燃氣輪機培訓課件

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燃氣輪機

燃氣輪機的構(gòu)造

  燃氣輪機又稱為燃汽渦輪引擎(Gas Turbine Engine)簡稱渦輪引擎，其原理係以空氣壓縮機將外界的空氣吸入引擎內(nèi)部予以加壓，再將燃料噴入其內(nèi)混合形成混合氣，然後利用點火器將其燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的膨脹氣體排放於大氣。在此氣體排出引擎外部之前推動輪機，由此造成迴轉(zhuǎn)運動作功。

  燃氣輪機的構(gòu)造主要分成生氣部份及動力部份，重要機件包含：空氣壓縮機、燃燒器、輪機以及改善熱效率用的熱交換器等。

一、空氣壓縮機

  空氣壓縮機係由輪機所驅(qū)動，可分成離心式與軸流式兩種。其作用係由進氣口將外界空氣吸入，並將其壓入燃燒器中�？諝鈮嚎s機出口的空氣壓力和入口的壓力比值對於引擎的性能影響甚鉅，一般稱為壓力比，其值約為3~6：1。

二、燃燒器

  燃燒器係將空氣和燃油混合而燃燒的裝置，有多孔供空氣流入，以及裝有燃料噴射閥（噴油嘴）可將燃料（汽油、柴油、煤油、重油等）連續(xù)噴入，再利用點火裝置將其點火燃燒。引擎一但起動後，燃燒器內(nèi)的高溫即可引燃後續(xù)噴入的燃油，因此點火裝置在引擎起動後即不再點火。

  圖示的筒形燃燒器係由內(nèi)筒和外筒合併組成，內(nèi)筒頭部有噴油嘴，將燃料泵送來的燃油噴入筒內(nèi)。同時從空氣壓縮機送來的空氣大部份由內(nèi)筒頭部的空氣取入口衝入筒內(nèi)，並以1：15~18的混合比進行燃燒，小部份的空氣則流進內(nèi)、外筒之間的環(huán)狀間隙進行冷卻，同時從內(nèi)筒周圍的孔洞流入內(nèi)筒混合燃燒氣，使燃燒更完全。
三、輪機

  在燃燒器內(nèi)燃燒後的膨脹氣體從固於外売的噴嘴葉片高速噴出，吹向緊鄰於後方的輪機葉片，帶動輪機旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可高達30,000rpm。這些葉片因暴露於700~900。C的高溫氣體中，必須使用特殊耐熱的合金材料。

四、熱交換器

  熱交換器通常安裝於空氣壓縮機和燃燒器之間，由許多小管組成�？諝饬鹘�(jīng)小管內(nèi)側(cè)，燃燒後的廢氣則流經(jīng)小管外側(cè)，同時將熱傳至管內(nèi)的空氣中，其目的係用來提高進氣溫度，以提高熱效率。

6-2 燃氣輪機的性能

  燃氣輪機的性能主要取決於空氣流量、壓力比、輪機入口的氣體溫度三者。其性能曲線如右圖所示。

熱效率
η ＝(Q1-Q2)/Q1＝１-Q2/Q1

(註)  η：熱效率   Q1：供應(yīng)熱量    Q2：放出熱量

壓力比
γ ＝P2/ P1
(註) P2 ：壓縮機出口的壓力    P1 ：壓縮機入口的壓力
6-3 燃氣輪機的種類

一、開放循環(huán)式燃氣輪機

  此型燃氣輪機係於燃燒氣轉(zhuǎn)動輪機產(chǎn)生動力後直接排放於大氣中，其種類尚可分為單軸式、雙軸式以及三軸式三種。

１、單軸式
２、雙軸式
３、三軸式

二、密閉循環(huán)式燃氣輪機

  氣體係在密閉的引擎內(nèi)部循環(huán)，旋轉(zhuǎn)輪機的氣體是空氣，而燃燒器只用於空氣的加熱。此型式的優(yōu)點是熱效率高、壓縮機、輪機等可小型化；缺點則為空氣加熱器的體積大、製造困難。

6-4 燃氣輪機的優(yōu)缺點

一、優(yōu)點：

運動部份幾乎全為旋轉(zhuǎn)運動，無往復式內(nèi)燃機的振動。
機構(gòu)簡單、零件少。
單位馬力的重量小。
可用劣質(zhì)燃料。
摩擦部份少，潤滑油消耗量少。
不需冷卻水及冷卻裝置。
起動容易，可在短時間內(nèi)全力運轉(zhuǎn)。
在最大出力附近的燃料消耗率最低。
變速機構(gòu)構(gòu)造簡單。
保養(yǎng)、維護、運轉(zhuǎn)操作簡單。

二、缺點：

熱效率低，燃料消耗大；於輕負載、低轉(zhuǎn)速時性能差。
燃燒器、輪機、噴嘴等機件長時間暴露於高溫中，需要有高級耐熱材料。
因高速旋轉(zhuǎn)，需要有高級軸承、高精度減速齒輪。
需要大量空氣，配管以及高溫排氣的處理困難。
運轉(zhuǎn)時吸氣、排氣噪音大。
加速性不良。

6-5 燃氣輪機的用途
1.發(fā)電用
2.船舶用
3.火車機車用
4.汽車用

5.航空用

6.軍事用
6-5 應(yīng)用燃氣輪機的內(nèi)燃機(複合引擎)

  此種引擎?zhèn)S將燃氣輪機與其它往復式內(nèi)燃機結(jié)合在一起，稱為複合引擎，其目的在於改善燃氣輪機熱效率不高的缺點。依其組合方式可分為：齒輪複合引擎以及自由活塞式燃氣輪機兩類。

一、齒輪複合引擎
二、自由活塞式燃氣輪機
史上最快的汽車與複合引擎
(太空汽車 第5單元 3’42“~10‘’00”)
第六章 習題
1.燃氣輪機的作用原理為何？
2.燃氣輪機的主要構(gòu)造包括那幾項？
3.熱交換器有何功能？
4.何謂燃氣輪機的壓力比？
5.燃氣輪機的複合引擎有那幾種？


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2014-10-15 02:53 上傳

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hzudong

很全面，謝謝分享

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好的課件，下載學習，但不知道學得會不

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