燃气轮机(透平)基础知识和基本原理
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透平机及工作原理-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII透平机及工作原理透平是将流体工质中蕴有的能量转换成机械功的机器,又称涡轮或涡轮机。
透平是英文turbine的音译,源于拉丁文turbo一词,意为旋转物体。
透平的工作条件和所用工质不同,所以它的结构型式多种多样,但基本工作原理相似。
透平的最主要的部件是一个旋转元件,即转子,或称叶轮,它安装在透平轴上,具有沿圆周均匀排列的叶片。
流体所具有的能量在流动中,经过喷管时转换成动能,流过叶轮时流体冲击叶片,推动叶轮转动,从而驱动透平轴旋转。
透平轴直接或经传动机构带动其他机械,输出机械功。
透平机械的工质可以是气体,如蒸汽、燃气、空气和其他气体或混合气体,也可以是液体,如水、油或其他液体。
以水为工质的透平称为水轮机;以蒸汽为工质的透平称为汽轮机;以燃气为工质的透平称为燃气透平。
水轮机--水从高水位水库沿通道流向处于低水位的水轮机的过程中,高水位水的势能变成动能,推动水轮机旋转。
流过水轮机的尾水沿水道流去。
现代水轮机的唯一用途是作为水电站的动力源,带动发电机发电。
汽轮机--它的工质是蒸汽,具有热能。
蒸汽来自燃用矿物燃料的锅炉,或是来自核动力装置加热的蒸汽发生器。
它们产生的高温高压蒸汽以高速度经喷管送到蒸汽透平,驱动转子旋转,输出动力。
蒸汽流速很高,透平转子尺寸较小,所以转速可达10000转/分。
汽轮机主要用于火力发电厂,驱动发电机发电;也用于远洋大型船舶和潜水艇作为主机驱动螺旋桨,推进船舶。
燃气透平--它与压气机、燃烧室成为燃气轮机装置的三大主要部件。
空气供入压气机,压缩成较高压力和温度的压缩空气,流入燃烧室与燃料混合、燃烧,形成高温、高压、高速的燃气流,流入燃气透平并推动燃气透平旋转,经透平轴输出机械功。
燃气透平转速高达每分钟数万转。
现代燃气透平应用最广泛的是作为喷气式飞机的推进动力,有的用作舰船动力、发电厂、尖峰负荷用小型电站,也作为远距离输送天然气的气泵的动力。
透平机工作原理
透平机是一种能够将流体动能转化为机械能的设备,广泛应用
于航空、航天、发电等领域。
它的工作原理主要包括压气机和涡轮
机两个部分。
下面我们将详细介绍透平机的工作原理。
首先,让我们来看看透平机的压气机部分。
压气机的作用是将
空气压缩,提高空气的压力和温度。
当空气通过压气机时,叶片会
将空气加速并压缩,同时温度也会随之升高。
这样处理后的高压高
温空气将被输送到燃烧室,为燃烧提供条件。
接着,让我们来了解透平机的涡轮机部分。
在燃烧室中,燃料
与高压高温空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气。
这些燃气会进
入涡轮机,涡轮机内部装有叶轮,燃气冲击叶轮使其旋转。
叶轮的
旋转驱动着轴上的其他设备,如飞机的涡轮风扇或发电厂的发电机。
透平机的工作原理可以用一个简单的比喻来解释。
就像一个喷
气式发动机,它通过将空气压缩、加热、燃烧,并利用燃气冲击叶
轮来驱动飞机的飞行。
而在发电厂中,透平机则通过类似的方式来
产生动力,驱动发电机发电。
总的来说,透平机工作原理就是利用压气机将空气压缩、加热,然后在涡轮机中利用燃气冲击叶轮来产生动力。
这种工作原理不仅
应用于飞机和发电厂,还广泛应用于船舶、石油化工等领域。
透平
机的工作原理虽然复杂,但是它的应用却极为广泛,为人类的生产
生活带来了巨大的便利。
透平机及工作原理一、引言透平机,也称为涡轮机,是一种将流体能量转换为机械能的旋转式动力机械。
其广泛应用于各种工业领域,如发电、化工、石油、制药等。
透平机具有高效、可靠、低维护等优点,因此在工业界受到广泛欢迎。
本文将详细介绍透平机的工作原理、应用场景、选型依据、未来发展趋势等方面。
二、透平机的工作原理工作原理概述透平机的工作原理基于牛顿第三定律,即作用力和反作用力大小相等,方向相反。
透平机通过接受流体的动力,使转子旋转,从而输出机械能。
流体动力学的应用透平机在流体动力学原理下工作,流体通过特定的流道,使流体产生压力降,从而驱动转子旋转。
不同的流道设计会导致不同的能量转换效率。
能量转换过程在透平机的能量转换过程中,流体的高压、高速、高温等能量转换为转子的旋转机械能。
效率与损失透平机的效率受到多种因素的影响,如流体温度、压力、流速等。
同时,由于磨擦、泄露等因素,会产生损失,降低透平机的效率。
透平机的种类根据不同的工作原理和应用需求,透平机可分为多种类型,如轴流式、离心式、混流式等。
三、透平机的应用场景发电领域透平机广泛应用于发电领域,如燃气轮机、蒸汽轮机等。
它们将燃料的化学能或者热能转换为机械能,进而驱动发机电发电。
化工领域在化工领域,透平机主要用于驱动泵、压缩机等设备,完成化学反应过程的输送和压缩。
石油领域在石油领域,透平机主要用于石油和天然气的开采和运输,驱动钻机、压缩机等设备。
制药领域在制药领域,透平机主要用于药物生产和分离过程中气体的压缩和输送。
其他领域透平机还广泛应用于船舶、航空航天、环保等领域。
四、透平机的选型依据性能参数在选择透平机时,需要根据实际需求考虑性能参数,如功率、效率、转速等。
应用场景与工况条件根据透平机的应用场景和工况条件,选择适合的透平机类型和材料。
例如,高温环境下需要选择耐高温的材料,腐蚀环境下需要选择耐腐蚀的材料。
可靠性要求透平机需要长期稳定运行,因此在选型时应考虑其可靠性。
燃气轮机原理、结构及应用(上、下册)pdf燃气轮机原理、结构及应用(上、下册)PDF一、引言燃气轮机作为一种高效、清洁、低碳的能源转换设备,已经广泛应用于发电、工业驱动、航空航天、交通运输等领域。
本篇文章将详细介绍燃气轮机的原理、结构及应用,帮助读者深入了解这一重要的动力装置。
二、燃气轮机工作原理燃气轮机是一种旋转式热力发动机,它以连续流动的气体为工质,将燃料的化学能转化为机械能。
燃气轮机的主要工作过程包括吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功和排气放热。
在这个过程中,气体依次经过压气机、燃烧室和透平,完成由热变功的热力循环。
1.吸气压缩:燃气轮机的压气机从外界大气环境中吸入空气,并逐级压缩空气。
随着压缩过程的进行,空气的温度和压力逐渐升高。
2.燃烧加热:压缩空气被送到燃烧室,与喷入的燃料混合燃烧,产生高温高压的燃气。
3.膨胀做功:高温高压的燃气进入透平,推动透平叶片旋转。
透平叶片经过设计,使燃气在通过时产生旋转动力,将燃气的压力能转化为机械能。
4.排气放热:经过透平膨胀做功后的燃气,温度和压力降低。
透平排气可以直接排放到大气中,自然放热给环境,也可以通过换热设备回收部分余热。
三、燃气轮机结构燃气轮机的主要结构包括压气机、燃烧室和透平。
1.压气机:压气机是燃气轮机的关键部件之一,负责吸入空气并压缩。
它由多个级数组成,随着级数的增加,空气的压力和温度逐渐升高。
2.燃烧室:燃烧室是燃气轮机中燃料与空气混合燃烧的场所。
燃烧室的设计需要确保高效、安全、稳定的燃烧过程。
3.透平:透平是燃气轮机中将燃气的压力能转化为机械能的关键部件。
透平叶片经过精密设计,使燃气在通过时产生旋转动力,驱动燃气轮机旋转。
四、燃气轮机应用燃气轮机在多个领域具有广泛的应用,包括:1.发电:燃气轮机发电机组具有启动快、调峰能力强、效率高等优点,适用于电力系统的调峰和应急电源。
2.工业驱动:燃气轮机可用于驱动压缩机、泵等工业设备,提高工业生产效率。
透平机及工作原理透平机是一种常用的能量转换设备,广泛应用于汽车发动机、飞机引擎、燃气轮机等领域。
本文将详细介绍透平机的工作原理及其相关知识。
一、透平机的定义和分类透平机是一种利用流体动能产生机械功的设备。
根据透平机的工作原理和结构特点,可以将其分为汽轮机、燃气轮机和水轮机等几种类型。
1. 汽轮机汽轮机是利用高温高压蒸汽的动能来驱动转子旋转,从而产生功的一种透平机。
它由压气机、燃烧室和透平机组成。
压气机将空气压缩后送入燃烧室,燃烧室中的燃料燃烧产生高温高压蒸汽,蒸汽通过透平机的叶片,使叶片产生旋转运动,从而驱动发机电或者其他设备。
2. 燃气轮机燃气轮机是利用高温高压燃气的动能来驱动转子旋转,从而产生功的一种透平机。
它与汽轮机类似,但燃气轮机中的工作介质是燃气,而不是蒸汽。
燃气轮机具有结构简单、启动快速、效率高等优点,广泛应用于航空、航天、能源等领域。
3. 水轮机水轮机是利用水流的动能来驱动转子旋转,从而产生功的一种透平机。
它主要由水轮机叶片和发机电组成。
水流通过水轮机叶片,使叶片产生旋转运动,从而驱动发机电发电。
水轮机是一种利用水能进行能量转换的重要设备,广泛应用于水电站等水利工程。
二、透平机的工作原理透平机的工作原理基于流体动能的转换。
当流体通过透平机叶片时,叶片上的动能将被转化为叶片的旋转动能,从而驱动转子旋转,实现能量转换。
透平机的工作过程可以分为压缩、燃烧和膨胀三个阶段。
1. 压缩阶段在透平机的压缩阶段,流体(蒸汽、燃气或者水流)被压缩至较高的压力和温度。
在汽轮机中,压气机将空气压缩至高压状态;在燃气轮机中,压缩机将进气压缩至高压状态;在水轮机中,水轮机叶片将水流动能转化为机械能,提高水的压力。
2. 燃烧阶段在透平机的燃烧阶段,燃料与空气或者气体混合燃烧,产生高温高压的工作介质。
在汽轮机和燃气轮机中,燃烧室中的燃料燃烧产生高温高压蒸汽或者燃气;在水轮机中,水轮机并不涉及燃烧过程。
3. 膨胀阶段在透平机的膨胀阶段,高温高压的工作介质通过透平机的叶片,使叶片产生旋转运动,从而驱动转子旋转。