第一章航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)

1、航空活塞動(dòng)力裝置緒 論重重75kg，功率，功率12hP ?；钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)+ +螺旋槳的組合成為飛機(jī)固定的推進(jìn)模式。螺旋槳的組合成為飛機(jī)固定的推進(jìn)模式。 飛機(jī)性能迅猛發(fā)展，速度達(dá)到飛機(jī)性能迅猛發(fā)展，速度達(dá)到700700800km/h800km/h，高度達(dá)到，高度達(dá)到10000m10000m以上。以上。諸多原因決定了活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)諸多原因決定了活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)+ +螺旋槳的推進(jìn)模式的終結(jié)。螺旋槳的推進(jìn)模式的終結(jié)。 由于造價(jià)低、易于維修等優(yōu)點(diǎn)仍用于一些初級(jí)教練機(jī)和由于造價(jià)低、易于維修等優(yōu)點(diǎn)仍用于一些初級(jí)教練機(jī)和小型運(yùn)輸機(jī)上，多為氣冷式小功率活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。小型運(yùn)輸機(jī)上，多為氣冷式小功率活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)

2、。 航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史 緒 論緒 論緒 論緒 論一、熱機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)是一種將某種能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械功的動(dòng)力裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)是一種將某種能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械功的動(dòng)力裝置。根據(jù)能量來(lái)源不同可分為：熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、水力發(fā)動(dòng)根據(jù)能量來(lái)源不同可分為：熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、水力發(fā)動(dòng)機(jī)、電力發(fā)動(dòng)機(jī)、原子能發(fā)動(dòng)機(jī)等。機(jī)、電力發(fā)動(dòng)機(jī)、原子能發(fā)動(dòng)機(jī)等。緒 論熱機(jī)的工作由兩大步驟組成熱機(jī)的工作由兩大步驟組成：首先必須首先必須使燃料燃燒釋放出熱能；再將釋放出的使燃料燃燒釋放出熱能；再將釋放出的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械功。熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械功。根據(jù)熱機(jī)燃料燃燒方式，分為：外燃機(jī)和內(nèi)燃機(jī)。根據(jù)熱機(jī)燃料燃燒方式，分為：外燃機(jī)和內(nèi)燃機(jī)

3、。緒 論 航空發(fā)動(dòng)機(jī)分為兩大類：航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和航空航空發(fā)動(dòng)機(jī)分為兩大類：航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。如下圖活塞發(fā)動(dòng)機(jī)：噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。如下圖活塞發(fā)動(dòng)機(jī)：緒 論優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：低速經(jīng)濟(jì)性好，工作穩(wěn)定性好；低速經(jīng)濟(jì)性好，工作穩(wěn)定性好；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：重量功率比大，高空性能、速度性能差；重量功率比大，高空性能、速度性能差；用途：用途：輕型低速飛機(jī)和初教機(jī)。輕型低速飛機(jī)和初教機(jī)。緒 論航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：重量輕、推力大，高空性能好、速度性能好；重量輕、推力大，高空性能好、速度性能好；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性較差。經(jīng)濟(jì)性較差。用途：用途：運(yùn)輸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)。運(yùn)輸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)。緒 論二、對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的要

4、求 性能參數(shù)性能參數(shù) 可靠性可靠性 維修性維修性 總壽命總壽命一般衡量發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)的主要指標(biāo)有：一般衡量發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)的主要指標(biāo)有：緒 論1 1、性能參數(shù)、性能參數(shù)推重比：推重比：發(fā)動(dòng)機(jī)的推力與自身重量的比值發(fā)動(dòng)機(jī)的推力與自身重量的比值重功比：重功比：發(fā)動(dòng)機(jī)的重量與發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率的比值發(fā)動(dòng)機(jī)的重量與發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率的比值燃油消耗率：燃油消耗率：發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間產(chǎn)生單位推力（功率）發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間產(chǎn)生單位推力（功率） 的燃油量的燃油量。意義意義：表示發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的好壞，直接影響飛機(jī)的有表示發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的好壞，直接影響飛機(jī)的有效載重，航程和續(xù)航時(shí)間效載重，航程和續(xù)航時(shí)間緒 論發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性：發(fā)動(dòng)機(jī)的加

5、速性： 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升的快慢程度發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升的快慢程度 影響飛機(jī)的起飛越障能力和復(fù)飛性能影響飛機(jī)的起飛越障能力和復(fù)飛性能 活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性好于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性好于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)1 1、性能參數(shù)、性能參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)高空性：發(fā)動(dòng)機(jī)高空性： 指發(fā)動(dòng)機(jī)性能隨飛行高度增加的下降程度指發(fā)動(dòng)機(jī)性能隨飛行高度增加的下降程度 高空性主要限制飛機(jī)的實(shí)用升限高空性主要限制飛機(jī)的實(shí)用升限 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的高空性好于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的高空性好于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)緒 論2 2、發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性、發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性 指發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工作條件和外界環(huán)境下，指發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工作條件和外界環(huán)境下，在規(guī)定的壽命期內(nèi)完成規(guī)定性能的能力。在規(guī)定

6、的壽命期內(nèi)完成規(guī)定性能的能力。 衡量發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的指標(biāo)衡量發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的指標(biāo) 空中停車率空中停車率 發(fā)動(dòng)機(jī)在每飛行發(fā)動(dòng)機(jī)在每飛行10001000小時(shí)因發(fā)動(dòng)機(jī)本身故障小時(shí)因發(fā)動(dòng)機(jī)本身故障 引起的空中停車次數(shù)，單位：次引起的空中停車次數(shù)，單位：次/1000/1000飛行小飛行小時(shí)。時(shí)。 提前換發(fā)率（非計(jì)劃換發(fā)率）提前換發(fā)率（非計(jì)劃換發(fā)率） 單位：次單位：次/1000/1000飛行小時(shí)飛行小時(shí)緒 論3 3、發(fā)動(dòng)機(jī)的維修性、發(fā)動(dòng)機(jī)的維修性 指在規(guī)定條件下（包括維修等級(jí)、燃指在規(guī)定條件下（包括維修等級(jí)、燃油技術(shù)水平與資源等），在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，按油技術(shù)水平與資源等），在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定程序進(jìn)行維修時(shí)，保持

7、或恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)性規(guī)定程序進(jìn)行維修時(shí)，保持或恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的能力。能的能力。 提高發(fā)動(dòng)機(jī)的維修性：提高發(fā)動(dòng)機(jī)的維修性： 可以確保飛行安全和飛行任務(wù)的完成可以確保飛行安全和飛行任務(wù)的完成 可以節(jié)省大量的人力、物力、財(cái)力可以節(jié)省大量的人力、物力、財(cái)力緒 論3 3、發(fā)動(dòng)機(jī)的維修性、發(fā)動(dòng)機(jī)的維修性衡量發(fā)動(dòng)機(jī)維修性的指標(biāo)：衡量發(fā)動(dòng)機(jī)維修性的指標(biāo)： 每飛行小時(shí)直接維修工時(shí)；每飛行小時(shí)直接維修工時(shí)； 更換發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)間；更換發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)間； 外場(chǎng)可更換組件的更換時(shí)間外場(chǎng)可更換組件的更換時(shí)間緒 論4 4、發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命、發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命早期：早期： 翻修壽命和總壽命翻修壽命和總壽命現(xiàn)在：現(xiàn)在： 部件（關(guān)鍵件）壽命、視情維護(hù)部件

8、（關(guān)鍵件）壽命、視情維護(hù)衡量壽命的指標(biāo)：衡量壽命的指標(biāo)：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間（小時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間（小時(shí)）或發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)次數(shù)或發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)次數(shù)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)1 航空活塞式動(dòng)力裝置的工作系統(tǒng)航空活塞式動(dòng)力裝置的工作系統(tǒng)4 航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的組成與工作航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的組成與工作2 航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的性能航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的性能3第一節(jié) 氣體、氣流的基礎(chǔ)知識(shí)1 1、工質(zhì)、工質(zhì) 航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一種熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，熱機(jī)工作時(shí)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一種熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，熱機(jī)工作時(shí)，必須以某種物質(zhì)為媒介，才能將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械必須以某種物質(zhì)為媒介，才能將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，完成這種能量轉(zhuǎn)換

9、的媒介物叫工質(zhì)。能，完成這種能量轉(zhuǎn)換的媒介物叫工質(zhì)。一、氣體的基礎(chǔ)知識(shí)一、氣體的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)2 2、理想氣體、理想氣體 分子本身只有質(zhì)量而不占體積；分子本身只有質(zhì)量而不占體積； 分子間不存在吸引力分子間不存在吸引力。3 3、氣體的狀態(tài)參數(shù)、氣體的狀態(tài)參數(shù) 描述氣體狀態(tài)的物理量：比容、壓力、和溫描述氣體狀態(tài)的物理量：比容、壓力、和溫度度第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí) 氣氣溫溫：描述氣體的冷熱程度，是分子熱運(yùn)動(dòng)平均移動(dòng)描述氣體的冷熱程度，是分子熱運(yùn)動(dòng)平均移動(dòng)功能的度量。功能的度量。當(dāng)當(dāng)向氣體加熱時(shí)，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)

10、加劇，分向氣體加熱時(shí)，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子平均移動(dòng)動(dòng)能增加，反映出來(lái)就是溫度上升。子平均移動(dòng)動(dòng)能增加，反映出來(lái)就是溫度上升。 溫度溫度的分度方法叫溫標(biāo)。常用的分度方法叫溫標(biāo)。常用溫標(biāo)有：攝氏溫度溫標(biāo)有：攝氏溫度（），華氏溫度（），華氏溫度（），熱力學(xué)溫度（），熱力學(xué)溫度（K K）。）。T=t+273T=t+273第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)壓力的測(cè)量壓力的測(cè)量絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力P P表壓力表壓力PgPg大氣壓力大氣壓力PoPoP=Pg+PoP=Pg+PoPv=Po-PPv=Po-P 發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油壓力、燃油壓力等液體壓力測(cè)量都是發(fā)動(dòng)

11、機(jī)的滑油壓力、燃油壓力等液體壓力測(cè)量都是表壓；在熱力學(xué)計(jì)算表壓；在熱力學(xué)計(jì)算中中，都必須使用絕對(duì)壓力。，都必須使用絕對(duì)壓力。第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)PVPV圖圖: :圖中任意一點(diǎn)都能表圖中任意一點(diǎn)都能表T T氣體的一個(gè)氣體的一個(gè)狀態(tài)，曲線表狀態(tài)，曲線表示示氣體狀態(tài)變化過(guò)程。氣體狀態(tài)變化過(guò)程。第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)5.5.氣體的熱力過(guò)程氣體的熱力過(guò)程 等容過(guò)程等容過(guò)程:V:V不變不變( (燃燒過(guò)程燃燒過(guò)程) ) (4-8 (4-8線線) )等壓過(guò)程等壓過(guò)程:P:P不變不變( (燃燒過(guò)程燃燒過(guò)程) ) (1-5 (1-5線線) )等溫過(guò)程等溫過(guò)程:T:T不變不變(2-6(2-6線線)

12、 )絕熱過(guò)程絕熱過(guò)程: :氣體與外界氣體與外界無(wú)熱無(wú)熱 交換。交換。(3-7(3-7線線) )第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)二二、氣體的基礎(chǔ)知識(shí)、氣體的基礎(chǔ)知識(shí)1.1.穩(wěn)定流動(dòng)與流體的穩(wěn)定流動(dòng)與流體的連續(xù)性連續(xù)性穩(wěn)定流動(dòng)：指穩(wěn)定流動(dòng)：指流體在空間各流體在空間各點(diǎn)的流動(dòng)的參數(shù)不隨時(shí)間的變點(diǎn)的流動(dòng)的參數(shù)不隨時(shí)間的變化而變化的流動(dòng)，也叫定常流化而變化的流動(dòng)，也叫定常流動(dòng)動(dòng)。 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)氣體的流穩(wěn)定工作時(shí)氣體的流動(dòng)接近于穩(wěn)定流動(dòng)。動(dòng)接近于穩(wěn)定流動(dòng)。第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)2 2、音速和馬赫數(shù)、音速和馬赫數(shù) 音速是弱擾動(dòng)波在介

13、質(zhì)中的傳播速度。音速是弱擾動(dòng)波在介質(zhì)中的傳播速度。 音速描述了介質(zhì)的壓縮性：音速描述了介質(zhì)的壓縮性：a a越大，說(shuō)明介質(zhì)受壓后，越大，說(shuō)明介質(zhì)受壓后，其密度變化小，介質(zhì)不易壓縮；其密度變化小，介質(zhì)不易壓縮；a a越小，越小，說(shuō)明介質(zhì)受壓后說(shuō)明介質(zhì)受壓后，其其密度密度變化大，介質(zhì)易變化大，介質(zhì)易壓縮；壓縮；第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)氣體介質(zhì)，經(jīng)推導(dǎo)：對(duì)氣體介質(zhì)，經(jīng)推導(dǎo)：kk氣體絕熱系數(shù)氣體絕熱系數(shù) RR氣體常數(shù)氣體常數(shù)TT氣體絕對(duì)溫度氣體絕對(duì)溫度 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)大氣，溫度為當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)大氣，溫度為288K288K時(shí)，音速為時(shí)，音速為340m/s340m/s，1224km/h1224km/h；當(dāng)在當(dāng)在11

14、00011000高空時(shí)，大氣溫度降為高空時(shí)，大氣溫度降為216.5K,216.5K,音速值減少為音速值減少為295m/s295m/s，1062km/h1062km/h。第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)物理意義物理意義：描述描述了氣流所具有的總能量大小。絕能流動(dòng)了氣流所具有的總能量大小。絕能流動(dòng)時(shí)總溫不變。時(shí)總溫不變?？倝嚎倝海簹怏w氣體絕能、無(wú)摩擦地阻滯到速度為零時(shí)氣體的壓絕能、無(wú)摩擦地阻滯到速度為零時(shí)氣體的壓力。用力。用P *表示。表示。不可不可壓流的總壓等于靜壓與動(dòng)壓之和壓流的總壓等于靜壓與動(dòng)壓之和。物理意義物理意義：描述描述了氣流所

15、具有的總機(jī)械能大小及氣體做了氣流所具有的總機(jī)械能大小及氣體做功的能力。絕能、無(wú)摩擦流動(dòng)時(shí)總壓不變功的能力。絕能、無(wú)摩擦流動(dòng)時(shí)總壓不變。氣流氣流M=1時(shí)的狀態(tài)叫臨界狀態(tài)。此狀態(tài)下，總壓與靜壓時(shí)的狀態(tài)叫臨界狀態(tài)。此狀態(tài)下，總壓與靜壓之比成為氣體的臨界壓力比。之比成為氣體的臨界壓力比。第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)M1M1 M1，收斂形管道，截面積，收斂形管道，截面積A A ，流速，流速C C ，T, P; T, P; 擴(kuò)散形管道，截面積擴(kuò)散形管道，截面積A A ，流速，流速C C ，T, P; T, P; 單純的收斂形管不可能將亞音速氣流加速到超音速或單單純的收斂形管

16、不可能將亞音速氣流加速到超音速或單純的擴(kuò)張形通道不通過(guò)激波將超音速氣流減速到亞音速氣流。純的擴(kuò)張形通道不通過(guò)激波將超音速氣流減速到亞音速氣流。實(shí)現(xiàn)上述功能可以利用收斂一擴(kuò)散性管道實(shí)現(xiàn)上述功能可以利用收斂一擴(kuò)散性管道( (拉瓦爾管拉瓦爾管) )，喉部，喉部為音速為音速第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí) 一一、燃燒燃燒反應(yīng)反應(yīng)1.1.燃燒的實(shí)質(zhì)燃燒的實(shí)質(zhì): :物質(zhì)產(chǎn)生發(fā)光、發(fā)熱劇烈的化學(xué)反應(yīng)。物質(zhì)產(chǎn)生發(fā)光、發(fā)熱劇烈的化學(xué)反應(yīng)。 完全完全燃燒燃燒: :燃燒產(chǎn)物中無(wú)可燃物質(zhì)。燃燒產(chǎn)物中無(wú)可燃物質(zhì)。2.2.余氣系數(shù)和油氣比余氣系數(shù)和油氣比 要要使發(fā)動(dòng)機(jī)中混合氣中燃料完全燃燒，混合氣中油和氣的比使發(fā)動(dòng)機(jī)中混合

17、氣中燃料完全燃燒，混合氣中油和氣的比例必須適當(dāng)，描述混合氣中油和空氣成分的參數(shù)有余氣系數(shù)和油例必須適當(dāng)，描述混合氣中油和空氣成分的參數(shù)有余氣系數(shù)和油氣比。氣比。第二節(jié) 燃燒的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí) 油氣油氣比可直接反應(yīng)混合氣中燃料和空氣的比比可直接反應(yīng)混合氣中燃料和空氣的比例，但不能直觀反應(yīng)混合氣貧、富油程度。例，但不能直觀反應(yīng)混合氣貧、富油程度。 (3)(3)油氣比：混合氣中燃料的質(zhì)量與空氣質(zhì)量的比值。油氣比：混合氣中燃料的質(zhì)量與空氣質(zhì)量的比值。油氣比用油氣比用C C表示，即：表示，即：第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)

18、4 4. . 混合氣的放熱量混合氣的放熱量單位重量的混合氣的單位重量的混合氣的 放熱量。放熱量。 a1 a1 a1，多余的空氣吸熱，多余的空氣吸熱， 放熱放熱量量。a=0.97a=0.97，放熱量最大。，放熱量最大。第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí) 二二、火焰的傳播、火焰的傳播1.1.混合氣的著火混合氣的著火(1)(1)混合氣的著火混合氣的著火: :混合氣溫度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)火焰而混合氣溫度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)火焰而燃燒起來(lái)的現(xiàn)象。燃燒起來(lái)的現(xiàn)象。(2)(2)著火溫度著火溫度: :混合氣著火所需的最低溫度?；旌蠚庵鹚璧淖畹蜏囟?。(3)(3)著火方法著火方法: :點(diǎn)燃點(diǎn)燃( (航空

19、發(fā)動(dòng)機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)) )、壓燃、壓燃( (柴油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)) )2. 2. 混合氣混合氣中火焰的傳播中火焰的傳播(1)(1)靜止混合氣中火焰的傳播靜止混合氣中火焰的傳播火焰前鋒火焰前鋒: :己燃混合氣和新鮮混合氣之間的一層向前推進(jìn)的正在起己燃混合氣和新鮮混合氣之間的一層向前推進(jìn)的正在起劇烈化學(xué)反應(yīng)的發(fā)光、發(fā)熱的氣體薄層。是己燃區(qū)和未然區(qū)的分界劇烈化學(xué)反應(yīng)的發(fā)光、發(fā)熱的氣體薄層。是己燃區(qū)和未然區(qū)的分界面。面?；鹧?zhèn)鞑ニ俣然鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣萔p:Vp:火焰前鋒相對(duì)于新鮮混合氣向前推進(jìn)的速度?；鹧媲颁h相對(duì)于新鮮混合氣向前推進(jìn)的速度。第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)(2)(2)

20、流動(dòng)混合氣中火焰的傳播流動(dòng)混合氣中火焰的傳播層流混合氣層流混合氣: :火焰前鋒不動(dòng)，火焰前鋒不動(dòng)，Vp=Vp=混合氣流動(dòng)混合氣流動(dòng)速度速度第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí) 紊流紊流混合氣混合氣: :增大接觸面積增大接觸面積熱傳遞和活性中心擴(kuò)散熱傳遞和活性中心擴(kuò)散新新鮮混合氣溫度能迅速達(dá)到著火溫度鮮混合氣溫度能迅速達(dá)到著火溫度VpVp。紊流混合氣。紊流混合氣VpVp層流層流混合氣混合氣Vp.Vp.第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)3.3.影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩赜绊懟鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?1)(1)混合氣性質(zhì)：熱值越大，燃料與氧化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)混合氣性質(zhì)：熱值越大，燃料與氧化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所需的活化能越小，

21、混合氣導(dǎo)熱性越好所需的活化能越小，混合氣導(dǎo)熱性越好混合氣達(dá)到著火溫混合氣達(dá)到著火溫度時(shí)間越短度時(shí)間越短VpVp越大。越大。(2)(2)混合氣的余氣系數(shù)混合氣的余氣系數(shù)a=0.9a=0.9，VpVp最大；最大；a=1.6a=1.6，貧油極限，貧油極限，a=0.3a=0.3，富油極限。，富油極限。a a稍小于稍小于1 1，放熱量最大，放熱量最大熱傳遞和活性中心擴(kuò)散最強(qiáng)熱傳遞和活性中心擴(kuò)散最強(qiáng)VpVp最大。最大。a a過(guò)大或過(guò)小，放熱量小，不能點(diǎn)燃新鮮混合氣過(guò)大或過(guò)小，放熱量小，不能點(diǎn)燃新鮮混合氣燃燒中燃燒中斷。斷。第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)(3)(3)混合氣的初溫

22、、初壓混合氣的初溫、初壓初溫初溫混合氣達(dá)到著火溫度時(shí)間混合氣達(dá)到著火溫度時(shí)間燃燒后氣體的溫度燃燒后氣體的溫度活性中心濃度活性中心濃度，擴(kuò)散，擴(kuò)散初溫初溫 VpVp初壓初壓: :靜止混合氣，初壓對(duì)靜止混合氣，初壓對(duì)VpVp基本無(wú)影響。紊流混合氣，初壓基本無(wú)影響。紊流混合氣，初壓 VpVp。(4)(4)氣流的紊流強(qiáng)度氣流的紊流強(qiáng)度氣流紊流強(qiáng)度氣流紊流強(qiáng)度 VpVp(5)(5)點(diǎn)火能量點(diǎn)火能量點(diǎn)火能量點(diǎn)火能量混合氣達(dá)到著火溫度的時(shí)間混合氣達(dá)到著火溫度的時(shí)間 VpVp 對(duì)對(duì)航空航空發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，余氣系數(shù)和紊流是主要的影響因素。發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，余氣系數(shù)和紊流是主要的影響因素。第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第三節(jié) 奧托循環(huán)及熱力學(xué)第二定律1.1.奧托循環(huán)（等容加熱循環(huán)）奧托循環(huán)（等容加熱循環(huán)）1.1.奧托循環(huán)奧托循環(huán)PVPV圖圖: :1 1一一2:2:絕熱壓縮絕熱壓縮 2 2一一3:3:等容加熱等容加熱3 3一一4:4:絕熱膨脹絕熱膨脹 4 4一一1:1:等容放熱等容放熱第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)2.2.奧托循環(huán)熱效率奧托循環(huán)熱效率: :定義定義: :一次循環(huán)中一次循環(huán)中，1 1公斤公斤工質(zhì)氣體對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所作的功與工質(zhì)氣體對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所作的功與燃料加給它熱量的比值燃料加給它熱量的比值。公式：。公式：第一章 航空動(dòng)力裝置的基礎(chǔ)知識(shí)第一章 航空動(dòng)