动力机械基础燃气轮机PPt

1、燃气轮机主要内容第一节 概述第二节 地面燃气轮机第三节 航空燃气轮机Fundamentals of Aircraft Gas Turbine Engines第一节 概述组成：进气道压气机燃烧室驱动压气机的涡轮燃气发生器动力输出机构动力涡轮：地面燃气轮机或直升飞机尾喷管：航空燃气轮机燃料供给系统控制调节系统启动系统与内燃机相比：1、压缩、燃烧和膨胀分别在压气机、燃烧室和涡轮三个不同部件中进行， 是等压加热循环；而往复式内燃机的压缩、燃烧和膨胀是在同一气缸中 完成的，是等容或等容等压加热过程2、单机功率大，体积小，重量轻，启动快，排气污染小3、燃油耗率高，经济性较差，制造成本高与汽轮机相比：1、工

2、质是燃气，而不是蒸汽2、装置简单，紧凑，重量轻，体积小，启动快，带负荷快，不需大量冷却水3、单机功率较小，效率较低，运行寿命短第二节 地面燃气轮机一、用途二、按轴分类三、简单燃气轮机装置和热力循环四、复杂循环装置的燃气轮机一、用途移动电站调峰机组1、发电备用机组2、动力船舶机车、汽车、坦克石油和天然气输送管道加压站3、航空中的直升飞机200300 km/h武装直升机可达400 km/h二、按轴分类1、单轴式结构：动力涡轮与燃气发生器驱动涡轮装在同一根轴上2、分轴式结构：动力涡轮与燃气发生器驱动涡轮装在各自的旋转轴上，两涡轮可以有不同的转速，在非设计工况下，效率高，运行范围较宽广三、简单燃气轮机

3、装置和热力循环装置：理想循环：理想循环：图中的1-2-3-4-1曲线12： 等熵压缩过程等熵压缩比功1111 2kkppsTcTTcw其中，即增压比1 2pp23： 工质定压吸热过程吸热量其中，即加热比 2 3ppkkppTcTTcq11 2 3 3 21 3TT34： 等熵膨胀作功过程等熵膨胀比功kkppsTcTTcw11 4 31141：工质等压放热过程放热量其中，即增压比1 2pp1 4pp 1111 41 4kkppTcTTcq讨论：（1）循环比功随加热比 的增大而增大（2）循环热效率随增压比的增加而增大，而与加热比无关循环比功111111kkkkpsTcw循环热效率kks1111 2

4、pp1 3TT实际循环：实际循环：图中的1-2-3-4-1曲线考虑各种损失： 摩擦、涡流、散热、激波（音速或超音速流动）比功sww 效率s四、复杂循环装置的燃气轮机（1）回热循环燃气轮机 增加了一个回热器，将燃气轮机的排气对进入燃烧室前的空气进行 预热，相当于锅炉中的空气预热器 提高了循环效率 由于回热器中有压力损失，比功有所下降（2）中冷循环燃气轮机 在压缩机的级间增设中冷器 压缩机耗功减少，循环比功增加（压缩功约占2/3） 高压压气机进口气流温度下降，燃烧室加热量要增加，在较低时， 对循环效率影响不大（3）中冷回热循环燃气轮机（4）再热循环燃气轮机 在高、低压涡轮之间增设一个再热燃烧室，对

5、高压涡轮出口的燃气进行 加热后进入低压涡轮，相当于蒸汽轮机发电厂中的再热器 增加了循环比功 热效率有所下降，只有当较高时，热效率才高些（5）联合循环燃气轮机 燃气 - 蒸汽联合循环 增大机组功率 提高经济性 应用广泛第三节 航空燃气轮机一、循环种类二、推进器的性能参数三、总效率四、航空燃气轮机种类一、循环种类1、简单循环：在涡轮和尾喷管之间设置加力燃烧室，以增加单位推力2、再热循环：40. 025. 0二、推进器的性能参数推力推力F：90909)()(AppUUqFmamaq- 进入发动机的空气流量，近似代替燃气流量，kg/s- 喷气的气流速度，m/s9U0U- 飞机飞行的速度，m/s9p0p

6、9A- 喷气压力，Pa- 大气压力，Pa- 尾喷管的出口截面积，m2，N当燃气在尾喷管内完全膨胀时，09pp 则)(09UUqFma9U9p推进功率推进功率0090)(UUUqUFPmappP喷气动能喷气动能（即燃气热力循环的输出功率）22029UUqPm推进效率推进效率75. 050. 01209UUPPppp讨论；讨论；（1）maqFpP（2）09UUp，w，w30. 020. 00p0或更高一些三、总效率四、种类1、涡轮喷气发动机：用于近音速和超音速飞机和巡航导弹 起飞时，必须采用助推喷气发动机或固体火箭，将它加速到一定的 飞行速度2、冲压式喷气发动机： 用于飞行速度3Ma以上，利用冲压效应 只有进气道、燃烧室和喷管三大部分，省掉了压气机和涡轮3、涡轮风扇发动机： 用于亚音速大型客机和运输机 有内外两个函道，高压涡轮和风扇涡轮分别驱动压气机和风扇 内外函道两股气流以合理的速度向后喷，经济性好，推力大4、涡轮螺旋桨发动机： 用于时速700km/h（194m/s）以下的运输机和小型支线客机 借