汽轮机的工作原理讲解
汽轮机工作原理及结构
汽轮机工作原理及结构汽轮机是一种热力机械设备，其工作原理是利用高温和高压下的高速蒸汽通过叶轮叶片的作用，驱动轴，从而将热能转化为机械能。
汽轮机具有高效率、大功率、可靠性高等优点，广泛应用于发电、船舶、火车等领域。
本文将介绍汽轮机的工作原理及其结构组成。
### 一、汽轮机的工作原理汽轮机的工作原理基于卡诺循环的热力学理论，并且符合热力学第一、第二定律。
其工作过程可分为四个主要步骤：压缩、加热、膨胀、排放。
下面将对每个步骤进行详细说明：1. 压缩过程：在压缩过程中，汽轮机从外部介质（如空气、燃气等）吸入气体，并将其压缩至较高的压力。
这一步骤一般利用压缩机完成，其主要目的是提高进入汽轮机的工作流体的压力和密度，以便提高膨胀过程的能量转化效率。
2. 加热过程：在加热过程中，压缩后的工作流体进入锅炉或燃烧室，与燃料发生反应并吸收热量。
这使得工作流体的温度和能量进一步增加。
加热过程一般通过燃烧器来完成，通过燃料的燃烧释放的热量将水转化为高温高压的蒸汽。
3. 膨胀过程：在膨胀过程中，高温高压的蒸汽进入汽轮机的叶轮叶片中，使叶轮以高速旋转。
这一过程中，蒸汽的热能被转化为机械能，从而驱动汽轮机的输出轴转动。
4. 排放过程：在排放过程中，膨胀后的工作流体离开汽轮机，并进入冷凝装置或排放系统。
蒸汽在冷凝器中冷却并凝结为水，然后被泵送回锅炉以完成循环。
排放过程的主要目的是回收剩余的热量，并将工作流体恢复为液体状态，以便重新进入压缩过程。
以上四个步骤连续循环进行，从而使汽轮机持续输出机械能，满足各类工业和交通运输领域的需求。
### 二、汽轮机的结构组成汽轮机通常由以下几个主要组成部分构成：压缩机、燃烧器、涡轮机、冷却系统和辅助系统。
下面将对每个部分进行详细介绍。
1. 压缩机：压缩机是汽轮机中的重要组成部分，其主要功能是提高进入汽轮机的工作流体的压力和密度。
压缩机一般采用离心式、轴流式或混流式结构，通过旋转的叶轮将气体压缩并提供给燃烧器。
汽轮机的工作原理讲解
汽轮机的工作原理讲解
汽轮机是一种利用燃料燃烧释放的热能，通过燃气在高温和高压条件
下对涡轮叶片进行推动，从而驱动发电机产生电能的热能转换设备。
它的
工作原理基于热力学循环原理，主要包括热能转换、能量变化、动力传递
和工作过程四个方面。
1.热能转换过程：
2.能量变化过程：
高温高压的燃气通过喷嘴进入涡轮，燃气对涡轮叶片的推动力会导致
涡轮旋转。
而涡轮旋转则会转化为机械能，进而传递到轴上。
涡轮上的叶
片被高速旋转的燃气推动，能量逐渐从燃气转移到涡轮上。
3.动力传递过程：
燃气转动涡轮的运动被传递到轴上，然后再传输给发电机、泵或机械
设备等。
涡轮旋转的能量会带动连接在轴上的部件进行工作。
通常情况下，轴会与发电机驱动装置连接，涡轮运动的能量最后会被传递到发电机上，
从而产生电能。
4.工作过程：
具体而言，汽轮机的工作过程通常分为四个过程：加热过程、定容过程、膨胀过程和排气过程。
-加热过程：燃料在燃烧室中燃烧，释放出高温高压的燃气。
-定容过程：高温高压的燃气进入涡轮，将热能转化为机械能，完成
能量的转化。
-膨胀过程：涡轮旋转的机械能被传递到轴上，进而传输给发电机等部件以产生有用功。
-排气过程：燃气经过涡轮之后，被排出汽轮机系统。
总的来说，汽轮机的工作原理是通过燃料的燃烧产生高温高压气体，再利用燃气对涡轮的推动作用将热能转化为机械能，然后通过轴将机械能传递给发电机等部件，最终转化为电能或其他形式的能量输出。
汽轮机广泛应用于发电站、船舶、航空、石化等领域，是一种高效可靠的能源转换装置。
汽轮机工作原理及构造
汽轮机工作原理及构造汽轮机是一种常用于发电厂和船舶动力系统中的热力机械设备。
它通过燃烧燃料产生高温高压的蒸汽，然后利用蒸汽的能量驱动涡轮机进行旋转，最终将旋转的动能转化为电能或机械动力。
本文将介绍汽轮机的工作原理及构造。
一、汽轮机的工作原理汽轮机的工作原理基于热力学循环和流体力学原理。
一般而言，汽轮机采用的热力学循环是朗肯循环，其主要由以下四个过程组成：压缩、加热、膨胀和冷却。
1. 压缩过程：冷凝器中的凝汽泵将凝结的蒸汽吸入压缩机中，通过压缩使其压力和温度升高。
2. 加热过程：高温高压的蒸汽进入到汽轮机的燃烧室中，其中的燃料燃烧产生高温高压的气体，使蒸汽进一步增加温度和压力。
3. 膨胀过程：高温高压的气体通过喷嘴喷射到涡轮机中，推动涡轮机旋转，由于涡轮机叶片的设计，气体内部的压力和温度降低。
同时，涡轮机的转动也将转动轴上的发电机或其他机械装置带动。
4. 冷却过程：膨胀后的蒸汽进入冷凝器，通过冷凝器中的冷却水吸热，使蒸汽冷凝成水，并回路循环。
二、汽轮机的构造汽轮机的主要构造包括压缩机、燃烧室、涡轮机和冷凝器等组成部分。
下面将对这些部分进行简要介绍。
1. 压缩机：压缩机通常是由多个级数的离心式或轴流式压缩机组成。
其主要作用是将低温低压的蒸汽压缩成高温高压的蒸汽，为燃烧室提供所需的工作介质。
2. 燃烧室：燃烧室是燃烧燃料的地方，其设计可以使燃料尽量充分燃烧，并产生高温高压的气体。
不同类型的汽轮机有不同的燃烧室结构，常见的有环形燃烧室和燃气轮机中的燃烧室。
3. 涡轮机：涡轮机是汽轮机中最核心的部分，它是通过高温高压气体的推动而旋转，将热能转化为机械能。
涡轮机一般包括高压涡轮和低压涡轮。
高压涡轮接受来自燃烧室的高温高压气体推动，低压涡轮接受来自高压涡轮排出的低温低压气体推动。
4. 冷凝器：冷凝器是一个换热器，用于将膨胀后的蒸汽冷凝成水。
冷凝器通常通过冷却水来吸热，使蒸汽冷凝成水，并将冷凝后的水再次引入蒸汽循环中。
汽轮机的工作原理
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。
汽轮机工作原理及流程
汽轮机工作原理及流程一、简介汽轮机是一种将热能转化为机械能的旋转式动力机械，广泛应用于发电、化工、船舶等领域。
它利用高温高压蒸汽在汽轮机叶片上做功，带动转子旋转，从而输出动力。
汽轮机具有效率高、单机功率大、使用燃料范围广等优点。
二、工作原理汽轮机的工作原理主要包括冲动作用原理和反动作用原理。
1. 冲动作用原理当蒸汽进入汽轮机叶片通道时，蒸汽分子对叶片产生一定的冲动力，使叶片旋转。
这种冲动力是由于蒸汽在进入叶片通道时，因蒸汽温度和压力发生变化，蒸汽分子速度发生改变而产生的。
冲动作用原理适用于低速和中速汽轮机。
2. 反动作用原理当蒸汽进入汽轮机时，不仅对叶片产生冲动力，而且对整个汽轮机转子产生反作用力，推动转子旋转。
这种反作用力是由于蒸汽在叶片通道中充分膨胀，蒸汽分子速度增大而产生的。
反动作用原理适用于高速汽轮机。
三、流程汽轮机的工作流程主要包括启动过程和正常运行过程。
1. 启动过程启动过程是汽轮机从静止状态到额定转速运行的过程。
首先，需要建立蒸汽参数，使汽轮机具备足够的蒸汽动力。
然后，开启主汽阀，使蒸汽进入汽轮机，推动转子旋转。
随着转速的增加，蒸汽流量和压力逐渐增大，直到达到额定转速。
在启动过程中，需要对汽轮机的各个参数进行监控和调整，确保安全稳定的启动。
2. 正常运行过程正常运行过程中，汽轮机处于稳定的工作状态，蒸汽通过调节阀控制流量和压力，对汽轮机做功。
此时，蒸汽的能量得到充分的利用，转化为机械能输出。
汽轮机的运行参数需要进行实时监控和调整，以保证其稳定性和经济性。
如果遇到异常情况，需要进行及时的处理和修复，以防止事故的发生。
3. 停机过程停机过程是汽轮机从额定转速逐渐降低到静止状态的过程。
当需要停机时，首先关闭主汽阀，切断蒸汽供应，汽轮机的输出功率逐渐降低。
然后，通过调节凝汽器阀门，控制汽轮机的进水和出水，使汽轮机冷却。
随着时间的推移，汽轮机的转速逐渐降低，直到达到静止状态。
停机过程中，同样需要对汽轮机的各个参数进行监控和调整，确保安全稳定的停机。
汽轮机的工作原理
汽轮机的工作原理
首先，蒸汽进汽轮机。
汽轮机的工作过程始于燃料燃烧产生的高温高压蒸汽，蒸汽经过锅炉产生后，进入汽轮机的高压缸。
在高压缸内，蒸汽的压力和温度能够将叶片推动旋转，使得轴承和发电机等设备开始运转。
接着，蒸汽膨胀。
高压缸中的蒸汽在推动叶片旋转后，压力和温度逐渐下降，蒸汽也因此膨胀。
蒸汽膨胀的过程中，蒸汽对叶片施加的作用力逐渐减小，但是叶片的转速却在不断增加，从而使得汽轮机的转子也跟随转速逐渐增加。
然后，蒸汽排出。
在高压缸膨胀后，蒸汽进入汽轮机的中压缸和低压缸，再次推动叶片旋转，继续膨胀。
在低压缸膨胀后，蒸汽的压力和温度已经降至很低的水平，蒸汽排出汽轮机，进入凝汽器中进行冷凝，形成液态水。
最后，工作介质循环。
液态水经过凝汽器冷凝后，再经过泵送至锅炉重新加热成为高温高压蒸汽，重新进入汽轮机，循环往复，形成汽轮机的工作过程。
总的来说，汽轮机的工作原理是利用高温高压蒸汽推动叶片旋转，从而带动轴承和发电机等设备运转。
整个工作过程是一个不断循环的过程，通过蒸汽的膨胀和排出，完成了能量的转化和利用。
汽轮机作为一种重要的动力设备，广泛应用于发电、船舶、飞机等领域，是现代工业中不可或缺的设备之一。
汽轮机工作原理及用途
汽轮机工作原理及用途
汽轮机是一种利用高速流体动能转化为机械能的热力发动机。
其工作原理是通过循环流体（通常是蒸汽）在叶片上产生动力，并驱动轴传递机械能。
汽轮机的工作原理如下：
1. 气流进入汽轮机，并通过进气管道进入叶轮机组。
2. 叶轮机组由一组叶片构成，当气流通过叶片时，受到了力的作用，使得叶轮旋转。
3. 旋转的叶轮通过轴传递机械能，从而驱动其他设备，如发电机或涡轮泵。
4. 排出气流的废气经过排气管道排出汽轮机。
汽轮机具有多种用途，主要包括以下几个方面：
1. 发电：汽轮机是发电厂中常见的发电设备，通过与发电机联动，将机械能转化为电能，用于供应电力。
2. 动力：汽轮机用于推动各种类型的机械设备，如船舶、飞机和工业设备等。
3. 热能回收：汽轮机可以利用废热，如锅炉排出的高温废气，来驱动它们，从而提高能源利用效率。
4. 石油工业：汽轮机在石油加工过程中被广泛应用，在炼油厂中用于驱动压缩机和泵等设备。
5. 化工工业：汽轮机可用于化工厂中的各种过程，如提供压缩空气、提供动力等。
总之，汽轮机作为一种高效节能的发动机，被广泛应用于发电、动力和工业领域，为各种设备提供动力和能源。
汽轮机工作原理和结构
汽轮机工作原理和结构汽轮机是一种利用燃气或蒸汽驱动转子旋转从而产生功的动力机械。
汽轮机工作原理是通过燃烧燃油或燃气与空气混合物，使得燃料释放的热能转化为热能增加的蒸汽或燃气的热能。
蒸汽或燃气通过高速喷射流，使得转子受到推力，因此转子开始旋转。
通过连接转子的轴来提供输出功率。
下面将详细介绍汽轮机的工作原理和结构。
1.汽轮机的工作原理汽轮机的工作过程可以分为四个步骤：压缩、燃烧、膨胀和排气。
a)压缩：进入汽轮机的空气被压缩到高压状态。
通常采用离心式压气机，它由若干个叶轮和固定导叶组成。
当空气经过叶轮时，由于叶片高速旋转的作用，空气被迫向前流动，流速增大且压力增加。
b)燃烧：经过压缩的空气进入燃烧室，并与燃料混合燃烧。
燃料可以是燃油或天然气。
在燃烧室中，混合物点燃并燃烧，燃料的热能转化为高温高压的蒸汽或燃气。
c)膨胀：高温高压的蒸汽或燃气被喷入汽轮机的叶片中使其转动。
蒸汽或燃气在叶片中膨胀，产生推力，从而将转子推动旋转。
蒸汽或燃气的压力和温度逐渐下降。
d)排气：蒸汽或燃气离开汽轮机后，被排入大气中。
排出蒸汽或燃气后，进入汽轮机的空气和燃料被再次压缩和加热，形成循环。
2.汽轮机的结构汽轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮和调速装置等组成。
a)压气机：压气机是汽轮机的核心之一，用于将空气压缩到高压状态。
压气机包括若干个级，每个级别都由一个或多个叶轮和一些固定导叶组成。
叶轮通过旋转强制空气流经导叶，产生压力增加。
b)燃烧室：燃烧室是燃烧燃料的地方。
燃烧室通常是一个圆筒形的结构，内部涂有耐高温材料。
燃料喷入燃烧室中与空气混合并燃烧，产生高温高压的蒸汽或燃气。
c)涡轮：涡轮是通过高温高压的蒸汽或燃气驱动的。
涡轮包括高压涡轮和低压涡轮。
高压涡轮通常由多个级别组成，而低压涡轮由较少级别组成。
蒸汽或燃气在叶片中膨胀，产生推力，推动涡轮旋转。
d)调速装置：汽轮机在运行过程中需要不同负载下的不同输出功率。
调速装置用于控制汽轮机的转速，以保持恒定的转速或调整转速。
汽轮机的工作原理和结构-附图
汽轮机工作原理和结构一、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-喷嘴二、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。
汽轮机的基本原理
汽轮机的基本原理
汽轮机是一种将热能转化为机械能的设备，其基本原理是通过热力循环使工作物质（通常是蒸汽）在旋转的转子上进行膨胀和压缩，从而驱动转子转动。
其主要原理如下：
1. 蒸汽进入汽轮机的高压部分，被压缩至高温高压状态。
这一过程是通过一个或多个高压涡轮机实现的，涡轮机通过高速旋转将蒸汽压缩。
2. 压缩后的高温高压蒸汽进入汽轮机的中压和低压部分，继续进行膨胀。
这一过程也是通过一个或多个中低压涡轮机实现的，蒸汽在旋转的转子上释放热能，推动转子转动。
3. 膨胀后的低温低压蒸汽排出汽轮机，并通过冷凝器冷却成液体，再次进入锅炉进行再次加热和循环。
4. 转子通过与压缩蒸汽和膨胀蒸汽的作用，在转子上产生动力。
这个动力可以用来输出机械能，例如驱动发电机产生电能。
总的来说，汽轮机利用高压蒸汽的能量驱动转子旋转，从而将热能转化为机械能。
这种转换过程中，蒸汽的能量会以机械能的形式输出到外部，从而实现了能源的转换。
汽轮机的工作原理讲解
带反动度的冲动级的特点：
w1＜w2，P1＞P2, Δhn＞Δhb，Δht ≠Δhn 、Δhb ≠ 0 、 m = 0.05 0.20；
动叶叶型由入口到出口略有收缩； 蒸汽在动叶栅中即膨胀又改变流动方向；
它的作功能力比反动级大比纯冲动级小、效率比 纯冲动级高。
（2）反动级：
• 1）纯冲动级
• 通常把反动度m等于零的级称为纯冲动级。
纯冲动级的特点：
对于纯冲动级来说，W1=W2，P1=P2,Δht* =Δhn* 、Δhb = 0 、 m = 0；
动叶叶型几乎对称弯曲；
蒸汽在动叶栅中不膨胀只改变流动方向；
动叶进出口压力p相等，相对速度w也相等； 纯冲动级做功能力大，但效率低。
2（ m = 0.05 0.20 ) ，这种级称为带反动 度的冲动级。
蒸汽的膨胀大部分在喷管中进行，只有一小部分 在动叶中进行
（ Δhb =5%~20%Δht* ）， 蒸汽作用在动叶栅上的力主要是冲动力，一小部
Fr
Fi
P2
P0
C2
C0
W2
P1
C1
W1
喷管 动叶
反动级的特点：
w1＜w2，P1＞P2, Δhn≈Δhb≈0.5Δht（因为初速度
C20/2一般较小）、 m = 0.5 ；
动叶叶型和喷管叶型相同；
蒸汽在动叶中的膨胀占整个级的膨胀的一 半；
作功的力中冲动力和反动力各占一半；
反动级的效率比冲动级高（最高），但作 功能力最小,仅为纯冲动级的1/4。
(2)非调节级：通流面积不随负荷改变而改 变的级称为非调节级。
调节级与非调节级的另一个不同是，调节 级总是做成部分进汽，而非调节级可以是 全周进汽，也可以是部分进汽。
汽轮机工作原理及结构
汽轮机工作原理及结构汽轮机作为一种常见的热能转换装置，在能源领域发挥着重要的作用。
本文将介绍汽轮机的工作原理和结构，以帮助读者更好地了解和应用这一技术。
一、工作原理汽轮机通过当燃料燃烧产生高温高压气体，然后将这些气体通过喷嘴喷入汽轮机装置中的转子。
转子上的叶片受到高速高压气体的冲击力，在转子上产生转动力，从而驱动轴的转动。
同时，高温高压气体通过转子后转变为低温低压气体，然后被排出。
汽轮机通常采用闭式循环，也就是说排出的低温低压气体会再次进入锅炉或燃烧室进行再加热，然后再进入汽轮机转子。
这种循环能够充分利用能量，提高汽轮机的热效率。
此外，汽轮机还可以与发电机或水泵相结合，将机械能转化为电能或液压能。
二、结构组成汽轮机通常由以下几个主要部分组成：1. 锅炉：负责产生高温高压气体的燃烧室。
不同类型的汽轮机使用的锅炉有所不同，包括燃煤锅炉、燃气锅炉和核电锅炉等。
2. 压缩机：负责将空气压缩并输送到锅炉，以增加锅炉燃烧效率。
常见的压缩机类型有离心式压缩机和轴流式压缩机。
3. 燃气轮机：由轴和转子组成，是汽轮机的核心部件。
在燃烧室中释放的高温高压气体通过喷嘴进入燃气轮机，推动转子旋转，从而产生机械能。
4. 发电机或水泵：将燃气轮机输出的机械能转化为电能或液压能。
发电机或水泵与燃气轮机通过轴相连，通过传递转动力来完成能量转换。
5. 辅助设备：包括冷却系统、润滑系统、控制系统等，用于确保汽轮机的正常运行和安全性。
除了上述主要组成部分，汽轮机的结构还可能包括透平机组、减速机、机架等。
这些部件的具体组合和布局会根据实际应用需求的不同而有所变化。
三、应用领域汽轮机广泛应用于发电、航空、船舶、石化等众多领域。
其中，发电是汽轮机最常见的应用之一。
在热电站中，汽轮机与发电机结合，通过燃烧燃料产生高温高压气体，并将这些气体转化为电能。
此外，汽轮机还可以配合热泵系统，提供供暖和供热。
在航空领域，涡轮引擎是最常见的汽轮机类型之一。
汽轮机原理
汽轮机工作原理示。
蒸汽在喷嘴1流冲击台面上的木块3二、汽轮机的基本工作原理最简单的汽轮机如图蒸汽的压力温度降低，完成动能到机械能的转换。
三、汽轮机的分类汽轮机的类型很多，在实际运用当中，常按下列方法对汽轮机进行分类。
１、按工作原理分类１）冲动式汽轮机：按冲动作功原理工作的汽轮机称为冲动式汽轮机。
它在工作时，蒸汽的膨胀主要在喷嘴中进行，少部分在动叶片中膨胀。
２）反动式汽轮机：按反动作功原理工作的汽轮机称为反动式汽轮机。
它在工作时，蒸汽的膨胀在喷嘴动叶片中各进行大约一半。
３）冲动反动联合式汽轮机：由冲动级和反动级组合而成的汽轮机称为冲动反动联合式汽轮机。
２、按热力过程分类１）凝汽式汽轮机：进入汽轮机作功的蒸汽，除少量的漏气外，全部或大部分排入凝汽器的汽轮机。
蒸汽全部排入凝汽器的汽轮机又称纯凝汽式汽轮机；采用回热加热系统，除部分抽气外，大部分蒸汽排入凝汽器的汽轮机，称为凝汽式汽轮机２）背压式汽轮机：蒸汽在汽轮机作功后，以高于大气压的压力排出，供工业或采暖使用。
这种汽轮机称为背压式汽轮机。
若排汽供给中低压汽轮机使用时，又称为前置式汽轮机。
３）调整抽汽式汽轮机：将部分作过功的蒸汽在一种或两种压力下抽出，供工业或采暖用汽，其余蒸汽仍排至凝汽器，这类汽轮机叫调整抽汽式汽轮机。
调整抽汽式汽轮机和背压式汽轮机统称为供热式汽轮机。
４）中间再热式汽轮机：将在汽轮机高压缸部分作过功的蒸汽，引至锅炉再热器再次加热到一定温度，然后再重新返回汽轮机的中低压缸部分继续做功，这类汽轮机叫中间再热式汽轮机。
再热次数可以是一次，两次或多次，但一般采用一次中间再热。
３、按蒸汽初参数分类１）低压汽轮机：新蒸汽压力为1.176～1.47MPa;２）中压汽轮机：新蒸汽压力为1.96～3.92 MPa;３）高压汽轮机：新蒸汽压力为5.88～9.8 MPa;４）超高压汽轮机：新蒸汽压力为11.76～13.72 MPa;５）亚临界压力汽轮机：新蒸汽压力为15.68～17.64 MPa;６）超临界压力汽轮机：新蒸汽压力大于22.06 MPa。
汽轮机的基本工作原理是
汽轮机的基本工作原理是
汽轮机是一种利用燃烧燃料产生高温高压气体，然后利用高速旋转的涡轮叶片来提供功率的装置。
其基本工作原理如下：
1. 空气压缩：空气经过进气口进入轴流式或离心式压气机，压气机的叶片将空气压缩，使其压力和温度升高。
2. 燃烧：在压气机出口处喷入燃料，燃料与压缩空气混合并在燃烧室中进行燃烧，释放出高温高压气体。
3. 膨胀和加速：高温高压气体进入轴流式或径流式涡轮叶片，通过与叶片的相互作用，气体膨胀并加速旋转涡轮。
4. 功率输出：旋转涡轮将气体动能转化为机械能，驱动轴上的设备工作，如发电机或者推进系统。
5. 排气：气体在旋转涡轮后的剩余能量将被利用来提供加力，然后排入大气中。
汽轮机的基本工作原理是通过将燃料燃烧产生的高温高压气体转化为旋转动能，最终输出有用的功率。
这种技术在发电厂、船舶和飞机等领域广泛应用。
汽轮机原理及构造
汽轮机原理及构造一、汽轮机原理汽轮机是一种利用高速旋转的轴来驱动机械设备的热力机械，其原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体，然后将高压气体喷射到叶片上，使叶片转动，从而产生动力。
汽轮机的原理可以简单概括为三个步骤：压气、燃烧和推进。
1.压气：在汽轮机的压气阶段，空气被压缩并带入燃气室。
压缩空气提高了其温度和压力。
2.燃烧：在燃烧室中喷入燃料并点燃，形成高温高压的可膨胀气体。
3.推进：可膨胀气体通过喷嘴或喷管进入涡轮叶片，产生反作用力，推动轴转动，从而实现能量转换。
汽轮机运用了热力学循环原理，通常采用布雷顿循环，包括压缩、供热、膨胀和冷却四个过程。
在汽轮机循环过程中，燃气流体经由涡轮、压气机、燃烧室等组成的主要设备，依次完成不同的热力学过程。
二、汽轮机构造汽轮机通常由压气机、燃烧室、涡轮机和辅助设备组成。
1.压气机：压气机是汽轮机的关键部件之一，其作用是将进入轴流压气机的空气通过压缩提高其温度和压力。
压气机通常由多个级别的叶轮和导叶构成，气流会随着不同阶段的叶轮的作用而被不断压缩。
2.燃烧室：燃烧室是燃料燃烧的地方，将燃料和压缩空气混合并点燃。
燃烧室内的燃料燃烧产生高温高压气体，它们会进一步被进入涡轮机的喷嘴推入和加速。
3.涡轮机：涡轮机由高和低压涡轮组成，其主要作用是利用燃烧气流的动能转化为机械能，驱动轴旋转。
高压涡轮和低压涡轮的叶片受到高温高压气体的冲击，从而转动轴，实现能量转换。
4.辅助设备：汽轮机还有一些辅助设备，包括增压器、减温器、调速器、冷却系统等。
增压器用于增加压气机进气量，提高整个系统的效率。
减温器用于降低压缩空气的温度。
调速器用于控制汽轮机的转速，以适应实际运行需求。
冷却系统用于冷却涡轮叶片和其他高温部件，防止过热损坏。
总之，汽轮机利用燃料燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮旋转，并通过传动装置将机械能输出。
汽轮机具有结构简单、工作可靠、适用范围广等特点，被广泛应用于发电、机械制造、航空、航天等领域。
汽轮机的工作原理
按主蒸汽压力分
汽轮机类别 低压汽轮机 中压汽轮机 高压汽轮机 超高压汽轮机 亚临界压力汽轮机 超临界压力汽轮机 超超临界压力汽轮机 主蒸汽压力（MPa) 0.12~1.5 2~4 6~10 12~14 16~18 >22.1 >32
汽轮机的型号
Δ XX - XX - XX
型 式 变型设计次序 蒸汽参数 额定功率
调节级
喷嘴调节：多数汽轮机采用改变第一级喷嘴面积
的方法调节进汽量，称之为喷嘴调节。
调节级：中、小容量汽轮机的调节级喷嘴调节汽
轮机的第一级称为调节级，一般采用复速级。大
容量汽轮机多采用单列冲动级。
还把汽轮机的级分为速度级和压力级两种。
汽轮机的分类
冲动式汽轮机
按工作原理分 反动式汽轮机 凝汽式汽轮机
蒸汽热能
喷嘴
气流的动能
动叶
轴的机械能
一、汽轮机的工作原理
“级”是汽轮机中最基本的
工作单元。在结构上它是由
2叶轮 3动叶栅
静叶（喷嘴）和对应的动叶
所组成；一列固定的喷嘴和
与它配合的动叶片构成了汽
轮机的基本作功单元，称为
1轴
4喷嘴
汽轮机的“级”
单级冲动式汽轮机工作原理结构立体图
（一）冲动作用原理
理想情况下表面式凝汽器的凝水温度应与排汽温度相同，被冷却水
带走的热量仅为排汽的汽化潜热。但实际运行中，由于排汽流动阻 力及非凝结气体的存在，导致凝结水温度低于排汽温度，两者的温 差称为过冷却度。冷却水管布置不当，运行中凝结水位过高而浸泡 冷却水管,均会加大过冷却度。正常情况过冷却度应不大于1～2℃。 排汽压力与机组功率 降低凝汽式汽轮机的排汽压力,虽可提高 热效率，但因排汽比容增大,汽轮机末级通流面积和叶片需要相应增 大,这加大了制造成本,使加工困难。因此，最佳排汽压力需通过技术 经济综合分析确定。目前一般凝汽式汽轮机排汽压力取为0.004～ 0.006兆帕。 汽轮机功率决定于蒸汽流量。凝汽式汽轮机可通过的最大流量 决定于末级叶片长度。由于叶片越大，离心力越大,这使它受到材料 强度的限制。目前,末级叶片最大长度可达1000～1200毫米，叶片顶 端最大允许圆周速度为550～650米/秒,单排汽口极限功率约为100～ 120兆瓦。低压缸采用分流式结构可提高单机功率。到80年代末，常 规火电厂最大凝汽式单机功率，双轴机组为1300兆瓦，单轴机组为 800兆瓦。 凝汽式机组设计为低转速（1500或1800转/分）时，可提高极限 功率，但这又使汽轮机尺寸及材料消耗增加，因为汽轮机总重量与 转速的三次方成反比。因此，除核电站为适应低参数、大流量特点， 常采用低速汽轮机外，中国火力发电厂均采用3000转/分汽轮机
汽轮机工作原理
汽轮机工作原理
汽轮机是一种利用高温高压蒸汽或气体驱动转子旋转，从
而产生功的热能机械设备。
它的工作原理可以简单概括为
以下几个步骤：
1. 接收热能：汽轮机首先从外部燃烧设备（如燃煤锅炉、
天然气燃烧炉）等处接收到高温高压的燃烧产生的蒸汽或
气体。
2. 进行分级：进入汽轮机后，蒸汽或气体首先会经过多级
的高、中、低压涡轮叶轮组成的压力级，每个压力级的叶
轮都会将蒸汽或气体的能量转化为旋转动能。
压力级的分
级是为了充分利用蒸汽或气体的能量，提高效率。
3. 驱动转子旋转：蒸汽或气体通过压力级后，会进入最后
一个低压涡轮叶轮，叶轮上的流体将动能转化为旋转动能，推动叶轮旋转。
叶轮与轴连在一起，因此叶轮的旋转也会
驱动轴一同旋转。
4. 产生功：由于轴与发电机相连，因此轴的旋转会将机械能转化为电能，从而产生功。
同时，汽轮机还可以利用轴的旋转驱动其他设备，如水泵、压缩机等。
5. 排出剩余热能：在汽轮机工作过程中，蒸汽或气体会释放一部分热能，这些剩余热能可以通过余热锅炉或余热回收系统等设备进行回收利用，提高能源利用率。
总的来说，汽轮机的工作原理是通过将高温高压的蒸汽或气体转化为旋转动能，进而产生功。
它是一种能量转换设备，广泛应用于发电厂、化工厂、石油化工、钢铁冶金等行业。
第一章 汽轮机级的工作原理
p0
如图所示， AB为渐缩 喷嘴的出口截面，即吼口 截面，ABC 即为斜切部分。 当喷嘴出口压力p1大于临 界压力p1c时，蒸汽在斜切 部分不发生膨胀。
pt αt ct 图1-13 喷管斜切部分
(1) n cr ,当喷管出口截面上的压力比大于或等于临界 压力比时，喷管喉部截面AB上的流速小于或等于声速， 这时蒸汽仅在喷管的收缩部分中膨胀， 而在其斜切部分 中不膨胀，喷管斜切部分只起导向作用，汽流方向与轮 周方向的夹角称为喷管的出汽角 1
h ∆hn
2 h1t 1
p1 h1
图1-7蒸汽在喷嘴中的热力过程
s
2、几何条件
dA dc 2 ( M 1) A c
(1)当喷管内汽流为亚声速流动时（M<1），dA<0，这 种喷管成为渐缩喷管； (2)当喷管内汽流为超声速流动时（M>1），dA>0，这 种喷管成为渐扩喷管； (3)当喷管内汽流速度等于当地声速时（M=1），dA=0， 喷管的截面为最小值，这个截面为临界截面（喉部截 面） (4)欲使汽流在喷管中自亚声速增加至超声速，则截面 应由渐缩变为渐扩，这种喷管成为缩放喷管或拉伐尔 喷管。
p1 ——喷管后压力与喷管前滞止压力之比， n * p0
p ( v
0 0 0
0
2 k n
k 1 k n
)
p p 2 A p A ) G A K( K 1 v p
ntc n 0 0 n 0 0 n 0 0
K 1 K 1
0
式中
n ——喷管的流量系数
v1t 1 n 1t v1
图1-11喷管和动叶的流量系数
汽轮机的工作原理
汽轮机的工作原理
汽轮机是一种利用高速旋转的涡轮叶片将热能转化为机械能的设备。
其工作原理可以分为三个主要部分：压缩、燃烧和膨胀。
首先，气体（通常为空气）通过压缩机被压缩。
在压缩机中，气体被推入叶轮，随后叶轮的高速旋转使气体受到挤压，气体的压力和温度都随之升高。
通过连续的压缩过程，气体被压缩到更高的压力。
接下来，高压气体进入燃烧室。
在燃烧室中，燃料被喷入，并与气体混合。
燃料在燃烧的过程中产生高温高压的燃烧气体，使得燃烧室内的气体温度急剧上升。
然后，高温高压燃烧气体进入膨胀机（也称为涡轮机）。
在膨胀机中，燃烧气体通过作用于叶轮，使叶轮转动。
通过传导和对叶轮的工作流体作用力，转动的叶轮将热能转化为机械能，推动轴上的负载（如发电机）工作。
同时，燃烧气体的温度和压力逐渐降低，从而提供了膨胀机的动力。
最后，经过涡轮机的燃烧气体将排出到大气中，经过一系列的排气系统处理。
总的来说，汽轮机的工作原理是通过压缩气体、燃烧燃料产生高温高压燃烧气体，并利用涡轮机将气体的热能转化为机械能的过程。
这种工作原理使得汽轮机成为能源转换中重要的设备之一。
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效率： 复速级<纯冲动级<带反动度的 冲动级<反动级
冲动式汽轮机一般级数较少，反动式汽轮 机级数较多，但反动式汽轮机运行更为稳 定，效率也较高。
3.调节级和非调节级
按通流面积是否随负荷大小而变，又可将汽轮 机的级分为调节级和非调节级。 (1)调节级：通流面积能随负荷改变而改变的级 称为调节级。如喷管调节汽轮机的第一级，这 种级在运行时，可通过改变其通流面积来控制 其进汽量，从而达到调节汽轮机负荷的目的。 一般中小型汽轮机用复速级作为调节级，而大 型汽轮机常用单列冲动级作为调节级。
分是反动力。
带反动度的冲动级的特点：
w1＜w2，P1＞P2, Δhn＞Δhb，Δht ≠Δhn 、Δhb ≠ 0 、 m = 0.05 0.20；
动叶叶型由入口到出口略有收缩； 蒸汽在动叶栅中即膨胀又改变流动方向；
它的作功能力比反动级大比纯冲动级源自、效率比 纯冲动级高。（2）反动级：
复 速 级：
采用最多的是同一叶轮上装有两列动叶片的双列速度 级，又称复速级。
由一组静叶栅和安装在同一叶轮上的两列动叶栅及一 组介于第一、二列动叶栅之间、固定在汽缸上的导向 叶栅所组成。
第一列动叶栅通道流出汽流，其流速还相当大，为了 利用这一部分动能，在第一列动叶栅之后装上一列导 向叶栅以改变汽流的方向，使之顺利进入第二列动叶 栅通道继续作功。
2）带反动度的冲动级
为了提高级的效率，通常，冲动级也带有一定的 反动度（ m = 0.05 0.20 ) ，这种级称为带反动 度的冲动级。
蒸汽的膨胀大部分在喷管中进行，只有一小部分 在动叶中进行
（ Δhb =5%~20%Δht* ）， 蒸汽作用在动叶栅上的力主要是冲动力，一小部
Fr
Fi
P2
P0
C2
C0
W2
P1
C1
W1
喷管 动叶
反动级的特点：
w1＜w2，P1＞P2, Δhn≈Δhb≈0.5Δht（因为初速度
C20/2一般较小）、 m = 0.5 ；
动叶叶型和喷管叶型相同；
蒸汽在动叶中的膨胀占整个级的膨胀的一 半；
作功的力中冲动力和反动力各占一半；
反动级的效率比冲动级高（最高），但作 功能力最小,仅为纯冲动级的1/4。
2.压力级和速度级
按蒸汽的动能转换为转子的机械能的过程不同，还 把汽轮机的级分为压力级和速度级两种。 (1)压力级：蒸汽的动能转换为转子的机械能的过 程在级内只进行一次的级，称为压力级。这种级 在叶轮上只装一列动叶栅，故又称单列级。 压力级可以是冲动级，也可以是反动级。 (2)速度级：蒸汽的动能转换为转子的机械能的过 程在级内进行一次以上的级，称为速度级，速度 级可以是双列的和多列的。 速度级是冲动式的，但为了提高级的效率，都带 有一定的反动度。
复速级也采用一定的反动度。
复速级的特点：复速级的效率最低，但作 功能力最大。
复速级的应用：
通常在一级内要求承担很大的焓降时才采 用复速级。
常用于单级汽轮机和中、小型多级汽轮机 的第一级。
定动定动
喷管
一列 动叶
导叶
二列 动叶
复速级、纯冲动级、带反动度的冲动级、 反动级做功能力和效率比较。
(2)非调节级：通流面积不随负荷改变而改 变的级称为非调节级。
调节级与非调节级的另一个不同是，调节 级总是做成部分进汽，而非调节级可以是 全周进汽，也可以是部分进汽。
汽轮机级的工作原理
第一节 概述
• 1.概念：级是汽轮 机中最基本的做功 单元
• 2.组成：级由静叶 栅（喷管）和动叶 栅组成
一、冲动作用原理和反动作用原理
图1-1单级汽轮机结构图（立体图，结构图）
动叶栅：动叶按一定的距离和角度安装在叶轮上形 成动叶栅，并构成许多相同的蒸汽通道。
转子： 动叶栅装在叶轮上，与叶轮以及转轴组成汽 轮机的转动部分，称为转子
级 2.压力级和速度级 3.调节级和非调节级
1.冲动级和反动级
按蒸汽在动叶通道内的膨胀程度不同，即 反动度大小不同分为冲动级和反动级。
（1）冲动级： 冲动级又分为纯冲动级，带反动度的冲动
级。
当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通 道形状的限制而弯曲被迫改变方向，因而 产生离心力，离心力作用于叶片上，被称 为冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的 机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道 时其动能的变化量。而这种级称为冲动级。
通常把反动度m = 0.5的级称为反动级。 对于反动级来说，蒸汽在喷管和动叶通道的 膨胀程度相同。 当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向，
同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲 动力，后 者会对叶片产生一个反作用力，即 反动力。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。
P1 C1 W1
动叶 P2 C2 W2
由于汽流膨胀加速产生的作用力称为反动力。
随着反动力的产生，蒸汽在动叶栅中完成了两次 能量转换。
热能——动能——机械能
4.动叶受到的合力
一般情况下，蒸汽在动叶通道中流动时， 一方面给动叶栅一个冲动力Fi的作用，另 一方面，在蒸汽动叶栅中继续膨胀，给动 叶栅一个反动力Fr的作用，这两个力的方 向都不与轮周方向一致。两个力的合力F作 用在动叶栅上，其在轮周方向上的分力Fu 使动叶栅旋转而产生机械功。
反动力
轮周力
Fz
冲动力
m
二、汽轮机级的反动度
1、汽轮机级的反动度
ΔhC0
Δht*—级的滞止理想 焓降， Δhn*—蒸汽在喷管 中的滞止理想焓降， Δhb—蒸汽在动叶中 的理想焓降。
反动度：蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想焓降和蒸汽在 整个级中的理想滞止焓降之比。
Δhb
Δhb
反动度m=---------------- = --------
静叶栅：静叶按一定的距离和一定的角度排列形成 静叶栅。
喷管：静叶栅固定不动，构成的蒸汽通道称为喷管。
动画演示：汽流冲动演示C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\汽流冲动演示\ 汽流冲动演示.flv
1. 级 内 能 量 转 换 过 程 ：
具有一定压力、温度的蒸 汽通过汽轮机的级时，首 先在静叶栅通道中得到膨 胀加速，将蒸汽的热能转 化为高速汽流的动能，然 后进入动叶通道，在其中 改变方向或者既改变方向 同时又膨胀加速，推动叶 轮旋转，将高速汽流的动 能转变为旋转机械能。
2.冲动作用原理
蒸汽在喷嘴中膨胀，压力降低，速度增加， 热能转变成动能，高速气流流经叶片时， 产生对叶片的冲动力，推动叶轮旋转做功。
在汽轮机中从喷管中流出的高速汽流冲击 在汽轮机的动叶上，受到动叶的阻碍，而 改变了其速度的大小和方向，同时汽流给 动叶施加了一个冲动力。
蒸汽质量越大，速度变化越大，则冲动力 就越大。
图1-2
反动力Fr 冲动力Fi
3.反动作用原理
蒸汽流经动叶片时发生膨胀，压力降低，速度增 加，汽流对动叶片产生一个由于加速而产生的反 动力，使转子在蒸汽冲动力和反动力的共同作用 下旋转做功。
• 1）纯冲动级
• 通常把反动度m等于零的级称为纯冲动级。
纯冲动级的特点：
对于纯冲动级来说，W1=W2，P1=P2,Δht* =Δhn* 、Δhb = 0 、 m = 0；
动叶叶型几乎对称弯曲；
蒸汽在动叶栅中不膨胀只改变流动方向；
动叶进出口压力p相等，相对速度w也相等； 纯冲动级做功能力大，但效率低。
Δhn*+ Δhb Δht*
Δhb= m Δht*
Δhn*=(1- m ) Δht*
m越大， Δhb越大，蒸汽在动叶内的膨胀 越大，蒸汽对动叶栅的反动力越大。
平均反动度m：动叶平均直径截面处的理 想焓降所确定的反动度。
三、汽轮机级的类型及特点
1.冲动级和反动级 冲动级又分为纯冲动级，带反动度的冲动