燃气轮机原理精讲
燃气轮机的工作原理分析
燃气轮机的工作原理分析燃气轮机是一种将燃气能转换为机械能的热动力装置。
它通过燃烧燃气，并利用高温高压气体的膨胀驱动涡轮机运转，从而将热能转化为机械能。
本文将对燃气轮机的工作原理进行深入分析。
一、燃气轮机的基本构造燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮机和辅助系统等组成。
压气机负责将大气中的空气压缩，提高压气机出口的压力和温度；燃烧室将燃料与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压的燃气；涡轮机则利用高温高压燃气的膨胀作用，转动轴，输出机械能。
二、燃气轮机的工作过程1. 压缩过程在压气机中，压气机叶片将空气压缩，并不断增加其压力和温度。
由于压缩过程中涡轮机的功率输入，工作流体的压力会急剧增加，温度也会相应上升。
2. 燃烧过程压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料充分混合并燃烧。
在燃烧过程中，燃气的温度急剧升高，压力也随之上升。
在燃烧过程中，燃气释放的热能被吸收，并驱动涡轮机的转动。
3. 膨胀过程高温高压的燃气进入涡轮机，通过叶轮的高速旋转，将热能转化为机械能。
涡轮机的转动使得轴上的负载得以工作，产生功率输出。
4. 排气过程经过涡轮机的工作后，燃气温度和压力均下降。
排气系统将残余燃气排出燃气轮机，进入大气中。
三、燃气轮机的特点与优势1. 高效率：相比于蒸汽轮机，燃气轮机拥有更高的实际功率和热效率，能够更充分地利用燃气的能量。
2. 快速启动：燃气轮机的启动时间相对较短，可以在数分钟内达到额定工况。
3. 灵活性：燃气轮机由于结构简单，响应速度快，适用于大范围的负荷变化，具有较好的负载调节性能。
4. 环保性：燃气轮机燃烧过程中的烟气排放较少，对环境污染较低。
四、燃气轮机的应用领域燃气轮机由于其高效率、快速启动和灵活性的优势，广泛应用于各个领域。
以下是燃气轮机的几个主要应用领域：1. 发电行业：燃气轮机广泛用于电力厂的发电设备，可以有效提供稳定可靠的电力供应。
2. 航空航天产业：燃气轮机被用于飞机、火箭等航空航天器的推进系统，提供动力支持。
燃气轮机发电原理
燃气轮机发电原理
燃气轮机发电原理是利用燃烧燃气产生的高温燃气驱动涡轮旋转，从而带动发电机发电的一种方式。
具体原理如下：
1. 燃气燃烧：燃气轮机通过燃烧机将燃气（通常为天然气或石油气）与空气混合并点燃，形成高温高压的燃气。
2. 涡轮旋转：燃烧后的高温高压燃气进入涡轮机中，燃气的能量被转化为动能，推动涡轮机转动。
3. 转动发电机：涡轮机的轴与发电机的轴相连，涡轮机的旋转运动带动发电机的转子旋转，由磁力感应原理，发电机的转子旋转在定子线圈中产生电流。
4. 发电：通过发电机产生的电流，经过变压器的升压处理，最终输送到电网中供电使用。
燃气轮机发电原理简单明了，能够高效利用燃气的能量来产生电力。
相较于其他发电方式，燃气轮机具有启动快、热效率高、排放少等优点，因此在大型电力厂、工业用电以及航空舰船等领域得到广泛应用。
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。
燃气轮机原理
燃气轮机原理
燃气轮机是利用燃气的燃烧产生的热能来驱动涡轮旋转，通过与涡轮连接的轴来输出功率的一种装置。
它的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 压缩空气：燃气轮机内部有一个压缩机，它吸入大量的空气并将其压缩至高压状态。
通过旋转的叶片，空气被压缩并排出。
2. 燃烧：在压缩后的空气中注入燃料，形成可燃气体。
这些可燃气体在燃烧室中点火，并产生高温和高压的燃烧产物，如烟气和燃烧残渣。
3. 膨胀：高温高压的烟气通过燃气轮机中的涡轮，使其快速旋转。
涡轮的旋转力量通过轴传递给外部设备，如驱动发电机或者飞机的螺旋桨。
4. 排放：燃烧产物从燃气轮机排出，形成废气。
这些废气需要进行处理，以减少对环境的污染。
总体而言，燃气轮机利用燃气燃烧的高温高压来推动旋转涡轮，从而产生能量输出。
与传统的发电方式相比，燃气轮机具有高效率、快速启动以及较小的体积等优势，因此被广泛应用于电力发电、航空航天等领域。
燃气轮机的工作原理
燃气轮机的工作原理
燃气轮机是一种利用燃料燃烧产生高温高压气体做工质，通过气流转动涡轮，再将动能转化为机械能的装置。
以下是燃气轮机的工作原理：
1. 空气进气：燃气轮机的工作过程始于将空气引入进气道中。
为了达到更高的效率，一般会采用压气机提升空气的压力，以增加进气气流量。
2. 燃料燃烧：在压缩后的空气进入燃烧室之前，燃料被喷入燃烧室进行燃烧。
通常情况下，燃料燃烧产生的热量会使气体的温度和压力升高。
3. 气体膨胀：经过燃烧室燃烧后，高温高压气体进入涡轮机，气体的动能随之转化为涡轮得以旋转。
4. 涡轮工作：涡轮由多个叶片组成，这些叶片被高速旋转的气体冲击，使得涡轮自身也随之旋转。
涡轮旋转的目的是为了将气体流动时的动能转化为机械能。
5. 惯性运动：涡轮和轴传动装置的联系使得涡轮的运动将会传递给其他设备，如发电机或驱动船只的螺旋桨。
同时，惯性使得涡轮与压气机相互影响，构成了一个循环的工作系统。
6. 排气：气体工作完毕后，通过排气道排出。
部分排出的热能可以用于发电或供热。
总结起来，燃气轮机通过燃烧燃料产生高温高压气体，通过涡轮转动的方式将气体的动能转化为机械能，最终实现能量的利用。
燃气轮机原理
燃气轮机原理
燃气轮机是一种通过燃烧燃料来发电的机器，它通过利用动力循环的原理来实现发电，其中燃料燃烧的热量被转化为动能，进而被转化为机械能，最后被变成电能，以供使用。
燃气轮机的原理可以简单地概括为三个步骤：燃烧、压缩和排放。
燃烧步骤中，燃料会在高温高压的环境中燃烧，产生温度高达2000-3000摄氏度的高热量的气体；压缩步骤中，高温的气体经过压缩，气体的压力和温度都将增加，从而提高其动能；最后，在排放步骤中，高压气体经过排放，气体的压力和温度都将下降，而气体的动能也将随之降低，从而将能量转变为机械能，机械能可以用来驱动发电机，最后将机械能转变为电能，以供使用。
燃气轮机的优点很多：它可以在机组安装容量很小的情况下达到较大的发电容量，因此具有较好的发电效率；它的投资成本较低，而且维护费用也较低；它的噪音污染较小，而且其运行温度也较低，因此具有良好的环境影响。
燃气轮机是一种相对较新的发电设备，它可以满足不同类型的功率需求，而且具有较高的发电效率、低成本、低噪音和低温度等优点，在现代发电领域发挥着重要的作用。
燃气轮机原理(精华版)
QD20燃机轮机机组第 1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，它靠蜡烛在空气燃烧后产生的上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臵，其原理与走马灯相同。
现代燃气轮机发动机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。
当它正常工作时，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的转化的热力循环。
图1-2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入空气、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入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，也可通过各种换热设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。
燃气轮机动力装臵是指包括燃气轮机发动机及为产生有用的动力（例如：电能、机械能或热能）所必需的基本设备。
为了保证整个装臵的正常运行，除了主机三大部件外，还应根据不同情况配臵控制调节系统、启动系统、润滑油系统、燃料系统等。
燃气轮机区别于活塞式内燃机有两大特征：一是发动机部件运动方式，它为高速旋转、且工质气流朝一个方向流动（不必来回吞吐），使它摆脱了往复式动力机械功率受活塞体积与运动速度限制的制约，在同样大小的机器内每单位时间内通过的工质量要大得多，产生的功率也大得多，且结构简单、运动平稳、润滑油耗少；二是主要部件的功能，其工质经历的各热力过程是在不同的部件中进行的，故可方便地把它们加以不同组合处理，来满足各种用途的要求。
燃气轮机区别于汽轮机有三大特征：一是工质，它采用空气而不是水，可不用或少用水；另是多为内燃方式，使它免除庞大的传热与冷凝设备，因而设备简单，启动和加载时间短，电站金属消耗量、厂房占地面积与安装周期都成倍地减少；再是高温加热高温放热，使它有更大的提高系统效率的潜力，但也使它在简单循环时热效率较低，且高温部件需更多的镍、铬、钴等高级合金材料，影响了使用经济性与可靠性。
燃气轮机的工作原理及效率提升途径
燃气轮机的工作原理及效率提升途径燃气轮机是一种常见的热力设备，广泛应用于能源行业和工业生产中。
本文将着重介绍燃气轮机的工作原理，并探讨提高其效率的途径。
一、燃气轮机的工作原理燃气轮机是以燃气或液化石油气为燃料，通过燃烧释放能量，推动轴承旋转，产生功率的装置。
其基本工作原理可分为四个步骤：压缩、燃烧、膨胀和排气。
1. 压缩：燃气轮机的第一个步骤是将进气口吸入的空气进行压缩。
在压缩过程中，通过轴承、压缩机等组件将气体加压，并将温度升高，以利于后续的燃烧过程。
2. 燃烧：在压缩完毕后，燃料与压缩空气混合并点燃。
燃气轮机采用连续燃烧的方式，即燃料持续进入燃烧室，而不是分阶段燃烧。
燃料的燃烧释放出的高温高压气体会造成轴承旋转，并产生高温热能。
3. 膨胀：高温高压气体通过轴流或者离心式涡轮机进行膨胀。
流经涡轮叶片的气体会由于叶片的作用而产生反作用力，从而将能量转化为机械功。
4. 排气：膨胀完毕的气体在离心式涡轮机上产生功时，温度和压力下降。
气体经过轴流或者离心式涡轮机出口，排出系统，并进入烟囱或废气处理设备。
二、燃气轮机效率提升途径为了提高燃气轮机的效率，可以从多个方面进行改进。
以下是几种常见的提升途径：1. 提高压缩比：压缩比是指进气压力和出气压力之比，通常用来衡量燃气轮机的压缩效果。
提高压缩比可以提高燃气轮机的效率，但也要注意压缩机的性能和材料的耐久性。
2. 采用高效燃烧室：燃烧室是将燃料与空气混合并点燃的关键组件。
采用高效燃烧室可以提高燃烧效率和热效率，减少能量的损失。
同时，还可以改善排放性能，降低对环境的污染。
3. 优化涡轮机设计：涡轮机是燃气轮机中的核心部件，其设计和转子叶片的形状会直接影响到能量转化效率。
通过优化涡轮机的设计，减小流通损失和摩擦损失，可以提高燃气轮机的效率。
4. 使用余热回收技术：在燃气轮机的排气中，仍然存在着大量的热能。
利用余热回收技术，可以将排气中的热能转化为有用的热能，用于供暖、工艺热等方面，提高系统的整体能量利用率。
燃气轮机的工作原理
燃气轮机的工作原理
燃气轮机是一种将燃气动能转换为机械能的热力机械，它的工作原理主要是通过燃烧燃气来产生高温高压气体，然后利用这些气体的动能来驱动涡轮转子旋转，最终驱动发电机发电或者推动飞机飞行。
燃气轮机的工作原理涉及到燃气的燃烧、涡轮的旋转以及动能转换等多个方面，下面将逐一介绍。
首先，燃气轮机的工作原理与内燃机类似，都是通过燃烧燃料来产生高温高压气体，但不同的是，燃气轮机是通过外部燃烧室来燃烧燃气，而不是在气缸内部燃烧。
当燃气燃烧时，释放出的热能使空气膨胀，形成高温高压气体，然后这些气体被引入涡轮机中。
其次，涡轮机是燃气轮机中的核心部件，它由许多叶片组成，当高温高压气体进入涡轮机时，气体的动能被转化为机械能，推动涡轮机旋转。
涡轮机的旋转带动轴，最终驱动发电机发电或者推动飞机飞行。
最后，燃气轮机的工作原理还涉及到动能的转换，即将燃气的动能转化为机械能。
在涡轮机旋转的过程中，动能逐渐减小，而机械能则被传递到发电机或者飞机的动力系统中，从而实现发电或者推进飞行器飞行的目的。
总的来说，燃气轮机的工作原理是通过燃气燃烧产生高温高压气体，利用这些气体的动能驱动涡轮机旋转，最终将动能转化为机械能。
燃气轮机以其高效、可靠的特点，在发电、航空等领域有着广泛的应用。
希望通过本文的介绍，读者对燃气轮机的工作原理有了更深入的了解。
燃气轮机发电机组工作原理
燃气轮机发电机组工作原理1. 燃气轮机的概念你有没有想过，电是从哪里来的？别担心，今天我们就来聊聊其中一个重要的“发电小助手”——燃气轮机。
简单来说，燃气轮机就像一个巨大无比的风扇，它能把燃料的能量转化为电能。
听起来很酷吧？这种机器可不是普通的家用电器，而是能在发电厂中发光发热的“超级明星”。
想象一下，如果生活是一场演出，燃气轮机就是那个总是在台上发光发热的主角，时刻准备为我们带来电力。
2. 燃气轮机的工作原理2.1 吸气与压缩好，接下来我们来聊聊这个燃气轮机到底是怎么工作的。
首先，它需要“喝”空气。
你没听错，它就是那种像我们每天呼吸的空气！空气被吸入后，接着会经过一个叫做压缩机的部件。
这家伙就像一个大力士，把空气“捏”得更紧、更密。
这样一来，空气的温度和压力都会提高，简直就像把饮料瓶摇晃之后再打开，气体瞬间喷涌而出，爽快得不得了！2.2 燃烧与膨胀压缩后的空气接着就要和燃料“约会”了。
这时候，燃料（比如天然气或者柴油）被喷入压缩空气中，形成一种“梦幻组合”。
然后，点火装置一开，瞬间燃烧的火焰就把这对“情侣”变得热火朝天。
燃烧过程中，空气的温度会飙升，气体膨胀得就像气球一样。
你能想象吗？这股热气就像是在燃气轮机里开了一场“盛大的派对”，能量四溢，令人惊叹。
3. 发电过程3.1 驱动涡轮接下来，膨胀的高温气体会冲击涡轮。
这一幕就像是冲浪者在海浪上尽情驰骋。
气体撞击涡轮叶片，使其快速旋转。
这个过程就像是在给涡轮“加速”，把气体的能量转化为机械能。
随着涡轮的转动，能量被转移到发电机上，这时候，电就要来了！3.2 产生电力涡轮驱动的发电机就像一台魔法机器，它把旋转的机械能转换成电能。
发电机里有个叫做“磁场”的小东西，随着涡轮的旋转，电流也随之产生。
就像你在滑滑梯时，身体下滑时的快感一样，发电机一转，电流就源源不断地涌出来。
此时，你的灯光、家电，甚至是手机都在这股电流的滋润下欢快地工作。
简直就像是大自然的馈赠，让我们的生活更便捷。
燃气轮机原理
燃气轮机原理燃气轮机是一种将燃料的热能转换为机械能的发动机。
它具有高效率、功率密度大、响应迅速等优点，被广泛应用于飞机、火车、船舶等领域。
本文将介绍燃气轮机的原理，从燃料燃烧到机械输出的整个过程，以及燃气轮机的工作原理和组成部分。
一、燃料燃烧燃料的燃烧是燃气轮机的核心过程之一。
首先，燃料与空气混合形成燃气混合物，然后在燃烧室中被点火。
燃料的选择通常以石油类产品为主，例如柴油、天然气等。
点火后，燃气混合物的化学能被释放，产生高温高压气体，这是燃气轮机工作的基础。
二、燃气扩张燃气轮机的下一个步骤是将燃气的热能转化为机械能。
在燃气扩张过程中，高温高压的燃气进入轮叶，施加压力在叶片上，使得轮叶开始旋转。
此时，燃气流过轮叶，产生了推力，推动轴承输出机械能。
三、轴承和连杆在燃气轮机中，轴承和连杆是非常重要的组成部分。
轴承负责支撑和稳定旋转的轴，使得轮叶能够顺利工作。
连杆则将轮叶的旋转运动转化为线性运动，从而输出机械能。
这两个部分的设计和制造对于燃气轮机的性能和寿命至关重要。
四、废气排放在燃气轮机工作过程中，废气的排放是一个需要关注的问题。
废气中含有大量的二氧化碳、氮氧化物等有害物质，对环境造成污染。
为了减少废气排放对环境的影响，燃气轮机通常采取多重净化处理，包括除尘、脱硫、脱氮等技术手段，以确保废气排放符合相关的环保标准。
五、效率和性能燃气轮机的效率和性能是衡量其优劣的重要指标。
燃气轮机的效率通常指热效率，即输入的热能中有多少被转换为机械能。
为了提高燃气轮机的效率，可以采取一系列措施，例如提高燃烧效率、减少能量损失等。
此外，燃气轮机还具有快速启动、高响应性和负载适应性强等优点，使其在航空、交通等领域得到广泛应用。
综上所述，燃气轮机通过燃料的燃烧和热能的转换将热能转化为机械能。
它的工作原理涉及燃料燃烧、燃气扩张、轴承和连杆以及废气排放等多个方面。
燃气轮机以其高效率、功率密度大、响应迅速等优点在各个领域得到广泛应用。
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。
燃气轮机工作原理解析
燃气轮机工作原理解析燃气轮机工作原理解析1. 引言燃气轮机是一种广泛应用于发电、航空和工业领域的热机设备，其高效率和可靠性使其成为许多行业的首选。
本文将深入解析燃气轮机的工作原理及其相关技术，帮助读者加深对该设备的理解。
2. 燃气轮机的基本原理a. 概述：燃气轮机是一种以燃烧产生高温高压气体推动转子运动的装置。
b. 压气机部分：燃气轮机的基本构成之一是压气机，其作用是将空气压缩，提高压力和温度。
c. 燃烧器部分：在压缩后的空气中注入燃料并点燃，形成高温高压气体。
d. 高温气体部分：高温高压气体由燃烧室流入调速器，然后流入轮叶进一步扩张，将热能转化为动能。
e. 功率输出部分：高温气体的动能转化为转子的运动，通过与发电机或机械设备的连接，产生有用的功率。
3. 燃气轮机改进技术a. 燃气轮机的燃料：燃气轮机可以使用不同类型的燃料，包括天然气、石油、生物质和液化石油气等，这使得其在能源供应的多样性方面具有优势。
b. 燃气轮机的热循环：为了提高燃气轮机的效率，热循环技术被广泛应用，例如再热循环、再循环、废热回收以及燃料预加热等。
c. 燃气轮机的燃烧室：为了减少燃烧过程中产生的污染物和减少对环境的影响，燃煤轮机燃烧室采用了低排放设计，并且燃烧效率得到了显著提高。
d. 燃气轮机的涡轮叶片：涡轮叶片的材料选择和结构设计也是燃气轮机性能改进的关键。
新材料的应用和流体力学分析的发展为叶片提供了更高的承载能力和更好的性能。
4. 燃气轮机的优势与应用领域a. 高效率：燃气轮机具有高能量转换效率，通常可以达到30%以上。
b. 快速启动和停机：燃气轮机的启停时间很短，可在数分钟内实现运行或停机，适用于应急发电和调峰需求。
c. 灵活性：燃气轮机适用于自然气和液化石油气等多种燃料，可根据供应的可用燃料进行调整。
d. 应用领域：燃气轮机广泛应用于电力工业、石油化工、航空航天和海上发电等领域。
5. 总结与展望燃气轮机作为一种高效、可靠的热机设备，在能源和工业领域具有广泛的应用。
燃气轮机的工作原理
燃气轮机的工作原理
燃气轮机是一种通过燃烧燃气来产生机械能的设备。
它的工作原理如下：
1. 空气压缩：燃气轮机内部有一个旋转的压气机，它通过旋转叶片将外界空气抽入轮机内部，并将空气逐渐压缩。
这个过程使得空气的能量增加，并且增加了空气分子的密度。
2. 燃烧：经过压缩的空气进入燃烧室，在其中与燃气混合并点燃。
燃气的燃烧产生高温高压的气体，使燃烧室内的压力迅速增加。
3. 转子运动：燃烧室的高压气体推动轴上的涡轮旋转。
涡轮连接着压气机和燃烧室，因此燃烧室的高压气体的运动传递给了压气机，进而推动压气机继续压缩空气。
4. 发电或推进：涡轮旋转的同时，也将动力传递给了输出轴，可以用于驱动发电机发电或用于推动飞机等载体。
由于燃气轮机的轴转速非常高，因此可以获得高功率输出。
总而言之，燃气轮机通过不断的空气压缩、燃烧和轮子旋转的循环过程，将燃气的热能转化为机械能，从而实现发电或推进等目的。
燃气轮机的工作原理及应用
燃气轮机的工作原理及应用一、燃气轮机的工作原理燃气轮机是一种通过将燃气释放到叶轮转子上产生动力的发动机。
燃气轮机有三个主要组成部分：压气机、燃烧室和涡轮。
在燃气轮机中，压气机将大量的空气压缩，然后将其送入燃烧室。
在燃烧室中，燃料被喷射到高压空气中，然后在点火器的作用下点燃燃料。
这样产生的高温高压气体通过涡轮驱动轴承，使轴承产生动力。
燃气轮机的工作原理可以简单概括为：空气被压缩，然后喷入燃料并点燃。
这些气体产生高温和高压，然后驱动涡轮，提供发动机所需的动力。
二、燃气轮机的应用燃气轮机广泛应用于发电和航空领域。
在发电领域中，燃气轮机可用于发电站、船只和许多其他类型的工业设备中。
在航空领域中，燃气轮机是现代民用航空发动机的核心。
1. 燃气轮机在发电站中的应用燃气轮机发电站可以在非常短的时间内启动，可以在几分钟内从停止状态达到最大输出功率。
这种优势非常适合满足瞬间电能需要的环境。
燃气轮机发电站还可以利用工业废气以及废水热回收，减少了能源的浪费。
2. 燃气轮机在船舶中的应用由于燃气轮机具有动力密度高、重量小、尺寸小、响应速度快、起动性能好等特点，可用于柴油机的备用或主要动力。
燃气轮机在燃油消耗率方面与柴油机相比优势不是太大，但由于其较小的体积和质量，船舶的稳定性较好。
3. 燃气轮机在航空中的应用燃气轮机是现代民用航空发动机的核心。
它的可靠性高，功率大，而且产生的噪音和废气都很少。
燃气轮机可以让飞机飞行得更快，更高，更远，并提高飞机性能和可靠性。
燃气轮机有以下优点：轻量化，提高了飞机的搭载货运量和距离；工作顺畅，启动、加速，跟踪性能良好；排放清洁，不会引起太多空气污染；节约油耗。
三、结论燃气轮机目前已成为一种高效、可靠、可适应性强的动力设备，逐渐进入各领域的市场。
尤其是在未来电力与航空交通等领域的应用需求中，燃气轮机具备重要的发展前景。
燃气轮机原理精讲
几种典型的热力循环比较
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4’’’
S
卡诺循环；1-2等熵加热；2-3 等温膨胀；3-4等熵放热；4-3等温压缩
Ericsson Cycle 斯特林循环 布雷顿（Brayton cycle)
2-1 燃气轮机循环主要性能指标
1.比功 w：描述燃气轮机循环作功性能的好坏的指标。单位质量 工质下所做的功。
w dW dm
为什么不用功率作为描述循环性能的指标？
2. 热效率ηt和耗油率sfc (specific fuel consumption)
t
w fH u
耗油率：
sfc3000qf 3600f
• 1930 Frank Whittle 1930年申请了第一个用于喷气推 进的燃气轮机专利 1941年第一台安装在飞机上的燃 气轮机诞生（速度＝370MPH， 1000磅推力）
• 1939－Hans von Ohain and Max Hahn 第一架喷气式飞机（HE-178）1100磅推力，
400MPH速度；采用离心压气机，后改用轴 流压气机
T3 T
T5 T4
T2 T6
T1
S
80
5
60
40
3
cp(T3 T4)cp(T2 T1)
cp(T3T5)
With ideal heat-exchange
T5 T4
1 (k1)/k
Specific work output is unchanged by the addition of a heat-exchanger
燃气轮机的工作原理
燃气轮机的工作原理
燃气轮机是一种常见的热力设备，可将化学能转化为机械能。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 空气进气：燃气轮机通过引入大量气体来驱动轴，以产生动力。
这些气体主要包括空气和燃料，通常是天然气或石油燃料。
2. 压缩空气：从大气中引入的空气经过空气压缩机，会被压缩到高压状态。
通过增加空气的压力，可以提高燃烧效率和动力输出。
3. 燃烧：在空气经过空气压缩机之后，经过高压燃料喷嘴注入燃料，以实现混合燃烧。
混合物在燃烧室中起火，产生高温燃烧膨胀气体。
4. 高温高压气体膨胀：燃烧膨胀气体在高温高压下，被送入燃气轮机的涡轮部分。
高速旋转的涡轮将气体的动能转化为机械能，驱动轴旋转。
5. 功率输出：通过涡轮的旋转，将机械能传递给输出设备，如发电机或其他机械装置，从而产生所需的功率输出。
6. 废气排放：燃气轮机在能量转化过程中会产生高温废气，这些废气通过排气系统排出，防止对轮机造成过热损害，并用于外部过程，如发电厂中的锅炉。
总体来说，燃气轮机通过压缩空气、燃烧燃料，然后利用高温
高压气体膨胀和涡轮转动，将热能转化为机械能，实现功率输出。
通过这样的工作原理，燃气轮机被广泛应用于发电、航空、海洋和工业等领域。
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寿命：工业轻型 2-10 万小时；
燃气轮机装置的优势：
1、装置轻小；投资仅为蒸汽动力厂的20-80%以下；重量和所占空间只
有蒸汽轮机或内燃机的几分之一或几百分之一；技术周 期短；
TMI
2、燃料适应性强，公害少-----最理想的清洁能源转换装置
3、节省厂用水、电、润滑油；
4、启动快、自动化程度高； 5、维修快，运行可靠
c p (T3 T4 ) c p (T2 T ) c p (T3 T2 )
Making use of the isentropic p-T relation,
T2 / T1 ( k 1)/ k T3 / T4
And pressure ratio
p2 / p1 p3 / p4
TMI
燃气轮机原理与性能 精讲
TMI
课程内容
第一章 概论 1-1 燃气轮机简介 1-3燃气轮机的应用 1-5 燃气轮机的分类 1-7 燃气轮机的设计过程 第二章 燃气轮机循环理论 2-1 燃气轮机循环主要性能指标 2-3 实际燃气轮机循环 第三章 燃气轮机热力计算 3-1 热力计算的目的 3-3 热力计算的步骤 第四章 相似理论 4-1 相似准则 4-2 相似参数与换算参数 3-2 燃烧室计算方法 3-4 热力计算的举例 2-2 理想燃气轮机循环 2-4 复合燃气轮机循环 1-2燃气轮机的发展 1-4 燃气轮机的未来 1-6 燃气轮机涉及的主要学科
30000 25000 20000 15000 10000 5000
北美 中国 非洲和中东 中南美洲 东西欧 远东和太平洋 台湾
系列1
0
TMI
燃气轮机的未来--燃气轮机+热交换技术（换热器）
TMI
涡轮入口温度的提高
TMI 1-4 燃气轮机的分类 简单循环： 开式循环： 单轴、分轴、双轴、多轴燃气轮机 单轴：负荷固定、转速固定；发电用；压气机固有的转动惯量，有利 于防止在甩负荷时产生飞车；加入热交换器可以使整机热效率提高，但这 要损失10%功率。 分轴：起动机仅满足燃气发生器即可；甩负荷时会带来涡轮的飞车， 所以控制系统要有保证。 多轴：如果不采用热交换器而获得高的热效率，就要有高压缩比。虽 然多级离心式压气机具有高的压比，但其效率要比轴流式的低，所以通常 都是采用轴流式压气机。而当压气机在低转速时，由于压气机后几级由于 出口面积减小，空气密度降低，气体轴向速度加大，叶片会出现阻塞。这 种不稳定区的出现，会发生在燃气轮机起动或低负荷情况。 所以只在一台压气机上取得8以上的压比是很困难的。但只要采取将 一台分为两台或更多台时，就可以克服上述困难。 在有些特殊的发动机上，由于流量小，多采用离心式；而轴流式则会 由于流量小使其叶片过短，难以保证其效率。
变工况性能
强度修改 控制系统设计
设计修改
工艺设计及制造
试验及研究 产品 售后服务
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美国能源部21世纪先进燃气轮机系统研究（AGTSR）计划
高温和耐腐蚀材料科学 燃烧现象的深入了解 天然气或其他燃料燃烧时的污染物形成和减少 新型热力循环的基础理论 1992年-2003年向大学设立了74个项目，投资约$35,485,299.
• 1939－Hans von Ohain and Max Hahn 第一架喷气式飞机（HE-178）1100磅推力， 400MPH速度；采用离心压气机，后改用轴 流压气机
TMI
发电设备 发电设备
功率：50 MW 功率：5万千瓦 效率： 40%
效率： 40% 功率 /重量、功率/
体积最高的动力形 功率/重量、功 式-燃气轮机
2
opt ( k 1) / k
此时输出功为最大。
理想燃气轮机循环其最大效率是随压比的增加而 上升。
TMI
复杂循环—回热循环
T3
T T5 T4 T2 T6 T1
c p (T3 T4 ) c p (T2 T1 ) c p (T3 T5 )
With ideal heat-exchange
1’’’ 4
S
卡诺循环；1-2等熵加热；2-3 等温膨胀；3-4等熵放热；4-3等温压缩 Ericsson Cycle 斯特林循环 布雷顿（Brayton cycle) 四个循环表明了布雷顿循环的改 进方向——向Ericsson Cycle靠 近
TMI
The cycle efficiency is
TMI
1-5 燃气轮机涉及的主要学科
流体力学（气体动力学）
热力学与传热
自动控制 材料与强度
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燃气轮机设计流程
市场调研 技术规格书 用户需求
循环方式选择研究
设计点的确定 压气机、涡轮、进、 排气等气动设计 部件试验 功率提高 与改型 轮盘、叶片、壳体 等结构强度设计
气动模 型修改
TMI
第一章 概论
1.1 燃气轮机的 组成及工作原理
C- compresser T- Turbine B – Combustion chamber
Simple gas turbine system
TMI
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1-2
燃气轮机的发展
公元前150年 埃及哲学家Hero发明了一个玩
具－－汽转球 (Aeolipile） 1629 - Giovanni Branca利用蒸汽驱动涡轮 旋转磨粉机 1687 Isaac Newton －－蒸汽货车
TMI 第五章 燃气轮机部件特性 5-1 轴流压气机特性 5-3 燃烧室特性 第六章 燃气轮机变工况性能计算 6-1 燃气轮机部件特性的处理 6-3 变工况性能计算方法 第七章 燃气轮机过渡工况 7-1 燃气轮机起动过程 7-3 燃气轮机减速过程 7-2 燃气轮机加速过程 7-4 燃气轮机加减速过程参数控制 6-2 燃气轮机部件间的匹配 5-2 透平特性 5-4 径向压气机、向心涡轮特性
闭式循环：
优点：可以在整个循环中采用较高的压比---高的气体密度，这可以在给 定输出功率下减小机组尺寸；可以使发电功率只随闭路中的压力变化。 这种控制形式意味着在整个负荷范围内，最高循环温度不会改变，因此， 总体效率少有变化。 缺点：需要外部加热系统；这样加热器表面温度给主循环最高温度 设定了上限。
•装置的热效率
•装置的尺寸,重量 •对燃料的适应性
影响燃气轮机性能的两个因素:部件效率和涡轮初温;
1904年两个法国工程师Armengaud和Lemale,建造了一台燃气轮 机,部件效率60%,涡轮初温740K。 (只够自己运转)
整机的效率还和压比有关;
燃气轮机的发展和空气动力学的发展相关： 压比35,部件效率85-90,初温1650K.(86年的目标)
t 1 ( k 1) / k
1 T3 / T4 1
• 气体质量流量在整个循环中不变；
• 在热交换器中充分换热；
理想简单燃气轮机循环 此种循环的极限是什么？ 此种循环的热效率
TMI
几种典型的热力循环比较
2 3 2’ 3’ 2’’ 3’’’ 3’’
T
v
2’’’
p
4’’’
1
TMI
多轴燃气轮机转子
TMI
最初双轴燃气轮机压比在10：1，而它适合于30：1这样的比值。 多轴的另一种形式：如果有几级导叶是可调的，那么就可在高压比
下采用一台压气机。GE已在一台压气机上实现了15：1。
复杂循环：
在给定压比下，压缩功只与入口空气温度有关。--- 进气进行冷却。
在许多情况下，机组的尺寸和重量要比热效率重要。
sfc
3000q f wqa
sfc
3600 t Hu
TMI 假设条件：
2-2
理想燃气轮机循环分析
• 压缩和膨胀过程是可逆的、绝热的即等熵的。 • 忽略部件进出口工质的动能变化； • 在进气管道、燃烧室、热交换器、间冷器、排气管和连接部件的管道均 不考虑压力损失； • 工质在整个中具有同样的组分，并且是比热不变的完全气体； 1 1 1
第八章 燃气轮机性能仿真
8-1 仿真方法 8-2参考书
1、燃气轮机装置
沈炳正
机械工业出版社
2、燃气轮机原理与性能 翁史烈 上海交通大学出版社 3、燃气轮机工作原理及性能 朱行健 王雪瑜 科学出版社 4、燃气轮机循环理论 佐滕豪 5、 Gas Turbine Theory H. Cohen, G. F. Rogers, H. I. H. Saravanamuttoo
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现代燃气轮机的结构特点
重型结构 >15KG/PS
轻型结构<10KG/PS，
燃气轮机简图： 轻型结构： 航空机和航空改型舰用燃气轮机，工业轻型（重载轻型） 重型结构：工业燃气轮机 单位功率重量： 金属耐热极限---1100 ℃；涡轮进气温度：1460 ℃ 采用空气冷却叶片；--- 冷却技术 耐高温材料（单晶铸造，定向凝固等技术）
T5 T4
80 60 40 20 1 2 4 6 8
S
( k 1) / k 1
5 3
Specific work output is unchanged by the addition of a heat-exchanger
10
12
TMI
2-3 实际燃气轮机循环
1 ( )( k 1) / k
1
Then shown
The efficiency thus depends only on the pressure ratio and nature of the gas.
k 1.44(空气）； =166 . (燃气）
W c p (T3 T4 ) c p (T2 T1 )
问题： 1. 实际燃气轮机与理想燃气轮机循环的差别？ 2. 如何考虑实际的燃气热力性质 ？