航空發(fā)動機熱力計算程序說明

1、航空發(fā)動機熱力計算根據(jù)廉筱純和吳虎編著的航空發(fā)動機原理一書，我針對書籍中的第五章的熱力計算的方法以及步驟編輯了一個計算程序。該程序適用于具有涵道比的渦輪風扇發(fā)動機在加力與不加力的兩種情況下發(fā)動機性能的計算，主要有航空發(fā)動機的單位推力以及耗油率的計算，當然讀者可以很隨意的修改就能得到發(fā)動機的其他性能參數(shù)；對書中的修改之處的說明：1、155頁計算油氣比f時公式為： 若僅僅用假定的數(shù)值所得到的f為負值，因為此處單位不統(tǒng)一，必須乘以1000；后面涉及油氣比計算時類似；2、計算如, ,如此形式的值時，一律用中間變量tm代替；3、157頁 1 / 8 應改成4、程序中由于不能定義希臘字母為變量，程序中都以

2、近似的讀音來定義變量，作如下說明：d1， 含有的類似，用d代替；: nb，含有的類似, 用n代替；：Picl，含有的類似；用Pi代替：bt ，讀音有點相近；另外，程序中定義了加力的標志sign：若計算加力情況則把sign的值置為1，不加力則定義1以外的數(shù)值即可。程序如下：#include<stdio.h>#include<math.h>void main()/假設飛行條件/double Ma0=1.6,H=11; /發(fā)動機工作的一些參數(shù)/double B=0.4,Picl=3.8,Pich=4.474;/* B為涵道比，Picl為風扇的增壓比，Pich為高壓壓氣機增壓比

3、*/double Pi=17,Tt4=1800,Ttab=2000;/*Pi為總增壓比，Tt4為燃燒室出口溫度，Ttab為加力燃燒室出口溫度*/double R=287.06,Rg=287.4;double Lcl,Lch,f,tm; /*風扇處每千克空氣消耗的功*/double Wc,W4,W4a,W4c; /*各截面流量*/預計的部件效率或損失系數(shù)/double di=0.97; /* 進氣道總壓恢復系數(shù)*/double ncl=0.868; /* 風扇絕熱效率*/double nch=0.878; /*高壓壓氣機絕熱效率 */double nb=0.98; /*主燃燒效率*/double

4、 db=0.97; /* 主燃燒室總壓恢復系數(shù)*/double nth=0.89; /* 高壓渦輪效率*/double ntl=0.91; /* 低壓渦輪效率*/double dm=0.97; /*混合室總壓恢復系數(shù) */double nbab=0.97; /*加力燃燒效率 */double dbab=0.96; /* 加力燃燒室總壓恢復系數(shù)*/double de=0.98; /*尾噴管總壓恢復系數(shù) */double nmh=0.98; /*高壓軸機械效率 */double nml=0.98; /* 低壓軸機械效率*/double Ct0=3; /* 相對功率提取系數(shù),單位為kj/kg*/do

5、uble nmp=0.98; /*提取功率機械效率 */double Cp=1005; /* 空氣的定壓比熱容，單位為 j/(kg。K)*/double k=1.4; /* 空氣的比熱比*/double Cpg=1244; /* 燃氣的定壓比熱容，單位為 j/(kg。K)*/ double kg=1.3; /*燃氣的比熱比 */double Hu=42900; /*燃油的低熱值，單位為kj/kg */double d1=0.05; /* 高壓渦輪的相對冷卻空氣量*/double d2=0.05; /* 低壓渦輪的相對冷卻空氣量*/double bt=0.01; /* 飛機相對引氣量*/int

6、sign=2; /*加力標記，若加力則為1，不加力則為其他值*/ /各截面參數(shù)的定義/double Pt0,P0,Tt0,T0,a0,c0; /*進口截面*/double Pt2,P2,Tt2,T2; double Pt3,P3,Tt3,T3;double Pt4,P4,T4;double Pt4a,P4a,Tt4a; /*高壓渦輪前截面*/double Pt4c,P4c,Tt4c; /*低壓渦輪前截面*/double Pt5,P5,Tt5,T5;double Pt6,P6,Tt6,T6;double Pt7,P7,Tt7,T7;double Pt8,P8,Tt8,T8;double Pt9,

7、P9,Tt9,T9,Ma9,a9,c9;double Pt22,P22,Tt22,T22;double Pt45,P45,Tt45,T45;/渦輪參數(shù)定義/double Pith,Pitl;/*高低壓渦輪落壓比*/渦輪后混合室參數(shù)定義/double Bm,Cp6,Pm;/加力燃燒室參數(shù)/double fab,f0; /*加力燃燒室油氣比fab,總油氣比f0*/發(fā)動機性能參數(shù)定義/double Fs,Fsab,sfc,sfcab;/0-0截面壓力和溫度/if(H<11) T0=(288.15-6.5*H);P0=101325*pow(1-H/44.308),5.2553);else T0=

8、216.7;P0=22700*exp(H-11)/6.338);a0=sqrt(k*R*T0);c0=Ma0*a0;Pt0=P0*pow(1+(k-1)*Ma0*Ma0/2,k/(k-1); /*進口總壓*/Tt0=T0*(1+(k-1)*Ma0*Ma0/2); /*進口總溫*/ 進氣道出口總溫和總壓 /if(Ma0<=1)di=0.97;else di=0.97*(1-0.075*pow(Ma0-1,1.35);Pt2=di*Pt0;Tt2=Tt0;/風扇出口參數(shù)/Pt22=Pt2*Picl;Tt22=Tt2*(1+(pow(Picl,(k-1)/k)-1)/ncl);Lcl=Cp*(

9、Tt22-Tt2);/高壓壓氣機出口總溫和總壓/Pt3=Pt22*Pich;Tt3=Tt22*(1+(pow(Pich,(k-1)/k)-1)/nch);Lch=Cp*(Tt3-Tt22);/主燃燒室出口參數(shù)/f=(Cpg*Tt4-Cp*Tt3)/(nb*Hu*1000-Cpg*Tt4);Pt4=Pt3*db;Tt4=1800;/高壓渦輪出口參數(shù)/tm=(1-bt-d1-d2)*(1+f)+Cp*d1*Tt3/(Cpg*Tt4)/(1-bt-d1-d2)*(1+f)+d1);Tt4a=Tt4*tm; /* 4a代表內(nèi)外涵氣流在高壓渦輪前混合之后的截面，tm為中間值，此處為Tt4a/Tt4*/P

10、t4a=Pt4;tm=1-Cp*(Tt3-Tt22)/(1-bt-d1-d2)*(1+f)+d1)*nmh*Cpg*Tt4a);Tt45=tm*Tt4a;Pith=pow(1-(1-tm)/nth,-kg/(kg-1); /*高壓渦輪落壓比*/Pt45=Pt4a/Pith;/低壓渦輪出口參數(shù)/tm=(1-bt-d1-d2)*(1+f)+d1+d2*Cp*Tt3/(Cpg*Tt45)/(1-bt-d1-d2)*(1+f)+d1+d2);Tt4c=tm*Tt45;Pt4c=Pt45;tm=1-(Cp*(Tt22-Tt2)+Ct0/nmp)*(1+B)/(nml*Cpg*Tt4c*(1-bt-d1-

11、d2)*(1+f)+d1+d2);Tt5=tm*Tt4c; /*低壓渦輪出口溫度*/Pitl=pow(1-(1-tm)/ntl,-kg/(kg-1); /*低壓渦輪落壓比*/Pt5=Pt4c/Pitl;/低壓渦輪后混合室出口參數(shù)/Bm=B/(1-bt-d1-d2)*(1+f)+d1+d2); /*混合室進口涵道比*/Cp6=(Cpg+Bm*Cp)/(1+Bm);tm=Cpg/Cp6*(1+Bm*Cp*Tt22/(Cpg*Tt5)/(1+Bm);Tt6=tm*Tt5;Pm=(Pt5+Bm*0.98*Pt22)/(1+Bm); /*混合室平均壓力*/Pt6=dm*Pm;/ 分兩種情況：加力與不加力

12、/情況1、不加力的情況/if(sign!=1)f0=(1-bt-d1-d2)*f/(1+B); /*總油氣比*/Pt7=0.98*Pt6;Tt7=Tt6;Tt9=Tt7;Pt9=de*Pt7;P9=P0;Ma9=sqrt(2/(kg-1)*(pow(Pt9/P9,(kg-1)/kg)-1); T9=Tt9/(1+(kg-1)*Ma9*Ma9/2);a9=sqrt(kg*Rg*T9);c9=Ma9*a9;Fs=(1+f0-bt/(1+B)*(c9+R*T9/c9*(1-P0/P9)-c0;sfc=3600*f*(1-bt-d1-d2)/(Fs*(1+B); printf("發(fā)動機在不加

13、力的情況下:nn單位推力:%fN/(kg.s-1)n耗率:%fkg/(N.h)n",Fs,sfc);else Tt7=2000; fab=(1+f*(1-bt-d1-d2)/(1+B-bt)*(Cpg*Tt7-Cp6*Tt6)/(nbab*Hu*1000-Cpg*Tt7);f0=(1-bt-d1-d2)*f+(1+B+bt)*fab)/(1+B);Pt7=0.96*Pt6;Tt9=Tt7;Pt9=de*Pt7;P9=P0;Ma9=sqrt(2/(kg-1)*(pow(Pt9/P9,(kg-1)/kg)-1);T9=Tt9/(1+(kg-1)*Ma9*Ma9/2);a9=sqrt(kg*Rg*T9); c9