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一直以來(lái)都有一個(gè)疑惑 就是渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃燒的高溫氣體膨脹不是向四面八方膨脹么 為啥不會(huì)向...
法國(guó)游客能源工程研究生 半專(zhuān)業(yè)工程師 生物學(xué)愛(ài)好者

首先說(shuō)說(shuō)燃燒的問(wèn)題,燃燒室里點(diǎn)燃的過(guò)程很快,近似于定壓吸熱過(guò)程,而燃燒產(chǎn)物真正開(kāi)始膨脹了,壓力其實(shí)就開(kāi)始下降了 ,所以燃燒室里點(diǎn)火口之后的壓力都是小于點(diǎn)火口的,氣體會(huì)從點(diǎn)火口開(kāi)始向后流動(dòng)。關(guān)于這個(gè)熱力學(xué)循環(huán),可以參考這個(gè)頁(yè)面,大概能看懂就行了,不用深究。
http://cc.jlu.edu.cn/G2S/Template/View.aspx?courseId=31&topMenuId=115910&action=view&type=&name=&menuType=1&curfolid=116027

至于點(diǎn)火口處為什么氣體不會(huì)倒流進(jìn)壓縮機(jī),這就是另一個(gè)問(wèn)題了。流體總壓分為動(dòng)壓和靜壓,題主所說(shuō)的”向四面八方膨脹“指的是靜壓(水越深壓力越大,說(shuō)的也是靜壓),但是實(shí)際上研究流體問(wèn)題的關(guān)鍵是總壓,靜壓動(dòng)壓分開(kāi)說(shuō)只是為了方便研究討論而已,真正談?wù)搶?shí)際現(xiàn)象的時(shí)候,拋開(kāi)動(dòng)壓只談靜壓是不對(duì)的。

動(dòng)壓與流體密度成正比,與流體速率的平方成正比,方向與流動(dòng)速度方向相同,所以實(shí)際上只要壓縮機(jī)渦輪或渦輪組能提供足夠的流速,動(dòng)壓能保持始終指向發(fā)動(dòng)機(jī)后方,點(diǎn)火處氣體就不會(huì)倒灌進(jìn)壓縮機(jī)影響其工作??吹脚艢饪谔幍臏u輪了沒(méi)?那個(gè)東西就是為了能夠讓噴出氣體的一部分動(dòng)能,轉(zhuǎn)化成發(fā)動(dòng)機(jī)軸的動(dòng)能,從而維持壓縮機(jī)工作,以保證壓縮機(jī)產(chǎn)生的總壓上升能夠與點(diǎn)火處的壓力相抗衡。

fengfeixue0219植物分子生物學(xué)博士

就用你這個(gè)圖來(lái)說(shuō)吧,實(shí)際上2是低壓壓氣段、3是高壓壓氣段,二者共同將吸入的空氣壓縮為高壓空氣,然后在燃燒室(8)內(nèi)加油燃燒膨脹,由于前段是高壓區(qū),而燃燒室后端壓力相對(duì)較低,因此燃?xì)庀蚝髧姵?,產(chǎn)生推進(jìn)力。而與此同時(shí),一部分燃?xì)膺€推動(dòng)渦輪(7)轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)前方的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),相當(dāng)于強(qiáng)制從前方壓氣,可以說(shuō)是通過(guò)渦輪的燃?xì)鈳?dòng)了壓氣機(jī)的壓氣。從整個(gè)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的角度來(lái)說(shuō),是前方吸氣——中段燃燒膨脹——后段噴出做功。

特大號(hào)飛機(jī)飛行器動(dòng)力工程本科 發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠攻城獅=。=

由于壓氣機(jī)的存在,到達(dá)壓氣機(jī)出口時(shí)氣體壓力已經(jīng)非常高,現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)一般有20+的大氣壓,而且氣體流速非常高,大約有50m/s。
然而火焰燃燒時(shí),火焰?zhèn)鞑ニ俣冗h(yuǎn)遠(yuǎn)不足50m/s,一般要把空氣流速降低到5m/s一下,而且燃?xì)廨啓C(jī)的熱力學(xué)循環(huán)中熵增的過(guò)程為等壓過(guò)程(具體叫啥循環(huán)忘了=。=)。所以正常情況下,要考慮的,不是火焰會(huì)向前傳播,而是如何防止火焰被高壓高速氣體吹跑,于是在燃燒室設(shè)計(jì)中,采用了短突擴(kuò)燃燒室來(lái)降速,同時(shí)結(jié)合各種旋流器使得空氣在火焰筒內(nèi)形成復(fù)雜的渦流,把局部流速降低到0,制造一個(gè)能組織起穩(wěn)定燃燒的區(qū)域。

當(dāng)然火焰向前傳播也是有可能的,也就是前面提到的壓力和速度兩個(gè)參數(shù)突然減小的情況,比如喘振。由于某些原因,氣體不隨著壓氣機(jī)往后流動(dòng),而是發(fā)生流動(dòng)分離,一部分就隨著壓氣機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái),發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速,
比如這樣→_→想象有一整排倉(cāng)鼠并排跑步說(shuō)悄悄話,突然。。。。


于是氣體不往后走了,后端的壓力升高,氣體反而向前傳播,喘振不嚴(yán)重的話,氣體壓力面會(huì)在壓氣機(jī)之間來(lái)回震蕩,呼哧呼哧就跟人喘不上氣的感覺(jué)一模一樣,從而得名喘振。喘振嚴(yán)重,所有壓氣機(jī)都失速了的話,壓力面就有可能從燃燒室一路傳到進(jìn)氣口外面出來(lái),于是。。

圖片找不到了。。。湊合吧。。。

nasdaq軟件工程師,小眾軟件愛(ài)好者

補(bǔ)充下,前面的壓氣機(jī)風(fēng)扇收到氣流干擾或者損壞進(jìn)氣不足時(shí),是有可能發(fā)生“沖激'現(xiàn)象導(dǎo)致進(jìn)氣氣流崩潰,造成發(fā)動(dòng)機(jī)失速。

vulcain

因?yàn)榍懊嬗袎簹鈾C(jī)驅(qū)動(dòng),而后面的壓力是越來(lái)越低的。就像你在山尖上,雖然兩邊都是下降,但是前面有強(qiáng)風(fēng),而后面是順風(fēng)下坡,所以肯定往后走省勁。當(dāng)然世事沒(méi)有絕對(duì),航空發(fā)動(dòng)機(jī)喘振的時(shí)候,某一瞬間,氣流就是從后往前,壓氣機(jī)就很容易損壞了。
另外,流動(dòng)的流體加熱和靜止密閉空間的加熱還是不一樣的,找本書(shū)看吧。

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