1汽轮机工作原理[1]

汽轮机工作原理
汽轮机是利用高速旋转的涡轮叶轮产生动能，以及转换流体内部能量的热机。

其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 压气过程：在汽轮机中，气体（通常为空气或燃气）首先被压缩，提高了气体的压力和温度。

这一步骤通常是通过压缩机来完成，压缩机使用机械或涡轮叶轮将气体压缩。

2. 加热过程：在压缩后，气体进一步加热，提高了其温度和内部能量。

加热通常是通过燃烧燃料来完成的，将燃料喷入到高温高压的燃烧室中，与压缩空气混合并燃烧。

3. 膨胀过程：在加热后，高温高压气体被引导到涡轮叶轮上，涡轮叶轮受到气流的冲击而开始旋转。

这一旋转运动在轴上带动涡轮产生动能，同时也消耗了气体的内部能量。

4. 输出功过程：涡轮带动的轴通过传动装置将旋转动能转变为有用功。

轴可以用来驱动发电机、涡轮泵或其他机械设备。

整个过程中，汽轮机通过将热能转化为机械能或电能，实现了能源转换的目的。

汽轮机的效率通常由其膨胀过程中的能量转化效率来决定，这也是优化设计与运行的关键所在。

汽轮机的工作原理汽轮机是一种重要的能源转换设备，广泛应用于发电、航空、船舶等领域。

它通过将燃料的热能转换为机械能，再进一步转换为电能或动力。

下面将详细介绍汽轮机的工作原理。

1. 蒸汽产生：汽轮机是以水蒸气作为工作介质的，首先需要产生高温高压的蒸汽。

通常使用锅炉将水加热至高温并产生蒸汽。

锅炉内设有水冷壁，当燃料燃烧时释放热能，通过水冷壁传递给水，使水迅速升温并转化为蒸汽。

2. 压力增加：蒸汽经过锅炉后的压力通常较低，需要通过汽轮机的压缩与扩张过程来增加压力。

压缩过程中，燃气通过多级压缩器，逐级提高压力。

扩张过程中，蒸汽通过汽轮机的转子产生动能，将转子带动旋转，从而提取出热能。

3. 能量转换：汽轮机的核心部件是转子。

转子上装有多个叶片，当蒸汽通过叶片时，会改变叶片上蒸汽的动能和压力。

蒸汽逐渐扩张，动能转化为机械能，驱动转子旋转。

转子将机械能传递给发电机或其他设备，实现能量的转换。

4. 排放与循环：汽轮机在工作过程中会产生废气，其中包含大量的烟尘、二氧化碳等物质。

为了减少环境污染，需要经过处理以达到排放标准。

同时，为了提高能源利用率，汽轮机通常采用循环系统，将一部分废气重新引入锅炉再利用。

5. 效率与性能：汽轮机的工作效率通常由热效率和机械效率两部分组成。

热效率是指输入燃料能量中被转化为有用能量的比例，机械效率是指能量转换过程中传递到负载的比例。

提高汽轮机的效率是研发和设计的重要目标，可以通过改进叶片形状、降低内部损失等手段来实现。

6. 应用领域：汽轮机广泛用于发电厂，特别是火电厂，它们使用燃煤、燃油或其他能源来产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮机发电。

此外，汽轮机也被用于航空领域，作为飞机的动力源。

船舶也使用汽轮机作为主要动力设备，提供推进力。

7. 发展趋势：随着科技的进步和对环境保护的要求，汽轮机在结构和材料上都在不断改进。

新型材料而例如高温合金的应用可以提高汽轮机的工作温度和效率。

另外，燃料技术的创新也为汽轮机的发展创造了更多可能，如采用天然气、生物质等作为燃料，减少对传统化石燃料的依赖。

汽輪機工作原理和結構一、汽輪機工作原理汽輪機是將蒸汽の熱能轉換成機械能の蝸輪式機械。

在汽輪機中，蒸汽在噴嘴中發生膨脹，壓力降低，速度增加，熱能轉變為動能。

如圖1所示。

高速汽流流經動葉片3時，由於汽流方向改變，產生了對葉片の衝動力，推動葉輪2旋轉做功，將蒸汽の動能變成軸旋轉の機械能。

圖1 衝動式汽輪機工作原理圖1-軸；2-葉輪；3-動葉片；4-噴嘴二、汽輪機結構汽輪機主要由轉動部分(轉子)和固定部分(靜體或靜子)組成。

轉動部分包括葉柵、葉輪或轉子、主軸和聯軸器及緊固件等旋轉部件。

固定部件包括氣缸、蒸汽室、噴嘴室、隔板、隔板套(或靜葉持環)、汽封、軸承、軸承座、機座、滑銷系統以及有關緊固零件等。

套裝轉子の結構如圖2所示。

套裝轉子の葉輪、軸封套、聯軸器等部件和主軸是分別製造の，然後將它們熱套(過盈配合)在主軸上，並用鍵傳遞力矩。

圖2 套裝轉子結構1-油封環2-油封套3-軸4-動葉槽5-葉輪6-平衡槽汽輪機主要用途是在熱力發電廠中做帶動發電機の原動機。

為了保證汽輪機正常工作，需配置必要の附屬設備，如管道、閥門、凝汽器等，汽輪機及其附屬設備の組合稱為汽輪機設備。

圖3為汽輪機設備組成圖。

來自蒸汽發生器の高溫高壓蒸汽經主汽閥、調節閥進入汽輪機。

由於汽輪機排汽口の壓力大大低於進汽壓力，蒸汽在這個壓差作用下向排汽口流動，其壓力和溫度逐漸降低，部分熱能轉換為汽輪機轉子旋轉の機械能。

做完功の蒸汽稱為乏汽，從排汽口排入凝汽器，在較低の溫度下凝結成水，此凝結水由凝結水泵抽出送經蒸汽發生器構成封閉の熱力迴圈。

為了吸收乏汽在凝汽器放出の凝結熱，並保護較低の凝結溫度，必須用迴圈水泵不斷地向凝汽器供應冷卻水。

由於汽輪機の尾部和凝汽器不能絕對密封，其內部壓力又低於外界大氣壓，因而會有空氣漏入，最終進入凝汽器の殼側。

若任空氣在凝汽器內積累，凝汽器內壓力必然會升高，導致乏汽壓力升高，減少蒸汽對汽輪機做の有用功，同時積累の空氣還會帶來乏汽凝結放熱の惡化，這兩者都會導致熱迴圈效率の下降，因而必須將凝汽器殼側の空氣抽出。

汽轮机工作原理、结构和用途1 汽轮机工作原理汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。

在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。

如图1所示。

高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。

图1 冲动式汽轮机工作原理图1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷嘴2 汽轮机结构汽轮机主要由转动部分(转子)和固定部分(静体或静子)组成。

转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。

固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套(或静叶持环)、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。

套装转子的结构如图2所示。

套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们热套(过盈配合)在主轴上，并用键传递力矩。

图2 套装转子结构1-油封环2-油封套3-轴4-动叶槽5-叶轮6-平衡槽汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。

为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。

图3为汽轮机设备组成图。

来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。

由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。

做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。

为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。

由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。

若任空气在凝汽器内积累，凝汽器内压力必然会升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。

汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。

在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。

如图 1 所示。

高速汽流流经动叶片 3 时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮 2 旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。

图 1 冲动式汽轮机工作原理图1-轴； 2-叶轮； 3-动叶片； 4-喷嘴汽轮机主要由转动部份(转子)和固定部份(静体或者静子)组成。

转动部份包括叶栅、叶轮或者转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。

固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套(或者静叶持环)、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。

套装转子的结构如图 2 所示。

套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别创造的，然后将它们热套(过盈配合)在主轴上，并用键传递力矩。

图 2 套装转子结构1-油封环 2-油封套 3-轴 4-动叶槽 5-叶轮 6-平衡槽汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发机电的原动机。

为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。

图 3 为汽轮机设备组成图。

来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。

由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部份热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。

做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。

为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。

由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，于是会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。

若任空气在凝汽器内积累，凝汽器内压力必然会升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的实用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，于是必须将凝汽器壳侧的空气抽出。

第一章 汽轮机级的工作原理第一节 概 述汽轮机本体中作功汽流的通道称为汽轮机的通流部分。

它包括主汽门、调节汽门、导管、进汽室、各级喷嘴和动叶及汽轮机的排汽管。

现代电站汽轮机均为多级汽轮机，由若干级组成。

由一列喷嘴叶栅和其后紧邻的一列动叶栅构成的工作单元称为汽轮机的级。

因为汽轮机的热功转换是在各 个级内进行的，所以研究级的工作原理是掌握整个汽轮 机工作原理的基础。

一、级的工作过程图1.1.1为某一冲动式汽轮机级的示意图。

喷嘴叶 片安装在隔板体上，动叶片安装在叶轮的外缘上。

喷嘴前截面用0—0表示，喷嘴叶栅和动叶栅之间的截面用l —l 表示，动叶后截面用2—2表示。

这三个截面通常称为级的特征截面或计算截面。

各截面上的汽流参数分 别注以下标0 ， 1和2，如0p 、1p 和2p ，分别表示喷嘴前、喷嘴后和动叶后的蒸汽压力。

在喷嘴通道内，蒸汽由压力0p 膨胀到1p ，温度由0t 下降到1t ，汽流速度相应地由0c 升到1c 。

可见，蒸汽从四嘴的进口到出口实现了由热能向动能的转换。

高速流动的蒸汽由喷嘴出口进入动叶时，给予动叶以冲动力i F 。

通常汽流在动叶槽道中继续膨胀，并转变方向，当汽流离开动叶槽道时，它给叶片以反动力r F (见图1．1．2)，这两个力的合力，推动动叶带动叶轮和轴旋转，作出机械功。

动叶以转速n 绕汽轮机轴旋转，用u 表示动叶平均直径b d 处(即1/2叶高处，见图(1.1.1)的圆周速度，其大小为（1.1.1）其方向为动叶运动的圆周方向。

由于动叶以圆周速度u 运动，所以，以1c 表示的喷嘴出口汽流的绝对速度，是以相对速度1w 进入动叶的。

1c ,u 与1w 构成动叶进口速度三角形，如 图1．1．3（a ）所示，即1w =1c u - （1.1.2） 汽流以相对速度2w 离开动叶，由于动叶以圆周速度u 运动，所以动叶出口汽流的绝对速度是2c 。

2w , u 与2c 构成动叶出口速度三角形，如图1．1．3(a)所示，即2c =2w u - （1.1.3）图中ß表示叶轮旋转平面与相对汽流速度的夹角，ą表示叶轮旋转平面与绝对汽流速度的夹角。

《汽轮机》讲义一、汽轮机的定义与工作原理汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为机械能的旋转式动力机械。

它的工作原理基于牛顿第二定律和热力学定律。

当具有一定压力和温度的蒸汽进入汽轮机后，首先经过一系列的静叶栅，蒸汽的热能转化为动能，蒸汽的流速增加，压力降低。

然后，高速流动的蒸汽冲击动叶栅，推动动叶栅旋转，从而实现将蒸汽的能量转化为机械能。

这个过程中，蒸汽在汽轮机内膨胀做功，压力和温度逐渐降低，最终以乏汽的形式排出汽轮机。

二、汽轮机的结构组成1、静止部分（1）汽缸汽缸是汽轮机的外壳，它将蒸汽与外界大气隔开，形成封闭的空间。

汽缸内部容纳着转子、隔板等部件，承受着蒸汽的压力和温度。

（2）隔板隔板用于将汽缸内部分隔成若干个压力不同的空间，使蒸汽能够按照一定的顺序和规律膨胀做功。

（3）汽封汽封的作用是减少蒸汽在汽缸内的泄漏，提高汽轮机的效率。

2、转动部分（1）转子转子是汽轮机的核心部件，由主轴、叶轮和叶片等组成。

蒸汽推动叶片旋转，从而带动转子转动。

（2）叶片叶片分为动叶片和静叶片。

动叶片安装在转子上，接受蒸汽的冲击力而旋转；静叶片安装在隔板上，引导蒸汽的流动方向。

三、汽轮机的分类1、按工作原理分类（1）冲动式汽轮机蒸汽主要在动叶栅中膨胀，在动叶栅中蒸汽改变流动方向时，对动叶栅产生冲动力，使转子旋转。

（2）反动式汽轮机蒸汽在动叶栅和静叶栅中都膨胀，在蒸汽膨胀过程中，对动叶栅和静叶栅都产生作用力，使转子旋转。

2、按热力特性分类（1）凝汽式汽轮机排汽进入凝汽器凝结成水，蒸汽在汽轮机中作功后，几乎全部热量都被冷凝器带走。

（2）背压式汽轮机排汽压力高于大气压力，排汽可以用于供热或其他用途。

（3）抽汽式汽轮机在汽轮机的中间级抽出部分蒸汽用于供热或其他用途。

3、按蒸汽参数分类（1）低压汽轮机主蒸汽压力小于 15MPa。

（2）中压汽轮机主蒸汽压力为 20 40MPa。

（3）高压汽轮机主蒸汽压力为 60 100MPa。

（4）超高压汽轮机主蒸汽压力为 120 140MPa。

汽轮机的工作原理汽轮机是一种利用蒸汽压力产生动力的热机，它是由汽轮机本体和汽轮机辅机组成的。

汽轮机是利用蒸汽的动能来推动涡轮旋转，从而产生功率的装置。

它广泛应用于发电厂、船舶、飞机等领域，是现代工业中不可或缺的动力设备。

下面我们来详细了解一下汽轮机的工作原理。

首先，汽轮机的工作原理涉及到热力学和动力学的知识。

在汽轮机中，蒸汽由高压进入汽轮机，然后在涡轮叶片上产生动能，推动涡轮旋转。

涡轮旋转的功率通过轴传递到负载上，从而驱动负载工作。

在这个过程中，燃料燃烧产生高温高压的蒸汽，蒸汽的动能转化为机械能，完成了能源的转换。

其次，汽轮机的工作原理还涉及到热力循环的过程。

汽轮机的热力循环一般包括蒸汽发生器、汽轮机、凝汽器和再生器等部件。

在热力循环中，蒸汽在高温高压下进入汽轮机，推动涡轮旋转，然后蒸汽失去动能，变成低温低压的凝汽水，最终被再次加热成为高温高压的蒸汽，完成了一个循环。

这种热力循环的过程保证了汽轮机能够持续地产生动力。

此外，汽轮机的工作原理还与涡轮机的工作原理相关。

涡轮机是汽轮机的核心部件，它是利用动能原理将蒸汽的动能转化为机械能的装置。

涡轮机根据其结构和工作介质的不同，可以分为汽轮机、水轮机和气轮机等。

而汽轮机则是以水蒸气作为工作介质的一种涡轮机。

涡轮机的工作原理决定了汽轮机的工作原理，它们是密不可分的。

总的来说，汽轮机的工作原理是基于热力学和动力学的知识，利用蒸汽的动能来推动涡轮旋转，从而产生功率。

通过热力循环的过程，汽轮机能够持续地产生动力。

涡轮机作为汽轮机的核心部件，是实现能源转换的关键。

汽轮机的工作原理是现代工业中非常重要的一部分，它为各种设备和机械提供了动力支持，推动着工业的发展。