基于GasTurb的进气预冷却技术对飞行器发动机性能的影响分析

发布时间：2017-10-14 04:30

  本文关键词：基于GasTurb的进气预冷却技术对飞行器发动机性能的影响分析

  更多相关文章： 预冷却 飞行器 涡扇发动机 GasTurb

【摘要】：常规的航空涡轮发动机的飞行马赫数一般不超过3.0,为了拓宽飞行器的飞行范围,一种行之有效的方法是对进气道中的来流空气进行预冷却。目前,可行的预冷却方案主要包括两种:一种是采用喷射装置将冷却剂直接喷入进气道使之与空气混合进行冷却,另一种是加装换热器,空气通过换热器壁面与冷却剂进行对流换热从而得到冷却。经过预冷却之后,来流空气温度降低,密度增加,压气机进口温度上限得到提升,发动机的工作范围得到大幅提升。本文根据进气预冷却原理,首先以双轴混合涡扇发动机为研究对象,采用水作为冷却剂,分别建立了喷水和换热两种预冷方案的数学模型;然后利用燃气轮机总体性能计算软件GasTurb,以涡扇发动机速度特性的基本特征为参考,在进气滞止温度不超过特定的上限的情况下,确定了研究对象的有效飞行范围;最后,沿飞行轨迹计算了发动机在两种预冷方案下的性能参数。结果分析表明,相比于无预冷措施而言,两种预冷方案中发动机的性能都得到了显著的提升。同时,比较两种不同的方法可以发现,换热预冷却方案对发动机推力、油耗性能方面的提升效果要好于喷水预冷方案,而在比冲性能上,喷水预冷方案更具优势;从发动机效率方面来说,虽然换热预冷方案中发动机的压气机效率、热效率以及总效率均优于同条件下的喷水预冷方案,但是后者在推进效率上有其独特的优势。
【关键词】：预冷却 飞行器 涡扇发动机 GasTurb
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V235.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究概况9-16
• 1.3 主要研究的内容16-18
• 2 航空发动机数学模型与性能评价指标18-32
• 2.1 航空发动机的工作原理18
• 2.2 航空发动机的建模方法18-20
• 2.3 航空发动机的数学模型20-28
• 2.4 航空发动机的性能评价指标28-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3 预冷却模型的研究方法32-41
• 3.1 GasTurb简介32-35
• 3.2 仿真验证35-36
• 3.3 仿真参数36-39
• 3.4 研究方案39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 4 研究结果与分析41-57
• 4.1 推力分析41-45
• 4.2 油耗分析45-49
• 4.3 比冲分析49-53
• 4.4 效率分析53-56
• 4.5 本章小结56-57
• 5 总结与展望57-59
• 5.1 本文总结57
• 5.2 课题展望57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63

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5 ;高温热流冷却技术[A];日本机械学会技术路线图[C];2008年

6 叶金元;刘月琴;曾淼;;燃气轮机进气冷却技术应用初探[A];2005浙江省暖通空调动力学术年会论文集[C];2005年

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8 高世大;王英春;于振坤;;200MW汽轮机空气快速冷却技术应用实践[A];全国火电200MW级机组技术协作会第25届年会论文集[C];2007年

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1 杨力;基于GasTurb的进气预冷却技术对飞行器发动机性能的影响分析[D];华中科技大学;2015年

2 朱晓姣;北京地区办公建筑夜间通风被动式冷却技术应用研究[D];北京建筑大学;2016年

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本文编号：1029030