透平机资料珍藏版
- 格式:pdf
- 大小:1.47 MB
- 文档页数:69
透平机及工作原理透平机是一种常见的能量转换设备,广泛应用于航空、能源和工业领域。
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能够将流体动能转化为机械能的设备。
根据其工作原理和应用领域的不同,透平机可以分为压气机和涡轮机两大类。
1. 压气机:压气机是透平机的一种,主要用于将气体压缩或者增压。
它通过旋转叶片将气体吸入并压缩,然后将压缩后的气体排出。
压气机广泛应用于空气压缩机、气体增压器等领域。
2. 涡轮机:涡轮机是透平机的另一种形式,主要用于将流体的动能转化为机械能。
涡轮机通过流体的冲击作用,驱动叶轮旋转,从而实现能量转换。
涡轮机主要包括汽轮机、水轮机等。
二、透平机的工作原理透平机的工作原理可以简单概括为流体通过叶片的作用,使叶轮旋转,从而实现能量转换。
下面以涡轮机为例,详细介绍透平机的工作原理。
1. 涡轮机的构成涡轮机主要由叶片、叶轮和机壳组成。
叶片是透平机的核心部件,它们负责将流体的动能转化为叶轮的转动动能。
叶轮是由多个叶片组成的旋转部件,通过流体的冲击力驱动其旋转。
机壳则用于固定叶轮和叶片,同时起到导流和流体分流的作用。
2. 涡轮机的工作过程涡轮机的工作过程可以分为吸入、加速、冲击和排出四个阶段。
- 吸入阶段:流体通过进口进入涡轮机,流经叶片,使叶轮开始旋转。
- 加速阶段:流体在叶片的作用下加速,同时叶轮也随之加速。
- 冲击阶段:流体在叶轮上产生冲击力,将动能转化为叶轮的转动动能。
- 排出阶段:流体离开叶轮,通过出口排出涡轮机。
涡轮机的工作过程是一个连续循环的过程,流体不断地进入、加速、冲击和排出,从而不断地将流体的动能转化为机械能。
三、透平机的应用领域透平机作为一种重要的能量转换设备,广泛应用于各个领域。
1. 航空领域:透平机在航空发动机中起到关键作用,它们负责将燃气产生的动能转化为推力,推动飞机飞行。
2. 能源领域:透平机在能源领域中广泛应用于发电厂和热电厂。
微型透平机的相关知识(一)透平机是指一类具有叶片的动力式流体机械的统称。
透平机的结构组成透平机的分类透平机的工作过程透平机的工作原理透平机的能量转换热力系:热力学中,把研究的对象用某种边界包围起来,边界内的特定物质称为热力学系统闭口系(控制质量系统):系统与外界之间没有物质交换时,这种系统称为闭口系统。
闭口系统内包含的物质质量为一不变的常量。
闭口系统具有恒定的质量,但具有恒定质量的系统不一定都是闭口系统。
开口系统(控制容积系统)是指与外界有物质交换的系统。
简单系统、绝热系统、孤立系统均匀系统、非均匀系统、单元系统、多元系统。
热力系统的基本状态参数压力:流体单位面积上所作用力的法向分量称为压力。
p=F n/A式中,F n为作用于面积A上的力的法向分量。
比容:单位质量的工质所占的容积。
v=V/m温度:温度是确定一个系统与其他系统是否处于热平衡的共同特性函数,它对于相互处于热平衡的所有系统都具有相同的数值。
温度是热平衡的判断依据。
平衡状态在不受外界影响(重力场除外)的条件下,如果系统的状态参数不随时间变化,则该系统所处的状态称为平衡状态。
(不存在不平衡势差)平衡与稳定、平衡与均匀准静态过程与可逆过程准静态过程:如果造成系统状态改变的不平衡势差无限小,以致该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态,这样的过程称为准静态过程。
可逆过程:系统经历一个过程后,如令过程逆行而能使系统与外界同时恢复到初始状态而不留下任何痕迹,则此过程称为可逆过程。
耗散效应和非准静态过程都会导致过程的不可逆性。
无耗散的准静态过程为可逆过程。
热量与熵热量是系统与外界之间依靠温差所传递的能量。
熵:容积变化功的标志是广延参数(热力系中与所含物质数量有关的物理量)V的微小增量dV,那么,传热的标志一定也是某个广延参数的微小增量。
我们把这个新的广延参数叫做熵。
熵的定义式:dS=δQ revT熵变、熵产、熵流系统中熵的变化简称为“熵变”。
系统中熵的变化来自两个方面:一是不可逆过程,其引起的熵的变化叫“熵产”,记作d S g,熵产成为过程不可逆性程度的度量。
第七章蒸汽轮机基础知识汽轮机的工作原理汽轮机的要紧元件是由喷嘴(也称静叶)与动叶(也称叶片)两个部件组成。
喷嘴固定在机壳或隔板上,动叶固定在轮盘上。
蒸汽通过喷嘴时,压力下降,体积膨胀形成高速汽流,推动叶轮旋转而作功。
若是蒸汽在叶片中压力再也不降低,也确实是蒸汽在叶片通道中的流速(即相对速度)不转变,只是依托汽流对叶片的冲击力量而推动转子转动,这种汽轮机称为冲动式,也称压力级,在工业中应用普遍。
若是蒸汽在叶片中继续膨胀(简称相对速度)比入口时要大,这种汽轮机的作功不仅由于蒸汽对叶片的冲击力,而且还有由于蒸汽相对速度的转变而产生的庞大的反作使劲,因此这种汽轮机称为反动式汽轮机。
只有一列喷嘴和一列动叶片组成的汽轮机叫单级汽轮机。
由几个单级串联起来叫多级汽轮机。
由于高压蒸汽一次降压后汽流速度极高,因此叶轮转速极高,将超过目前材料许诺的强度。
因此采纳压力分级法,每次在喷嘴中压力降都不大,因此汽流速度也不高,高压蒸汽经多级叶轮后能量既充分取得利用而叶轮转速也不超过材料强度许可范围。
这确实是采纳多级汽轮机的缘故。
若是由于蒸汽离开每一级叶片的流速仍高,为了充分利用汽流的动能,可用导向叶片将汽流引入第二排叶片中(每一个叶轮可安装二排叶片)进一步推动转轴做功,这称为速度分级,简称速度级(又称复速级)。
速度级经常使用于小型汽轮机,或汽轮机的第一级。
蒸汽轮机本体组成汽轮机包括汽轮机本体、调剂保安装置及辅助设备三大部份。
一、蒸汽轮机本体蒸汽轮机本体包括:静体(固定部份)--汽缸、喷嘴、隔板、汽封等;转子(转动部份)--轴、叶轮、叶片等;轴承(支承部份)--径向轴承和止推轴承。
一、汽缸汽缸本身是水平剖分为上下部份,上下缸又各分有前后缸。
前缸因温度高用铸钢制造,后缸温度低用铸铁制造。
汽轮机组在起动或停机、增减负荷时,缸体温度均会上升或下降,会产生热胀和冷缩现象。
由于温差转变,热膨胀幅度可由几毫米至十几毫米。
但与汽缸连接的台板温度转变很小,为保证汽缸与转子的相对位置,在汽缸作为台板间装有适当间隙的滑销系统,其作用是:a、保证汽缸和转子的中心一致,幸免因机体膨胀造成中心转变,引发机组振动或动、静之间的摩擦;b、保证汽缸能自由膨胀,以避免发生过大应力而引发变形;c、使静子和转子轴向与径向间隙符合要求。
透平机及工作原理一、引言透平机是一种常见的工程机械设备,广泛应用于能源、化工、航空航天等领域。
本文将详细介绍透平机的工作原理,包括透平机的结构组成、工作原理及其应用领域。
二、透平机的结构组成1. 透平机的主要部件包括压气机、燃烧室、涡轮、排气系统和控制系统等。
2. 压气机:用于将空气压缩并送入燃烧室,通常由多级叶轮组成。
3. 燃烧室:将燃料与压缩空气混合并燃烧,产生高温高压气体。
4. 涡轮:由高温高压气体推动,通过转动驱动压气机和其他设备。
5. 排气系统:将燃烧后的废气排出透平机,通常包括排气管道和消声器等。
6. 控制系统:用于监测和控制透平机的工作状态,保证其安全运行。
三、透平机的工作原理1. 压气机工作原理:(1) 空气进入压气机,经过多级叶轮的作用,逐级被压缩。
(2) 压缩空气的温度和压力逐级增加,同时速度减小。
(3) 压缩空气经过最后一级叶轮后,进入燃烧室。
2. 燃烧室工作原理:(1) 燃料通过喷嘴喷入燃烧室,与压缩空气混合并点燃。
(2) 燃烧产生的高温高压气体通过喷嘴喷向涡轮。
3. 涡轮工作原理:(1) 高温高压气体喷向涡轮叶片,使叶片转动。
(2) 涡轮转动的动能转化为机械能,驱动压气机和其他设备运转。
4. 排气系统工作原理:(1) 燃烧后的废气通过排气管道排出透平机。
(2) 排气管道中通常设置消声器,减少噪音。
四、透平机的应用领域1. 能源领域:透平机广泛应用于发电厂的汽轮机、燃气轮机等设备中,将化学能转化为电能。
2. 化工领域:透平机用于化工厂的压缩机、泵站等设备中,实现气体的压缩和输送。
3. 航空航天领域:透平机是飞机和火箭的重要动力装置,用于提供推力和驱动液压系统等。
4. 石油石化领域:透平机用于炼油厂的压缩机、蒸汽涡轮等设备中,实现原油的加工和转化。
5. 其他领域:透平机还可应用于冶金、轨道交通、船舶等领域,满足各种动力需求。
五、总结透平机是一种重要的工程机械设备,它通过压缩空气、燃烧燃料和转动涡轮等工作原理,实现能量转化和动力输出。
透平机及工作原理透平机是一种常见的工程机械设备,广泛应用于能源领域、航空航天、石油化工等行业。
本文将详细介绍透平机的工作原理及其相关知识。
一、透平机的定义与分类透平机是一种将流体的动能转化为机械能的设备,主要由转子、定子和流体入口、出口等组成。
根据工作原理和结构特点的不同,透平机可以分为压气机和涡轮机两大类。
1. 压气机压气机是将气体压缩到较高压力的透平机,主要用于提供压缩空气、气体增压等工作。
常见的压气机有离心式压气机、轴流式压气机和往复式压气机等。
2. 涡轮机涡轮机是将流体的动能转化为机械能的透平机,主要用于发电、动力传输等工作。
根据流体类型的不同,涡轮机可以分为水轮机、汽轮机温和轮机等。
二、透平机的工作原理透平机的工作原理基于流体动力学和热力学原理,主要包括压气机的压缩过程和涡轮机的膨胀过程。
1. 压气机的工作原理压气机的工作过程主要包括吸气、压缩和排气三个阶段。
(1)吸气阶段:流体通过入口进入压气机,流经转子和定子之间的叶片通道,受到叶片的作用,流体的动能逐渐增加。
(2)压缩阶段:流体在叶片通道中受到叶片的压力作用,流体的动能转化为静压能,流体被压缩到较高压力。
同时,由于涡旋效应的作用,流体的速度增加,流体的压力和温度也随之升高。
(3)排气阶段:压缩后的流体通过出口排出压气机,流体的压力和温度较高。
2. 涡轮机的工作原理涡轮机的工作过程主要包括进气、膨胀和排气三个阶段。
(1)进气阶段:流体通过入口进入涡轮机,流经转子和定子之间的叶片通道,受到叶片的作用,流体的动能逐渐增加。
(2)膨胀阶段:流体在叶片通道中受到叶片的作用,流体的动能转化为机械能,推动转子旋转。
同时,由于涡旋效应的作用,流体的速度减小,流体的压力和温度也随之降低。
(3)排气阶段:膨胀后的流体通过出口排出涡轮机,流体的压力和温度较低。
三、透平机的应用领域透平机作为一种重要的工程机械设备,广泛应用于以下领域:1. 能源领域:透平机在发电厂中作为主要的发电设备,常见的有汽轮机和水轮机等。
透平机及工作原理一、透平机简介透平机是一种常见的能量转换设备,广泛应用于航空、能源、化工等领域。
它通过透平叶片与工作介质之间的相互作用,将流体的动能转化为机械能或者电能。
二、透平机的工作原理透平机的工作原理主要包括透平叶片的运动和工作介质的流动。
1. 透平叶片的运动透平叶片是透平机的核心部件,其运动方式可以分为旋转式和往复式两种。
旋转式透平叶片:透平叶片固定在转子上,随着转子的旋转而产生相对运动。
当工作介质通过透平叶片时,叶片受到流体的冲击力,从而产生转矩,推动转子旋转。
往复式透平叶片:透平叶片固定在定子上,转子在叶片的作用下做往复运动。
当工作介质通过透平叶片时,叶片将流体的动能转化为机械能,推动转子做往复运动。
2. 工作介质的流动透平机的工作介质可以是气体或者液体。
工作介质在透平叶片的作用下,经过压缩、加热、膨胀等过程,实现能量的转化。
工作介质的流动过程可以分为进口、压缩、膨胀和排出四个阶段。
进口阶段:工作介质从进口进入透平机,流经进口管道,进入透平叶片的工作区域。
压缩阶段:透平叶片将工作介质压缩,使其内部能量增加。
膨胀阶段:经过压缩的工作介质进一步膨胀,释放出部份能量。
排出阶段:工作介质从透平机的出口排出,完成一个工作循环。
三、透平机的应用领域透平机在各个领域都有广泛的应用。
1. 航空领域:透平机是喷气发动机的核心部件,通过将燃油燃烧产生的高温高压气体推动透平叶片旋转,从而提供动力推动飞机前进。
2. 能源领域:透平机在能源领域的应用包括燃气轮机和蒸汽轮机。
燃气轮机利用燃气燃烧产生的高温高压气体推动透平叶片旋转,驱动发机电发电。
蒸汽轮机则利用水蒸汽的膨胀能力推动透平叶片旋转,产生机械能或者电能。
3. 化工领域:透平机在化工领域的应用包括压缩机和膨胀机。
压缩机通过透平叶片将气体压缩,提高气体的密度和压力,用于输送气体或者进行化学反应。
膨胀机则通过透平叶片将高压气体膨胀,降低气体的压力和温度,用于制冷或者能量回收。
《透平机械原理》课程学习辅导材料第一篇:《透平机械原理》课程学习辅导材料透平机械原理汽轮机的级:将高温、高压蒸汽所具有的热能转换为机械功的基本单元,主要是由一列喷嘴叶栅和一列动叶栅组成。
反动度:蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的滞止理想焓降之比,用来衡量动叶栅中蒸汽的膨胀程度。
滞止参数:具有一定流动速度的蒸汽,如果假想蒸汽等熵地滞止到速度为零时的状态,该状态为滞止状态,其对应的参数称为滞止参数。
速度比:将(级动叶的)圆周速度u与喷嘴出口(蒸汽的)速度c1的比值定义为速度比部分进汽度:工作喷嘴所占的弧长与整个圆周之比。
调节级:外界负荷变化时,依靠依次启闭的调节阀改变汽轮机第一级的通流面积来改变机组负荷的级。
汽轮机的轮周效率:指1kg/s蒸汽在级内所做的轮周功与蒸汽在该级中所具有的理想能量之比。
过热度:蒸汽的温度比饱和温度还高的度数。
余速损失:蒸汽流出动叶的速度损失。
漏汽损失:汽轮机动静部件存在间隙,且间隙前后存在压力差,这使工作蒸汽的一部分不通过主流通道,而是经过间隙,由此形成的漏汽造成的损失。
冲动原理:蒸汽主要在喷管叶栅中膨胀,而在动叶栅中基本不膨胀,只随汽道形状改变其流动方向,汽流改变流动方向时对汽到产生离心力,这样的做功原理。
反动原理:蒸汽既在喷管叶栅中膨胀,也在动叶栅中膨胀,且膨胀程度大致相等,这样的做功原理。
按工作原理、热力过程特性、蒸汽流动方向、新蒸汽参数等对汽轮机进行分类,汽轮机可分为哪些类型?按新蒸汽参数分类时,相应类型汽轮机的新汽压力等级是什么?按工作原理可分为:冲动式汽轮机和反动式汽轮机按热力过程特性可分为:凝汽式汽轮机;调整抽汽式汽轮机;背压式汽轮机;中间再热式汽轮机。
按蒸汽流动方向可分为:轴流式汽轮机;辐流式汽轮机按新蒸汽参数可分为下列几种类型,相应的压力等级同时列于下面:低压汽轮机新汽压力为1.18~1.47 MPa;中压汽轮机新汽压力为1.96~3.92 MPa;高压汽轮机新汽压力为5.88~9.8 MPa;超高压汽轮机新汽压力为11.77~13.73 MPa;亚临界汽轮机新汽压力为15.69~17.65 MPa;超临界汽轮机新汽压力超过22.16 MPa;蒸汽对动叶片冲动作用原理的特点是什么?答:蒸汽只在喷嘴中膨胀,在动叶汽道内不膨胀加速,只改变流动方向。
透平机透平机:原理、应用与发展引言透平机,也被称为轴流压缩机,是一种常见的动力设备。
它通过将气体推入由转子或叶片组成的放射性通道中来提高气体的压力,并产生气体的动能。
透平机在各个领域都有广泛的应用,包括航空航天、能源和制造业。
本文将介绍透平机的工作原理、现有的主要应用领域以及未来的发展前景。
一、工作原理透平机的基本原理是通过转子或叶片将气体推动到放射性通道中,并通过转子的旋转运动提高气体的压力和速度。
具体来说,透平机包括一个转子和一个静止的固定部分。
转子由叶片或转子组成,封闭在壳体内。
当气体进入透平机时,它被推到离心式放射路径中,同时在旋转的转子的作用下,气体被加压并加速。
透平机有两种基本类型:压缩机和涡轮机。
压缩机用于增加气体的压力,常见于空气压缩、涡轮增压器和燃气轮机中。
涡轮机则将气体的动能转化为机械能,常见于汽车涡轮增压器和风力发电机中。
二、主要应用1. 航空航天透平机在航空航天领域中发挥着关键作用。
喷气发动机是透平机的一个典型应用。
在喷气发动机中,高速喷出的燃气产生了大量的推力,驱动飞机向前飞行。
透平机的高效能和可靠性使其成为喷气发动机的核心组件。
此外,透平机还被用于辅助动力装置,如辅助动力装置(APU)。
APU为飞机提供电力和压缩空气,以满足飞行中的各种需求。
2. 能源透平机在能源领域也扮演着重要的角色。
燃气轮机是一种常见的能源转换设备,它使用燃气驱动透平机并产生电力。
燃气轮机的高效能和可调节性使其成为电力行业的主要选择之一。
此外,透平机还被广泛应用于水力发电和核能发电。
在水力发电中,透平机通过水流的动能来驱动发电机,将机械能转换为电能。
在核能发电中,透平机将核蒸汽转化为机械能,进而产生电力。
3. 制造业透平机在制造业中也有广泛应用。
例如,透平机被用于工厂的压缩空气系统和热泵系统中。
透平机通过将空气或制冷剂压缩和加热,提供所需的工艺空气和热能。
这在制造业的生产过程中起着至关重要的作用。