能源与动力装置基础__第4章-涡轮机(3)
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涡轮的名词解释涡轮,作为机械的一种重要部件,广泛应用于航空、航海、能源等领域,其作用既重要又复杂。
本文将从涡轮的定义、结构、工作原理及其应用等方面进行讲解,带领读者一同探索这个引人注目的机械装置。
一、定义涡轮,可简单理解为通过液体或气体的流动来驱动的旋转机械。
它通常由旋转轮叶和定子外壳组成,其中轮叶的设计和安排决定了涡轮的性能。
根据应用领域和工作原理的不同,涡轮可以分为压气机、轴流涡轮机和反作用涡轮机等多种类型。
二、结构1. 压气机压气机是一种用于提供压缩空气的涡轮。
它由多个轴对称的转子和固定导叶构成。
当空气经过转子时,受到转子叶片的力,产生往前的冲击力,使得气体得到压缩。
通过轴向叠加多级转子的压缩,压气机能够将空气压缩到所需的压力,为后续的燃烧提供条件。
2. 轴流涡轮机轴流涡轮机是一种以流体冲击动力为驱动力的涡轮。
其结构由转子和定子构成,转子上安装有多个弯曲的叶片,定子通常呈圆筒形。
当流体通过轴流涡轮机时,流体动能被转子叶片转化为转轮动力。
轴流涡轮机的特点是具有高效率和较高的流量处理能力。
3. 反作用涡轮机反作用涡轮机以流体的反作用力来驱动旋转。
它由多个叶片固定在一个环形壳体上,当流体通过叶片时,同时对叶片施加压力和反作用力,从而使涡轮旋转。
这种结构和工作原理常见于水力涡轮机、船舶推进器等应用中。
三、工作原理涡轮的工作原理是基于牛顿第三定律:作用力与反作用力相等且方向相反。
涡轮通过叶片与流体的相互作用,将流体动能转化为机械能。
在压气机中,空气经过转子时受到叶片的推动而压缩;在轴流涡轮机中,流体经过转子叶片时施加反作用力使涡轮旋转;在反作用涡轮机中,流体通过叶片时对叶片施加压力和反作用力,也使涡轮旋转。
四、应用涡轮广泛应用于航空、航海、能源等领域,其主要应用包括以下几个方面:1. 航空航天领域:涡轮引擎是飞机、火箭等交通工具的重要动力装置。
它通过涡轮转动带动压气机或轴流涡轮机,提供高温高速气体流,并将化学能转化为机械能,推动飞机或火箭飞行。
论燃气轮机一、燃气轮机概述燃气轮机是以连续流动的燃气作为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械。
它是以燃气而不是以水蒸气作为工质,因此可省去锅炉、冷凝器、给水处理等大型设备。
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、装置效率高、污染少、开停灵活等优点。
二、燃气轮机的类型及其工作原理(一)燃气轮机的类型燃气轮机从负荷情况上划分可分为重型和轻型两类。
一般工业上用于拖动发电机组发电,或用于机械驱动的燃气轮机都是重型燃气轮机;而用于飞机发动机的燃气轮机为轻型燃气轮机。
燃气轮机从结构上划分,燃气轮机可分为单轴、双轴和多轴燃气轮机。
单轴燃气轮机因其压气机、透平与负载共轴,负载的转速变化规律直接影响压气机转速,使吸入压气机的空气量发生变化,甚至使压气机喘振而发生事故。
为了使负载变化规律对压气机转速的影响降低到最小程度,即负载变化规律不直接影响压气机的转速,负载转速的变化规律只能通过内部气体工质的工作过程来间接影响压气机的工况,人们设法使压气机与负载不共轴,因而产生了双轴和多轴燃气轮机。
由上可见,在实际选型时,选用单轴、双轴还是多轴燃气轮机,取决于系统中负载的变化情况,当系统负载变化不大时,一般选用单轴燃气轮机,如大型火力发电厂用于拖动发电机的燃气轮机;当系统负荷变化较大时,可视其具体情况选用双轴或多轴燃气轮机。
(二)燃气轮机的工作原理燃气轮机的工作过程是压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为高温燃气,随即流入燃气涡轮中膨胀作功,推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转;加热后的高温燃气的作功能力显著提高,因而燃气涡轮在带动压气机的同时,尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。
燃气轮机由静止起动时,需用起动机带着旋转,待加速到能独立运行后,起动机才脱开。
燃气轮机的工作过程是最简单的,称为简单循环。
燃气初温和压气机的压缩比,是影响燃气轮机效率的两个主要因素。
·实验技术·基于实验室朗肯循环装置的实验研究李维腾,李 季(华北电力大学 能源动力与机械工程学院,北京 102206)摘要: 朗肯循环是工程热力学课程最基本且最重要的动力循环。
该文通过实验室朗肯循环装置对朗肯循环进行了实验研究,测定不同排汽压力下的循环热效率、涡轮相对内效率、循环摩擦损失等参数。
实验结果表明,实验室朗肯循环装置能够模拟朗肯循环的基本热力过程,但是热效率较低、摩擦损失较大。
论文对实验结果进行了分析,循环热效率低的主要原因是涡轮摩擦损失大、主蒸汽参数低,同时提出了改进实验室朗肯循环装置的措施。
实验室朗肯循环将热力学理论与实验结合,有助于学生理解和分析热力学基本理论,提高实验动手操作能力,提高分析和解决实际问题的能力。
同时将自主实验和创新实验融入到实验教学中,激发了学生的学习热情和基础科研能力,为创新性实验教学提供了借鉴。
关 键 词:工程热力学;朗肯循环;循环热效率;相对内效率中图分类号:TK123 文献标志码:A DOI: 10.12179/1672-4550.20190414Experimental Research Based on Rankine Cycle Lab-EquipmentLI Weiteng, LI Ji(School of Energy, Power and Mechanical Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206, China )Abstract: Rankine Cycle is the most fundamental and important power cycle in Engineering Thermodynamics. This paper conducted Rankine Cycle experiments with Rankine Cycle Lab-Equipment, and measured thermal efficiency, turbine relative internal efficiency, cycle friction loss and other parameters. Results showed that Rankine Cycle Lab-Equipment can simulate the basic thermal processes of Rankine Cycle, but with relatively low thermal efficiency and huge cycle friction loss. The main reasons for low thermal efficiency were huge friction loss of steam turbine and low main-steam parameters. Measures to improve Rankine Cycle Lab-Equipment were proposed according to experimental results and analysis. Laboratory Rankine Cycle combined Thermodynamic theory with experiment to help students understand and analyze the fundamental theory of Thermodynamics, improve their hands-on ability to conduct experiments and problem-solving capability. At the same time, independent and innovative experiments were integrated into experimental teaching, which stimulated students’ learning enthusiasm and basic scientific research ability, and provided reference for innovative experimental teaching.Key words: engineering thermodynamics; Rankine Cycle; thermal efficiency; relative internal efficiency理想朗肯循环是蒸汽动力装置最基本的循环,热力发电厂各种复杂蒸汽动力循环包括再热循环和回热循环都是在朗肯循环的基础上发展而来的。
燃气涡轮原理
燃气涡轮是一种利用燃气动力驱动的涡轮机,其原理是通过燃气的高速流动驱动涡轮转动,从而产生动力。
燃气涡轮广泛应用于航空发动机、燃气轮机、火力发电厂等领域,是现代工业中不可或缺的动力装置。
燃气涡轮的工作原理主要包括压气机、燃烧室、涡轮和喷气推进系统。
当空气通过压气机被压缩后,会进入燃烧室与燃料混合并燃烧,产生高温高压的燃气。
这些燃气会驱动涡轮转动,涡轮的转动带动喷气推进系统产生推力,推动飞机或者其他设备运动。
燃气涡轮的压气机起到了将大量空气压缩的作用,使得燃烧室中的燃料能够充分燃烧,产生高温高压的燃气。
而燃气涡轮则是利用这些高温高压的燃气来驱动其转动,从而带动喷气推进系统产生推力。
整个系统的工作原理是相互配合的,确保了燃气能够被充分利用,达到最大的动力输出效果。
燃气涡轮的工作原理非常简单,但是却能够产生巨大的动力,是现代工业中不可或缺的动力装置。
通过不断的技术创新和改进,燃气涡轮的效率和性能得到了大幅提升,为各行各业的发展提供了
强大的动力支持。
总的来说,燃气涡轮是利用燃气动力驱动的涡轮机,其工作原理包括压气机、燃烧室、涡轮和喷气推进系统。
通过这些部件的相互配合,燃气涡轮能够产生巨大的动力,广泛应用于航空、能源等领域,为现代工业的发展做出了重要贡献。
随着技术的不断进步,燃气涡轮的效率和性能将会得到进一步提升,为人类社会的发展带来更多的动力支持。
涡轮喷气式发动机工作原理1.引言1.1 概述概述:涡轮喷气式发动机是一种常用于飞机和其他类似应用中的发动机类型。
它以其高效率和强大的推力而闻名于世。
涡轮喷气式发动机的工作原理是基于牛顿第三定律,即每个作用力都有一个同样大小但方向相反的反作用力。
通过利用这个原理,涡轮喷气式发动机能够产生巨大的推力,推动飞机或其他载具向前运动。
涡轮喷气式发动机的核心部件是压气机和涡轮机。
在工作过程中,发动机的进气口吸入空气,并通过涡轮机的旋转将其压缩。
通过这样的压缩,空气的密度和压力增大,进而提高了燃烧的效率。
接下来,进气口还会释放适量的燃料进入燃烧室,然后点燃燃料-空气混合物。
燃烧产生的高温高压气体通过喷嘴喷射到后面的涡轮机上,推动涡轮机旋转。
涡轮机的旋转能够带动前面的压气机,通过连续的吸入、压缩、燃烧和喷射过程,形成一个自我循环的工作过程。
这种工作原理使得涡轮喷气式发动机能够提供强大的推力。
而且,它具有调节推力大小的能力,通过调整燃料的输入量和涡轮机的旋转速度,可以实现不同功率的输出。
这使得涡轮喷气式发动机成为飞机等载具的首选动力源。
同时,它还具有体积小、重量轻、响应灵敏等优点,使得它在现代航空运输中得到广泛应用。
总之,涡轮喷气式发动机以其高效的工作原理和出色的性能,在航空领域发挥着重要的作用。
深入理解其工作原理有助于我们更好地把握这一技术的应用和发展前景。
1.2文章结构文章结构部分可以介绍本文的主要内容和组织方式。
下面是一个可能的编写方式:本文主要介绍涡轮喷气式发动机的工作原理。
文章分为三个主要部分:引言、正文和结论。
引言部分首先对涡轮喷气式发动机进行了概述,介绍了其在现代航空领域中的重要性和广泛应用。
接着,文章说明了本文的结构,即分为引言、正文和结论三个部分。
最后,引言部分指明了文章的目的,即深入探讨涡轮喷气式发动机的工作原理。
正文部分是本文的核心内容,分为三个要点进行介绍。
第一个要点将详细解释涡轮喷气式发动机的工作原理中的一个关键环节,揭示其工作原理的基本原理、组成部分及其如何协同工作。
试卷一闭卷部分一、填空题(10分)1、___________________ 冋转式压缩机有________________________ 滑片式压缩机—滚动转子式压缩机__________________ 、涡旋式压缩机________________________螺杆式压缩机—四种结构形式。
(2分)2、热质交换设备按其传热传质机理不同可分为表血式换热器、混合式换热器、蓄热式换热器_三种结构形式。
(2分)3、采用半分开式、球形油膜、复合式三种燃烧室的柴油机,其起动性能山好到差的顺序排列应为半分开式、复合式、球形油膜(2分)4、根据汽油喷射的部位,汽油机燃油喷射方式冇进气管喷射、进气道喷射、气缸内胃喷__________ 三种。
(2分)5、列举出四种间壁式换热器5、管壳式换热器、板式换热器、翅片管式换热器二、简答题(40分)1、列岀你在实习基地所见到的任意两种压缩机、任意两种换热器和任意两种制冷系统。
(6 分)答:活塞压缩机、滚动转了压缩机、涡旋压缩机、螺杆压缩机Z任意两种。
管壳式换热器、板式换热器、翅片管式换热器Z任意两种窗式空调系统、冰箱制冷系统、风冷热泵Z任意两种2、当一台正在运行的风机,通过变速装置使其转速增加,在其它条件不变的情况下,其全压、流量、功率将如何变化?试用图形表示并解释。
(5分)答:全压、功率増加,流量不变。
3、耳出叶轮机械欧拉方程的数学表达式,解释其物理意义。
(至少说岀两点作用)(5分)1、方程表示单位质量流体与叶轮的功能转换关系,表示功能转换的总效果。
2、只与叶片进、出口参数有关,使用方便。
3、理论能量头与u、cu有关。
4、工作机与原动机。
5、不同型式叶轮的应用4、请画出汽轮机单个级的热力过程曲线,并在图中注明冇关符号(包扌舌各个焙降及各项损失)o (6分)级的热力过程曲线5、往复活塞机械有哪三个主要运动部件?它们齐有何作用?(4分)答:往复活塞机械主要有曲轴、连杆和活塞这三个主要运动部件。
热力涡轮机原理引言热力涡轮机是一种通过热力能转化为机械能的装置。
它利用高温高压的工作流体在涡轮叶片上产生冲击力,驱动涡轮旋转,最终驱动工作机械或发电机工作。
本文将深入探讨热力涡轮机的原理及其工作过程。
热力涡轮机的分类热力涡轮机可以根据工作流体的性质和工作原理进行分类。
根据工作流体的性质,可以分为水蒸汽涡轮机、燃气涡轮机和蒸汽-燃气联合循环涡轮机。
根据工作原理,可以分为冲气式涡轮机和反冲式(连续流动)涡轮机。
水蒸汽涡轮机水蒸汽涡轮机是最常见的热力涡轮机类型。
它利用水蒸汽的高温高压冲击涡轮叶片,驱动涡轮旋转,经过逐级调速装置转变成恒速旋转后,将机械能输出给工作机械或发电机。
燃气涡轮机燃气涡轮机使用燃气作为工作流体,通过燃气的高温高压作用于涡轮叶片上,驱动涡轮旋转,输出机械能。
燃气涡轮机具有体积小、重量轻、启动响应快等优点,被广泛应用于航空发动机和工业领域。
蒸汽-燃气联合循环涡轮机蒸汽-燃气联合循环涡轮机结合了水蒸汽涡轮机和燃气涡轮机的优点。
它可以先使用燃气涡轮机提供的热能产生蒸汽,再通过水蒸汽涡轮机驱动涡轮旋转。
这种联合循环可以提高效率和燃料利用率,被广泛应用于发电厂和工业领域。
冲气式涡轮机冲气式涡轮机是最早的一种涡轮机类型。
它利用气流的惯性冲击涡轮叶片,驱动涡轮旋转。
冲气式涡轮机通常用于船舶和轻型飞行器推进系统,具有结构简单、重量轻等优点。
反冲式涡轮机反冲式涡轮机是目前应用最广泛的涡轮机类型。
它通过工作流体在涡轮叶片上的压力冲击和反冲作用驱动涡轮旋转。
反冲式涡轮机通常用于发电厂、船舶和飞机的动力系统中。
热力涡轮机的工作原理热力涡轮机的工作原理可以简单地分为涡轮部分和工作机械(或发电机)部分。
涡轮部分是热力涡轮机的核心部件,它由一系列叶片组成。
工作流体在叶片上产生冲击力,并使涡轮旋转。
涡轮部分通常由高温高压的工作流体直接冲击驱动,因此材料的高温高压性能对涡轮的可靠性和寿命有着重要影响。
工作机械部分(或发电机部分)接收涡轮输出的机械能,并将其转化为有用的功率或电能。