燃气轮机主要结构(燃气轮机原理、结构与应用)

海潮机械 2023-01-29 17:12 编辑:admin 179阅读

1. 燃气轮机原理、结构与应用

蒸汽火车,那是用锅炉烧出蒸汽后去推动往复机做功;如一楼所说,舰用蒸汽轮机也是先用锅炉烧出高温高压水蒸气,但之后不是去推动往复机,而是用蒸汽推动回转式的涡轮机;蒸汽涡轮机烧的不是煤,是重油。而燃气轮机同飞机用的相同,就是从航空发动机借鉴而来;他不用向蒸汽轮机那样先要用锅炉产生工质,而是直接把

燃料和空气的混合物直接喷进涡轮机去燃烧做功。

故,二者的相同是都有一个涡轮机,不同处是一个有锅炉,另一个没有锅炉。一个工质是水蒸气,另一个是燃气。燃-燃联合动力系统分COGOG和COGAG,其中的"O"是OR,A是AND;故,COGOG是指巡航用巡航燃气轮机,加速用加速燃气轮机。COGAG的意思是巡航和加速都用两台相同型号的燃气轮机。

CODOD和CODAD是柴-柴联合动力,意思同上,只是指柴油机而已。至于CODOG也是同样意思,巡航时用燃油经济性好的柴油机;之所以巡航时要用专门的机器,,主要考虑经济性和巡航距离,有时可考虑选用过硬品牌的民品。战术需要时才用加速动力,这个动力装置一般较耗油并很名贵,要尽量省着用。

蒸汽轮机用重油为燃料,是一种石油的初级产品。燃气轮机的燃料是航空煤油。

2. 燃气轮机的基本结构和工作原理

燃气轮机的工作原理是: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做功,推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转。

燃气轮机一般用在大型机器设备上作动力,比如大型商用轮船,军事上用在军舰,航母,潜水艇作为动力,还有坦克,发电站也用燃气轮机作为动力。

3. 燃气轮机的结构

一、用途不同 航空发动机主要用于航空动力,其整机重要指标:推力型的侧重推重比、耗油率、比功、单位迎风面积推力等;功率型的侧重功重比、耗油率、比功等。

燃气轮机主要用于电力、工业、舰船和国防陆用等领域作为动力装置,通常是由航空发动机衍生出来的,而后独立发展的高技术产品。

其能量输出方式只有功率输出,整机重要指标:陆用型侧重热效率、比功、使用寿命等;车船型侧重热效率、比功、使用寿命、单位体积功率等。

二、组成部件不同 航空发动机和燃气轮机二者由于组成的部件不同,部件间的匹配关系不同。

航空发动机追求先进气动热力设计、高热力循环参数;追求高推重比、高功重比;追求矢量推力技术、隐身技术、高机动下的工作稳定性技术;需要考虑防冰冻、防鸟撞、防雷击等。

燃气轮机追求高热效率、低成本、耐久性、高可靠性、长寿命设计技术;追求先进燃气/蒸汽联合循环、间冷、回热、再热等复杂的热力循环技术,提高循环热效率。

三、压气机不同 航空发动机压气机追求的指标是在高效率和高稳定性的前提下尽量降低自重和减小迎风面积(风扇除外),满足非常宽的飞行包络线,而长寿命(即大修时间间隔)以及生产和制造成本是次要因素。

燃气轮机的压气机则是追求在高效率和高稳定性的同时,尽量延长压气机的寿命,降低生产和制造成本,而自重则是次要因素。

四、燃烧设计不同 航空发动机追求短环形燃烧室设计,高温升、高热容强度燃烧室设计技术;高空再点火和高空稳定燃烧技术;对民用航空发动机还要求高效低排放燃烧室设计技术。

燃气轮机尤其是重型燃气轮机,其结构多为管-环结合的干式低排放燃烧室。

追求油/气互换,合成气、中低热值气多燃料适应性,干式低NOx燃烧技术。

新一代重型燃气轮机多采用纯氢和富氢燃料,实现近零排放燃烧室设计技术。

五、透平不同 透平必须采用先进的气动设计高效率地转化能量,同时必须能够在极端的工作环境中保证工作的可靠性。

航空发动机透平进口温度更高,且叶片截面小,叶片短,采用气冷方式,高、低压透平或动力涡轮设计追求高负荷、高效率的气动设计;追求新型高7a686964616fe59b9ee7ad9431333431366265效冷却透平叶片设计技术,高负荷、高可靠性透平结构设计技术,对转涡轮设计技术和流热固多场耦合分析技术等。

燃气轮机尤其是重型燃气轮机,透平进口温度相对较低,透平叶片截面大,叶片长,既可采用空气冷却技术、也可采用蒸汽/空气综合冷却技术,多级透平设计追求高气动效率和长寿命。

来源:中国科学院——燃气轮机与航空发动机的关系—血浓于水与龙生九子

4. 燃气轮机原理,结构与应用

活塞燃气轮机原理是以连续流动的气体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,是一种旋转叶轮式热力发动机。

压气机从外界大气环境吸入空气,并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压,同时空气温度也相应提高;压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体;然后再进入到涡轮中膨胀做功。

5. 简述燃气轮机的工作原理

燃气轮机一般是用天然气提供能量的,也可以换用其他燃料,比如汽油、柴油等等。

工作时,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做功,推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转,带动推进机工作。

加热后的高温燃气的做功能力显著提高,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,并输出电功。