船舶燃汽轮机 课程习题1

1、船舶燃汽轮机 课程习题 一、填空题 1、船用燃气轮机虽是由航空式燃气轮机衍生出来的，两者外形也很相似，但构造上却有不同之处。区别在于：航空燃气轮机中只有一种涡轮_，而且采用_设计，即_。 2、航空式燃气轮机涡轮的功能除_外， _，并通过机尾_而高速排向大气，从空气中得到推力。 3、船用燃气轮机上则装有两种涡轮：前端一个同样是_。后面一个称_，通过涡轮轴向后（或者向前），以_传动方式，经齿轮箱减速后直接驱动螺旋桨或喷射水泵，从水中获得推力。因而船用燃气轮机都采用_设计。 4、船用燃气轮机的两种涡轮之间没有_连接,而仅为燃气的_。因而人们也将_称作自由涡轮。 5、船用燃气轮机上则装有两种涡轮，两种

2、涡轮的工作是_。_的转速高，_转速较低。两种涡轮之间的速度差因机型不同而有较大差异。 6、不论四冲程式或二冲程式柴油机，从空气_，整个工作过程均在按先后次序，依次交替，周而复始的规律下进行，而且都在同一_中，以_上下移动不同位置来自行操控，从而完成工作循环过程。 7、燃气轮机工作过程虽同样经历_几个环节，但它是分别在不同_中同时、连续地进行的。各装置专司其职，互不相干，即_只管吸气、压缩；_只管燃烧；_作功输出；_排气，各部份同时进行，不像柴油机要待一个冲程工作结束才进行下一个冲程，因而整个工作过程都不涉及“冲程”问题。 8、燃气轮机工作温度高，涡轮前的燃气温度约为_(1400F1550F)，

3、而新设计的燃气轮机，涡轮前燃气温度高达_（2030F），但却处于_状态下运行，燃烧膨胀压力Pz仅为0.81.5MPa，远低于柴油机。 9、柴油机与汽油机的主要区别在于：汽油机为_，自始至终每个工作循环都需_；柴油机属_，靠高压缩产生的高温而自燃。 10、燃气轮机工作方式较特别。起动过程需_；一旦进入运行状态即自动_，改为_。所以说燃气轮机起动过程的工作方式似汽油机，正常运行则按柴油机模式工作。 11、燃气轮机的燃油喷射方式，与柴油机截然不同。首先，它是_，有别于柴油机的_。其次，是采用_，喷射压力只有2040kPa，远低于柴油机的喷油压力。再者，所有燃气轮机都采用_，只要供油压力足以克服喷孔的

4、通过阻力即自动喷射。 12、燃气轮机功率输出的大小，取决于燃油供给量的多寡。多数情况下，其供油量的调节，是由一个安装于油路系统中的_来执行，由_根据负荷变化而自动调节。而柴油机则由_直接控制供油量。 13、船舶燃气轮机的核心部分是燃气发生器。它主要由：_、_、_、_、_及_等部件组成。 14、压气机消耗了燃气轮机巨大的压缩功。在一般的船用燃气轮机中，用以驱动压气机工作的高压涡轮，耗费了机组动力_；而通过动力涡轮输出的功率，实际上仅占_左右。 15、压气机的转子由_、_、_、_及_等构件组装而成。 16、转子轴实质上是一根空心丝杆，其主要功用不在于_，而是供_，并作为_。 17、燃烧室位于_与_

5、之间，它是燃气轮机的一个十分重要的组成部分，是燃油与空气进行混合以及燃烧的场所，负担着加热工质的任务。 18、动力涡轮亦称_，它安装于高压涡轮后面，两个涡轮的转子之间并无机械连接。 19、动力涡轮静叶片外壳用_制成，具有良好的抗腐蚀性。 20、二级涡轮静叶片栅由12块静叶片体组装而成,所有的涡轮静叶片均用_无加工余量精铸而成。 21、废气扩散器的作用是_后从第四级涡轮向后排出的废气进入废气箱，经废气箱接驳器及烟囱而排向大气。同时，由于扩散器的入口端小、出口端大，因而可使废气产生_的作用。 22、燃气轮机的_喷射方式有别于柴油机的_喷射，因而供油系统的组成形式、供油量的控制方法以及有关部件的构造

6、也有较大区别。 23、当燃气轮机处于起动阶段时，供油系统采用_供油是为了增大供油量。与此同时，压气机的放气系统会自动地将_排放掉，目的是为了使起动过程中燃烧室中的_，以利于点燃及燃烧火焰的迅速传播。 24、当燃气轮机已起动成功，并进入正常运行状态后，供油系统则迅速自动改为_供油，其目的是为了_，以获得高质量的雾化，满足燃气轮机的正常运转所需。 25、燃气轮机转速的高低取决于_所控制的供油量。而燃油控制阀的工作则分别受到两个不同装置所控制：起动过程受_阀控制；正常运转时则受燃气轮机_所控制。 26、汽油机每个工作循环都必须点一次火，且有严格的时间（角度）要求。燃气轮机则采用脉冲式持续点火，而当起

7、动成功后即自动停止点火，改为自燃工作。 27、为改善燃气轮机的起动性能和避免起动当中出现喘振，同时，也为了改善燃气轮机低工况下部分负荷的工作稳定性及经济性，故在所有燃气轮机上专门设置一套_，或_。 28、船用燃气轮机配置的减速齿轮箱，与一般柴油机动力中小型船上惯用的倒顺车减速齿轮箱在结构和工作上不尽相同。其作用只是_，而且是大减速比（最高达18:1）的减速箱，但不能作_控制。同时，通过多级减速，使输入与输出轴线之间形成较大的_，方便于架高安装的燃气轮机与较低位置输出的推进装置的轴系布置。此外，尚可利用多级减速齿轮的齿轮轴来驱动_等辅助设备。 29、喷射水泵的工作原理是：当水泵转子高速回转时，泵

8、腔中的海水顺水泵叶片的排列呈_ ，_。从最后一级叶轮推压出的海水已具有很大的动能，沿着_、_经_孔向后急速喷射出。 30、控制器实际上是一套设计独特的双向“喷水舵”。通过改变_与_之间的相互位置，改变_的不同方向，而获得“前进” （AHEAD）、“倒退”（ASTERN）、“空车”（HOLD）三种主要控制功能；控制导水板不同摆动方向和角度，即实现船的前进_；控制导水板和倒车折向器不同摆动方向、角度，使船获得_，以满足进出船坞、靠离码头等港内作业的操控。 二、名词解释1、热端输出式船用燃气轮机2、冷端输出式船用燃气轮机3、简单循环燃气轮机4、复杂循环燃气轮机5、轴向进气式船用燃气轮机 6、离心式压

9、气机燃气轮机7、轴流、离心混合式压气机船用燃气轮 8、管型燃烧室式燃气轮机9、环管型燃烧室式燃气轮机 10、环型燃烧室式燃气轮机11 压气机P5212 动力涡轮P213燃气轮机燃油供给系统P214燃气发生器的燃烧室15喷水推进三、问答题1、船用燃气轮机的构造特点有哪些？ 2、简述船用燃气轮机的工作循环划分的四个连续进行的过程？3、进气匣的主要功用是什么？ 4、与柴油机比较，船用燃气轮机的主要优缺点是什么？ 5、简述船舶燃汽轮机的工作原理 船舶燃汽轮机习题答案一、填空题1、高压涡轮 单轴式 涡轮与压气机同轴、刚性连接2、向前端直接驱动压气机 高温、高速继续膨胀的燃气向后端排出 具有可调节通过截面

10、的喷管3、高压涡轮 动力涡轮 机械 双轴式4、机械刚性 弹性联系 动力涡轮5、不同步、不同速的 燃气涡轮 动力涡轮6、吸入气缸、压缩、燃烧、膨胀作功以及排除废气 气缸 活塞7、吸气、压缩、燃烧、膨胀作功及排除废气 部位（装置） 压气机 燃烧室 涡轮 废气箱 8、760840 1100 低压 9、它燃式发动机 压燃式发动机 强制点火10、强制点火 停止点火 自燃燃烧11、采用持续不间断的喷射 间歇、定时喷射 低压喷油 开式喷油器12、油量控制阀 液压调速器 高压油泵13、压气机、燃烧室、高压涡轮、进气匣、扩散器 附件箱 14、三分之二 三分一15、转子轴 轮盘 动叶片 滚动轴承 油封16、传递转

11、矩 各轮盘套合定位 润滑油的通道 17、扩散器 高压涡轮18、低压涡轮或自由涡轮19、镍铬合金钢20、钴基耐热合金钢21、引导燃烧膨胀 降低流速22、低压、持续 高压、定时23、并联式 部分增压空气 混合气具有较高的浓度24、串联式 提高燃油的喷射压力25、燃油控制阀 起动极限温度控制阀 调速器26、脉冲式持续点火 自动停止点火27、放气系统 空气流量调节装置28、单一的减速 倒顺车、空车 中心降低 驱动润滑油泵、液压油泵29、螺旋状沿轴线方向逐级向后推压，流速、压力迅速增高 导流球体、导流罩经喷嘴挡板喷孔30、导水板 倒车折向器 喷射水柱 航向控制 斜向偏移推力 二、名词解释1、热端输出式船

12、用燃气轮机燃气轮机的动力涡轮输出轴，穿过废气箱向机后输出功率的船用燃气轮机。按目前情况看，中大型船用燃气轮机多采用这种动力输出方式，如G.E LM1500、G.E LM1600、G.E LM2500及FT8等机型。采用热端（废气端）输出功率传动较简单，但必须妥善处理好废气箱中涡轮轴承润滑油及轴承本身的隔热问题2、冷端输出式船用燃气轮机所谓冷端是指进气端。燃气轮机的动力涡轮输出轴向前方，穿过高压涡轮及压气机转子的空心轴套以及进气匣，向机头方向输出功率的船用燃气轮机。这种功率输出方式结构较复杂，燃气涡轮轴及压气转子轴必须用空心轴套设计。但好处是不需顾及轴承润滑油的隔热问题，废气箱较简单。中小型船用

13、燃气轮机较适合采用这种功率输出型式。3、简单循环燃气轮机所谓简单循环，即燃气轮机整个工作过程中，经燃气发生器所产生的高温、高速燃气，直接通过高压涡轮及动力涡轮，完成由热能变为机械功的作功方式。当燃气完成由热变功任务后，尚有预热的废气即无偿地排放于大气。现阶段，几乎所有大、中、小型船用以及航空燃气轮机，都是采用这种传统的简单循环方式工作的。4、复杂循环燃气轮机复杂循环，是指燃气轮机动力装置中，增加了中冷及回热循环等新技术，以达到更高的综合技术性能。采用复杂循环（ICR循环）的燃气轮机，在低压及高压压气机之间装设有中间冷却器，利用循环流动的冷却水，对低压压气机输出的增压空气实施冷却，从而达到降低高

14、压压气机耗功目的；而在高压压气机与燃烧室之间装设有回热器，利用废气余热对进入燃烧室之间的增压空气进行预热，以改善燃烧和降低油耗。5、轴向进气式船用燃气轮机新鲜空气沿着水平方向（平行于涡轮轴）进入压气机的燃气轮机。每一级工作叶轮产生的增压空气沿轴线向后输送，压力逐级递增。最终，经最后一级压气机导向静叶片输往燃烧室。由于轴流式压气机工作中能产生大流量和高压比（20左右）的增压空气，能较好地满足燃气轮机的特殊需要，因而在所有船用燃气轮机上均多采用。 6、离心式压气机燃气轮机离心压气机的结构和工作恰似柴油机的废气增压涡轮。但推动增压涡轮高速旋转的不是作功的废气，而是燃气轮机高压涡轮的机械功。离心式压气

15、机曾用于早期设计的航空燃气轮机上，在船用燃气轮机中甚少单独使用。在某种情况下，亦可将离心压气机与轴流压气机结合起来，组合成所谓的混合式压气机。 7、轴流、离心混合式压气机船用燃气轮机在压气机的转子上，同时装上轴流式叶轮和径向离心式增压涡轮。前端的轴流式工作叶轮由6-8级构成；后面的离心增压涡轮只有一级。这种设计较特殊的压气机只用于小型船用燃气轮机上。8、管型燃烧室式燃气轮机燃气轮机的燃烧室中安装有多个彼此分隔开的长筒形的火焰筒（燃管）。各火焰筒同心，并沿燃烧室内壳围成一圈，有各自的进气管道，并有联燃管相连通。管型燃烧室主要用于早期设计的燃气轮机上，目前已较少采用。9、环管型燃烧室式燃气轮机环管

16、型燃烧室是在管型燃烧室基础上改进而成的。整个燃烧室同样由多个彼此分隔开的火焰筒组合成，但装有公共的燃烧室外壳，共用一进气通道。10、环型燃烧室式燃气轮机环型燃烧室为整体式燃烧室，呈圆盘型，具有简单的结构及良好的燃烧性能，成为目前船用燃气轮机中应用最广泛、技术性能最好的一种燃烧室。二、问答题1、答：1) 船用燃气轮机设计成长筒型、水平放置。2) 燃气轮机工作平稳、无震动，又处于低压下工作，因而所有机件都很单薄，机身轻巧。3) 燃气轮机上设有一套放气系统。4) 燃气轮机上不用高压油泵，而由加工较精密的外齿轮式燃油泵来供油。5) 燃气轮机上虽没有专门设置的冷却系统，但加设了一套起动点火装置。6) 在

17、燃气轮机的进气通道上，安装有特殊的带保护性的进气过滤及消音设备。7) 在船用燃气轮机压气机的进气口上，还装设有同样带有保护性质的防冻设备。2、答：船用燃气轮机的工作循环划分的四个连续进行的过程，这四个过程分别是：1）吸气压缩过程这个过程是在压气机中进行的，它需要吸收外功（由高压涡轮或液压起动器供给）才能把大量的新鲜空气吸入压气机中并将其压缩。在这过程终了时，空气的压力和温度都显著增高，压力达8.59.5kPa，温度约300，而比容（单位重量空气所占有的容积）却大大地缩小了。2）燃烧加热过程这过程在燃烧室中进行。通过有组织的燃烧，将蕴藏于燃油中的化学能以热能的形式释放出来。在这过程终了时，空气与

18、燃油经过燃烧反应而变成了燃气，其温度高达982（1800F）。比容增大了，但燃烧室中的压力并不因燃烧的进行而升高，甚至还略为下降。这主要因为燃烧室中存在流阻压力损失。3）膨胀作功过程这过程分别在高压涡轮和动力涡轮中先后进行。通过膨胀作功将储存在高温高压燃气中的能量，从热能转变为机械功，用以驱动压气机，消耗于压缩功（N1），以及输出动力，产生喷水推力(N2)。在这过程终了时，燃气的温度和压力已显著下隆。此时的温度约470490，压力约1.52kPa，而比容却因膨胀而迅速扩大。4）排气放热过程这过程在大气中进行。经过高压涡轮及动力涡轮连续膨胀作功后的燃气，温度、压力已大为降低，而废气中仍有部分余热。最后，经过与动力涡轮连在一块的废气箱及排气烟囱无偿地扩散入大气中。当工质（空气燃气）顺序地经过上述四个过程而完成了一个由热能转变为机械能的转化后，其温度与压力逐渐回复到压气机入口处的原始状态。我们将这样一个总的变化过程称为工作循环（WORKING CYCLE）。也即是说在船舶燃气轮机中，工质必须顺序地经历一个由以上四个过程所组成的循环后，才得以实现由热变功的目的。3、答：进气匣的主要功用是：1) 作为新鲜空气进入压气机必经的通道，保证获得