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航空发动机本科毕业论文

发布时间: 2022-12-19 15:47:24

『壹』 毕业论文开题报告

http://lunwen.eliu.info/ktbg.htm
http://www.eliu.info/ktbg.asp
这个上面有不少,也不知道适合你不

『贰』 毕业论文题目

化学化工环境1.喜树发根培养及培养基中次生代谢产物的研究2.虾下脚料制备多功能叶面肥的研究3.缩合型有机硅电子灌封材料交联体系研究4.棉籽蛋白接枝丙烯酸高吸水性树脂合成与性能研究5.酶法双甘酯的制备6.硅酸锆的提纯毕业论文7.腐植酸钾/凹凸棒/聚丙烯酸复合吸水树脂的合成及性能研究8.羟基磷灰石的制备及对4-硝基苯酚吸附性能的研究9.铝合金阳极氧化及封闭处理10.贝氏体白口耐磨铸铁磨球的研究11.80KW等离子喷涂设备的调试与工艺试验12.2800NM3/h高温旋风除尘器开发设计13.玻纤增强材料注塑成型工艺特点的研究14.年处理30万吨铜选矿厂设计15.年处理60万吨铁选厂毕业设计16.广东省韶关市大宝山铜铁矿井下开采设计17.日处理1750吨铅锌选矿厂设计18.6000t/a聚氯乙烯乙炔工段初步工艺设计19.年产50万吨焦炉鼓冷工段工艺设计20.年产25万吨合成氨铜洗工段工艺设计21.PX装置异构化单元反应器进行自动控制系统设计22.PX装置异构化单元脱庚烷塔自动控制系统设计23.金属纳米催化剂的制备及其对环己烷氧化性能的影响24.高温高压条件下浆态鼓泡床气液传质特性的研究25.新型纳米电子材料的特性、发展及应用26.发达国家安全生产监督管理体制的研究27.工伤保险与事故预防28.氯气生产与储存过程中危险性分析及其预防29.无公害农产品的发展与检测30.环氧乙烷工业设计31.年产21000吨乙醇水精馏装置工艺设计32.年产26000吨乙醇精馏装置设计33.高层大厦首层至屋面消防给水工程设计34.某市航空发动机组试车车间噪声控制设计35.一株源于厌氧除磷反应器NL菌的鉴定及活性研究36.一株新的短程反硝化聚磷菌的鉴定及活性研究37.广州地区酸雨特征及其与气象条件的关系38.超声协同硝酸提取城市污泥重金属的研究39.脱氨剂和铁碳法处理稀土废水氨氮的研究40.稀土超磁致伸缩材料扬声器研制41.纳米氧化铋的发展42.海泡石TiO2光敏催化剂的制备及其研究43.超磁致伸缩复合材料的制备44.钙钛矿型无铅压电陶瓷的制备和性能研究毕业论文45.APCVD法在硅基板上制备硅化钛纳米线46.浅层地热能在热水系统中的利用初探及其工程设计47.输配管网的软件开发

『叁』 毕业论文题目

化学化工环境
1. 喜树发根培养及培养基中次生代谢产物的研究
2. 虾下脚料制备多功能叶面肥的研究
3. 缩合型有机硅电子灌封材料交联体系研究
4. 棉籽蛋白接枝丙烯酸高吸水性树脂合成与性能研究
5. 酶法双甘酯的制备
6. 硅酸锆的提纯毕业论文
7. 腐植酸钾/凹凸棒/聚丙烯酸复合吸水树脂的合成及性能研究
8. 羟基磷灰石的制备及对4-硝基苯酚吸附性能的研究
9. 铝合金阳极氧化及封闭处理
10. 贝氏体白口耐磨铸铁磨球的研究
11. 80KW等离子喷涂设备的调试与工艺试验
12. 2800NM3/h高温旋风除尘器开发设计
13. 玻纤增强材料注塑成型工艺特点的研究
14. 年处理30万吨铜选矿厂设计
15. 年处理60万吨铁选厂毕业设计
16. 广东省韶关市大宝山铜铁矿井下开采设计
17. 日处理1750吨铅锌选矿厂设计
18. 6000t/a聚氯乙烯乙炔工段初步工艺设计
19. 年产50万吨焦炉鼓冷工段工艺设计
20. 年产25万吨合成氨铜洗工段工艺设计
21. PX装置异构化单元反应器进行自动控制系统设计
22. PX装置异构化单元脱庚烷塔自动控制系统设计
23. 金属纳米催化剂的制备及其对环己烷氧化性能的影响
24. 高温高压条件下浆态鼓泡床气液传质特性的研究
25. 新型纳米电子材料的特性、发展及应用
26. 发达国家安全生产监督管理体制的研究
27. 工伤保险与事故预防
28. 氯气生产与储存过程中危险性分析及其预防
29. 无公害农产品的发展与检测
30. 环氧乙烷工业设计
31. 年产 21000吨 乙醇 水精 馏装置 工艺设计
32. 年产26000吨乙醇精馏装置设计
33. 高层大厦首层至屋面消防给水工程设计
34. 某市航空发动机组试车车间噪声控制设计
35. 一株源于厌氧除磷反应器NL菌的鉴定及活性研究
36. 一株新的短程反硝化聚磷菌的鉴定及活性研究
37. 广州地区酸雨特征及其与气象条件的关系
38. 超声协同硝酸提取城市污泥重金属的研究
39. 脱氨剂和铁碳法处理稀土废水氨氮的研究
40. 稀土 超磁致 伸缩 材料 扬声器 研制
41. 纳米氧化铋的发展
42. 海泡石TiO2光敏催化剂的制备及其研究
43. 超磁致伸缩复合材料的制备
44. 钙钛矿型无铅压电陶瓷的制备和性能研究毕业论文
45. APCVD法在硅基板上制备硅化钛纳米线
46. 浅层地热能在热水系统中的利用初探及其工程设计
47. 输配管网的软件开发

『肆』 轮机工程技术论文(2)

轮机工程技术论文范文篇二
燃气轮机在热电联产工程中的应用状况分析

摘要:

燃气轮机是21世纪乃至更长时间内能源高效转换与洁净利用系统的核心动力装备.介绍了燃气轮机的发展现状及其在热电联产工程中的应用,简述了联合循环和简单循环燃气轮机电厂的基本组合方式,并列举了目前应用在热电联产工程中的几种主要的燃气轮机.阐述了燃气轮机相对于常规火电机组的优点,分析了影响燃气轮机在热电联产工程中推广的因素,并对我国燃气轮机的发展前景进行了展望.

关键词:

燃气轮机; 联合循环电厂; 热电联产

中图分类号: TK 479文献标志码: A

Analysis of the application of gas turbines in heat and

power cogeneration projects

SUN Peifeng, JIANG Zhiqiang

(1. China United Engineering Corporation, Hangzhou 310022, China;

2. China Huadian Corporation, Beijing 100031, China)

Abstract:

The gas turbine is the core equipment of highefficiency clean energy systems in the 21st century and even longer period of time. The current situation of gas turbine development and its application in heat and power cogeneration projects were showed in this paper. Two types of application of gas turbines in heat and power cogeneration projects were briefly introced, namely, the simple cycle gas turbine power plant and the combined cycle power plant, and gas turbines widely used at present in heat and power cogeneration plants were enumerated. The advantages of the gas turbine plant compared with conventional coalfired power units were described and factors which could influence the application of the gas turbine were analyzed. In addition, the prospects for the development of gas turbines in China were evaluated.

Key words:

gas turbine; combined cycle power plant; heat and power cogeneration

燃气轮机由压气机、燃烧室、透平、控制系统和辅助设备组成.燃气轮机的设计是基于布莱顿循环.压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气送入燃烧室,与喷入的天然气混合,并点火燃烧;燃烧后产生的高温烟气随即流入燃气透平中膨胀做功,推动透平带动压气机叶轮一起旋转.加热后的高温燃气的做功能力显著提高,因此,透平在带动压气机的同时,还有余功作为燃气轮机的输出功输出.

由于燃气轮机的工质是高温烟气而不是水蒸气,故可省去锅炉、冷凝器、给水处理等大型设备.因此,燃气轮机电厂附属设备较少,系统简单,占地面积较少.

燃气轮机可分为重型燃气轮机、工业型燃气轮机和航改型燃气轮机三类.重型燃气轮机的零件较为厚重,大修周期长,寿命可在10万h以上,主要用于满足城市公用电网需求,例如日立的H25和H80系列燃气轮机、通用电气的F级燃气轮机、西门子的SGT-8000系列燃气轮机、三菱的M701系列燃气轮机和阿尔斯通的GT系列重型燃气轮机等.工业型燃气轮机的结构紧凑,所用材料一般较好,燃气轮机的效率较高,例如索拉的T130燃气轮机和西门子SGT-800燃气轮机,常用于热电联产工程.航改型燃气轮机是由航空发动机改装而成的燃气轮机,在航空领域运用较多,但也有应用于发电及相关工业领域,例如通用电气的 LM 系列航改型燃气轮机等.航改型燃气轮机的结构最紧凑,最轻巧,效率最高,但寿命较短[1-2].

燃气轮机自上世纪30年代诞生以来发展迅速.当今国际上最新型的G型燃气轮机和H型燃气轮机,单机功率已达到292~334 MW,发电热效率已达到39.5%.其中,由G型燃气轮机组成的联合循环单机功率可达489 MW,发电热效率可达58.7%;由H型燃气轮机组成的联合循环机组的发电热效率可达60%[3-5].H型燃气轮机组成的联合循环机组是目前已掌握的热-功循环效率最高的大规模商业化发电方式.不仅如此,燃气轮机与以煤为燃料的蒸汽轮机相比,它具有重量轻、体积小、效率高、污染少、启停灵活等优点.燃气轮机发电机组能在无外界电源的情况下迅速启动,机动性好.在电网中用它带动尖峰负荷和作为紧急备用电源,还能携带中间负荷,能较好地保障电网的安全运行,所以得到广泛应用[6].

国内外科技界与产业界已经认识到燃气轮机将是21世纪乃至更长时期内能源高效转换与洁净利用系统的核心动力装备. 1燃气轮机在热电联产工程中的应用方式

燃气轮机在热电联产工程中的应用形式主要有两种:一种是燃气轮机联合循环热电厂;另一种是燃气轮机简单循环热电厂.

燃气轮机联合循环热电厂由燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机(背压式、抽背式或者抽凝式)和发电机共同组成.燃气轮机排出的做功后的高温烟气通过余热锅炉回收烟气中的热量而得到高温水蒸气,水蒸气注入蒸汽轮机发电.蒸汽轮机的排汽或者部分在蒸汽轮机中做功后的抽汽用于供热,形式有:燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环;燃气轮机、蒸汽轮机推动各自的发电机的多轴联合循环.单轴的燃气轮机联合循环电厂规模较大,例如通用电气的9F系列机组.而多轴的联合循环机组常见于中小型的燃气轮机联合循环电厂.因此,对于电厂规模相对较小的热电联产工程来说,常选择多轴的燃气轮机联合循环机组.

燃气轮机简单循环热电厂由燃气轮机和余热锅炉组成.该类型燃气轮机热电厂不配置蒸汽轮机,通过余热锅炉直接对外供热.因此该类型燃气轮机热电厂发电热效率相对联合循环燃气轮机热电厂较低,约为30%~35%之间;热电比和供热成本的指标方面,简单循环燃气轮机热电厂也低于联合循环燃气轮机热电厂[7].

由此可见,燃气轮机联合循环可大大提高发电厂整体发电热效率.即使只有燃气轮机和余热锅炉组成的不配置蒸汽轮机的简单循环燃气轮机发电厂,其发电效率也高于常规的小型燃煤热电厂.

2热电联产工程中燃气轮机机型选择

热电联产工程遵循“以热定电”原则,首先满足外界对蒸汽负荷的需求,一般对发电量的需求相对较少.因此,对于热电联产工程来说,大功率的重型燃气轮机使用相对较少,常配置一些中小型的燃气轮机.

世界主要的中小型燃气轮机有:索拉的T130燃气轮机;日立的H25和H80燃气轮机;通用电气的6F和LM系列的航改型燃气轮机;西门子的SGT-800燃气轮机.各机型的主要技术参数如表1(见下页)所示(表中数据来自各个燃气轮机厂家产品宣传手册,且会因计算的天然气热值等参数变化而发生微小的变化).

表1各中小型燃气轮机相关性能参数

Tab.1

Performance parameters of some gas turbines

表1中,H25,H80 和6F为重型燃气轮机;SGT-800和T130为工业型燃气轮机;LM6000为航改型燃气轮机.从表1可知,工业型和航改型燃气轮机单机发电热效率相对重型燃气轮机的单机发电效率明显更高,但燃气轮机的排烟温度相对较低.由于排到余热锅炉的高温烟气所包含的热量相对较少,因此对于整个联合循环热电厂,工业型和航改型燃气轮机联合循环热电厂的整体发电热效率反而低些[8-9].简单循环的燃气轮机热电厂若选择工业型燃气轮机及航改型燃气轮机,其热电厂发电热效率会较高.

对于配置蒸汽轮机的燃气轮机联合循环,重型燃气轮机因其排烟温度较工业型燃气轮机和航改型燃气轮机高,排到余热锅炉的高温烟气所包含的热量相对较多,余热锅炉产出的供蒸汽轮机发电用的高温高压的蒸汽也更多.因此,重型燃气轮机联合循环整体发电热效率比工业型燃气轮机和航改型燃气轮机联合循环的发电热效率高.燃气轮机联合循环热电厂中大多选择重型燃气轮机.

从能量的充分利用和逐级利用角度讲,相比于燃气轮机简单循环热电厂,燃气轮机联合循环热电厂更具有优势.目前我国燃气轮机热电联产工程中,大多选择重型燃气轮机组成的联合循环燃气轮机热电厂,如浙江省的某热电厂,采用6F级燃气轮机匹配余热锅炉和蒸汽轮机组成燃气轮机联合循环机组对外供热供电,燃气轮机联合循环热电厂整体发电热效率约60%.

但是对于某些对占地面积有严格要求的场合,如海上油气平台井等,一般可选择结构紧凑、效率高的工业型燃气轮机或者航改型燃气轮机机.

具体燃气轮机机型的选择可根据各工程的实际情况进行分析、计算、确定,如热电厂的对外供热参数和供热量、装机容量、机组数量、占地面积、整体热效率等.

3燃气轮机联合循环热电联产工程相对于常规火力发电热电联产的优势[10]

相对于常规燃煤的小型火力发电的热电联产电厂,燃气轮机联合循环热电厂的优势主要有:

(1) 高效:燃气轮机联合循环的发电热效率已经达到甚至突破60%,这是一般常规火电机组无法比拟的,甚至高于目前最先进的超超临界机组而稳居各类火电机组之首.

(2) 单位造价低:燃气轮机联合循环机组单位容量造价约400美元·kW-1,而常规火电机组造价为600~1 000美元·kW-1;若我国国产燃气轮机的制造加工水平进一步提升,燃气轮机联合循环机组单位容量造价还有非常大的下降空间.

(3) 低排放:燃气轮机联合循环不排放SO2以及飞灰和灰渣;NOx的排放量也非常低,一般都可以达到49.20 mg·m-3以下,甚至可以根据需要达到小于30.75 mg·m-3的水平,CO2的排放量可以做到11.25 mg·m-3;环保性能居于现有各种火电机组之上.

(4) 节水:燃气轮机联合循环机组以燃气轮机发电为主,燃气轮机发电机功率占总容量的70%,联合循环机组所需用水量约为常规燃煤机组的1/3.这在某些缺水的地区显得尤为重要.若选择燃气轮机和余热锅炉配置的简单循环,整个电厂对机组冷却水量的需求相对于常规火电厂的冷却水量更是大幅度减少.

(5) 省地:燃气轮机联合循环机组因附属设备较少,无需储煤场、输煤设施,占地面积仅为加脱硫装置的常规火电厂的1/3.这在城市边缘及城区的供热电厂显得尤为重要. (6) 建设工期短:燃气轮机联合循环机组最适合模块化设计,燃气轮机各部件模块可工厂化生产,运至现场吊装,因而大大缩短了燃气轮机电厂的建设工期.

(7) 调峰性能好:通过余热锅炉的旁路烟囱,不运行蒸汽轮机及发电机组的情况下,一般在20 min 内就能达到燃气轮机及发电机组的100%负荷,而燃气轮机及其发电机组负荷占整个燃气轮机联合循环电厂额定负荷的70%左右,这保证了燃气轮机联合循环的良好调控性能,实现机组的日启夜停和调峰功能.

(8) 操作运行和维护人员少:因为燃气轮机联合循环电厂自动化程度高,采用先进的控制系统,电厂对员工数量的需求大幅下降.一般情况下占同容量常规燃煤电厂人员的20%~25%就足够了.

4影响燃气轮机在热电联产工程中推广的主要因素

燃气轮机联合循环电厂在国外已经得到了普遍发展,近几年已占据美国电力市场的重要地位,欧洲的燃气轮机联合循环电厂也获得了长足的发展.目前我国燃气轮机联合循环电厂能否获得大力推广和发展,主要受制于如下三个因素:

(1) 我国能提供多少天然气资源供燃气轮机发电工业使用;当前国内已有部分燃气轮机联合循环电厂因受制于燃料供应,每年运行的时间远远少于常规燃煤机组.

2012年,随着“西气东输”二线最后几条干线的建成投产,整个输气管道实现每年输气300亿m3.未来中国甚至有可能规划修建“四线”或者“五线”,进一步便于西部地区的天然气输送到东部地区开发利用.

另外,海上(东海、南海)天然气的开发、沿海港口城市液化天然气(LNG)的进口,也为联合循环发电扩充了气源供应条件.国内已经探明了华北、东北、西北三大煤层气资源储量,并将逐步开采.

随着天然气来源渠道的扩大,燃气轮机联合循环电厂的应用范围将大大突破西气东输管网和海上天然气所能影响的地区.

(2) 如何合理确定天然气价格,使燃气轮机联合循环发电成本能够与严重污染的以煤为燃料的常规火电相竞争.

必须指出,天然气的价格对燃气轮机及联合循环的运行成本有着决定性的影响.在燃气轮机三项发电成本的组成中(设备折旧成本、机组运行维护成本、燃料成本),燃料成本的比例高达60%~65%,即使在天然气的产地,运输过程费用大为降低,天然气价格相对东南沿海地区更加便宜,其成本占燃气轮机发电成本的比例仍然是非常高的[4].在天然气价格居高不下的今天,燃料成本高已经成为制约燃气轮机发电大力推广的一个关键性因素.

当前,作为工业企业及城市基础设施的重要组成部分的许多中小型燃煤热电厂,通常地处城市之中或者城市郊区,因此不可避免地会对当地大气环境质量产生很大影响.中小型燃煤热电厂改造为燃气轮机联合循环热电厂,对当地环境质量的改善效果非常明显,也最容易得到人民群众的接受和支持.

热电厂的燃料从煤炭改造为天然气,虽然合理调整了能源结构,提高了能源利用效率,减少了煤炭运输环节的损失和浪费,但是对燃气轮机联合循环热电厂来说,燃料成本必然要增加,能源代价必然会提高,因此争取群众和企业的理解和参与,合理分担部分天然气成本因素,是解决天然气市场和成本关系的一条合理途径.

政府在制定燃气轮机联合循环热电厂上网电价和外供蒸汽价格时,应考虑到燃气轮机的环境效益,适当提高上网电价和外供蒸汽价格,这也是对天然气成本过高的一种消化.

(3) 从长远的角度看,我国燃气轮机整体行业水平的提高是决定我国燃气轮机及联合循环电厂能否大力推广的一个重要因素.

燃气轮机的发展水平代表着一个国家的重大装备制造业的总体水平.当前我国的燃气轮机技术水平与世界先进水平之间的差距还很大,燃气轮机的核心部件依赖于进口,燃气轮机的每次大修花费很大.若某些燃气轮机的大修只能运回美国等发达国家进行,则其费用更大.

近年来,为了推动燃气轮机工业的发展,按照“市场换技术”的原则,我国对规划批量建设的燃气轮机发电站工程项目采取“打捆”式招标采购模式,由国外先进燃气轮机制造企业与国内制造企业相互结合组成联合体,进行燃气轮机联合循环电站工程项目的竞争投标,以吸收和引进国外先进技术.在这一过程中,我国同时引进了世界三大动力集团(通用电气、西门子、三菱)的F级重型燃气轮机.在实现燃气轮机设备制造本土化和国产燃气轮机技术开发方面都取得了良好的成果.在吸收和引进国外先进燃气轮机技术的基础上,逐步实现了燃气轮机联合循环电站设备研发和制造的国产化、本地化和知识产权自主化[11-12].

2008年,我国具有完全自主知识产权的110 MW级R0110燃气轮机进行了点火及实验验证,其性能已经接近于目前国际上先进的F级燃气轮机,对我国的燃气轮机设计、制造和加工的整体水平是一个巨大的提升[13-14].

目前,我国燃气轮机技术水平与国际先进水平之间的差距正在不断缩小,我国的燃气轮机自主研发、生产制造等方面取得了重大进展.2012年9月12日,上海市科委重大专项课题“高温合金叶片制造技术研究”通过专家验收,这标志着我国在燃气轮机核心部件国产化、自主化生产的道路上迈出了坚实的一步.

从制约燃气轮机联合循环电厂发展的三个因素及我国目前的相应情况可知,我国大力发展燃气轮机联合循环的条件已经具备,燃气轮机联合循环电厂的快速发展在近期将成为可能.

5总结

实现节能减排,提高能源利用率是我国能源结构调整的目标.随着我国天然气资源的开发、利用及液化天然气资源的引进,我国燃气轮机联合循环机组将不断增加.燃气轮机联合循环以其高效、清洁和灵活的特点,必将成为我国未来大力发展的电厂类型.

目前可用于热电联产的中小型燃气轮机容量和整个热电厂供热能力与我国广泛使用的蒸汽轮机热电机组的规格十分接近,因而可在不改变外部系统,不增加发电容量和不间断供热、发电的前提下,以较短的时间、较低的投资和较合理的电、热成本实现对热电厂以气代煤的改造.这也是燃气轮机联合循环热电厂可获得大力推广的现实条件.

总之,燃气轮机联合循环机组在我国电力工业中的作用将逐渐增强,发展燃气轮机联合循环热电厂任重而道远,但是前景是非常光明的.

参考文献:

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[2]马悦,纪锦锋.燃气-蒸汽联合循环电站机组配置及选型分析[J].能源工程,2011(6):52-57.

[3]蒋洪德.重型燃气轮机的现状和发展趋势[J].热力透平,2012,41(2):83-88.

[4]清华大学热能工程系动力机械与工程研究所,深圳南山热电股份有限公司.燃气轮机与燃气-蒸汽联合循环装置[M].北京:中国电力出版社,2007.

[5]刘红,蔡宁生.重型燃气轮机技术进展分析[J].燃气轮机技术,2012,25(3):1-5.

[6]张荣刚,李文强.浅析燃气轮机在电力行业中的应用[J].企业技术开发,2011,30(10):122-123.

[7]徐迎超,阎波,樊泳,等.燃气-蒸汽联合循环(CCPP)发电在首钢迁钢公司中的应用[J].冶金动力,2012(1):27-29.

[8]刘祖仁,李达,张阳.海上燃气轮机余热资源计算[J].中外能源,2012,17(5):99-103.

[9]李达,张阳,孙毅.海上冷、热、电、惰气四联供护技术探讨[J].石油和化工节能,2012(5):11-14.

[10]黄勇.我国发展联合循环机组的背景和条件[J].中国科技博览,2011(29):372.

[11]刘华强,汪晨晖.燃气轮机在我国应用情况分析[J].中国新技术新产品,2012,(6):149.

[12]杨连海,沈邱农.大型燃气轮机的自主化制造[J].燃气轮机技术,2006,19(1):11-14.

[13]崔荣繁,陈克杰,郭宝亭.R0110重型燃气轮机的研制[J].航空发动机,2011,37(3):8-11.

[14]包大陆.R0110重型燃气轮机气缸结构研究[J].中国新技术新产品,2012(9):109.


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『伍』 复材叶片在民用航空发动机中的应用

复材叶片在民用航空发动机中的应用

因复合材料的低密度、高比强度、高比刚度,能有效降低油耗、噪音,采用复合材料叶片已成为民用航空发动机的发展趋势。以下是我为大家推荐的相关论文范文,希望能帮到大家,更多精彩内容可浏览(www.oh100.com/bylw)。

摘要:进入新世纪以来,多领域技术都得到了巨大的发展,特别是随着交通运输业的进步,大型民用飞机开始成为交通运输的主力军,因而各国开始更加重视大型飞机的研制,航空业也开始成为衡量一个国家综合国力的重要标准。而大型飞机研发的重点以及核心技术便是发动机技术。随着民用航空业的发展,民用航空飞机核心技术———发动机技术也发展飞速,其中复材叶片已经逐步在多种民机型号中得以应用。

关键词:民用航空;复合材料;发动机;风扇叶片

过去飞机发动机叶片主要采用金属以及合金,随着新材料出现,复合材料开始被应用于航空发动机叶片,与金属材料相比,其具有低重、低噪、高效的优势,并且复材叶片数量更少,能够有效抗震颤、损伤,并且在抗鸟撞性上也更加优越,满足了现代民航适航需要。因而复材叶片开始受到世界各大发动机厂商的关注,并逐步得以推广应用。

1复合材料叶片的应用

复材叶片制造技术主要有预浸料/压模技术和3-DWOVEN/RTM技术。采用预浸料/模压技术的代表有GE90、GEnx、TRENT1000及TRENTXWB发动机的复合材料风扇叶片,而LEAP-X发动机复合材料风扇叶片采用3D-WOVEN/RTM技术成型。

1.1预浸料/模压成型叶片

采用该种复材叶片的代表主要有GE90发动机和GEnx发动机(美国GE),此外罗•罗公司也在进行相关研发。(1)GE90发动机。该型号发动机为GE公司上世纪九十年代所研发的特大推力发动机,是国外应用于民航最早使用复材叶片的发动机之一。该发动机复材叶片使用了预浸料/模压成形技术,叶片从内至外逐渐减薄,叶尖厚度最薄。并且在叶身涂有防腐涂层(聚氨酯),叶背采用一般涂层,前缘包边采用钛合金材料,从而提高叶片鸟撞抗性。为防止复合材料在运行中分层,在叶片后缘以及叶尖处采用纤维缝合技术予以加固。叶根榫头为三角燕尾形,其表面涂有耐磨材料以降低榫头摩擦系数。GE90所采用的复材叶片为22片,相比较于钛合金空心叶片,复材叶片质量更轻,强度更高。经过十余年的运行,证明了复合材料风扇叶片适用于具有严格要求的商业飞行的需要。(2)GEnx发动机。该发动机所应用的复材叶片材料以及模压成型工艺,同GE90相比变化不大,在此基础上GEnx对GE90的复材叶片的结构设计进行了优化。GEnx主要采用了第3代GE复合材料,外形也类似GE90-115B发动机,但由于使用了新一代三元流设计,叶片数减为18片,总质量进一步降低。叶片尖部以及前缘使用钛合金护套,并在叶片榫根部位,增加了耐磨衬垫,便于后期维护检修。(3)随着复合材料在民航发动机中的应用,英国罗•罗公司也开始将目光从钛合金叶片上转移到复材叶片。其同GKN集团正共同进行碳纤维增强复材叶片的研发,该叶片同钛合金叶片同样薄,并且在量产、成本以及鲁棒性上均符合民航发动机标准。目前这种碳纤维风扇叶片已经完成了包括叶片飞出、鸟撞试验在内的地面试验。

1.23-DWOVEN/RTM成型复材叶片

对于风扇叶片中等推力发动机提出的强度要求更高,因而Snecma公司在CFM56系列发动机研发中,在LEAP-X中将会应用碳纤维对复合材料进行增强。相比较于GEnx以及GE90,所采用的碳纤维薄层铺设技术不同,Snecma公司在LEAP发动机叶片的制造中所采用的RTM工艺,是将碳纤维进行预先编制,在树脂注入以及叶片高压成型之前,碳纤维便已经成为3-DWOVEN结构。Snecma公司在复材叶片的制造上委托了AEC公司,由于AEC公司生产制造自动化程度相对较高,因而其制备三维编制预制体并完成整个叶片的制造仅需要24小时。同CFM56(CFM公司)发动机相比,LEAP发动机叶片成型采用了3-DWOVEN/RTM技术,前者结构上采用了更多的技术,而后者采用复合材料,有效减轻了发动机重量,提高了燃油效率,降低了排放量和发动机噪声。目前,LEAP-X发动机已经开始得到中国多种旅客机的关注,未来将会逐步在中国普及推广。

2复材叶片的发展趋势

因复合材料的低密度、高比强度、高比刚度,能有效降低油耗、噪音,采用复合材料叶片已成为民用航空发动机的发展趋势。制约复合材料叶片大规模应用的关键因素是预制体制备、复材成型技术等。

2.1预制体制备

复材叶片制造的难点之一是制备预制体。国外常用的预制体制备方法有两种:一种是选用IM7/8551-7和IM7/M91作为预浸料并采用激光定位手工/自动化成型技术制备,适用于制备大推力、大叶盘直径涡扇发动机的风扇叶片预制体;另一种是对IM7碳纤维进行预浸渍处理,通过3D-WOVEN/RTM自动化技术成型,主要用于制备小推力涡扇发动机风扇叶片的预制体。以往采用激光定位辅助+手工铺叠的技术进行预制体制造,而GKN公司开发了自动化丝束铺放设备(简称AFP)可实现预制体的自动化成型。罗•罗公司在研制TNENT系列发动机复合材料风扇叶片时使用了GKN公司的自动化纤维丝束铺放设备,实现了复材叶片预制体的自动化成型,并运用超声刀对预制体进行切割。Snecma公司率先提出了无余量预制体成型技术、预制体预变形技术以及高度自动化的预制体制备技术。Snecma公司的3DW/RTM成型风扇叶片预制体技术可降低传统二维风扇叶片的分层缺陷产生的可能性,让叶片顶部更薄、根部更厚;经纱连续的变截面成型技术提高预制体的承载能力;采用高压水射流对预制体进行无余量切割。

2.2成型技术RTM

注射成型以及模压是目前国际上流行的复材叶片成型技术,虽然两者在技术上具有一定的差异性,但均可称为闭模成型技术。涡扇发动机的叶片扭转大且为双曲面,其结构形式相对复杂,常规的成型技术无法满足叶片加工精度,而闭模成型技术的成型精度高,能够很好的满足涡扇发动机对于叶片制造的需求,因而其逐步成为目前复材叶片成型的'主流技术。随着技术的逐步发展,目前国外开始利用复合材料模具代替金属模具,以此保证生产加工中模具和零件能够保持一致的热膨胀系数,进而获得更高的零件尺寸精度。此外,复材叶片成型加工技术开始引入数字仿真模拟技术,从而在技术研究前期对成形工艺进行方向性指导,在研制过程中合理规避风险,缩短研制周期,降低研制成本。

3结束语

复合材料以其优越的特性开始成为民航发动机叶片的主流材料,并且随着技术的发展,复材发动机叶片的制造效率更高,自动化程度也更先进。在未来高精度、可靠性、一致性会成为复材叶片生产研发的主要方向。我国自主研发的大型民用客机中也开始应用商用发动机,这为我国复材叶片的研发制造提供了一个契机,虽然目前复合材料在我国航空发动机制造中还处于初始应用阶段,复材叶片的制造业仅在起步阶段,但在我国技术人员的努力下,我国自主研发的应用复材叶片的涡扇发动机必然会在世界航空领域占据一席之地。

参考文献:

[1]李杰.GE复合材料风扇叶片的发展和工艺[J].航空发动机,2008,34(4):54-56.

[2]贺福.碳纤维及石墨纤维[M].北京:化学工业出版社,2010:1-16.

[3]赵云峰.先进纤维增强树脂基复合材料在航空航天工业中的应用[J].军民两用技术与产品,2010,37(1):4-6.

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『陆』 求一篇航空概论论文 要求3500字左右

飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料,是航空航天工程技术发展的决定性因素之一。航空航天材料科学是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器的设计不断地向材料科学提出新的课题,推动航空航天材料科学向前发展;各种新材料的出现也给飞行器的设计提供新的可能性,极大地促进了航空航天技术的发展。
航空航天材料的进展取决于下列3个因素:①材料科学理论的新发现:例如,铝合金的时效强化理论导致硬铝合金的发展;高分子材料刚性分子链的定向排列理论导致高强度、高模量芳纶有机纤维的发展。②材料加工工艺的进展:例如,古老的铸、锻技术已发展成为定向凝固技术、精密锻压技术,从而使高性能的叶片材料得到实际应用;复合材料增强纤维铺层设计和工艺技术的发展,使它在不同的受力方向上具有最优特性,从而使复合材料具有“可设计性”,并为它的应用开拓了广阔的前景;热等静压技术、超细粉末制造技术等新型工艺技术的成就创造出具有崭新性能的一代新型航空航天材料和制件,如热等静压的粉末冶金涡轮盘、高效能陶瓷制件等。③材料性能测试与无损检测技术的进步:现代电子光学仪器已经可以观察到材料的分子结构;材料机械性能的测试装置已经可以模拟飞行器的载荷谱,而且无损检测技术也有了飞速的进步。材料性能测试与无损检测技术正在提供越来越多的、更为精细的信息,为飞行器的设计提供更接近于实际使用条件的材料性能数据,为生产提供保证产品质量的检测手段。一种新型航空航天材料只有在这三个方面都已经发展到成熟阶段,才有可能应用于飞行器上。因此,世界各国都把航空航天材料放在优先发展的地位。中国在50年代就创建了北京航空材料研究所和北京航天材料工艺研究所,从事航空航天材料的应用研究。
简况18世纪60年代发生的欧洲工业革命使纺织工业、冶金工业、机器制造工业得到很大的发展,从而结束了人类只能利用自然材料向天空挑战的时代。1903年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航空发动机的飞机,当时使用的材料有木材(占47%),钢(占35%)和布(占18%),飞机的飞行速度只有16公里/时。1906年德国冶金学家发明了可以时效强化的硬铝,使制造全金属结构的飞机成为可能。40年代出现的全金属结构飞机的承载能力已大大增加,飞行速度超过了600公里/时。在合金强化理论的基础上发展起来的一系列高温合金使得喷气式发动机的性能得以不断提高。50年代钛合金的研制成功和应用对克服机翼蒙皮的“热障”问题起了重大作用,飞机的性能大幅度提高,最大飞行速度达到了3倍音速。40年代初期出现的德国 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后,材料烧蚀防热理论的出现以及烧蚀材料的研制成功,解决了弹道导弹弹头的再入防热问题。60年代以来,航空航天材料性能的不断提高,一些飞行器部件使用了更先进的复合材料,如碳纤维或硼纤维增强的环氧树脂基复合材料、金属基复合材料等,以减轻结构重量。返回型航天器和航天飞机在再入大气层时会遇到比弹道导弹弹头再入时间长得多的空气动力加热过程,但加热速度较慢,热流较小。采用抗氧化性能更好的碳-碳复合材料陶瓷隔热瓦等特殊材料可以解决防热问题。
分类飞行器发展到80年代已成为机械加电子的高度一体化的产品。它要求使用品种繁多的、具有先进性能的结构材料和具有电、光、热和磁等多种性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用对象不同可分为飞机材料、航空发动机材料、火箭和导弹材料和航天器材料等;按材料的化学成分不同可分为金属与合金材料、有机非金属材料、无机非金属材料和复合材料。
材料应具备的条件用航空航天材料制造的许多零件往往需要在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作,有的则受到重量和容纳空间的限制,需要以最小的体积和质量发挥在通常情况下等效的功能,有的需要在大气层中或外层空间长期运行,不可能停机检查或更换零件,因而要有极高的可靠性和质量保证。不同的工作环境要求航空航天材料具有不同的特性。
高的比强度和比刚度对飞行器材料的基本要求是:材质轻、强度高、刚度好。减轻飞行器本身的结构重量就意味着增加运载能力,提高机动性能,加大飞行距离或射程,减少燃油或推进剂的消耗。比强度和比刚度是衡量航空航天材料力学性能优劣的重要参数:
比强度=/
比刚度=/式中[kg2][kg2]为材料的强度,为材料的弹性模量,为材料的比重。
飞行器除了受静载荷的作用外还要经受由于起飞和降落、发动机振动、转动件的高速旋转、机动飞行和突风等因素产生的交变载荷,因此材料的疲劳性能也受到人们极大的重视。
优良的耐高低温性能飞行器所经受的高温环境是空气动力加热、发动机燃气以及太空中太阳的辐照造成的。航空器要长时间在空气中飞行,有的飞行速度高达3倍音速,所使用的高温材料要具有良好的高温持久强度、蠕变强度、热疲劳强度,在空气和腐蚀介质中要有高的抗氧化性能和抗热腐蚀性能,并应具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。火箭发动机燃气温度可达3000[2oc]以上,喷射速度可达十余个马赫数,而且固体火箭燃气中还夹杂有固体粒子,弹道导弹头部在再入大气层时速度高达20个马赫数以上,温度高达上万摄氏度,有时还会受到粒子云的侵蚀,因此在航天技术领域中所涉及的高温环境往往同时包括高温高速气流和粒子的冲刷。在这种条件下需要利用材料所具有的熔解热、蒸发热、升华热、分解热、化合热以及高温粘性等物理性能来设计高温耐烧蚀材料和发冷却材料以满足高温环境的要求。太阳辐照会造成在外层空间运行的卫星和飞船表面温度的交变,一般采用温控涂层和隔热材料来解决。低温环境的形成来自大自然和低温推进剂。飞机在同温层以亚音速飞行时表面温度会降到-50[2oc]左右,极圈以内各地域的严冬会使机场环境温度下降到-40[2oc]以下。 在这种环境下要求金属构件或橡胶轮胎不产生脆化现象。液体火箭使用液氧(沸点为-183[2oc])和液氢(沸点为-253[2oc])作推进剂,这为材料提出了更严峻的环境条件。部分金属材料和绝大多数高分子材料在这种条件下都会变脆。通过发展或选择合适的材料,如纯铝和铝合金、钛合金、低温钢、聚四氟乙烯、聚酰亚胺和全氟聚醚等,才能解决超低温下结构承受载荷的能力和密封等问题。
耐老化和耐腐蚀各种介质和大气环境对材料的作用表现为腐蚀和老化。航空航天材料接触的介质是飞机用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推进剂(如浓硝酸、四氧化二氮、肼类)和各种润滑剂、液压油等。其中多数对金属和非金属材料都有强烈的腐蚀作用或溶胀作用。在大气中受太阳的辐照、风雨的侵蚀、地下潮湿环境中长期贮存时产生的霉菌会加速高分子材料的老化过程。耐腐蚀性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料应该具备的良好特性。
适应空间环境空间环境对材料的作用主要表现为高真空(1.33×10[55-1]帕)和宇宙射线辐照的影响。金属材料在高真空下互相接触时,由于表面被高真空环境所净化而加速了分子扩散过程,出现“冷焊”现象;非金属材料在高真空和宇宙射线辐照下会加速挥发和老化,有时这种现象会使光学镜头因挥发物沉积而被污染,密封结构因老化而失效。航天材料一般是通过地面模拟试验来选择和发展的,以求适应于空间环境。
寿命和安全为了减轻飞行器的结构重量,选取尽可能小的安全余量而达到绝对可靠的安全寿命,被认为是飞行器设计的奋斗目标。对于导弹或运载火箭等短时间一次使用的飞行器,人们力求把材料性能发挥到极限程度。为了充分利用材料强度并保证安全,对于金属材料已经使用“损伤容限设计原则”。这就要求材料不但具有高的比强度,而且还要有高的断裂韧性。在模拟使用的条件下测定出材料的裂纹起始寿命和裂纹的扩展速率等数据,并计算出允许的裂纹长度和相应的寿命,以此作为设计、生产和使用的重要依据。对于有机非金属材料则要求进行自然老化和人工加速老化试验,确定其寿命的保险期。复合材料的破损模式、寿命和安全也是一项重要的研究课题。

『柒』 请问各位已经参加工作的机务师兄,航空发动机专业的毕业论文题目选什么方面入手比较好

记得当年的毕业论文写的是进气道喘振问题。呵呵 很多年前的事了。

『捌』 写电气毕业论文,介绍1个电气原件,可以写什么

电气毕业设计目录_电气毕业设计论文 双击自动滚屏 文章来源:一流设计吧 发布者:16sheji8 发布时间:2008-07-20 11:11:34 阅读:2575次 电气毕业设计目录0018031单片机实现电阻炉温度的控制002IC卡003PLC温度控制系统004RTX-51005玻璃退火006测温系统以数据采集系统007车高控制传感器008车辆定位追踪系统009车载摇控无线打卡器010大功率激光二极管的精密恒温制冷系统011单片机控制制冷机来达到控制温度012单片机实现的步进电机通用控制器013单片机实现电阻炉温度的控制014滴数计算方法确定015电动机的调速控制016电热恒温箱017电渣重熔炉工艺018电阻炉019电阻炉温度控制系统020多点温度检测控制仪021多功能出租车计价器022多控点温度检测仪023多效蒸馏水机控制系统的研究与实现024反馈控制025废水处理微机控制系统026负荷控制027附加于普通模拟示波器的多功能智能装置028工业废水工业处理029工业自动小车位置检测及控制030锅炉汽包水位031锅炉汽包水位的测量、控制和保护系统032函数发生器033航空发动机034航空发动机电气部分设计035红外物质水分测量仪036环境监测系统037机车电线路检测是一038基于计算机的测试仪器039加球机040家庭及住宅小区智能化041家庭自动化042胶订包本机 http://www.16sheji8.cn/ 043近距离温度检测系统。044竞技型投篮机器人的设计与制作045静脉输液控制仪046静脉输液自动看护仪终结版047卡式远传仪表048开关磁阻电机调速系统049开关电源050空调控温系统设计051冷干机的设计052离散系统的皮特里网监测控制理论的关键问题053智能型纸张平滑度测试仪054粮仓检温 055粮仓温度实时检测系统056粮情电子检测分析控制系统057粮情自动检测及控制系统058粮食的烘干059粮食温度060粮温监控系统061两线制瓦斯报警仪062脉宽调制(PWM)直流调速系063煤矿安全生产监测064煤气泄漏的实时监控065尿液分析仪066啤酒发酵微机控制系统邹鸿雁067切纸机068全数字直流调速装置069全数字直流调速装置的设计070全自动洗衣机071全自动洗衣机电气部分072全自动智能防火卷闸门电气控制系统073热能计量仪表的研究074热能计量仪表的研究与设计076三表一卡077三维探测传感器系统078砂轮动平衡079砂轮动平衡测控仪080乳粉干燥微机控制系统设计081湿度控制系统082视频监控系统 http://www.16sheji8.cn/ 083砂轮的平衡084视频切换系统085数控机床的设计086数字化无线传感器的研究与设计087数字化无线温度088数字信号处理器DSP为核心的电阻炉温度控制系统089水泥090水泥回转窑091伺服跟踪系统092DSP为主控制器设计(一线制汽车控制器)092DSP为主控制器设计(一线制汽车控制器)093太阳能电动小汽车094太阳[ 本文来自: 一流设计吧( www.16sheji8.cn ) 详细出处参考: http://www.16sheji8.cn/onews.asp?id=694

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