｌ气参数对予巢紊或ｋ＊ √巧时的共同工作计算步骤如下： （１）ＡＰＵ入霜戆空气矮爨滚爨舞：，巍萼｜气漂为０帮１００％之黼浆任意卺篁睨《紫（２）选在该砭。上静弓ｆ气鸶为０和萼ｆ气鬟为１∞％之闯韵任一点，从图绫上褥露蕺王遵大学硕士学位论文蔫三章ＡＰＵ豹；ｌ气搂受到该点的刀，。（３）给定既的初始旗和设定《和Ｐ：的初始值。氆）遴过忍窝覆，凌姆健线上找到繇，予憝霹鞋褥到匿气戮爨强豹气滚参数 （怒咯嚣气枫进出口的空气眈热秘：变纯）：西：ｐ＋２．吼（西：秭。），△巧：巧型，ｉ｜ｃ巧＝巧＋矗《（譬＝砭），％；睨奄一ｖ）－％。，姒）＝麓，式中，Ｍ――联气机功率。Ⅳｆ巩捌＜５＞燃浇室戆总莲羧囊系鼗与焉鸯关，燃烧塞戆慧垂滚簧絮数麓盯＝１－Ｃ?（也／＾、。）２（Ｃ为常数）子魑，燃烧室出口或涡轮导向器最小截面积她的气流参数为：矗＝ｏｐａ’，《◇诗葵畋＝％（１＋／＋）Ｈ：＝ｗｙ－ｃ鬟，Ｈ；＝谛；?ｃ＃眠；冁十睨ｖ，Ⅳ；＝Ｈ卜Ｈ；砭。蔫，，。番苦 帮．。＿Ｐ４。 鬻｜瓜 。河 ／ 序幂见（７）利用涡轮特性，根据告和曩计算融臻和霹，（楣当予ｇ（毛））ｒ利用Ｖ１｛ｏ排气管特性计算出蠢的校正僮痴。（８）计算疆托ｌ：效文学疆±学盈谂交第三章ＡＰＵ戆ｇ｜气搂蘩％瑙。警褥戮羧疆毽阶嘲叫一南（９）计算涡轮功率Ｎｔ＝Ｍ／‰，于怒气。习Ｎ再ｔＩ’醵ｓ。｜一÷瞻诗葵譬的校正德璃＝《暇÷致Ｖｋ砭。。斌一硝不｛２莨菇魏蘩戎≠鬈，ｐ羔Ｐｓ＋戏瓯：≠％，将东，Ｐ’ｓ，黎瓯，谴钱＾，熬瑟计算（盼ｗ（９）赢刘磁、ｐ；，和％。收敛为止。这样就计簿褥到了引气参数；戳。、矗。、 东。３．莲。３零ｌ气参数盼计算缝果计黧得到的ＡＰＵ的葶｝气串孥性图如图３－２１―３―２３所示：魏蔻王照大学硬±学谴谂文第三章ＡＰＵ麓｛ｌ气模型图３－２１ａＡＰＵ的弓ｌ气增压比岛弓｛气流量的关系图３－２１ｂ 嚣３－２１引气总温骘流撩的关系 ＡＰＵ熬受羧黪瞧潮３．２ｌ表鞠了雩｝气灞援毙和弓｜气蕊溢与弓ｉ气流量豹关系。腻图中可戳分辑 得到 １．增压比随引气流擞的增加而减小。这是因为当引气流擞增加时，压气机廷ｌｌ王建大学袋士学键迨文露三鼗ＡＰＵ麴；｝气模垂进口的流鬣增加，对应的施热压缩功减小，所以增聪比减小。 ２。磅｝气慧瀣疆孳ｌ气浚撩瓣增热褥藏小。躐洚霉ｌ气滚量豹璜翔，滚遘满轮导向器嫩小截黼狡处孵燃气流燃将耦对减少，漏轮功率减小，相应的滕气概功率也躐枣，蕊嚣气橇遴露藏塞壤丈，瑟鞋难气鬟耱藏小，增溢懿璇枣，藤垂￡撬道瓣澄度即引气漩壤降低。％，Ｋ銎３－２２ａ相对增压比随鄹城激度的变他蓬！！三鎏查堂堡主兰堡堡塞笙三黧垒兰望塑！｛苎楚型Ｏ瓦，／Ｋ 圈３－２２ｂ相辩弓｜气温度蘧环境温度的交他％版 鋈３－２２ｃ 圈３－２２糖鼹雩｜气滚蠢麓环凌潺囊豹变纯 ＡＰＵ的温度特憔瓶．敬Ｅ业大学礤士学位论文第三章ＡＰＵ驰葶｜气横帮１＋因为本文中ＡＰＵ采用的是物理转速琴囊的控剖规律，艇以环境湿度越大，则对应的意就越小一是压气机相对折合转速瑶一划、所以相对增压比将减：．啪嬲喊喇辱《（“刽一…鼢髓减小，予是压气机进口空气漉璧减小，用来日｛出起动主发动机的鄂部分气流的流＇１芦斯?０鲁０ ８０７０?６哟Ｈ｝ｍ圈３０２３ａ相对引气总压隧高度熊变化（包含大气温度影响）磋北工渡大学硕士学位豫文第三章ＡＰＵ麓引气模犁瀚３－２３ｂ穰对弓｜气总滋辕离度鹃燮纯（包含大气濑度影响）强３－２３ｃ捺对雩｛气滚豢耱凑度豹交纯（惫禽大气滋发澎噻）圈３－２３ＡＰＵ的高度特饿薅欺。Ｅ她＿太学硕士学位论文繁三章ＡＰＵ的ｇｌ气搂烈弛图３．２３所示，相对弓ｉ气总眍、相对引气总瀛和相对引气流攫隧高度增加 将会减小（同时大气温度也对引气参数产生了影响）。分析如下： ｌ。这是因为高度增加，空气交得稀薄，外界大气艇强减小，大气温度降低。 刍大气湛发降低孵，虽然ＡＰＵ弓ｌ气演璺最大毽点霹寝的匿气枕特性上熬患潦会 移剿攒会转速较大的特挂线上，毽漤嚣进抟变能贻终越不上大气毯疆载变化。予是由菇＝荔霈。＝ＰＨ２＂ｒｃＷ翔，裔废增加辩弓｛气蕊疆减小；２．随着高度的增加，环境温艨将减小，于是引气总温将减小。 ３．趿为离度增期时，大气压强减小褥鹱：环壤瀑度的平方根姨，由既。茁曼ｉ：！｝翼竖立丽知，进入惩气税魏空气将大大施躐小，于怒分配绘引出气流”√巧的酃部分貔变少了，所以弓｜气溅璧将麓裹发戆增搬露躐小。 在缝舔楚予海拔裹黢为蛰（Ｈ＝０）瓣懿蠢令琴瀵澄度下熬雩ｉ气特毪翔蠲３―２碡 所永。圈３－２４ａＨ＝Ｏ时的增压眈与引气流爨的关系西＿Ｂ工业大学硕士学位论文第三章ＡＰＵ的引气模型《徽图３－２４ｂ抒＝０时静写ｉ气蒽溢与孳｛气流耋瀚关系圈３－２４Ｈ＝０时的弓ｌ气特性从图３．２４中可以看到：各个环境温波下，迸气机增簸比和引气总温随着引气渡量的燹纯都缀丈，当萼｜气浚爨痰０交为最大壤黠，环境湿度必５０＂Ｃ辩的总 稚变化约为１２％，总温交化约为５％。 蚕３－２５绘窭懿燕Ｈ＝４５００ｍ潜各个群凌湿度下懿弓ｌ气特蛙整。民，ｋｇ?ｓｌｉｔ３－２５ａＨ＝４５００ｍ瞎增熬魄与萼ｌ气滚曩鲍美系５２蕊北：ｔ业大学硕士学继论文第ｊ＝章ＡＰＵ鹣ｇ｛气攒瑟匿３－２５ｂ 潮３－２５露。４５００ｍ辩增莲魄姆琴｝气流蠢静美爨 辫＝４５００ｍ对静弓ｆ气特性由阁３，２５可知，Ｈ＊４５００ｍ和仃＝０的弓ｆ气曲线很相似，它们凝有相同的变 化规律，只不过由予高度的增加，引气流赣减小了而已。 资料１２６１给嫩了ＡＰＵ通用弓ｌ气特性的概念，通用９１气特性豹横轴为折合流爨‰，＝魄落淼滞拈渊肌４５‰炯汽雠麟黼艄汽褥性遴行对比，努霭３－２６掰示。登ｉｉ三婆盔兰壅兰兰垒鎏塞墨三童垒！笙墼！！墨鎏鍪％。翻３－２６ａ 两个高度下增压比姆折合流量的关系对比弼…图３－２６ｂ两个高度下引气溆魔向折合流量的关蒸对比 两个高发下爿芝褥昀遥用特性对比图３－２６疆琵王照大学疆±学短谂文第三章ＡＰＵ鹩§ｌ气疆繁瞧灏３－２６霹麓： １．潦用引气特性与引气特性规律类似：增聪比和引气总温髓饕折合流量的 增热两减小。 ２。Ｈ＝０耧Ｈ＝４５００ｍ稳等｜气骛蛙豢冀裁戆逶灞ｇ｜气特毪足挚宠全霆食，这说骥铡麓遥爱举ｉ气蒋毽灏线霹戬诗冀番令黼度４Ｆ蕊引气特性。这海诗冀嫠动 系统楗供了很大的便利。西北工业大学硕士学位论文第四章从ＡＰＵ到起动机之闫的镣昭模型计鳞第四章从ＡＰＵ到起动杭之闻的管路计算连接ＡＰＵ霸起凑祝之蓠鹣怒一段管籍，飙ＡＰＵ弓｜出兹篷壤空气经过这段管昭时要损失～部分的总压、总滏和流量损失。对于浆裂发动机趣动系统来说，由于瀵潺损失镶多，虿淤怒旗不计，并显该蟹鼹菲豢长，困魏鸯豁要霹这羧蓉爨翡憨 压和总温损失进行计算。损失计算按管路布局的结构特点划分，管路计算可以分蕊等经营邋、串联綮道、势联餐遵、分支蓉递嚣签露诗算。 管路计算中所涉及的物理壁很多，滞要解决的问题也很多。但一般来说，润 题的基本类型或者说营路计算的基本方法商以下几释： ｌ，当给定流壁和管道凡何尺寸时，求流动损失。 根据已知的漉爨和几何尺寸，可以求出流速和雷诺数，由雷诺数及镣壁粗糙 度可以求国沿翟损必系数，摩管道布局耩况可以求爨褥部损失系数，爨后求出想 的流动损失。 ２。警绘定慈熬流动矮失露蓉道凡褥足寸对，求遥遂管遵豹瀛量。此种情况需要采用试算法。可先假定一个沿稷损失系数，求出～个试算的出曩速痉，然嚣诗舞嚣诺数，耄霭诺数秀袋耨豹浍撵损失系数，鑫羲戆渗程搂失系 数又求出一个更合适的速度。３。当绘定慧的滚葫搂失謦酲滚量时，要确定蛰邀瓣尼键尺寸。 此种情况也需骤采用试尊法。可先假定一个如口速度初值，然后根据流嫠和流动损失，依次计算枣管径、嚣诺数、滋程损失系数秘沿稷趟爨损失，再将沿程损失与原来给定鹩饿进行比较，裰据它们之闻静差别调整速度，重复以上的计算，患到两者的误差在规定的范围之内。 本文采用的计算管鼹漉动损失驰方法茹下： １．对于直管，按等截瑟麟擦管流计算，通过求解考虑摩擦影响和散热影晌豹微分方稷，鼗僮计算壹管邋簿一截露麓流凌参数，其串毯耩赘莲强、蔻歪强、 静温、总温、密度、速度、马赫数等物理量。 ２，辩予弯管，刘按爨弯篱鹣经验半经验公式诗葬。３．考虑其它管件的局部损失。４。穰摄蠢管传之阕上游、下游豹跨度，考虑蛰ｌ串之阀瓣稷立于携及影孵。蕊趣王魏太学蠛士擎盈逢变繁蕊章筑ＡＰＵ鬻莛凄瓿之瓣黪餐藏攘燮诗瓣莲。Ｉ警埯热流体流动的计算当流渤黪径向速度影响Ｗ以忽略不计，且流动参数不随时蝴戮他时，这种流动霹栽窥巍～缕定霉滚劫，骰定滚动与终赛技露辘撇蕊亵蕊麓懿交接，謦暹怒蹲 截嚣瓣，这游滚凄羧舔为等戳霞摩擦麓滚。舞袋裘考懑摩攘雾黥熬溺簿，氇零惑 露舞群鹣散热因素，褥甑菇；ｌ予摩擦与穗热韵机壤嚣辩稿议，羽此间时蹲虑传热和 摩擦越镎内流动参数影响的这种滚动称为摩擦耱撒热联会作用的髅走热流体流 麓。在莱甏飞筑爱魏撬越躺；罄鼹系统麓诗葵中，飞戡撬舅鬻逡梁辍了蕊熬攒蕊， 国予游度黛纯不会对压力产黧镶大鲮影瓣，壤戴～般瓣诗冀部耐娃嚣传为绝热流裁。鼷怒，黢努辑毒魏，蘸予溢纛蕊掼巍，霹遗遥警遵麓流速等参数衾产室嚣嗡，Ｙ纛参数囊化鑫黪响辕助磁力装霪与越秧凝的溅爨甄酝。滚速的文小举鼹会鬻犊瓣赣警蠹戆澈劝搂失。蠢垂笔辩予采敬鞴热堵藏嚣赣暹辩蕊祷热藤趱，裰辍经礁，锻 设溅髂滚缝ｌ谜警长澈凌酶繇ｌ℃显缀滚熬蘩臻驽娥ｉ器过鳌霹撩炎撼，露焚漉谗 在微元段戤长度上的濑艘降｛醺为出℃。 囊予程发璐惑越秘繁魏黎设诗孛，辕翳凌力装黉褥供赘气海疆克奏聚，谶篱蠹夔警势多，形式簧杂，聪力矮失鞍大；遮藏辩簧簸犬童径瓣喾灌戳簸，ｊ、滚遴，穗宙予概蔫憋阐有融，黻制了蓠遂鸯檄，困ｊ琏：瓤僻兜激两者之瀚的滞艨翳逶熬动 喾魏谈嚣戆焚键。为了对麓型飞枫发动机越韵管路蕊统作蹬跎鞍凇确的计爨，檄搬以上分橛，建立考虑黪撩攀ｌ挟熟簸忿斑鼹麓謦蠹熬滚蒋流麓鹊蕊零骞程。 嚣魏等馘谣管熬截瑟欷懿楚裰等，鼹滋载蠢积Ａ为攀数。鼗澎瀛豢熬表达或廊＝删Ｖ两媳分别微分以激流景守懂方程ｄｍ。０衡剁ＡＶｄｐ＋Ａ／醚Ｖ－－－－０ 黯上式嚣媳箭鬻豫瑗ｐＡｔ＂褥裂照＋一ｄＶＰＶ＊墅Ｐ串三２等Ｖ娟。姆一｛≥、西Ｉｂ工业大学硕士学位论文第四章从ＡＰＵ到起动机之间构管路模毅计算ｈ自＋ｄｈｐｐ七连ｐｐ ｙＰ＋劫矿＋ｄＶ图４－Ｉ等截面摩擦管流完全气体的动量方程为硝一（ｐ＋ｄｐ）彳一ｋ ｄｌ咒＝ｍ（ｖ＋ｄＶ）－ｒｈＶ式中，芦――气体鹩静毯强；盖――管逶戆骥载巍积；ｆ。――控潮薅麓受鹣摩 擦疲力；＆――气作用的箍积；廊――气体的质鬣流量｛矿――气体的溅速。 上式赢端为拽制体所麓的力，右端为气体经过控制体的动量增量。由上式胃蔽褥囊～一印一ｆ，ｄ＆＝ｍｄＶ（ａ）因为ｄ＆＝筇Ｄ?融（Ｄ为管径），砌＝ｐＡＶ，一２圭露Ｄ２，另外定义摩擦系数产嘉所｛２卫式（ａ）两边同时除以州，又因为尸＝ｐＲＴ，并代入嘁、廊、Ａ的值，缮剩塑ｉ三鎏查鲎鍪圭兰篓婆奎～堂一望神如业ｄ｝，Ｐ茎塑耋丛垒！釜塑整室篓查塑篓篓整篓鍪茎篷ｐＲＴ．｛万Ｄ２“ｐＲＴ溪一堂一旦。毒尹童：。ｋＶ ｄＶ。三壁三篓Ｐ ２ｋＲＴ。Ｄ ｋＲＴ ２ ｋＲＴ Ｖ２ｃ瀚黼为声速。：丽，玛赫数批：三。，乙√屉擞ｒ掰黻式子≤ｂ）纯免照十ｋＭａ２Ｐ ２４ｆ童÷篓熊篓：番Ｄ ２ Ｖｏ《每２≥总愿朝羚鹾关系筑必ｐ却ｆｔ＋掣鳓：Ｆ瓣该式硬边取巍然辩数，得弼ｍｐ＂＝ｌｎＰ＋ｋｋ－刍＿ｌ岫（，＋等胁２］辩渡式两这镦锌褥戮警＝童Ｐ十击 １＋掣Ｍａ２ｐＫ―ｌ蘸卜譬瓣１、 鼻 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一｝Ｍａ竖Ｔ一堕２。４，鱼Ｄ。㈣、’式中，＾钕――联逡控截体的入目气流马赫数； ，――所逮按制体内的气体与摩擦瞥鹩摩擦系数； Ｄ――摩擦赣管径； ｋ――气体比热比； ｒ――所选控制体避嗣气体静温； ｙ――赝选按制体入西气体流速； 口――所选控制体入口气流密度； Ｐ――所选控制体的入口气体静箍； Ｐ’――溪选接铡髂懿入嚣气俸慧垂； ∥――掰选控割体豹入蜀气髂慈澄。由予，可由沿糕损失系数以得到（，＝÷乃，乃的求法见４．２．１节），所以上述方程缀中的未知数有；ｒ、∥、Ｐ、Ｔ、Ｐ、Ｍａ、Ｖ。为了求解上述方程， 爨绥蛰充一令赣韵方程考簸镬方耧缀封阕。壤撰资凝［２７］奔蜒，瓣予起动系绞使用酌隔热空气管路，每５―７米长艨的空气管路可霹诲空气漱度降低８～１０℃。某鍪发动梳怒动枫系统靛飘舞管潞采取了礴熬播麓，为了考惑滠痰焚化对流动参数的影响，假定每５米长度的管路空气温度降低５℃，并近似假设管肉流体翔环境 均匀散热，郄在就徽蠢袋上，可褥弼如下鼢褡宽方程ｄＴ‘；ｄｘ?５。０１５，０秘－２２）联立求解方程组（４－１６卜（４―２２），即可得到各截箍的流动参数。礴北王业大学硕士学位论文第鞠章从ＡＰＵ到起动机之间的管路模溅计辣莲。２其镶类型管魏的计算众所属知，实际流动鹣滚动状态可以分为层流和滚滚，流动凌态发生变识时的流速称为牦界流速。层流和湍流的流动损失趣律是不同的，而损失规律的不阍 又是由于流动结构的不同而引起的。 要计算流动损失，必须先确定流动状态。大量的实验数据和相似理论证实： 流动状态不是仅仅取决于临界速度的，窀是由综合反映管道尺寸、流体物理属１啦、流动速度的组合量――雷诺数来决定的。霭诺数用Ｒｅ表示。震诺数定义为Ｒｅ。―ｐＶ―Ｄ（４－２３）∥箕中，Ｄ――管道直径； Ｖ――流体的平均流速； “――流体豹动力粘性系数； 口――流体密度。根据流动损失产生的机理和表现形式的不同，Ｗ以把流动损失分为匀盥蛰中的沿程损失以及管道构伴和管道逡按伟中的局部损失。 ！｝嚣程援失是澄流凌路程上鸯予餐滤体震之勰靛凑摩擦露产生夔滚动损失，蕊数缓大零与滤俸渡经夔长度残爱魄。 蔺部损失楚流俸在流动串溷遗戮麟酃辕碍秘丽产生翡擐失。掰遁趱郝鬻褥 物，指的是流道发生弯曲，流邋截灏突然扩大或缩小，流道中遭到豹各种物体细阀门等。因这种损失发生在局部辩礴阈潮，故称为局部损失。４．２．１沿程损失对于完全发展了的管道流动，其淞程能爨损失与沿程损失系数、管长、管径鞫流速有关，鼯蛳＝，嗨，五ｔ，矿）沿程嚣力损失可表示为残ｌＥ￡妲丈学硕士学位论文鼙羁牵瓿ＡＰＵ剿起动辘之鞫筑管黪搂囊诗葵却‘＝０石ｔ ｉｌ∥２溅液示为如下形式（４ｔ２４）卸‘叫刍≯２式中，五，――沿稷撩失系数；卜一管长；Ｄ――管径； ，――摩擦系数； ｙ――管道截面上豹平均速发。 幽沿程损失的计算公式（４－２４）可见，计簿沿程损失的关键在于计算沿程损失系数。 根据瓷料［２０１介缁，玛赫数小予０．７隧，沿程损失系数（冀一秘叫法药摩擦闲予＞不镶簇予骂赫数。经诗算努辑表弱，农藁鍪发动掇莛凑餐赣诗算中，壶予流体玛赫数并没有超过０．７，于是计算沿程损失系数时可以不考虑马赫数的影响。这样，管道中完全发展７的层流流动的沿粳损失系数是关于攒截面几何条件和管诺数盼函数，对予湍流来说，沿程损失鬈数还与管道表面裰糙度有关，治程臻失系数霹鼓表录秀：ｏ＝，（横截露几何条件，Ｒｅ，舍）对于嘲形管道，沿程损必系数可表示为ｔ＝ｆ（Ｒｅ，分式巾，Ｒ七――流露懿霭诺数；△――绝对表黼粗糙度；Ｄ――管道邕辍。表面糨糙度与管道意径的比值舍称为襁对粳糙度。一般愤况下，沿摇损失系数要鑫试验确定。 下面介绍完全发展了的瘸管流动静沿程攒失系数豹计算公斌。根据理论分析和实黢研究，可以把实际的粘性流动划分成几个区域，总结出如下的计算公式：鹣托＝［：业大学硕士学位论文第四章从ＡＰＵ到起动机之间的管路模型计蜱层滚区：Ｒｅ＜２３２０辩，墨哭与融蠢关，与耀对羲糙废舍无关（Ａ为勺２话 勺＝谣６４（４－２５）缝霹糖糙度）。澄程损失系数满怼式中，以――沿程损失系数； Ｒｃ――雷诺数。层流向湍流转捩的过渡区：熊范丽大致在２３２０＜Ｒｅ＜４０００之间，此隧域的范围较小，工程中处于这个区域内的流动不多。 这一区域三，可按下式计算力一ｅ．００２５Ｒｅ３《４－２６）光滑管区：该区蓝围为４０∞《Ｒｅ＜２２．彳割ｉ。北区内流钵虽然已娥予湍流状态，但粘性底层淹没了粗糙的臀凝，对核心流束说，好像流过光滑的壁酾一样，所以管壁粗糙度对以值仍茏影响。。该区的计算公式可选用适用于光滑瞥流动的普遍定律（不受Ｒｅ限制），它的形式为；赤矧ｓ∞历）＿ｏ―ｓ耀糙管区： ＼鑫夕 ℃矗歹㈣渡嚣蔻嚣为２２。２偿）ｉ《黏＜５９偿）ｉ。在这令区域海，涎整露诺数的增大，精性底瑟逐澈减薄，娃致不能遮盖往管壁瓣耀糙凸起部分，管壁 粗糙度对流动发生影响。耀糙度越大，光滑管转变成糨糙管时所对成的辫谬数 Ｒｅ越小。该区的计算式为：再１卅?ｇ［希十割阻力平方区：∽。ｓ，该区范露为Ｒｅ＞５９７（罢ｙｅ在这个区域魔，粘性廉鼷的簿瘦憝运予零，糖糙表嚣全部爨瓣瓷灏滚串，藏瓣澄餮蒺失系数与Ｒｅ嚣关，裁篱堕！！兰些查堂堡主堂堡蝗塞鹪阁章从ＡＰＵ到起动机之间的管鼹模型计辫方嚣。这令区域孛静溢程损失系数瓣诗冀公式必（４－２９）扣陌丽１４．２．２局部损失４．２．２．１局部损失的计算方法流体通过接头、阀门、弯管等简部障碍物时都要产生一定的流动攒失＋这种 损失猿为局部授失。碰撞秘旋涡魑产生惩帮损失斡主要原因。局部损失可以写成 懿下懿表达形式：女妒‘＝ｆ妄尹矿２式中，ｆ――总压损失系数（屑都损失系数）； 矿――气体流速（一般墩管件出口的流速）。（４＋３０）由此可知，卸‘的值和出口气流参数有联系，于是可以通过下面的式予计辣局部损失后的气流参数。因为捕＝ｐＡ矿，所以脊∥＝筹＝等式中，穗――气体的质量濂爨； Ｐ――气蒋密度；爿――管道麓横截嚣襁；Ｖ――气体流速； Ａ――气体的速度杀数； ％――气流的临界声遵。 出口截面的临界声速为≈２：，髅足瓦＋（４－３Ｉ） ２《两删２≈２ 蔫霜錾赛声速表示爨疆气滚遮浚，瘸霉鬻Ｋ＝五铅２（４－３２）疆≤ｔ工救火学硬±攀盈论文燕疆章跌ＡＰＵ裂莛动辊之溺瓣蓉爨模型诗萋式中，五――出口气流速度系数。由ｑ（＾）的定义式得到船）＝（竿）蕊枷㈦其中，（４－３３）占（＾）＝１１ ．ｋ－ＩＡ：Ｆ ｋ＋１ ，豳（４－３３）得到求解出弱速度系数五的迭彳弋式ｆ４―３４）如；―巫咎一（４－３５）ｆ竿１西ｓ（太）蠡｜双上公式求薅爨辫损失戆办法为一个逐疹选找鹣计算过程。利用诗算窭鹣丑就Ｗ｛｜奠计算出口其它参数了。根搬（４－３２）和（４?３５）ＷＮ计算出出口速度Ｋ和总压成＝Ｐ；一曲∥，然后根据流鬃斑霹憨澄ｒ＋求其它参数：Ｐ：＝荔晡《丑） 正；正＋ｒ（五）‘‘似一３６）（４－３７）反：盈 Ｒ不缮－３８）＾纸＝似?３９）其孛，ｒ《旯）小筹五２疗（＾）＝［ｒ（兄）Ｆ嚣ｊＥ：￡渡大学颈圭学往谂文第疆耄挟ＡＰＵ蘩起动辍之鹅鹣譬路模型诗葵４．２．２．２各种管件髑部损失的计算及其干扰１．弯管的损失 在弯管中，流线发缴弯曲，流体受到向心力的作用。这样，驽管外侧的压强 裁惑予蠹铡懿莲强《舞鬻４矗矮苯≥。强中ＡＢ透域蠹，流体压强舞?赢，Ｂ点以蜃，流体的压强渐渐降低。与此同时，在弯管内侧的Ａ～Ｂ区域内，流体作增速降压豹流动，Ｂ。。Ｃ区域内是增聪减速流动。在ＡＢ和Ｂ～Ｃ这两个区域内，由于流动是减速增联的，会弓ｌ起流体脱离壁露，形成旋满区，造成撰失。此外，妇于糖往的作蠲，黪夔辫遥夔滚薅逮瘦小，在内癸垂力差戆圣筝建下，滚钵会漆繁壤扶终鼹鑫内 侧流渤。同时，由于连续性，管中心流体会翔外侧壁面流去。从两形成一个双旋 涡形状的横向流动，整个流动呈螺旋状。横向流动的出现，也会引起流体能量的 损失。 Ｃ焱图４－２弯管中熊流动 弯管的局部损失系数可按下列经验公式计算：ｆ：露竺系数ｋ的计算式为㈣．Ⅲ＋ｏ－ｔｓ，㈢３１５式中，Ｒ是弯管中线的藏率半径，Ｄ为管镪。勰北工业大学硕士学位论文第麟罐从ＡＰＵ到起动机之间的管踌模獭计算弯管孛攫韵一个稳定滚魂麓聪力摸失魄塞管孛穗同流动熬按失要大。对予捐 对较长、连续弯蘧夔警遒寒说，爨秘磷黻傻瘸一令秃爨缓瓣弯警摩擦鞫子蠢，寒 计算：姆’＝ｉ１∥－寺（４－４Ｉａ）印‘＊ｆ妄ｐ矿２（４－４ｔｂ）式中，ｐ――流体的密度； ｙ――横截蟊的平均遮度；三――管遵戆长凌（鬏突Ｌ逡远大予彗径Ｄ）。（４－４ｔａ）就是蘩嚣提裂篱港糕接失瓣诗葵公式；蔼（４－４１ｂ）噩｝ｊ跫掰诣鹣越郝 损失的计算公式。 在不可压缩流动中，△矿既是上游点和下游点的静压蓑又是总蓝嫠，因为对 于不可压缩流动来说，流速并不会程～个面积不变的管道中发生变化，所以，静 蕊损失和总压损失是一致的。对于可服缩流动，局部损失应为总压差，式中的动压头一般为流动损失之后的动雒熬。阂此此处都用总压差来表示。 对予相对紧凑的弯管来说，因窍管两产生的压力损失是局部损失，并噩艨谯禽弯警在疼豹餐遥压力损失蔻弯簧上、下游豹囊管鞠弯警奉赛静匿力谈失豹慧 鞠。箕诗葵公式鼗下：却＋＝≯２ｆ＋≯２勺掣（４－４２）髑北工业大学硕士学位论文籀嘲颦从ＡＰＵ到起动机之间的管路模型计辣圈４－３鸯譬姆童臀的缝合蠢霪缨撰失系数ｆ戆壹弯管霉｜藤戆藤力撰失表示为凄莲头豹一部分。瓣渡锶 爨弯管豹上游壹管和下游直管姓的藤力摸失豹五，是赞对一个稳定鹃、完全黢震 了的流动的摩擦因子，这两个赢警分剐拥有长度厶和厶。式（４－４２）中用到的ｆ准确地代畿丁～个连接着相对较长的上游直管和下游赢 帮的管件的压力损失的特征。湍流中，上游离管长度应该超过ｌＯ倍管径，Ｆ游 赢管长度必须超过３０倍管径，这样，＜才‘能准确地表示弯管的医力损失。麟滚中，为了满足ｆ的准确性，上、下游蛊繁长度还应该更长。如果提供的上下游袁篱戆长度魄这些鼗蠢小，爨管俘黉游会产叟予鼗，邃令予箍将会彰嫡裂蓬力豢失。 垂式（４－４２）及鞋上分耩说翡了程诗舞弩警瓣弱部臻失肄，怼予两个弯罄溯躐 较小的管件来说，相互之闻会产生予摭，应该进行必要的修正。对于管件之间的相互干扰问题窳际上是组合弯管内的流动损失。其流动损 失取决予两管件之间的长度、管件的形式、管件的直径和弯管的曲率半径。蘑趄王墼大学姆古学位论文２，弯镑秘潜弯餐第四章腻ＡＰＵ到起动机之闻的臀路模型计冀簿蛰孛懿演滚流动惫括辘离滚韵弱径蠢流动。当滚诲遘续缝渡疑一个弯管ｌ嚣ＡＯＩＡＬ＃Ｌ蝴ＳＹＳＴＥ撼羹争莲濒弯篱串戆瀑流滚凄 时。流体的劫避倾向予让溅体沿盥线运动，｛ｌ露管潋的驽潍又邈使流体淤篱邋向心 加速。结暴，最大的轴向流动的点被中心线以外的方向的煮所取代。瀛体执管道 中，§凌乡｝滚动，又瀣罄蕉瑟滚弱寒，予是在簌霭载搭黢了一个次漉。这个凌滚霹 戳试舞惫禽了疆个运秘方窝鞭爱麓麓潺，每一令麓满蠢了横裁瑟熬一半。旋灞篌 滚动发生凝转，遥残滚磐滚滋黧冁麓捩。无谂是屡溅逐逶滚滚，逸垫域壤在露鼯和方形截灏的弯管中郎存在。如图４－４所示。 ３．尖锐弯警尖镰弯管楚捂舞爨弯警竣鬻建交子４５ ２嚣蘸牵睾经与警轻兹涎餐多又，ｊ、－ｐ ，∥２的弯瓣。湍流从尖锐拐角的内侧的内蹙面分离甚形成了～个燕予内测半径的低压 旋满。这个潦禚系统支嚣饕流黼，雾爨透蔻驽管嬲辩怒鼹流臻蠢饕褛辫麓薅淡漤 的收缩，使得这个麓涡系统产擞了离压力损必，如黼４－５所添。 褥一个掰嫠弯繁凑舞辫建耱楚黎，蜀较戮嚣分褰嚣弱霆力臻失。漫蛰鼙设 计中，～般愦况下，尽可髓不鬣采藤尖锐携麓匏弯镣。蹰就．￡嫩大学硕士学位论文第蕺牵敞ＡＰＵ ｌ《起动帆之间鼹管踌攒獭计算整４－５灸锐窍替率静游液瀛凌４。图漕弯管（拐角处倒瑙，繁肉照光潜）资枣尊婆ｌ】绘惠了不嚣横藏褥辍戆黧懑弯管（嚣鼙４．６馨示≥夔诗箕方法，壤 撰努耩，莱型菱凌爨起臻警黪罴统戆餐逶表瑟爨鞍竞溪，西藏莱聂嚣毒－６魇累熬线对９０。帮管的损失系数按瀚线遴褥分段线性攥缓来计算弯管瀚嚣力损炎。黼４《 绘选了９０４弯管熬损失系数麴线。京瀵奢予管邋魂魄较嵬溪豹壤覆壤凝。瓠ｌ跚髓一，孵褥瓣耄莲瓠。鼍嘲黝■．蠢ｊ ｂ。螽 － ＿…一ｌ｝季羹羲“．量鬟氧豁黼＆自■＿～、ｌ ｐ 强丸 －ｌ÷垂。一辩参１；＇－５：一ｌ，二：一―嵇囊。妻Ｎ躐耋孵《■■ｑ＿Ｆ《豢０期ｆ．。耋｝冰糖擞。Ｉ鼢鼢图４－６ ９０。弯管的损失系数曲线实缝――警灌静截疆兔嚣黪 纛线――繁邀姻截霭为矩形壤搔霾每６查褥９０。弯营雏籀美颗灸系数螽表垂ｌ辑零。嚣麓工娩大攀矮±学短论文第嚣章扶ＡＰＵ剽起动壤之阕瓣喾黠模型诗簿表４－Ｉ ９０”弯管的损失系数●――ＲＯ．７３１．０１．５２．Ｏ２．５３．０３＋５４．０４．５５．０５．５５．８Ｄ‰０。２７７Ｏ。２８。ｌＳ０。１２７ｅ。１２Ｏ＋ｌｌＯ。１０８０，１１５Ｏ．ｊ２ｌ０＋１２７Ｏ。１３ｌＯ。１４袭中，Ｒ／Ｄ为弯管中心线曲率半径与管饪的比值，七蚰。为９０’窍管的损失系数。 避予菲９§‘魏弯警，凝掇窝４．７爨录黪攒失掺歪系数蘩台成关系式（毒一４３）。具 体做法怒在该曲线上取一系烈的数值如表４．２所示，然后根据表４－２中的数袭４－２非９０弯管特殊点的损失系数拶尸Ｏ Ｏ ４０ ０。５７５ ８０ ０。９４ １２０ １．１７ １８０ ｌ。４修纛塞数值可以拟会成如下的关系式： 修正系数一砘十ｑｐ一百）＋吒ｐ一舀）２＋ａ３（Ｏ－０）３＋峨ｐ一西）４ 式中， （４―４３）万――选取豹点的霸度平均值，簿予８４。；ａｏ：０．９６８；乱＝６．８２ｘ１０。：嘎＝一３．９７５ｘ１０－５：ａ３＝１．７８８ｘ１０。；ａ。＝一１．７１５ｘ１０’”。对干相距较近的弯管，在考虑以上所分析的孤立弯管损失的同时，还需要 考虑宅们之}