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研究生: 劉心鵬
Liu, Sing-Peng
論文名稱: 雙級壓縮微型渦輪引擎之設計研究
Studies on Two-Stage Compressor Micro Gas Turbine Engine Design
指導教授: 賴維祥
Lai, Wei-Shiang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 航空太空工程學系
Department of Aeronautics & Astronautics
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 51
中文關鍵詞: 微型渦輪引擎雙級壓縮引擎性能分析
外文關鍵詞: Micro Gas Turbine, Two-Stage Compressor, Engine Performance
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  • 本研究的主要目的為根據八十磅級微型渦輪引擎實際實驗數據,以此為核心引擎,並藉由GasTurb來模擬引擎在增加一級不同類型之壓縮器,包括假設一單軸雙壓縮器之噴射引擎(Two compressor turbojet)與一渦輪風扇引擎(Turbofan)來模擬整體性能;單軸雙壓縮器之形式,又可再細分一為加裝離心式壓縮器、一為加裝軸流式壓縮器;所對應之淨推力(Fn)、每單位時間單位推力耗油率(Tsfc)、淨推力(Fs)來做比較。並利用最佳化趨勢來推算引擎最低之耗油率與最大淨推力,由模擬測試結果發現,在前端增加一級風扇效果最佳,在風扇壓縮比為1.15,旁通比為5時,本引擎可得到淨推力增加67.5%,耗油率減少43.3%之模擬結果,有助於未來微型渦輪引擎製作設計做為可靠之參考數據。

    The purpose of this research is based on eighty-pound micro gas turbine engine’s actual experimental data to simulate it for increase different types of compressor by GasTurb ; Including the assumption of two-stage single-shift compressor and turbofan jet engine to simulate the overall performance; Two-stage single-shift compressor can be divided into a centrifugal compressor, and an axial compressor. To compare specific fuel consumption (Tsfc) , thrust(Fn), and net thrust (Fs) for this engine, and optimize specific fuel consumption (Tsfc), thrust, and net thrust (Fs). According the simulation test results show that increase a fan in front of this engine is the best, the compression ratio is 1.15 and the fan bypass ratio is 5, and the engine net thrust increases 67.5%, the fuel consumption decreases 43.3%. It will help engine production design as a reliable reference by this simulation results in the future.

    中文摘要 II ABSTRACT III 致謝 IV 目錄 V 圖目錄 VII 表目錄 IX 符 號 說 明X 第一章、 緒論 1 1.1前言 1 1.2 文獻回顧 3 1.3 研究動機與目的 4 第二章、 理論分析 5 2.1微型渦輪引擎理想循環 5 2.2各站位氣動力分析 6 2.2.1進氣罩入口分析 7 2.2.2引擎進氣口分析 7 2.2.3 壓縮器出口分析 8 2.2.4 擴散器出口分析 9 2.2.5 燃燒室特性分析 9 2.2.6 渦輪段特性分析 10 2.2.7 尾管分析 12 2.2.8 整體性能參數 13 第三章、 模擬軟體 15 3.1引擎性能模擬軟體 15 3.1.1 GasTurb模擬軟體介紹: 15 3.1.2 引擎性能模擬方法與步驟 15 3.2性能模擬假設條件 23 第四章、 結果與討論 25 4.1單軸一級離心壓縮之整體引擎性能模擬 25 4.2增加一級軸流式、一級離心式壓縮器與一級風扇比較 29 4.2.1一級軸流式壓縮器模擬測試 29 4.2.2加裝一級離心式壓縮器模擬測試 31 4.2.3 加裝一級風扇模擬測試 35 4.3三類型壓縮器對整體性能比較 39 第五章、 結論與未來工作 43 5.1結論 43 5.2未來工作 43 參考文獻 45 自 述 51

    【1】 “RQ-1 美國空軍之無人飛行載具,” http://www.senwanture.com/military/militery-usa%20RQ-1%20noman%20dgenchardgi.htm
    【2】 “雄風二E巡弋飛彈,” http://military.people.com.cn/BIG5/52935/8242586.html
    【3】 “理想布雷登循環,” http://downloadyanggratis.blogspot.tw/2010/07/flash-animasi-fisika-part-4-download-by.html
    【4】 高嘉臨, “八十磅級微型渦輪引擎性能分析及測試研究,” 國立成功大學航空太空工程所碩士論文, 2009年6月。
    【5】 蔡亞融, “無渦輪之微型噴射引擎設計與實驗驗證之研究,” 國立成功大學航空太空工程所碩士論文, 2011年7月。
    【6】 郭瀚森, “氣渦輪引擎偏離設計點操作性能衰退趨勢模擬與預測,” 國立成功大學航空太空工程學系在職專班碩士論文, 2009年6月。
    【7】 Daniel Hanus and Tomas Censky, “Two-stage single-shaft centrifugal compressor advanced design,” Czeth technical university in Prage.
    【8】 Batt, G., “Jet Flight Triumph,” Radio Control Modeler , pp. 148-150, September 1983.
    【9】 郭正山、謝政道, “微型渦輪引擎在飛彈之設計與發展,” 新新 季刊, 第三十五卷第二期, 96年4月。
    【10】 William W. Bathie, “Fundamentals of Gas Turbines,” John Wiley & Sons, Inc, P71, P187~P215, 2000
    【11】 “Jet CAT P60 / P70 / P80 / P120 / TITAN / P180 / P200Instruction manual V5.1E ECU,” Jet CAT USA, 2006.
    【12】 Harris, M. M. and Jones, A. C. and Alexander, E. J., “Miniature Turbojet Development At Hamilton Sundstrand,” AIAA 2003-6568, 2003.
    【13】 Batt, G., “Jet Flight Triumph,” Radio Control Modeler , pp. 148-150, September 1983.
    【14】 Barrie, D. N., “Turbo Jet,” Radio Control Modeler, pp. 222-226, December 1988.
    【15】 Harris, M. M. and Jones, A. C. and Alexander, E. J., “Miniature Turbojet Development At Hamilton Sundstrand,” AIAA 2003-6568, 2003.
    【16】 Kovasity, Joseph J., Brooks, Vern E. “Turbine Machine,” US Patent 2005/0193713 A1, Sep. 8, 2005.
    【17】 Benini, Ernesto and Giacometti, Stefano, “Design Manufacturing And Operation Of A Small Turbojet-Engine For Research Purposes,” Applied Energy, Vol.84, pp. 1102-1116, November 2007.
    【18】 Ho, W.C., Chao, Y.C. and Shiung, D.B. “Annular Combustor For Miniature Jet Engine,” International Journal of Turbo and Jet Engines,Vol.14,pp.105-115,1996.
    【19】 Treager, Irwin E., “Aircraft Gas Turbine Engine Technology,” McGraw Hill, Third Edition, 1997.
    【20】 劉思平, “航太中心小型渦輪噴射引擎百分之百自製,” 工業技術與資訊, pp. 16-25, 2001年3月。
    【21】 “M-DOT AEROSPACE, ” http://www.m-dot.com/
    【22】 Çengel, Yunus A. and Boles, Michael A. “Thermodynamics an Engineering Approach,” McGraw-Hill, Fifth Edition. 2005.
    【23】 Hill Philip, Peterson Carl, “Mechanics and Thermodynamics of Propulsion,” Addison Wesley, Second Edition. 1991.
    【24】 John D. Anderson, Jr. “Fundamentals of Aerodynamics,” McGraw-Hill, Third edition. 2006.
    【25】 Baskharone, Erian A., “Principles of Turbomachinery in Air-Breathing Engines,” Cambridge, pp.29-43, 2006.
    【26】 Burton, Mike, “The Professional Pilot's Study Guide-Gas Turbine Engines, ”Airlife Publishing Ltd, vol.2 pp.20-21, 1991.
    【27】 Cohen, H. Rogers, G.F.C., and Saravanamuttoo, H.I.H., “Gas Turbine Theory,” Longman 4th edition, 1996.
    【28】 Kamps, Thomas, “Model JET ENGINES,” Third edition, Traplet Publications Ltd, 2005.
    【29】 侯曉春、季鶴鳴、劉慶國、嚴傳俊、越堅行, “高性能航空燃氣輪機燃燒技術,” 國防工業出版社, 北京, 2002。
    【30】 “Jet CAT P60 / P70 / P80 / P120 / TITAN / P180 / P200Instruction manual V5.1E ECU,” Jet CAT USA, 2006.
    【31】 Kurt, S. “Gas Turbine Engines for Model Aircraft,” Traplet Publications Ltd, 2000.
    【32】 Leong, C.H, Jacob, J, and Liou, W.W., “Development of a Turbojet Engine Lab For Propulsion Education,” 40thAIAA/ASME/SAE/ ASME Joint Propulsion Conference and Exhibit, AIAA paper 2004-4085. 2004.
    【33】 Mattingly, Tack D., “Elements of Gas Turbine Propulsion,” McGraw-Hill, 1996.
    【34】 Epstein, Dr. Alan H., “Millimeter-scale, MEMS Gas Turbine Engines,” ASME Turbo Expo 2003, pp.16-19 June 2003。
    【35】 Kurzke Joachim, 2007, “GasTurb 11 Design and Off-Design Performance of Gas Performance of Gas Turbines, Germany.

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