主题：【原创】关于喷气发动机的两个困惑 -- 晨枫
家园 我恨公式 霍金也说过，每多一个公式就要赶跑50%的读者。
咬着牙读到第4个公式。。。。。我我我我我投降算了，虎躯一震，送花走人。
家园 献花，老大你强，我把这些早还给老师了。 家园 沙发. 晨大把问题搞复杂了。其实喷气发动机像所有的热机一样，也是压缩、燃烧、膨胀做功。喷气发动机的工质是开放的，但如果我们在p-V图上将膨胀做功后的状态（发动机排气）与压缩前的状态（发动机吸入新鲜空气）用一条线连起来，我们也可以得到一个等效的循环工作的热机，这样再讨论效率就方便了。根据卡诺定理，如果热机的高温热源的温度Ｔ1愈高，低温热源的温度Ｔ2愈低，则效率愈高。对于喷气发动机，T1就是涡前温度，T2则是最后的排气温度。显然在涡前温度一定的前提下，排气温度低则效率高，也就是省油。
- 复 沙发.
家园 这个喷气发动机的卡诺循环图，当年考试考过 劈倒好大一堆人啊。
本驴有幸站在边上。
那时候就一直有个想法，关于这个喷气发动机的燃油喷嘴和燃烧过程，今天就都丢出来大家YY一把。
为什么不考虑将燃油预热到气化，使得最后燃烧的是气体状态的航空煤油。这样既可以提高能效，最主要的是可以规避复杂的气液两相体系燃烧动力学。航空煤油纯度很好，应该没有加热时分解结焦的风险。
航空煤油的热值约10250大卡/公斤，沸程140-230'C，比热容大约0.54大卡/公斤'C，蒸发潜热约80大卡/公斤。以上数据除了热值，其实都是是石脑油的，但应该没什么区别。假定加热气化达到400'C（无催化的石脑油裂解温度在800'C以上），那么回热总量可以达到近300大卡，也就是燃烧热的3%。在航空发动机领域应该是很可观的数值了。
相应的，在船舶用大型柴油机上，燃油回热是非常常见的做法。一方面回收热量，提高能效，另一方面还可以使用廉价的高粘稠度的重油，只是出于油品品质的考虑，加热程度没有那么厉害罢了。
家园 回热加温要能利用废热才行。 喷气发动机的燃气流只有出了喷口以后才是废气，你总不能在机尾喷流中去装个换热器吧？
如果在中段装，实际上是把燃气做功的能量用来加热燃油，起不到节能作用。
柴油机是利用要排放掉的废气加热，不能用汽缸里的热量加热。
家园 废气回热和中冷都可以提高效率 喷气发动机的燃气流只有出了喷口以后才是废气，你总不能在机尾喷流中去装个换热器吧？如果在中段装，实际上是把燃气做功的能量用来加热燃油，起不到节能作用。http://www.ccthere.com/topic/1973395/1
柴油机是利用要排放掉的废气加热，不能用汽缸里的热量加热。
原因很简单，假设涡轮出口温度为1000度，经过喷口转换，温度下降到800度，下降的热能转换为动能，动能转换为推力。
那么如果有回热，涡轮出口温度为1000度，经过回热器，温度下降到980度。再经过喷口转换，温度下降到790度下降的热能转换为动能，动能转换为推力。（以上仅为比喻，不是实际数字）
其实这里面有一个比较的问题，也就是喷口的能量转换效率和回热器回收能量效率谁更高。
家园 利用喷管的外壁应该就可以了，这里反正要散热和冷却的 家园 现在的喷管都是可动的， 这个管道连接可是大麻烦，而且在喷管一样会冷却燃气。
家园 XB-70就使用燃油冷却 老美在XB-70上是用燃油做发动机冷却的，同时提高了燃油的热值。在Scramjet上也用燃料冷却，同时燃料吸热汽化后再注入发动机燃烧。
家园 这个冷却是指冷却滑油。发动机都有热交换器 用来冷却滑油和加热燃油。
冷却发动机，那不帮倒忙了？高压级出来进入燃烧室之前都得有一两百度了，这也是压气机的目的之一。
家园 实现起来不容易 航空发动机的燃烧室设计是很有讲究的. 从高压压气机压缩来的空气温度比较高而且流速很快, 燃油喷出来应该很快就燃烧,但是空气流速太快不是很容易把火焰吹灭了么. 要保证稳定的火焰, 燃烧室要专门设计.这种情况下对燃油加温没有太大效果.
- 复 沙发.
家园 还是你强 卡诺循环我只记得名称了……
