最新《燃气轮机与联合循环》第三章 燃气轮机各部件的工作原理教案资料
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燃气轮机装置的工作原理燃气轮机装置是一种比较新型的动力装置。
最简单的燃气轮机装置包括三个主要部件:压气机、燃气轮机和燃烧室,下图是其流程示意图。
空气和燃料分别经压气机与泵增压后送入燃烧室,在其中燃料与空气混合并燃烧,释放出热能。
燃烧所产生的燃气吸热后温度升高,然后流入燃气轮机边膨胀边作功,作功后的气体排向大气并向大气放热。
重复上述升压、吸热、膨胀与放热过程,连续不断地将燃料的化学能转换成热能,进而转换成机械能。
第一章概述1. 1 燃气轮机简介燃气轮机(Gas Turbine)是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械,包括压气机、加热工质的设备(如燃烧室)、透平、控制系统和辅助设备等。
走马灯(见图1—1)是燃气轮机的雏形,我国在11世纪就有走马灯的记载,它靠蜡烛在空气中燃烧后产生的亡升热气推动顶部风车及其转轴上的纸人马一起旋转。
15世纪末,意大利人列奥纳多·达芬奇设计的烟气转动装置,其原理与走马灯相同。
现代燃气轮机发动机主要山压气机、燃烧室和透平三大部件组成。
当它正常丁作时,工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等四个工作过程而完成一个由热变功转化的热力循环。
图1—2所示为开式简单循环燃气轮机工作原理图。
压气机从外界大气环境吸人空气,并逐级压缩(空气的温度与压力也将逐级升高);压缩空气被送到燃烧室与喷人的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气;然后再进入透平膨胀做功;最后图l—1 走马灯是工质放热过程,透平排气可直接排到大气,自然放热给外界环境,也可通过各种换热没备放热以回收利用部分余热。
在连续重复完成上述的循环过程的同时,发动机也就把燃料的化学能连续地部分转化为有用功。
一般,透平的膨胀功约2/3用于带动压气第1页机,1/3左右才是驱动外界负荷的有用功。
燃气轮机有重型与轻型两类结构型式,重型的零部件较厚重,设计寿命与大修寿命都长;轻型的结构紧凑而轻,所用的材料较好,但寿命较短。
燃气轮机课程燃气轮机是一种利用燃气燃烧产生的高温高压气体来驱动轴承转动的动力设备,广泛应用于电力、航空航天、石化等领域。
燃气轮机课程旨在介绍燃气轮机的工作原理、结构特点、性能参数以及应用领域等相关知识,为学习者提供深入了解燃气轮机的机会。
一、燃气轮机的工作原理燃气轮机的工作原理与内燃机类似,都是通过燃烧燃料产生高温高压气体,然后利用气体的膨胀驱动轴承旋转。
燃气轮机的燃烧室中燃料与空气混合并燃烧,产生的高温高压气体通过涡轮机械装置驱动轴承转动,最后将功率输出。
相比于内燃机,燃气轮机具有结构简单、运行稳定、效率高等优点。
二、燃气轮机的结构特点燃气轮机由压气机、燃烧室、涡轮机和传动装置等部分组成。
压气机负责将空气压缩,提高进气压力;燃烧室将燃料与压缩空气混合并燃烧产生高温高压气体;涡轮机利用高温高压气体的膨胀驱动轴承旋转;传动装置将轴承的旋转运动转化为有用的功率输出。
燃气轮机的结构紧凑,体积小,适合应用于空间有限的场合。
三、燃气轮机的性能参数燃气轮机的性能参数主要包括功率、热效率、压比和转速等。
功率是燃气轮机输出的机械功率,通常以千瓦或兆瓦为单位。
热效率是燃气轮机将燃料中的化学能转化为机械能的比例,是衡量燃气轮机能源利用程度的重要指标。
压比是指压缩机出口气体的压力与进口气体的压力之比,是燃气轮机性能的重要指标之一。
转速是指轴承旋转的速度,通常以转/分钟为单位。
四、燃气轮机的应用领域燃气轮机在电力、航空航天、石化等领域有广泛的应用。
在电力领域,燃气轮机常用于燃气发电站,通过燃气轮机驱动发电机发电,具有快速启动、高效率、低排放等优点。
在航空航天领域,燃气轮机被用作飞机的动力装置,具有推力大、重量轻、响应灵敏等特点。
在石化领域,燃气轮机被广泛应用于炼油、化工等工艺过程中,提供动力支持。
总结:燃气轮机课程是了解燃气轮机工作原理、结构特点、性能参数和应用领域的重要途径。
通过学习燃气轮机课程,可以深入了解燃气轮机的工作原理,理解其结构特点和性能参数,掌握燃气轮机在电力、航空航天、石化等领域的应用。