PAGEPAGE1渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)制作注意事項(xiàng)：個(gè)人渦噴是一項(xiàng)能力挑 PAGEPAGE2發(fā)動(dòng)機(jī)試運(yùn)與工作中，不要站在渦輪的兩側(cè)正對(duì)位，以免渦輪發(fā)生事故時(shí)，鋼片高速飛出，象一樣，危及生命！！特別提醒!做渦噴一定要有機(jī)加工與材料，了解金屬，火災(zāi),原理，等安全知渦噴問(wèn)題解答1:.得推薦的是英國(guó)人-KurtSchreckling設(shè)計(jì)的FD3-64航模渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，開(kāi)創(chuàng)了小制做出來(lái)的渦輪，達(dá)到了良好的效果。他的理念已被改進(jìn)的各種新的設(shè)計(jì)所證實(shí)，并且都是以他的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)進(jìn)行的提煉。數(shù)字顯示，許多者根據(jù)他的著作理論，成功地10機(jī)，并進(jìn)行燃燒試驗(yàn)和零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析。通過(guò)制作10厘米級(jí)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，研究了10厘米級(jí)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)以液化石油氣作為，在制作過(guò)程中，分階段進(jìn)行燃?xì)庠囼?yàn)。：MicroTurbineEngine’sCombustionTestAndPartsStudyMicroTurbineEnginewiththeadvantagesoflightweight,highpowerandhighenergydensity,hasbroadapplicationprospectsinthefieldofmilitaryandcivilian.Currently,thetechnologyofMicroTurbineEngineisstillintheinitialstageofdevelopment,anditsoverallandcomponentdesignneedsfurtherdevelopmentandperfection.10-centimeter-levelMicroTurbineEngineistheresearchobjectofthispaper.Accordingtotheexistingexperimentalconditions,imakeamicroturbineengine,withngcombustionexperimentsandysisofthemainparts’structuralfeatures.Throughtheproductionof10-centimeter-levelmicroturbinejetengine,istudytheproductionmethodsoftheengine’sparts,accumulatetheexperienceofthepartsprocessing,andenhancetheabilityofpracticing.Threekindsoffuelincludingdiesel,petrol,andthemixtureofdieselandpetrolaredidcombustionteststounderstandthenatureofthedifferentfuelsanddifferentfuelcombustion,inordertoselectthemostappropriatefueltodrivethemicroturbineengine.Inordertosimplifythestructure,produced10-centimeter-levelmicroturbineengineuseliquefiedpetroleumgasasfuel.Intheproductionprocessgascombustionexperimentsarecarriedoutinthreestages.IuseSolidWorkssoftwarewithnumericalsimulationfunctiontocalculatetheefficiencyofthepressuregasturbine,andyzethecausesofloss.Iyzethestructurecharacteristicsofthemicroturbineengine’smainpartsincludingthepressuregasturbine,thediffuser,thecombustor,theturbineandsoon.Keyword:MicroTurbineEngine;production;combustion;numericalsimulation;structure摘 緒 選題背景和意 國(guó)內(nèi)外技術(shù)研究與發(fā)展現(xiàn) 本文主要研究?jī)?nèi) 微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)制 工作原 零件加 進(jìn)氣 壓氣 擴(kuò)壓 軸和軸 外 燃燒 燃燒 渦 導(dǎo)流 導(dǎo)流 后端 整機(jī)組 本章小 微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒試 燃油試 為柴 為柴油和汽油混合 為汽 燃?xì)鈱?shí) 燃燒器制作完成 燃燒器與外缸配 燃燒器放入燃燒室 本章小 壓氣輪仿真計(jì) 壓氣輪的結(jié) 壓氣輪模型和邊界條 物理模 邊界條 壓氣輪模擬結(jié)果分 本章小 微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件的結(jié)構(gòu)特 壓氣 擴(kuò)壓 燃燒 渦 導(dǎo)流 導(dǎo)流 機(jī) 軸 冷卻系 本章小 結(jié) 參考文 致 近年來(lái)，隨著微機(jī)電系統(tǒng)（MicroElectro-MechanicalSystems，MEMS）技術(shù)、新型半高的，可達(dá)到50KJ/g，是電池的100倍，雖然熱機(jī)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的效率較低，但是使用化學(xué)的推進(jìn)系統(tǒng)的折合能量密度按保守估計(jì)也將是電池的10倍以上。在機(jī)最有希望的方案之一。MTE1/100～1/10，但是其推重比有顯著提高。雖然微小尺度下氣動(dòng)損失、傳熱問(wèn)題以及加工制造問(wèn)題的影響會(huì)制約MTE正在開(kāi)發(fā)各種面向軍、民領(lǐng)域的產(chǎn)品。國(guó)防部預(yù)研計(jì)劃局（DARPA）于1997年制定了一項(xiàng)耗資3500萬(wàn)的計(jì)劃，對(duì)微型飛行器的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)如：微型飛行器平臺(tái)、微50mm0.01～100N之間的微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)技術(shù)研究，并計(jì)劃在近一、兩年內(nèi)起動(dòng)過(guò)程比較復(fù)雜，需要協(xié)調(diào)點(diǎn)火控制、起動(dòng)電機(jī)控制及供給的時(shí)機(jī)規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸有了較大幅度的減小，根據(jù)普惠公司給出的動(dòng)機(jī)推力密度與尺寸的關(guān)交通大學(xué)針對(duì)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展微縮小，采用增壓燃燒可有效地?cái)U(kuò)大著火濃度極限，提高燃燒穩(wěn)定性。微型燃燒室為外徑20mm10mm3mm20m研究還停留在理論階段，和國(guó)外相比還有較大的差距2]，這需要加大對(duì)于微型發(fā)動(dòng)機(jī)的研MTE10.41③以氫為采用預(yù)先摻混的燃?xì)庹w式燃燒室無(wú)冷卻氣流燃燒溫度為100～200萬(wàn)轉(zhuǎn)/1-1MTE45N（見(jiàn)圖1-2，技術(shù)特點(diǎn)為：②以氫為，回流式燃燒室，有冷卻氣流，燃燒溫度約為45萬(wàn)轉(zhuǎn)/1-2斯坦福大學(xué)的MTE105N～100N不等(1-3)。其技術(shù)特①以鋁、高溫合金作為主要結(jié)構(gòu)材料，采用常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)輔之以精密儀器制②以添加少量潤(rùn)滑油的航空煤油為，燃燒溫度1100K左右③一般采用單級(jí)離心壓氣機(jī)和單級(jí)向心（或軸流式）10萬(wàn)轉(zhuǎn)～16萬(wàn)轉(zhuǎn)/1-310以及相關(guān)技術(shù)上的難度卻是隨著尺寸的減小而逐漸增大的。對(duì)于這三類(lèi)微型發(fā)動(dòng)機(jī)的研究，我國(guó)基本還處于起步階段。10厘米級(jí)微型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行了實(shí)際制作和理論分微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒試驗(yàn)研究微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的制作對(duì)加工工藝要求很高，我們利用現(xiàn)有資源，根據(jù)實(shí)際條10厘米級(jí)的微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)樣機(jī)。本章敘述了微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的2-110燒室。在燃燒室內(nèi)，噴入的與空氣混合后劇烈燃燒，燃燒后高溫高壓的煙氣具有很大2-11010厘米級(jí)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零件，包括：進(jìn)2-2是進(jìn)氣口的設(shè)計(jì)圖，進(jìn)氣口外側(cè)輪廓為光滑弧線，實(shí)際加工過(guò)程中，為了加工2-3110m的鋁棒為原料，切取圖2-2進(jìn)氣口設(shè)計(jì) 圖2-3進(jìn)氣2-4所示。2-4壓氣擴(kuò)壓器原料為直徑為110mm的鋁棒，在數(shù)控機(jī)加工而成，如圖2-5所示2-5擴(kuò)壓軸（見(jiàn)圖2-6）是高速旋轉(zhuǎn)的部件，在微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，要同時(shí)承受高溫和很14mm，為了加2-640mm2-72-7將不銹鋼洗凈擦干之后，固定切割機(jī)上，保留缸底，切割去杯口部分，剩下的杯體長(zhǎng)度為100mm。由于一個(gè)不銹鋼杯的長(zhǎng)度不夠，故再取另外一個(gè)，切除其杯底和杯32mm的一段，焊接到第一段杯體上。2-8燃燒器（見(jiàn)圖2-9）要求有較好的耐熱性能，并且易于加工，選用銅管作為原料。首4mm的銅管，用相應(yīng)直徑的模型將其彎曲成弧形。用鉗子將270毫米的銅管。注意噴油作完成之后，用高溫密封膠將其和供油圈粘接。注意粘接之前先用清2-9燃燒0.5毫米的不銹鋼板來(lái)加工燃燒室。燃燒室由三部分組成，即前端蓋、內(nèi)100mm39mm的孔。1:1的平面內(nèi)壁圖紙，然后黏貼到不焊接之前用擦凈接觸部分。燃燒室內(nèi)壁如圖2-10上部所示。外套（2-11）100mm的不銹鋼杯制作。用線切割機(jī)將杯口部分切去，77mm71mm的孔。在杯體側(cè)面和上面打孔，為用點(diǎn)焊機(jī)焊接固定。用外徑6毫米內(nèi)徑4.5mm的不銹制作燃燒室內(nèi)直管六根，再用點(diǎn)所示。 2-10燃燒室內(nèi)壁和前端 2-11燃燒室外2-126毫米不銹鋼板加工。先用線切割加工出合適尺寸的不銹鋼圓板。然后在數(shù)控銑加工出毛坯。在葉片部分用線切割機(jī)等分切成19份，切割縫不能太小，以防2-132-14所示。圖2-13扭轉(zhuǎn)渦輪葉 圖2-14渦0.5mm0.5mm厚的白鐵皮制成。先用線切割切出兩個(gè)不2-15所示。兩個(gè)矩形鋼板彎曲焊接固定后，形成11個(gè)葉片，焊接到內(nèi)筒和外筒之間。2-16所示。圖2-15矩形和圓環(huán)不銹鋼 圖2-16導(dǎo)流0.5mm2-17所2-18所示。2-172-18導(dǎo)流2.2.11后端蓋（2-19）110mm2-192-20，2-21，2-22所示。2-20轉(zhuǎn)動(dòng)部圖圖2-212-22整體組本章敘述了10厘米級(jí)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和制作過(guò)程。通過(guò)制作10厘米級(jí)微微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒試如果沒(méi)有推力和效率要求，任何流動(dòng)的、易燃的不比柴油還易揮發(fā)的都可用來(lái)驅(qū)動(dòng)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)3]。柴油或者相似的，比如煤油或液體石蠟，都有著差不多的最大發(fā)熱量適合作為微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)也可以采用化丙烷等氣體為噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)用的航空煤油是特別生產(chǎn)的飛行器現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條問(wèn)題而且在部分負(fù)荷下有噼啪的噪聲于是在中加15到20的普通汽油或者30%可能在渦噴外部產(chǎn)生汽油和空氣的性混合物。文制作的微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，以液化石油氣（主要成分是丙烷和丁烷）作為。我們做了大量的燃油和燃?xì)庠囼?yàn)，以了解微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的性質(zhì)和燃燒效果。1燃油實(shí)驗(yàn)裝置（圖3-1）由注射器，導(dǎo)管和細(xì)針頭組成，如圖3-1所示。噴射針頭固定要觀察為以下三種時(shí)的燃燒情況。3-13.1.1為柴以純柴油為微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的，啟動(dòng)時(shí)可能會(huì)比較3.1.2為柴油和汽油混合混合物中柴油與汽油比例約為4:1。燃燒情況如圖3-2所示，火焰比較容易點(diǎn)燃，并且燃燒比較充分。說(shuō)明柴油和汽油的混合物（比例約為4:1）比較適于作為微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的。3-23.1.3為汽3-3所示，點(diǎn)燃比較容易，但是燃燒不是很充分，效果不如柴油汽3-3汽油的本文中，我們制作的10厘米級(jí)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)以液化石油氣為，在制作燃燒器和燃3-4所示。如果六個(gè)噴嘴出口3-4在燃燒室外缸（3-5）制作好之后，將燃燒器放入，進(jìn)行燃?xì)鈱?shí)驗(yàn)，燃燒情況如3-6所示。圖3-5燃燒室外 圖3-6燃燒器與外缸配合燃燒試3-7所示。3-7本章對(duì)微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)行燃燒試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)柴油、汽油和柴油汽油混合物這三種的燃燒情況的對(duì)比，可以看出，柴油與汽油的混合物（比例約為4:1）較易點(diǎn)燃，燃燒充分、良好，在普通實(shí)驗(yàn)條件下，最適于作為微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的。通過(guò)燃燒器制上了解了以液化石油氣作為微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的燃燒效果，檢驗(yàn)了燃燒部件的性能，壓氣輪仿真計(jì)根據(jù)壓氣輪的結(jié)構(gòu)形式和空氣的流動(dòng)特點(diǎn)可將其分為軸流式、離心式(或稱(chēng)徑流式)以應(yīng)用型發(fā)動(dòng)機(jī)，故本文中的微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)采用離心式結(jié)構(gòu)壓氣輪。者之間[4]。由型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)能量損失較大，故選擇效率較高的后彎型葉輪.。壓氣輪的主要幾何參數(shù)如圖1所示已知葉輪外徑D2=63mm，葉輪內(nèi)徑D1=13.5mm，H21.5mm4-2。4-14-24-4lidrks4-34-42mm4-44-3壓氣輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度為12560rad/s，處壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101325Pa，質(zhì)量流量為0.23kg/s，出口處壓力也是101325p，出氣體溫度都是293.2K，氣體為理想氣體，標(biāo)準(zhǔn)1.293kg/m34-54-54-6是仿真模型右剖視圖上的壓力分布圖，從圖上可以看，空氣基本上是均勻流入4-64-7是壓氣輪流道截面上的壓力分布圖，空氣壓力在壓氣輪和進(jìn)氣口內(nèi)壁之間分布4-7經(jīng)過(guò)仿真計(jì)算得到壓氣輪出口平均壓力P2為193365Pa，扭矩M為1.583N*m。已知壓氣輪進(jìn)口壓力P1為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101325Pa，空氣體積流量Q為0.178m3/s，壓氣輪轉(zhuǎn)速12560rad/s。通過(guò)（4-1）計(jì)算可得，壓氣輪的增壓比為1.91。運(yùn)用（4-2）計(jì)得到壓氣輪的效率0.82。

（4-（4-1.910.82次流，這是壓氣輪效率損失的重要原因之一。壓氣漏氣損失大等問(wèn)題。考慮到微型壓氣輪存在的問(wèn)題，在10厘米級(jí)微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)上，我5-1S型葉輪結(jié)構(gòu)的壓氣輪，這種設(shè)計(jì)減少了零件數(shù)目，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。5-1壓氣微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)采用葉片式擴(kuò)壓器（5-2），葉片分為徑向和軸向兩部分，減少氣5-2燃燒微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室存在如下技術(shù)難點(diǎn)：1）面容比（S/V）1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，這使得傳熱損失大大增加；2）2-3ms，這要求改進(jìn)常規(guī)霧化5-3隨著微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室尺寸的減小，和空氣在燃燒室中的駐留時(shí)間減少，影響了混合和化學(xué)反應(yīng)所能占用的時(shí)間.此外，隨著尺寸的減小，微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒尺寸產(chǎn)生的火焰淬熄可能會(huì)影響的燃燒極限.為了提髙微燃燒室的效率需要在保證足引入二股氣流，從而在燃燒室殼體內(nèi)形成摻混區(qū)，氣膜冷卻區(qū)，高溫燃?xì)馀c火焰筒表面，達(dá)到降溫、冷卻的目的。5-4渦微型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩小，單級(jí)渦輪連接時(shí)采用摩擦傳扭來(lái)代替套齒傳扭，使結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。但如需要維修拆下再裝配時(shí)很可能會(huì)造成動(dòng)平衡破壞，這將難以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)平衡。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要在動(dòng)平衡時(shí)作好記號(hào)，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)再次裝配后的動(dòng)平衡。當(dāng)渦輪在高溫下工作時(shí)，軸與渦受熱膨脹，配合面預(yù)緊力減小，需要適當(dāng)加大接前端面定位。5-55-6所示，它由尾噴管、尾錐體組成，通過(guò)螺釘與燃燒室外機(jī)匣連接，尾錐體與緊固渦的螺母做成一體，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。5-65-7機(jī)并且不能承受大負(fù)荷。微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)采用氮化硅陶瓷軸承，氮化硅陶瓷具有密度