航空涡轮发动机的燃烧室,总共有两种,一种是环形燃烧室,另外一种是环管型燃烧室为第一级燃烧室。还有军方的喷气式发动机的加力燃烧室为第二级燃烧室,这里主要讲解第一级燃烧室。
环管型燃烧室
环管型燃烧室,其实很好理解,就是很多像易拉罐一样的罐子,环绕发动机,一般有8到12个燃烧罐,但是这种罐子虽然遍布很均匀,但是有一个缺点就是燃烧不均匀,会减少涡轮机叶片的使用寿命。
环管型燃烧室环管型燃烧室,每一个罐子里面的情况基本相同,以其中的一个燃烧罐为例,如上图所示燃烧罐有两层中间还有一个夹层,然而最里面一层还有很多小洞。燃烧罐里面有一个喷油嘴,就像活塞发动机的气缸一样,点燃燃烧,不过与活塞发动机不同的是,这个燃烧室从点火开始就会一直燃烧。而这个夹层就是压缩空气从这里经过为了冷却燃烧室外围保护外壳,然而这个小洞有两个作用。一、给燃烧室里面造成湍流提高燃烧效率。二、冷却燃气流,燃烧室产生的温度达到℃到℃,而涡轮能承受的温度是℃到℃。
点火燃烧蓝色区域温度下降环形燃烧室
环形燃烧室就是环绕在发动机周围的一个圆环,是一个整体作为燃烧室。
环形燃烧室环形燃烧室中间就是压缩空气进入,外围同样有压缩空气就进行冷却,其优点就是燃烧均匀,和环管形燃烧室比较,环形燃烧室更有利于提高涡轮机叶片的寿命,同时也叫减少了喷油嘴和火花塞的数量。
环形燃烧室剖面图环形燃烧室就只有一层,中间喷油嘴喷出燃油进行燃烧,而上下有压缩空气进入冷却和提高燃烧效率。还有一点就是喷油嘴的燃油是远离喷油嘴燃烧,这样避免喷油嘴积碳。
自由涡轮燃烧室,自由涡轮燃烧室也是环形燃烧室是适用于小型涡轮发动机,因为发动机体型限制,其燃烧气流有一个°的大转弯,所以会损耗大量能量。这种一般用于直升机和涡轮螺旋桨飞机。
反向气流燃烧室涡轮机
涡轮发动机的涡轮机可以分为,单轴涡轮机,和多轴涡轮机。同样可以根据压力不同也可以分为低压涡轮机和高压涡轮机。
红色高压涡轮叶片,黄色低压涡轮叶片红色高压涡轮机轴,蓝色低压涡轮机轴涡轮机工作原理
涡轮机工作原理和压缩机的工作原理是相反的,其转子和定子的顺序也是相反的,每一组由定子和转子组成。
定子和转子,两种不同类型的转子其中都是利用伯努利流体原理,叶片呈收缩型,截面积变小,气流由静压转成动压,空气流速增大,温度减小,然后利用牛顿第三定律作用与反作用力带动涡轮机旋转。在这个过程中,静压是不断转变成动压,因此静压力(也就是通常说的压力)会越来越小。