涡喷为什么不倒喷
这个问题从我10几年前第一次看到涡喷原理图时就有了,到现在还未有明确的解释。因为经常上科创,今天突然想起这个问题,所以就发到科创上来。
我的问题是,涡喷是个直筒子,前后通。虽然前面的叫压气机,后面的叫涡轮,但本质上是类似的,都是些带倾角的扇叶而已。
那么当燃料在里面燃烧膨胀时,为什么就只往涡轮方向喷呢?到底是压气机和涡轮的哪些地方的设计参数不同,导致单向喷的?
如,扇叶螺距,直径,有效面积,扇叶级数等等。
我想要真正专业,并且通俗易懂的解释。
个人鄙视肤浅的解释,如“你什么时候见到人吃饭后还要从嘴里排泄”、“你想想你能不能从PY吃饭然后从嘴里出来”之类的。 2006692252160.jpg
+100  科创币    ehco    2010/12/25 问题看似简单,但是很深奥。要diy就得究其根本,这种帖子越多越好。
来自:航空航天 / 航空技术
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ltl
11年9个月前
1楼
前方的气压阻止倒喷……
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坚定的潜水党
11年9个月前
2楼
[s:125]个人见解,不对请指出
1,和火焰稳定设计有关
   燃烧室的内部,一般有一个火焰稳定器,或者一个替代火焰稳定器的燃料蒸发器,其作用是让涡喷能保持火焰的稳定,想象涡喷内部气流流动,火焰燃速一般是小于涡喷内部的气流流动速度的。如果没有火焰稳定器,可以想象燃烧部位会被吹出涡喷导致发动机停车。
   而火焰稳定器一般是单向工作的,也就是说只有当气流正向流动的时候,火焰才可以保持稳定。
2,和燃烧室设计有关
   燃烧室一般为一个一端开口,其他面打有进气孔的半封闭工件,这个设计使得气流只能从进气孔进入与燃料混合,从开口流出。
3,和两部分叶轮的转速匹配有关
   这个就有点复杂了,首先压气轮机分离心和轴流的,涡轮也有径流和轴流的。假如不考虑叶轮对高温的耐受度问题(一般涡轮 耐受度高很多)。
   压气叶轮和涡轮的参数经过计算匹配,保证在相同转速下涡轮的吸收功率和叶轮的做功功率大致相等(如果同转速下压气轮功率要高,则涡轮无法发动。反之,则涡喷高速空转,但无推力,导致叶轮损坏)。而同一个叶轮当压气轮和涡轮时,功率因数必然不等。导致反用时转速不匹配。
+200
科创币
科创网
2011-01-15
虽不一定正确,但是助人为乐,积极思考的精神应该嘉奖。
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marix
11年9个月前
3楼
我认为这个问题的等价问题有一大类。
像闭式循环的蒸汽轮机的工作过程,锅炉将水烧成蒸汽推动涡轮旋转,同时蒸汽液化成水,再将水注入锅炉。这个过程中,锅炉内的压力很大,既然蒸汽可以推动涡轮,为什么不能将锅炉中的水沿着锅炉的进水口压出去呢?这个问题和楼主的问题本质是一样的,即循环为什么是单向的?理论上两个方向地位相同啊。
我也不知道原因,同问。
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南山猎手
11年9个月前
4楼
不知道涡轮的,但是对于锅炉,我猜想是由于2个原因吧,1,水是不可压缩液体,而水蒸气可压缩,而且水蒸气在压力减少的过程中,同时释放能量和降低温度,根据热力学定理,即热能只能从温度高的走到温度低的,而且熵不断增加的原理,所以水蒸气可以去推动涡轮动,而难以推动进水口,因为这个过程中释放能量的过程和熵增加的过程远不及推动涡轮来的效率高。2,写完1,把2给忘了。同学们你们有过这样的经历没?
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dx毁灭者
11年9个月前
5楼
这是离心式涡轮喷气式发动机吧。
本人学识浅陋,只知道它的类型而已。
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samhrc
11年9个月前
6楼
引用第4楼南山猎手于2010-12-25 17:54发表的  :
不知道涡轮的,但是对于锅炉,我猜想是由于2个原因吧,1,水是不可压缩液体,而水蒸气可压缩,而且水蒸气在压力减少的过程中,同时释放能量和降低温度,根据热力学定理,即热能只能从温度高的走到温度低的,而且熵不断增加的原理,所以水蒸气可以去推动涡轮动,而难以推动进水口,因为这个过程中释放能量的过程和熵增加的过程远不及推动涡轮来的效率高。2,写完1,把2给忘了。同学们你们有过这样的经历没?


热力学的道理就是这样,火力发电是朗肯循环。在一个循环中工质的总熵只能往不断增加的方向走。热只能从高温传到到低温。
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mauser
11年9个月前
7楼
气轮机 高压给水泵往汽包里打水 消耗的功率 是气轮机产功的1%
而燃机 压气机消耗的功率是透平产功的1/3-1/2。
+100
科创币
科创网
2011-01-13
关键的提示。
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samsun185
11年9个月前
8楼
回 4楼(南山猎手) 的帖子
在超临界状态下,水蒸汽也是不能压缩的。
在达到或超过一定压力和温度(超临界)的时候,水和水蒸汽你怎么加压,密度也不会变了
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南山猎手
11年9个月前
9楼
回 8楼(samsun185) 的帖子
8楼说的对,但水蒸气的不可压缩状态,实际上已经是蒸汽变为水的状态了。所谓超临界,即是这个转化的过程吧。不知道理解的对不对
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南山猎手
11年9个月前
10楼
回 7楼(mauser) 的帖子
能给些更具体的说明吗?比如说什么是透平?以及其他的一些东东
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花落一天
11年9个月前
11楼
这都讨论到神马层面了,两头通,中间加压,往后阻力小与往前不就往后了..............................
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eimon
11年9个月前
12楼
回 10楼(南山猎手) 的帖子
透平是涡轮机的音译
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pandorars
11年9个月前
13楼
如果真是倒喷了  肯定又会是个问题 为什么不倒喷
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hchc0834
11年9个月前
14楼
是压力差...你应该知道液压装置的原理不?

气压也是利用同样的原理.
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woshifwcy
11年9个月前
15楼
关于楼主的问题  :将一个钢珠扔进一个碗里他只会停留在碗底,而不会停留在其他地方,
你走在一条平坦的大道上旁边是崎岖的山路你一定不会选择山路, 说直白点就是柿子要捏软的.
一样的涡喷燃烧室的膨胀燃气也会向轻松的喷口移动而不会向燃烧室入口这个硬茬跑,
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lucifer
11年8个月前
16楼
涡轮和压气机的结构还是不一样的,压气机增压比可以到10+(保守),有4~5级,涡轮一般只有1~2级,还不是为了增压设计的,转起来之后一定是从进气道进气啊……另外燃烧室的结构也不可能允许气流反向运行……就不怕吹灭了??

p.s.压气机不能说光是带倾角的叶子,有静片和动片之分,而且也没有涡轮那么密(看上去)。以前在论坛里面有人发过航空馆里面拍摄的图片,比较准确(楼主那个……至少没看出像轴流式压气机……………………不行有时间去三号楼展柜里面把那个破涡喷拍下来)
+100
科创币
科创网
2011-01-15
指出结构上的依据。
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箭zy-h2
11年8个月前
17楼
哈哈!,你们有福了。我是做涡喷的。
我来给你们解释一下吧
这个是离心式的涡喷,并且是微型的。
其实用轴流式的涡喷解释比较好理解。
离心压气机高速转动,因为空气是有质量的,它跟随压气轮高速转动,产生了强大的离心力,被甩出离心机,进入扩压器,也就是定子叶片。使空气不再旋转,随后进入燃烧室燃烧,温度升高体积增大
压力不变。进入导向叶,形成旋转气流吹动涡轮,这样就解决了压气机的动力来源问题。
因为压气机是产生高压的部件,想要倒喷是不可能的。
设计问题,空气从涡轮出去比从压气机出去要容易。
所以是不会倒喷的。
能倒喷的涡喷是根本不可能启动运行的。
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浴血前锋
11年8个月前
18楼
你还鄙视啥?任嘛不会事还不少
这问题还真就和“你什么时候见到人吃饭后还要从嘴里排泄”一样简单:燃烧室压力比压气机内低,走低避高这不是显而易见的事么?自己稍微动动脑就不用跑出来丢人现眼了
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qh_kdh
6年7个月前
19楼
燃烧室里的油气混合气不是向后直流的,是绕着燃烧室内壁旋转向后流动。因为火焰的传燃速度大于油气混合气的向后流动速度,所以火焰不会被吹出燃烧室。至于为什么不往压气机回火,就是因为喷口外的压力比压气机后的压力低。
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沙暴
6年7个月前
20楼
如果你看一下发动机从进气口到喷口的压力曲线,就会知道经过压气机后的气体的气压是比燃烧室的高一点。确实燃烧产生的热量使气体膨胀,但燃烧室是大一些的,所以气体气压比压气机的低。之前我也和你一样产生这个疑问,看了书之后才知道原因
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0440302211
6年7个月前
21楼
引用 沙暴:
如果你看一下发动机从进气口到喷口的压力曲线,就会知道经过压气机后的气体的气压是比燃烧室的高一点。确实燃烧产生的热量使气体膨胀,但燃烧室是大一些的,所以气体气压比压气机的低。之前我也和你一样产生这个疑问,看了书之后才知道原因
这位同学才是正解!
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来电了
6年6个月前
22楼
概括:压力是从前向后降低,流速是从前向后提高,所以不会倒喷。
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god
6年5个月前
23楼
涡喷可以倒喷,是引擎反推,是在外涵道加导流板将推力向前这种引擎用在客机和运输机上,只适用于内外涵道推力比大于一的引擎
把引擎整个反过来用的话喷气口的进气量太少,压气机基本没有用,也就产生不了推力了
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HXKRRRR
4年8个月前
24楼
我觉得是因为涡轮的叶片倾角比压气机的大,加之涡轮处的气流速度也大,所以在气压差不多的情况下作用在涡轮上的压力产生的的扭矩会比压气机上的大,从而维持涡轮正转,自然不会倒喷。
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154454496
4年8个月前
25楼
有类似于单向阀的东西吧
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1176764177
4年8个月前
26楼
引用 god:
涡喷可以倒喷,是引擎反推,是在外涵道加导流板将推力向前这种引擎用在客机和运输机上,只适用于内外涵道推力比大于一的引擎
把引擎整个反过来用的话喷气口的进气量太少,压气机基本没有用,也就产生不了推力了
反推一般是发动机出来个折流板或者其他方式将排气引导向前 并不是反转。。
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power_rdx
4年8个月前
27楼
这个不难理解,两方面解释。
一方面,结构上说,喷气发动机压气机部分叶轮数量和压缩比要高于燃烧室部分,所以在相同转速下,压气机的压力更高。
另一方面,从原理上说,燃烧室燃料燃烧产生高温燃气,气体体积剧烈膨胀,所以在相同转速下,燃烧室的流量更大。
于是,压气机部分流量低而压力高,燃烧室部分流量高而压力低,气体自然就只能向后喷了。
那么有没有情况会向前喷呢?当然有,你要是不给叶轮启动转速就直接喷燃料点火,就两头一起喷了。
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HXKRRRR
4年8个月前
28楼
引用 power_rdx:
这个不难理解,两方面解释。
一方面,结构上说,喷气发动机压气机部分叶轮数量和压缩比要高于燃烧室部分,所以在相同转速下,压气机的压力更高。
另一方面,从原理上说,燃烧室燃料燃烧产生高温燃气,气体体积剧烈膨胀,所以在相同转速下,燃烧室的流量更大。
于是,压气机部分流量低而压力高,燃烧室部分流量高而压力低,气体自然就只能向后喷了。
那么有没有情况会向前喷呢?当然有,你要是不给叶轮启动转速就直接喷燃料点火,就两头一起喷了。
如果把涡轮设计的多一点、陡一点,是不是不用启动直接点火也能自己转起来?
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power_rdx
4年8个月前
29楼
引用 HXKRRRR:
引用 power_rdx:
这个不难理解,两方面解释。
一方面,结构上说,喷气发动机压气机部分叶轮数量和压缩比要高于燃烧室部分,所以在相同转速下,压气机的压力更高。
另一方面,从原理上说,燃烧室燃料燃烧产生高温燃气,气体体积剧烈膨胀,所以在相同转速下,燃烧室的流量更大。
于是,压气机部分流量低而压力高,燃烧室部分流量高而压力低,气体自然就只能向后喷了。
那么有没有情况会向前喷呢?当然有,你要是不给叶轮启动转速就直接喷燃料点火,就两头一起喷了。
如果把涡轮设计的多一点、陡一点,是不是不用启动直接点火也能自己转起来?
还没有见过不需要启动就能正常工作的喷气发动机
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HXKRRRR
4年8个月前
30楼
引用 power_rdx:
引用 HXKRRRR:
引用 power_rdx:
这个不难理解,两方面解释。
一方面,结构上说,喷气发动机压气机部分叶轮数量和压缩比要高于燃烧室部分,所以在相同转速下,压气机的压力更高。
另一方面,从原理上说,燃烧室燃料燃烧产生高温燃气,气体体积剧烈膨胀,所以在相同转速下,燃烧室的流量更大。
于是,压气机部分流量低而压力高,燃烧室部分流量高而压力低,气体自然就只能向后喷了。
那么有没有情况会向前喷呢?当然有,你要是不给叶轮启动转速就直接喷燃料点火,就两头一起喷了。
如果把涡轮设计的多一点、陡一点,是不是不用启动直接点火也能自己转起来?
还没有见过不需要启动就能正常工作的喷气发动机
不过,如果内部气压作用在涡轮上的转矩比在压气机上大的多,应该就能实现吧。
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power_rdx
4年8个月前
31楼
引用 HXKRRRR:
引用 power_rdx:
引用 HXKRRRR:
引用 power_rdx:
这个不难理解,两方面解释。
一方面,结构上说,喷气发动机压气机部分叶轮数量和压缩比要高于燃烧室部分,所以在相同转速下,压气机的压力更高。
另一方面,从原理上说,燃烧室燃料燃烧产生高温燃气,气体体积剧烈膨胀,所以在相同转速下,燃烧室的流量更大。
于是,压气机部分流量低而压力高,燃烧室部分流量高而压力低,气体自然就只能向后喷了。
那么有没有情况会向前喷呢?当然有,你要是不给叶轮启动转速就直接喷燃料点火,就两头一起喷了。
如果把涡轮设计的多一点、陡一点,是不是不用启动直接点火也能自己转起来?
还没有见过不需要启动就能正常工作的喷气发动机
不过,如果内部气压作用在涡轮上的转矩比在压气机上大的多,应该就能实现吧。
真要那么简单,单发停车早就不叫事儿了。
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HXKRRRR
4年8个月前
32楼
引用 power_rdx:
引用 HXKRRRR:
引用 power_rdx:
引用 HXKRRRR:
引用 power_rdx:
这个不难理解,两方面解释。
一方面,结构上说,喷气发动机压气机部分叶轮数量和压缩比要高于燃烧室部分,所以在相同转速下,压气机的压力更高。
另一方面,从原理上说,燃烧室燃料燃烧产生高温燃气,气体体积剧烈膨胀,所以在相同转速下,燃烧室的流量更大。
于是,压气机部分流量低而压力高,燃烧室部分流量高而压力低,气体自然就只能向后喷了。
那么有没有情况会向前喷呢?当然有,你要是不给叶轮启动转速就直接喷燃料点火,就两头一起喷了。
如果把涡轮设计的多一点、陡一点,是不是不用启动直接点火也能自己转起来?
还没有见过不需要启动就能正常工作的喷气发动机
不过,如果内部气压作用在涡轮上的转矩比在压气机上大的多,应该就能实现吧。
真要那么简单,单发停车早就不叫事儿了。
估计不会有涡喷采用那么多涡轮的设计,因为这样会拉低发动机性能(应该不难看出来吧)。
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FGA25N120
1年2个月前
33楼

不是有个东西叫“喘振”吗,就是倒喷的情况


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yeh200812
1个月17天前
34楼

1对于飞机发动机压力机和涡轮的具体部件有一些不同

2由于各个部件的工作环境不同设计不一样若倒喷的话压气机是无法耐高温的会融化若也和涡轮设计指标一样那造价重量等都会增加

3发动机尾部一般会有尾喷口和加力燃烧室若两边都安装那么两边都要加装还要可控(

不然进气效率会受到影响)这么以来重量复杂程度造价都划不来

若有不足请斧正

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2007/09/30注册,5天2时前活动

有广泛科技爱好的中年大叔。 本职是通信研究工程师/科学家。 爱好机械,电子/信号处理/单片机/数电/模电/强电,物理/量子力学/电动力学/宇宙/粒子,化学,电机,热机,材料。。。 追求理解世间万物,对how it works有迷之执着。 渴望从或微小或宏大的事物中看到某种先定的和谐,并品味上帝造物之美。

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