航空燃气轮机基础知识
燃气轮机基础知识
六燃气轮机的油系统
燃气轮机润滑油系统是任何一台燃气轮机必备的一个重要的辅助 系统。它的作用是在机组启动、正常运行以及停机过程中，向正在运 行的燃气轮机发电机组的各个轴承、传动装置及其附属设备，供应数 量充足的、温度和压力合适的、干净的润滑油，以确保机组安全可靠 地运行，防止发生轴承烧毁、转子轴颈过热弯曲、高速齿轮法兰变形 等事故。此外，部份润滑油可能从系统分流出来，成为液压油系统的 油源，或经过滤后作为控制油系统的用油。整个润滑油系统的组成应 包括下列一些设备：
5、维护简单 由于结构简单，紧凑，因此运行管理人员少，加上节省水，电和 润滑油，因此运行成本大大降低
6、燃料适应性强，公害少 燃气轮机能燃用多种燃料和廉价燃料，如重油、原油、煤气、工 艺中可燃气体和核燃料等等。同一台燃气轮机可燃用液体或气体等几 种燃料而其设备不需要作太大变化。排气比较干净，对空气污染较少。 7、起动快、自动化程度高 工业燃气轮机从冷态起动，加速直到带上满负荷，一般需要15分 种左右。航空燃气轮机起动只需要30秒。燃气轮机装置易于实现集控、 程控和遥控。可实现全盘自动化，减少运行维护人员。运行维护方便。
五、燃气轮机的发展趋势
燃气轮机的未来发展趋势是提高效率、采用高温陶瓷材料、 利用核能和发展燃煤技术。提高效率的关键是提高燃气初温， 即改进涡轮叶片的冷却技术，研制能耐更高温度的高温材料。 其次是提高压缩比，研制级数更少而压缩比更高的压气机。再 次是提高各个部件的效率。 高温陶瓷材料能在1360℃以上的高温下工作，用它来做涡 轮叶片和燃烧室的火焰筒等高温零件时，就能在不用空气冷却 的情况下大大提高燃气初温，从而较大地提高燃气轮机效率。 适于燃气轮机的高温陶瓷材料有氮化硅和碳化硅等。
1、润滑油箱
润滑油箱可设在机组的一个或几个底盘内，也可以设计成单独的容 器。当油箱由几个容器组成时，应在它们之间用管道连通以平衡油箱内 的压力。油箱除了起贮油的作用外，还担负着分离空气、水分和各种机 械杂质的任务。油箱中油流速度应尽量缓慢，回油管应布置在接近油箱 的油面，以利于油层内空气逸出。油箱的容量越大，越有利于空气、水 分和各种杂质的分离。通常用循环倍率K（全部润滑油每小时通过油箱 的次数）表示系统容积的相对情况，以Q表示系统的每小时油的容积流 量，V表示系统的容积（油箱+管路），循环倍率K=Q/V。通常规定K=8～ 10，最大不超过12。这是为了使从系统回来的润滑油，有足够的时间将 其夹带的空气、水分分离掉。不过，为了结构紧凑，避免因油箱体积过 大而使设备笨重，多数机组油箱容量偏小，这迫使用户要选择分水性能 更好和空气释放值较小的润滑油。
航空燃气轮机系统的研究开发
航空燃气轮机系统的研究开发航空燃气轮机是现代飞机的重要动力装置之一，不仅在民用航空领域，也在军用领域得到广泛应用。
为了满足对飞机性能不断提高的需求，航空燃气轮机系统研究开发也在不断推进。
一、航空燃气轮机系统的基本原理航空燃气轮机系统是由压气机、燃烧室、涡轮等部分组成，其基本工作原理是将空气通过压气机压缩并进入燃烧室，在燃烧室中与燃料混合燃烧，产生高温高压气体，然后再通过涡轮驱动压气机，形成轮机循环。
这样，从外界提取能量的过程即为航空燃气轮机系统的工作过程。
二、航空燃气轮机系统的分类根据不同的分类标准，航空燃气轮机系统可以分为多个类别，如按用途分类可以分为军用燃气轮机及民用燃气轮机；按推进方式分类则可分为喷气式燃气轮机、涡扇式燃气轮机等等。
目前，随着燃气轮机技术的不断发展，涡扇式燃气轮机已经成为主流。
三、航空燃气轮机系统的关键技术在航空燃气轮机系统的研究开发中，有一些技术尤为重要，如下：（一）高温材料技术随着航空燃气轮机系统推动效率不断提高，高温材料的应用也成为关键。
高温材料不仅可以承受高温和高压环境下的工作，还可以减轻整个系统的重量，提高燃气轮机推动效率。
（二）压气机技术航空燃气轮机系统中的压气机是一个重要的部件，它主要负责将空气压缩到高压状态。
为了提高航空燃气轮机系统效率，要求压气机尽可能高的压比，并保证良好的气流流动性能。
因此，压气机的设计和优化是燃气轮机系统研究开发中重要的技术。
（三）燃烧系统技术燃烧系统技术是航空燃气轮机系统中最为核心的技术之一。
在燃烧系统中，燃料和空气混合燃烧产生高温高压燃气，这些高温高压气体会直接决定燃气轮机性能。
因此，燃烧系统的设计和优化是提高燃气轮机整体效率、降低污染排放的关键。
（四）涡轮机技术涡轮机技术是航空燃气轮机系统中非常关键的部分。
涡轮机在轴流动和轴向紊流流动中将气体动能转变为机械能，是整个轮机系统驱动装置。
为了提高涡轮机的效率，研究人员需要改善涡轮机的流体动力性能以及涡轮机材料的高温强度等。
燃气轮机基础知识.
燃气轮机转子
燃烧室产生的高温膨胀气体是同时作用到涡轮叶片与压气机叶片 上，如何保证涡轮带动压气机正向旋转呢，简单说涡轮叶片工作直径 大于压气机出口处的叶片工作直径，涡轮叶片的面积也大于压气机出 口处的叶片面积，这就初步保证在同一压力下涡轮的输出力矩大于压 气机所需的力矩，当然更重要的是压气机叶片与涡轮叶片的良好空气 动力学设计才能保证两者高效运行。燃气轮机在设计时就要保证涡轮 机输出的功率要大于压气机所需的功率，才能使燃气轮机在带动压气 机的同时还能向外输出功率。
轴流式压气机
压气机负责从周围大气中吸入空气，增压后供给燃烧室，从工作原 理上讲，主要有轴流式压气机与离心式压气机。离心式压气机工作原 理与离心式鼓风机（或离心式风筒）相同，用得较少，这里介绍轴流 式压气机。 轴流式压气机的叶轮由叶片与叶盘组成，工作原理如同电 风扇的叶片，电风扇的叶片旋转时拨动空气流动产生风；压气机的叶 轮旋转把空气推进气缸压缩。 为了生成高压空气，压气机在主轴轴向 装有多级叶轮，若干叶轮固定在压气机的转轴上构成压气机转子，下 图一个13级压气机的转子,转子上的叶片与主轴一同旋转，称为动叶。 光有动叶还不能有效的压气，简单说，空气经过动叶后运动方向不单 是轴向前进，还沿着动叶旋转的方向运动。这会使下级动叶的压缩效 率大大降低。倘若这样一级级下去，压气机内的空气变成跟着转子旋 转的气团，根本无法正常压气。在每级动叶后每插入一级静止的叶片 （静叶），可改善这种状况。
六燃气轮机的油系统
燃气轮机润滑油系统是任何一台燃气轮机必备的一个重要的辅助 系统。它的作用是在机组启动、正常运行以及停机过程中，向正在运 行的燃气轮机发电机组的各个轴承、传动装置及其附属设备，供应数 量充足的、温度和压力合适的、干净的润滑油，以确保机组安全可靠 地运行，防止发生轴承烧毁、转子轴颈过热弯曲、高速齿轮法兰变形 等事故。此外，部份润滑油可能从系统分流出来，成为液压油系统的 油源，或经过滤后作为控制油系统的用油。整个润滑油系统的组成应 包括下列一些设备：
燃气轮机手册
燃气轮机手册燃气轮机是一种热力机械，将燃料的化学能转化为机械能。
下面是一份简要的燃气轮机手册，介绍燃气轮机的基本原理、类型、应用和维护。
一、燃气轮机基本原理燃气轮机的工作原理是基于热力学循环，通常采用布雷顿循环。
在布雷顿循环中，气体在高温高压条件下膨胀，产生动力，然后通过冷却在低压低温条件下收缩，形成一个闭合的循环。
燃气轮机的四个主要部分是：燃烧室、喷嘴、涡轮和压缩机。
1. 燃烧室：燃烧室是将燃料和空气混合并燃烧的地方。
燃料可以是天然气、石油气、煤炭气等多种形式。
2. 喷嘴：喷嘴是将高温高压的气体排放到涡轮的地方。
喷嘴的设计对燃气轮机的性能至关重要。
3. 涡轮：涡轮是燃气轮机的核心部分，利用高温高压气体的能量驱动。
涡轮的叶片设计要承受高速气流的冲击，因此需要高温合金等先进材料。
4. 压缩机：压缩机是将空气压缩并送入燃烧室的地方。
压缩机的工作效率直接影响到燃气轮机的性能。
二、燃气轮机类型1. 轴流式燃气轮机：轴流式燃气轮机的气体流动方向与轴线平行，具有结构简单、体积小、重量轻、维护方便等优点。
2. 径流式燃气轮机：径流式燃气轮机的气体流动方向与轴线呈径向，具有效率高、抗振性能好等优点。
3. 反动式燃气轮机：反动式燃气轮机在涡轮后方设有反作用轮，可以提高输出功率和效率。
三、燃气轮机应用燃气轮机广泛应用于电力、石油、化工、航空、航天等领域。
在电力领域，燃气轮机主要用于应急发电、调峰发电和热电联产等。
在航空航天领域，燃气轮机是飞机和火箭的动力装置。
四、燃气轮机维护1. 定期检查：定期对燃气轮机进行检查，确保各部件工作正常，及时发现并排除故障。
2. 清洁保养：保持燃气轮机清洁，避免灰尘和污物进入机内，影响性能和寿命。
3. 燃料系统维护：定期检查燃料系统，确保燃料供应稳定，防止泄漏。
4. 冷却系统维护：保持冷却系统畅通，避免过热损坏。
5. 润滑系统维护：定期更换润滑油，保证各部件润滑良好。
燃气轮机是一种高效、环保的热力机械，具有广泛的应用前景。
(861)航空燃气轮机原理
(861)航空燃气轮机原理
航空燃气轮机是一种使用燃气作为动力源的内燃机，其工作原理可以简述为燃烧气体通过喷嘴喷射到高速旋转的涡轮上，使得涡轮转动，并通过轴将动能传递给工作设备，最终产生推力或者做功。
航空燃气轮机主要由压气机、燃烧室和涡轮组成。
首先，空气通过进气道经过压气机被压缩。
压气机是由一系列圆盘或叶片组成的，当空气通过叶片时，叶片对空气施加作用力，将空气压缩。
压气机的任务是提供高密度的压缩空气。
然后，压缩后的空气进入燃烧室。
燃烧室内喷入燃油并点火，形成高温高压的燃烧气体，这些燃烧气体能够释放出巨大的热能。
燃烧气体通过喷嘴进入涡轮，由于喷嘴的作用，燃烧气体以高速喷射到涡轮叶片上，使涡轮旋转起来。
涡轮一般是由多级叶片组成的，其中前级涡轮通过轴与压气机相连，驱动压气机工作，后级涡轮通过轴与外部设备（例如飞机的螺旋桨）相连，产生推力。
涡轮旋转的同时，废气被排出，进一步利用余热燃烧废气发电，提高热效率。
总之，航空燃气轮机通过压缩空气，燃烧燃油产生高温高压气体，并利用这些气体的动能来驱动涡轮旋转，从而实现飞机的
推进。
由于其高效、可靠等特点，航空燃气轮机已经成为现代商用飞机和军用飞机的主要动力装置。
燃气轮机工作原理与应用技术
燃气轮机工作原理与应用技术燃气轮机是一种能够将燃料的热能转化为动能的发电机组，被广泛应用于发电、航空、船舶等领域。
本文旨在介绍燃气轮机的工作原理和应用技术。
一. 燃气轮机的工作原理燃气轮机的基本构成包括压气机、燃烧室、涡轮和发电机。
其工作原理可以简单概括为：压缩来自空气压力机的压缩空气，送入燃烧室燃烧燃料，产生高温高压气流，通过涡轮转子驱动发电机发电，同时排出尾气。
1. 压气机压气机的作用是将空气压缩并提高压力，为下一步的燃烧提供充足的氧气。
一般情况下，燃气轮机会使用多级离心式压气机，它的作用是将来自空气压力机的空气进行多级压缩，以达到较高的压力和温度。
2. 燃烧室燃烧室是将燃料燃烧，产生高温高压气流的空间。
在燃烧室中，燃料喷射器将燃料喷入燃烧室中，随后点火引燃。
经过燃烧后，气流温度达到1000℃以上，并且压力增加。
3. 涡轮涡轮是燃气轮机中最重要的组成部分之一。
涡轮的作用是将由燃烧室排出的高温高压气流转化为机械能，启动发电机转子，发电机转子通过旋转发电。
通常，燃气轮机会采用多级叶轮式涡轮，不同级数叶片的转速和角度不同，以适应不同的压力和温度。
4. 发电机发电机是将涡轮输出的机械能转化为电能的装置。
发电机一般采用在转子上安装绕组的感应式发电机。
整个燃气轮机的工作过程，最终会输出电能。
二. 燃气轮机的应用技术燃气轮机作为一种高效能、节能、环保的发电机组，具有着广泛的应用领域。
1. 发电在发电领域，燃气轮机可以单独或者联合热电联产的方式来输出电能和热能，具有高效能、低污染等优点。
另外，由于其响应速度较快，可以在短时间内投入运行，满足紧急情况下的电力需求。
2. 航空领域燃气轮机在航空领域中可以作为飞机推进装置，为飞机提供动力。
燃气轮机具有高可靠性、高效能、快速响应等优点，很好地满足了航空领域对发动机的高要求。
3. 船舶领域燃气轮机在船舶领域中可以作为动力装置，为船只提供足够的动力。
燃气轮机具有启动响应快、可调速、低振动、低噪音等优点，非常适合船舶的工作环境。
民航燃气涡轮发动机相关知识提纲
5．5。2．1 离心式压气机
1．组成 离心式压气机又称：径向外流压气机，由进气系统、叶轮、
扩压器和集气管等局部组成
图2-3 离心式压气机
叶轮分：单面叶轮和双面叶轮两种〔见图2-4〕。 双面叶轮：从两面进气，可以增大进气量，而且对于平衡作用在轴承上 的轴向力也有好处。
涡轮前温度提高，热效率增大；压气机增压比提高，热 效率增大。
当增压比等于最经济增压比时，实际热循环效率到达最大。 继续提高增压比，热效率反而下降； 压气机和涡轮效率增大，热效率也提高。
推进效率〔外效率〕ηp ： 推进功率与单位时间流过发动机的气体
获得的动能 增量的比。 表示发动机产生的可用功有多少转变成推
5。5。1 进气道
涡轮发动机进气道的功能： 一是：尽可能多的恢复自由气流的总压并输送该压
力到压气机，这就是冲压恢复或压力恢复。 另一个功能是：提供均匀的气流到压气机使压气机
有效地工作。
5。5。1。2 亚音速进气道
亚音速进气道：是为在亚音速或低超音速范围内飞行的飞 机所设计的进气道。
它的进口局部为圆形唇口，进气道内部通道为扩张通 道，使气流在进气道内减速增压。
民航燃气涡轮发动机相关知识提纲
燃气涡轮发动机的主要类型有： 涡轮喷气发动机〔主要用于军机〕； 涡轮风扇发动机〔主要用于干线飞机和军机〕； 涡轮螺旋桨发动机〔主要用于支线飞机〕； 涡轮轴发动机〔主要用于直升机〕〔见图1-5〕。 此外还有螺旋桨及风扇组合的桨扇发动机〔见图1-6〕。
涡轮螺桨发动机 由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成。由于涡轮轴转速远高于螺旋桨的工 作转速，它们之间装有减速器。在涡轮螺桨发动机，涡轮输出功率带 动螺旋桨，使其产生拉力，而从喷管喷出的燃气产生的推力对整个推 进力占很小的份额。 螺旋桨可由压气机轴直接驱动或由自由涡轮轴驱动。
燃气轮机基础知识
一、燃气机组与我们的工作 二、燃气机组概况 （一）组成 （二）类型 （三）特点 （四）应用 三、燃气轮机循环概况 （一）简单循环及其特性 （二）改进循环措施 （三）燃气 ----蒸汽联合循环 四、电站燃气机组控制要求特点 启动、控制 转速、负荷控制 温度控制 防喘振
1
燃气轮机基础知识
火电站 → 燃气电站 → 水电、风电、核电 4. 我们工作领域将会逐渐转化
我们必须跟上时代，不断学习新知识进入新的领域。
2
二、燃气机组概况
〈一〉组成：
燃料
1. 压气机：多级轴流式压气机 2. 燃烧室：多管或筒式 3. 燃气透平：高温、燃气气轮机 4. 拖动负载：发电机、螺旋浆、泵等
一般说燃气轮机装置主要是： 压气机、燃烧室、燃气透平三大件。 在T－S图上工作过程如图所示。
汽机特性： (图五) ?T ? f（T3 ?GT）
在亚音速区：
G ? P3 G0 P30
T30 T3
1?
????
P3 P4
????2
1?
????
P30 P40
???2
?
f ( P3 ?T3 )
P3T3
0
?T
P30
T＇4 P4T4
温线 等
T30 T3
G0
GT
图五 燃气轮机特性曲线
7
3. 燃烧室及其特性 过程：等压燃烧过程 GK → 压气机流量，即进入燃烧室空 气流量 Gn → 燃料流量 GT → 燃气流量，进入透平流量 在等压下（ P2≈P3），燃烧后燃料热转化 为燃气温度升高。
燃气机组效率：
余
热
QGT
锅
炉
? GT
?
燃气轮机基础知识
第一章 绪论
一、燃气轮机发电装置的组成 燃气轮机是近几十年迅速发展起来的热能动力机械。现广泛应用的是按 开式循环工作的燃气轮机。它不断地由外界吸入空气，经过压气机压缩，在 燃烧室中通过与燃料混合燃烧加热，产生具有较高压力的高温燃气，再进入 透平膨胀作功，并把废气排入大气。输出的机械功可作为驱动动力之用。因 此，由压气机、燃烧室、透平再加上控制系统及基本的辅助设备，就组成了 燃气轮机装置。如果用以驱动发电机供应电力，就成了燃气轮机发电装置。
燃气轮机基础知识
第一章 绪论
先进的燃气轮机已普遍应用模块化结构。运输、安装、维修和更换都比 较方便，而且广泛地应用了孔探仪、振动、温度监控、焰火保护等措施，其 可靠性和可用率大为提高，指标已超过了蒸汽轮机电站的相应指标。此外， 在环保方面，出于燃气轮机的燃烧效率很高，排气干净，未燃烧的碳氢化合 物，CO、S0X，等排放物一般的都能够达到严格的环保标准，再结合应用 干式低NOX燃烧室、排气烟道中安装选择性催化还原装置(SCR)等技术措施， 可施使NOX的排放低至9ppm，满足最严格的环保要求。因此，燃气轮机发 电机组，特别是燃气-蒸汽联合循环机组已作基本负荷机组或备用机组得到 了迅速的应用。 燃气轮机的发展主要还是圈绕着增加单机功率，提高效率和经济性，燃 用多种燃料和廉价燃料，减少对环境的有害影响来进行的。诸如加强高温材 料的开发，提高冷却技术，发展闭回路蒸汽冷却燃气轮机，发展新型航空改 型燃气轮机，开发先进的燃气轮机循环，进一步发展清洁煤技术等等。燃煤 的燃气-蒸汽联合循环是“煤的清洁燃绕”技术中最为令人瞩目的项目，是九十 年代到下世纪之初最有发展前途的方式。到目前为止最具竞争力的方案有三 个，即(1)增压流化床方案(PFBC);(2)增压流化床加炭化炉加顶置燃烧室方 案(简称CPFBC燃气· 蒸汽联合循环);(3)整体煤气化联合循环(IGCC)。
航空燃气轮机原理
航空燃气轮机原理航空燃气轮机是现代飞机动力系统的核心部件之一，它以其高效、可靠的特点成为了飞机动力系统的主力。
那么，究竟航空燃气轮机是如何工作的呢？接下来，我们将深入探讨航空燃气轮机的原理。
首先，我们来了解一下航空燃气轮机的基本构成。
航空燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮和推力矢量控制系统组成。
其中，压气机负责将大气中的空气压缩，提高空气的密度；燃烧室将压缩后的空气与燃料充分混合并燃烧，产生高温高压的燃气；涡轮则利用燃气的高温高压能量驱动风扇和压气机，推力矢量控制系统则用于调节发动机喷口的方向，从而实现飞机的姿态控制。
其次，我们来了解一下航空燃气轮机的工作原理。
当飞机起飞时，航空燃气轮机开始工作。
首先，压气机将大气中的空气压缩，提高空气的密度，然后将高压空气送入燃烧室。
在燃烧室内，高压空气与燃料充分混合并燃烧，产生高温高压的燃气。
随后，这些高温高压的燃气驱动涡轮旋转，涡轮带动风扇和压气机工作，产生推力。
最终，推力矢量控制系统调节发动机喷口的方向，实现飞机的姿态控制，飞机顺利起飞。
再者，我们来了解一下航空燃气轮机的优势。
相比于传统的活塞发动机，航空燃气轮机具有功率重量比高、燃料效率高、可靠性高、噪音低等优势。
这使得航空燃气轮机成为了现代飞机动力系统的主力，广泛应用于商用飞机、军用飞机以及直升机等领域。
最后，我们来了解一下航空燃气轮机的发展趋势。
随着科技的不断进步，航空燃气轮机的技术也在不断创新。
未来，航空燃气轮机将更加注重环保、节能和智能化，同时也将更加注重减少噪音和提高可靠性，以满足不断发展的航空市场需求。
综上所述，航空燃气轮机作为现代飞机动力系统的主力，其原理清晰明了，工作高效可靠，优势明显，发展前景广阔。
相信随着科技的不断进步，航空燃气轮机将会迎来更加美好的未来。
2024年航空燃气涡轮机培训资料
应急程序示意图
01 燃油泄漏
立即切断燃油供应，开启灭火器
02 燃气轮机失速问题
减小推力，控制飞机姿态
03
总结
航空燃气涡轮发动机的维护与故障排除是飞行安 全的重要环节，只有严格依照维护流程和故障排 除原则，以及严谨的紧急情况处理和安全意识培 训，才能确保飞机的安全飞行。
● 04
第四章 未来航空燃气涡轮发 动机技术发展趋势
● 06
第六章 总结与展望
技术总结
航空燃气涡轮发动 机技术的重要性
航空燃气涡轮机是飞机的 关键部件之一，直接影响 着飞行安全和效率。 其技术的发展水平直接关 系到飞机的性能和经济效 益。
发动机维护的要点
定期检查涡轮机叶片的磨 损情况，及时更换受损部 件。 保持涡轮机内部的清洁， 防止杂质对发动机性能造 成影响。
头
常用方法和 技巧
掌握故障排除的 有效方法和技巧
紧急情况处理
燃油泄漏
立即采取应急措施 隔离泄漏源头 通知地面人员
燃气轮机失速问题
稳定飞行姿态 尽快寻找原因 及时采取应对措施
安全意识培训
安全规定和 操作流程
严格遵守安全规 定，正确操作发
动机
紧急情况下 的应对措施
快速反应，按照 紧急处理流程执
行
● 03
第3章 航空燃气涡轮发动机 的维护与故障排除
维护流程
航空燃气涡轮发动机 的维护流程包括定期 检查和保养，确保发 动机处于良好状态， 以提高性能和延长使 用寿命。同时，故障 预防和处理也是维护 流程中重要的环节， 及时发现并解决潜在 问题，保障飞行安全。
故障排除原则
故障分类和 诊断
准确判断故障类 型，找到故障源
自动诊断故障，提高效率
1航空燃气涡轮发动机概述
（3）涡轮螺旋浆发动机
涡轮螺旋桨发动机
由燃气涡轮发动机和螺旋桨组成,在它们之间还安 排了一个减速器
涡轮螺旋桨发动机的工作原理
螺旋桨产生拉力 气体流过发动机时产生反作用推力
在较低的飞行速度下,具有较高的推进效率, 所以 它在低亚音速飞行时的经济性较好
发动机损失的能量：
N
Np
Ga
c52
c02 2
Ga (c5
c0 )c0
每公斤气流损失的能量：
c52
c02 2
(c5
c0 )c0
(c5
c0 )2 2
排气速度与飞行速度相差越大，动能损失越多
三、总效率
定义：加入燃烧室的燃油完全燃烧时放出 的热量，有多少转变为推进功。
0
摩擦降低了总压，热阻损失降低了总温
第三节 涡轮喷气发动机推力和 效率（*）
一、推力的产生
气流流过发动机时，发动机的内壁及各部件对气体 施加作用力，使其动量发生变化，而气体必然同时 给予发动机及各部件以反作用力。这些反作用力在 轴向分力的合力，即推力。
推力：提供给飞机，克服飞机前进阻力或使飞机 加速而作功的力。
sfc 3600G f 3600G f
F
Ga Fs
HuG f Gaqs
Hu为燃油的热值（kJ/kg）
qs
Fs c0
0
sfc 3600c0
Hu0
Sfc与总效率、飞行速度有关
（三）使用性能指标
发动机的可靠性 起动迅速可靠
从静止加速到慢车状态的过程 加速性
从慢车加速到最大转速所需的时间 发动机的寿命
燃气轮机知识基础介绍
联合循环发电或热电联产
• 燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供 热式蒸汽轮机（抽汽式或背压式）共同组成的 循环系统，它将燃气轮机排出的高温乏烟气通 过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸 汽轮机发电，或将部分发电作功后的乏汽用于 供热。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一 台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸 汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。 主要用于发电和热电联产，发电时的最高效率 的联合循环系统是ABB公司GT26-1，效率为 58.5%。
发
展
史
• 在燃气轮机获得广泛应用的同时，还出现了燃 气轮机与其他热机相结合的复合装置。最早出 现的是与活塞式内燃机相结合的装置；50～60 年代，出现了以自由活塞发动机与燃气轮机组 成的自由活塞燃气轮机装置，但由于笨重和系 统较复杂，到70年代就停止了生产。此外，还 发展了柴油机燃气轮机复合装置；另有一类利 用燃气轮机排气热量供热(或蒸汽)的全能量系 统，可有效地节约能源，已用于多种工业生产 中。
陆用（发电、工业）燃机 船用（动力）燃机 航空用（动力）燃机
主要性能参数
• 比功； • 能效；
循环理论
•基础布莱顿循环 •回热布莱顿循环 •联合循环 •HAT循环
简单循环
• 由燃气轮机和发电机独立组成的循 环系统，也称为开式循环。其优点 是装机快、起停灵活，多用于电网 调峰和交通、工业动力系统。目前 的最高效率的开式循环系统是GE公 司LM6000PC 轻型燃气轮机，效率 为43%。
伊尔-76运输机
伊尔-76
新型号PS-90发动机
早期使用D-30发动机
C-17战略运输机
C-17的发动机
C-17的发动机
H6K
FC-1
燃气轮机原理、结构及应用(上、下册)pdf
燃气轮机原理、结构及应用(上、下册)pdf燃气轮机原理、结构及应用（上、下册）PDF一、引言燃气轮机作为一种高效、清洁、低碳的能源转换设备，已经广泛应用于发电、工业驱动、航空航天、交通运输等领域。
本篇文章将详细介绍燃气轮机的原理、结构及应用，帮助读者深入了解这一重要的动力装置。
二、燃气轮机工作原理燃气轮机是一种旋转式热力发动机，它以连续流动的气体为工质，将燃料的化学能转化为机械能。
燃气轮机的主要工作过程包括吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功和排气放热。
在这个过程中，气体依次经过压气机、燃烧室和透平，完成由热变功的热力循环。
1.吸气压缩：燃气轮机的压气机从外界大气环境中吸入空气，并逐级压缩空气。
随着压缩过程的进行，空气的温度和压力逐渐升高。
2.燃烧加热：压缩空气被送到燃烧室，与喷入的燃料混合燃烧，产生高温高压的燃气。
3.膨胀做功：高温高压的燃气进入透平，推动透平叶片旋转。
透平叶片经过设计，使燃气在通过时产生旋转动力，将燃气的压力能转化为机械能。
4.排气放热：经过透平膨胀做功后的燃气，温度和压力降低。
透平排气可以直接排放到大气中，自然放热给环境，也可以通过换热设备回收部分余热。
三、燃气轮机结构燃气轮机的主要结构包括压气机、燃烧室和透平。
1.压气机：压气机是燃气轮机的关键部件之一，负责吸入空气并压缩。
它由多个级数组成，随着级数的增加，空气的压力和温度逐渐升高。
2.燃烧室：燃烧室是燃气轮机中燃料与空气混合燃烧的场所。
燃烧室的设计需要确保高效、安全、稳定的燃烧过程。
3.透平：透平是燃气轮机中将燃气的压力能转化为机械能的关键部件。
透平叶片经过精密设计，使燃气在通过时产生旋转动力，驱动燃气轮机旋转。
四、燃气轮机应用燃气轮机在多个领域具有广泛的应用，包括：1.发电：燃气轮机发电机组具有启动快、调峰能力强、效率高等优点，适用于电力系统的调峰和应急电源。
2.工业驱动：燃气轮机可用于驱动压缩机、泵等工业设备，提高工业生产效率。
航空发动机原理知识点精讲
航发原理1、燃气涡轮发动机工作原理1.1、航空发动机概述活塞、涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、桨扇，短距离垂直起降动力装置。
1.2、燃气涡轮发动机的工作原理空气连续不断地被吸入压气机，并在其中压缩增压后，进入燃烧室中喷油燃烧成为高温高压燃气，再进入涡轮中膨胀做功。
燃烧的膨胀功必然大于空气在压气机中被压缩所需要的压缩功，使得有部分富余功可以被利用。
燃气涡轮发动机的膨胀功可以分为两部分：一部分膨胀功通过传动轴传给压气机，用以压缩吸入燃气涡轮发动机的空气；另一部分膨胀功则对外输出，作为飞机、舰船、车辆或发电机等的动力装置。
1.3、喷气发动机热力循环（P123）涡喷发动机的理想循环：（p-v 、压力-比体积）等熵压缩：进气道、压气机（0、2、3，特征截面）等压加热：燃烧室（3、4）等熵膨胀：涡轮、喷管（4、5、9）等压放热：大气环境（9、0）（P125）理想循环功L id =q 1−q 2=C p (T t4−T t3)−C p (T 9−T 0)=C p T 0（e −1）（∆e −1）T t4T 0=∆ 加热比 （P t3P 0）k−1k =e P t3P 0=π 总增压比 加热比增加，理想循环功增加。
总增压比为1，理想循环功为0；总增压比为最大，理想循环功为0；存在使理想循环功最大的最佳增压比πopt 。
从物理意义分析，影响理想循环功L id 的是加热量q 1和热效率两个因素。
当π从1.0开始增加时，热效率急剧增加，使L id 增加，一直达到其最大值；此后π继续增加则q 1的减小起了主导作用，使L id 下降。
e opt =√∆πopt =∆k2（k−1）L id =C p T 0（√∆−1）2ηti =1−1πk−1k 只与总增压比有关对应于有效功最大值的最佳增压比πopt 远小于对应于最大热效率的增压比πopt ′。
1.4、喷气发动机的推力（P13）F eff =F −X d −X p −X fX d :进气道附加阻力X p :短舱压差阻力X f:摩擦阻力F=W9c9+(p9−p0)A9−W a c0 1.5、涡喷发动机的总效率、热效率及推进效率η0=ηtηpηp=21+c9c0=推进功循环有效功遗留在空中的动能损失，称为离速损失，排气速度和飞行速度差别越大，动能损失越多。
航空燃气涡轮发动机原理期末考试知识点
航空燃气涡轮发动机原理复习知识点第一章记住华氏度与摄氏度之间的关系：Tf=32+9/5Tc记住P21的公式1-72，p23的公式1-79,1-80 ，p29的公式1-85以及p33的公式1-99。
第二章燃气涡轮发动机的的工作原理1.燃气涡轮发动机是将燃油释放出的热能转变成机械能的装置。
它既是热机又是推进器。
2.燃气涡轮发动机分为燃气涡轮喷气发动机，涡轮螺旋桨发动机，涡轮风扇发动机。
其中涡轮风扇发动机是由进气道，风扇。
低压压气机，高压压气机，燃烧室，高压涡轮，低压涡轮和喷管组成。
涡轮风扇发动机是由两个涵道的。
3.外涵流量与内涵流量的比值，称为涵道比，B=Qm1/Qm2.4.与涡轮喷气发动机相比，涡轮风扇发动机具有推力大，推进效率高，噪音低等特点。
5.单转子涡轮喷气发动机是由进气道，压气机，燃烧室，涡轮和喷管五大部件组成的。
其中压气机，燃烧室，涡轮称为燃气发生器，也叫核心机。
6.涡轮前燃气总温用符号T3*来表示，它是燃气涡轮发动机中最重要的，最关键的一个参数，也是受限制的一个参数。
7.发动机的排气温度T4*，用符号EGT表示。
8.发动机的压力比简称为发动机压比，用符号EPR表示。
9.要会画书本p48页的图2-9的布莱顿循环并且要知道每一个过程表示什么意思。
10.要知道推力的分布并且要掌握推力公式的推导过程。
（简答题或者综合题会涉及到。
自己看书本p5到P56）。
11.了解几个喷气发动机的性能指标：推力，单位推力，推重比，迎面推力，燃油消耗率。
第三章 进气道1.进气道的作用：在各种状态下，将足够量的空气，以最小的流动损失，顺利的引入压气机；当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时，通过冲压压缩空气，以提高空气的压力。
2.掌握气流参数沿流程的变化。
（p63）3.单位时间进入进气道的空气质量称为空气流量。
影响流量的因素有大气密度，飞行速度和压气机的转速。
4.流动损失：存在唇口损失和内部流动损失。
5.进气道的流动损失用总压恢复系数来描写，进气道的总压恢复系数是进气道出口的处的总压与来流的总压之比。
第二章航空燃气轮机的工作原理
第2章航空燃气轮机的工作原理Principle of Aero Gasturbine Engine第2.1节概述Introduction涡轮喷气发动机是航空燃气轮机中最简单的一种，它是飞机的动力装置。
涡轮喷气发动机在工作时，连续不断地吸入空气，空气在发动机中经过压缩、燃烧和膨胀过程产生高温高压燃气从尾喷管喷出，流过发动机的气体动量增加，使发动机产生反作用推力（图2.1.1）图2.1.1 单轴涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机（图2.1.2）作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能。
涡轮喷气发动机同时又作为一个推进器（，它利用产生的机械能使发动机获得推力。
图2.1.2 表示热机和推进器的单轴涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机，作为热机，它和工程中常见的活塞式发动机一样，都是以空气和燃气作为工作介质。
它们的相同之处为：均以空气和燃气作为工作介质。
它们都是先把空气吸进发动机，经过压缩增加空气的压力，经过燃烧增加气体的温度，然后使燃气膨胀作功。
燃气在膨胀过程中所作的功要比空气在压缩过程中所消耗的功大得多。
这是因为燃气是在高温下膨胀的，于是就有一部分富余的膨胀功可以被利用。
它们的不同之处为：•进入活塞式发动机的空气不是连续的；而进入燃气轮机的空气是连续的。
•活塞式发动机中喷油燃烧是在一个密闭的固定空间里，称为等容燃烧，而燃气轮机则在前后畅通的流动过程中喷油燃烧，若不计流动损失，则燃烧前后压力不变，故称为等压燃烧。
下面给出了涡轮喷气发动机的简图，图中标出了发动机各部件名称和各个截面的符号。
对于单轴和双轴涡轮喷气发动机的尾喷管，若为收敛性喷管，其出口截面9在临界或超临界状态下成为临界截面，故也可以标注为8。
0---远前方，1---发动机进气道入口，2---压气机入口，3---燃烧室入口,4---涡轮入口，5---尾喷管入口，8---尾喷管临界截面,9---尾喷管出口图 2.1.3涡轮喷气发动机各部分名称请记住上图涡轮喷气发动机各个截面符号的含义。
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4.2.1 发动机组成及简图
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§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
涡轮喷气发动机之所以能连续地把热能转换为机械能进而 产生推力，是由于热力循环不断进行的结果。所以，热力循 环是涡轮喷气发动机的基础。
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1. 理想循环
（1）衡量燃气发生器性能的指标
① 热效率 t,i ：加入每千克空气的热量中所能产生的 可用功与所加热量之比。
② 比功 w ：单位质量空气所作的功。
（2）表示理想燃气轮机循环工作状态的参数
这就是------
航 空 发 动 机
※ 燃气涡轮发动机推力的产生
最简单的涡喷发动机结构示意图
2、推力的产生原理
01
9
P0
推力是如何产生的？
P1
P9
A0 C0
A1
A9
C9
气体以速度C0进入发动机，
以C9的速度离开发动机，且C9的
P0
01
9
速度大于C0，说明气体在发动机内是一个加速过程。牛顿第
二定律指出，有加速度就一定有作用力存在，而作用力的大小
第四部分、燃气涡轮发动机基础知识
§ 4.1 涡喷发动机产生推力的原理
4.1.1 推力的定义 4.1.2 推力产生的原理
§ 4.2 航空燃气轮机工作原理 4.2.1 发动机组成及简图 4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
§ 4.3 涡喷发动机推力的计算 §4.4 航空燃气轮机的性能指标及效率
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➢ 因此，那种认为由于发动机喷出的气流作用在 外界空气上产生反作用力推动飞机向前飞行的观 念是一种误解。 ➢ 由于发动机是连续地吸气、增压和喷气的，所 以，在发动机工作时，保持有连续推力的产生。
§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.1 发动机组成及简图 ➢ 发动机组成
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每秒钟 吸进和排出 的气体达数 百斤以上， 比一个成年 人体重还要 多！
遄达900 每秒钟吸入 1.25吨以上 的空气。
※ 燃气涡轮发动机推力的产生
飞机通过连续不断的吸气和排气，并使排气 的速度大于吸气的速度这一过程来获得向前飞 行的动力。但是飞机是依靠什么实现并维持这 一过程的呢？
※ 燃气涡轮发动机推力的产生
涡轮喷气发动机的工作，可划分为4个热力过程：绝热压 缩过程，定压加热过程，绝热膨胀过程，定压放热过程。
这4个过程组成了涡轮喷气发动机的理想循环，称为布莱顿 循环，如下图。由于这个循环的加热和放热过程都是在定 压条件下进行的，因此，也叫“定压加热循环”。
p23
3
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1
0 p-V
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V（比容）
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4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
1. 理想循环
2
B
3
C
T
1
4
p23
3
1
1
0 p-V
T
图2.15 燃气轮机循环布置图
1-2 绝热压缩 2-3 等压加热 3-4 绝热膨胀 4-1 等压放热
2
1
1
0
T-S
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V
3
3
4
S
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4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
气体温 度和压力而变化。
整个工作过程没有流动损失，压缩过程与膨胀过程为绝 热等熵，燃烧前后压力不变，没有热损失（排热过程除外 ）和机械损失。
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§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
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一、涡喷发动机产生推力的原理
➢ 1、推力的定义： ➢ 流过发动机内部和外部的气体与发动机壳体， 内、外壁面及部件之间的作用力的合力，在发动 机轴线方向的分力称为推力（F）。
2、推力产生的原理 地面靠推地
2、推力产生的原理 水里靠推水
2、推力产生的原理
水里靠推水
水中推进用 的螺旋桨
与加速度成正比，方向相同，这个力可以用动量方程进行计算。
牛顿三定律指出，有作用力，就一定有反作用力，反作用力与
作用力大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。这个反
作用力是气体作用在发动机上的，就是发动机的推力。
以航空涡轮喷气发动机为例：
当发动机工作时，大量空气被吸入进气道，经过发动机各 机件工作，使吸入的空气增压，再经燃油燃烧使气体更加膨胀， 进一步增大气体的压力，这样强大的压力都是在发动机内腔产 生的，即是发动机的内压力。当高压气体从尾喷管喷出时，即 产生一个与高压气体压力相等方向相反的反作用力，这一反作 用力就是发动机带着飞机向前飞行的推力。也就是说喷气式发 动机是在整个工作过程中产生的推力。
2、推力产生的原理
（1）螺旋桨推进
（ 两 种 方 式 ）
（2）喷气推进 （又称吸气推进）
2、推力产生的原理
太空什么都没有， 靠喷推进剂，
2、推力产生的原理 还要利用万有引力
※ 燃气涡轮发动机推力的产生
图中所示连续不断进行进气和排气过程 的位置被称为飞机的短舱，短舱里有一个 装置可以使排气速度大于进气速度。
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热力循环：是为了把燃料的热能转变为机械功所需要的、以 空气为介质进行能量转换的一系列工作过程。
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§4.2 航空燃气轮机工作原理
4.2.2 燃气发生器的理想循环和实际循环
燃气发生器：是各类燃气轮机的热机部分，包括压气机、燃 烧室和带动压气机的那部分涡轮。
原理：利用工质重复地进行某些工作过程，同时不断吸热做 功。