燃气轮机原理与应用复习题50及答案

燃轮原理与复习50答本页仅作为文档页封面，使用时可以删除isforreference

燃轮原与用习2013-05-281同汽轮机相比，燃气轮机的特点有哪些优点：）重量轻、积小、资省。（2）动快、动化程度高操作方便。）水、电、滑油消少，少用或用水。）燃料适应强、公少。（5）维修快、运行靠。缺点：A.热效率较。B.使用的经济性可靠性差。2燃气轮机涡轮叶片有哪几种冷却方式？每种冷却方式的大概降温范围？1)流冷却2)击冷却3)膜冷却4)散冷却

可使温降低200-250可使温降低200-300可使温降低400--600℃可使温降低500-800普遍使前三种的混3航空用燃气轮机有哪几种类型？涡轮喷发动机、涡螺旋桨动机、涡轮扇发动4什么是燃气轮机循环的压比、温比？

2

*

p*2p*

*

T*3T*

CTTCTT压比温比

*：气机出口的流压力其进口的气压力的值。*：轮前进口燃温度与气机进口气温度的值。5什么是燃气轮机循环的比功、热效率、有用功系数燃气轮的循环比功进入压机内空完成出的有轴功。

一个循后，对外界热效率燃气轮机输的有用与其所耗燃的热量比值wi有用功数：燃气机比功与涡轮比功w的值。iT6燃气轮机理想简单循环的比功与哪些因素有关？影响理简单循环的功ws重要因：压比

*和温*。（1）压

*定时，温比*增大

循

比功ws增大（2）

温比

*定时，有一佳比L*使比功大，且*增大时，

L

*大。7燃气轮机理想简单循环的效率与哪些因素有关？）理想简循环的热效）理想简循环的热效

ss

只与压随压比

*有关而与温比*加而提高。

*无关8写出理想简单循环中对比功的最佳压比、极限压比的表达式。最佳压比：。9燃气轮机实际简单循环效率的主要影响因素有哪些？如何影响？3

10燃气轮机实际简单循环比功的主要影响因素有哪些如何影响T：平机C压缩机11提高燃气轮机装置热力性能的途径有哪些？12回热循环有何特点在T-S图上画出其热力过程。①

有较高热效率

②环功变实略减③

极限回T*=T*,T*=T*，实际回热T*<T2’44’22’4

*=T*4’2④

温比一时，提高压，回热果变差。13燃气轮机理想回热循环效率与温比、压比的关系如何？14理想回循环效率：

E

=1-

*m

/

*15燃气轮机间冷循环有何特点？在T-S图上画出其热力过程。间冷循的特点：—采用间循环后，可循环比wi增大，但缩终了温度

2

*

会降低对循环热效不利。只有机组压较高时间冷循环的效率才得。4

缺点：用中冷器，组尺寸量增大，设系统复，并需大量却水。1-2

低压压机中压缩过；2中冷器中的冷过程1压压气中压缩过程16燃气轮机再热循环有何特点？在T-S图上画出其热力过程。—使循比功wi大—燃料量增加，循吸热量q1增大，使循环热率变不大。—采用热燃烧室，机组复，但比间冷环的中器小得多，不需冷水。3-4’

高压涡轮中膨胀过程；4再热燃烧室再热过程；3

低压涡轮中膨胀过程。T-S上机组的循环比功增大17燃气轮机燃烧室由哪些部件组成？主要由部分组成：壳、火管、旋流器喷油嘴混合器燃气轮燃烧室通常下列部组成：1)燃烧室壳2)扩压器3)火焰4)旋流器5)料雾化喷6)点装置7)联焰管(分和环管燃烧中装有8)燃气收集(过渡段18燃气轮机燃烧室按布置方式分哪几种类型？各自的特点？1圆筒型燃烧室:点：结构单，布灵活，易与气机和气透配装，拆方便，燃烧率高且定，流动损小，压率较低。缺：体积而笨重因难以作全寸实验使设计、调困难。5

2分管燃烧室：优：尺寸，便于系列，便于体检修，便做全尺实验，烧过程易组，燃烧率高且稳定缺点：间利用差，动损失大，压率高，重量。3环型烧室：优点体积小重量轻，特适合与流式压气机燃气透匹配，动损失小，损率低缺点：燃烧程难组，出口温度受进口流流场影响大而不做到均化，因难以全尺寸验使设计调困难，体检修常困难。4环管燃烧室：优：火焰尺寸小，便系列化便于解体检，便于全尺寸验，燃烧过易组织燃烧效率高稳定。点：流动损稍大一些。19火焰管及过渡段有哪几种冷却方式？气膜冷：是指用一空气或汽膜对被冷的表面进行

的冷却保护。对流冷：是指用空或蒸汽以热交换的式对被却的表面所行的冷却。冲击冷：是指用空或蒸汽流冲击被冷的表面形成的冷却19火焰稳定器有什么作用分几种类型改善气的流动结构稳定高气流中的火，使燃工况得到改的装置主要作：在火焰管前部造一个特殊形的速度，以便强化料和空的混合用，并为燃火焰的定提供条件分类：旋型、钝型、差速型20燃料喷嘴有哪几种类型？

常用的油喷嘴有：心喷嘴气动喷嘴；蒸发喷；甩油盘喷；直喷喷嘴。21燃气轮机燃气的形成要经过哪几个主要过程？燃气轮燃烧主要经五个过：雾化。蒸。扩散合。燃。掺冷。22扩散燃烧的特点？6

在这类烧室中，由气机送的空气被分一次空、冷却空气二次空气掺冷空气)几个部，分别以不的方式入火管，以决总空气量远大于燃燃烧所需要理论空量的问题。23预混燃烧的特点？预混燃是一种让燃与空气合成均匀的燃气体，再引入燃区的燃烧方式24什么是DLN燃烧器有何特点干式低放（DLN或称为“drylowNOx”—DLN）燃烧室干式低染燃烧的基措施就“贫预混”即以适的过量空气数将空气与料预先混合匀后再入燃烧室燃，这就根本上改变传统的扩散燃为主的概念25燃气轮机平衡运行的条件包括哪些机组在不同负荷下稳定运行时，各部件的参数（流量、转速、压比、功率）应满足的相互配合的条件。1、转速衡2压比平3、功率衡4、流量平26画出以压比、折合转速为坐标轴的反映出折合流量、效率和临界流动边界线的涡轮通用特性曲线图。7

/p/pn/27叙述压气机透平联合运行工况点（共同工作点）的确定过程。共同工点的确定：G**,/*1c1在图上给压气机作点A，从上可以定：进一步以计算出：n,T**,p*22T2用试法确定T*：3设一个T，与T一起根据热平可以算燃空从流量衡求出G进一32T***步求出338

TT

从而可在T图上确定到一点’该点的

T

步骤1中的

T

一致，即明T假设正，该点为共工作点。如果两个3

不一致通常的做是取多个，这样在T图获得多个，可以成一条线，3线上与过压力平衡即步骤1）到的

一致的即为共同工点28绘制等温比线有哪几种方法？）联合求解：利用已得的压气机燃烧室涡轮的特性，根据衡运行条件联合求得。）近似计算：如果没涡轮特性线可利用轮的椭圆方来近似算获得（见P119表5-4。）测试法：用压气机特实验装来测得。29单轴恒速机组变工况特点？••

转速不，压比降低流量略。压气机转点沿等转线向右方移动，远喘振边和最佳效率，故效率低、不会喘。•T*下较多。3••••

压气机率和压比都低，机的效率下降多。由于转不变，且压下降时气机比功下而流量增，故压气耗功变化大。由功率衡，燃料改时透平率的变化能刻反映输出功率，调节反应。甩负荷，负载功率然消失但有压气机力功率正比于转速立方），转子不会超。9

2230单轴变速机组（螺旋桨负荷）的变工况特点？•

按功率转速立方成比的规，负荷下降，转速降。根据压机特性，量、压比都降。运点向左下方动，靠喘振线。31大气温度和大气压力如何影响机组性能？一、大温度对机组率和效的影响：大气度T高时，组功率效率0都降低大气温度T低时，机组功率和效率增加。0二、大压力对机组率和效的影响：p升高时，机功率N加而效不0e变；p降低时机组率N低而效率不。0e32轴流式压气机基元级的增压原理（增压过程）1外界通过动轮将压轴功

h

传递给过动叶轮的体，一面使气流绝对速度动能提高；一方面气流相对速动降低，使气流力升22高。2气流在静叶中减速使绝对速度动能

转化成体的压力势，进一步高压力。3气流经过压机级时轴功使气体值增加33请画出流经基元级时气体总压（增大）、总温（增大）、静压（增大）、绝对速度(减小)和相对速度（减小）等参数的变化情况。10

***p***p34请在T-S图上画出压气机基元级的等熵压缩功、多变压缩功、摩擦损失功。等熵压功，是在理的基元中使气体由p压1缩到需的理论，即为3

h用面积ae3s1cs表示。

多变过压缩轴功，面积ae3d表示，其中摩损失功缩功表为：

h面积表示，多变压r

31

dp

积a-面积c即，多压缩功由面ae31c表示。35请写出基元级等熵效率、滞止等熵效率、多变效率的定义。基元级效率是气体缩的有功与实际耗之比。1（静参数）熵效率有益功取为想基元中的静参数熵功，际耗功取静数多变压缩与摩擦失功之和。11

c()T***sssc(T**T***p1

psssu1psssu1uu2等熵

=(T)pr

滞止等效率：有益取滞止功；实耗功取加给体的理()论功（3c()prp333多变效率:

有益功为多变压缩，实际功取静参数变压缩与摩擦损失功和。36画出反动度为0、、1时轴流压气机基元级速度三角形。

c12ucu12ucc1122w21

cucu2ccw1u2w12u2uu

c1u2ucuucwc11u2uc1u37压气机叶型表面坐标是如何得到的选定中线（圆弧、物线、项式等），原始叶（中弧线为线的对叶型）厚度按弦长例移植中弧线曲线，可得叶型的表面标。（1.12

中弧线确定，2.择合适的始叶型行叠加，a.取叶型b控制扩叶型。叶型合成）38为什么需要扭叶片？不同半处的叶片旋速度u=r不同的，此带来同半径处速三角形的不同为适应这些化，就配上与之相应的叶和叶栅，因造成叶是变截而且扭曲的39扭叶片有什么特征？1.叶高轴功h大致相等或化不大这样可以避在叶高向的动量和量交换带来的损失根据，而u=r叶高是增大，因此要保证

h沿叶高变，必要使w叶高减，所以顶的叶片弯小于叶u根，叶也相应变化2.

为了能适应由于u沿叶高增大来的速度三形的变，叶片的安角沿叶减小。为了小叶片重量，提高度，叶顶部厚比根部薄。40用简单径向平衡方程设计扭叶片时有哪几种常用的扭曲规律扭曲规：○1等环扭曲规○2等反力扭曲规○3用规律41叶型损失包括哪些？叶型损可以细分为摩擦损、分离损失尾迹损三部分（超速时还激波引的总压损失）。波损失42环端面损失的影响因素有哪些？叶型形、叶尖间隙叶片弦、气动负荷等。13

43二次流损失形成的原因？在叶片道中，存在主流方不相同的流，统称二次流动。二次流扰乱了主流形成二流损失。44什么是多级压气机的重热现象重热系数的定义。实际压过程中由于在损失使级出口温大于等过程的出口度，即提高下一级进气温度，大了下级的等熵压功。这种现称为重现象。重热系：为各级等熵效与整机的等效率的值，即45请画出以压比为纵坐标、相似流量为横坐标，包含相似转速、喘振边界、和等效率线的压气机通用特性曲线图。46压气机为什么会产生旋转脱离？压气机栅以速度向右运动，于流减小，叶出现分离，成叶栅2-3间的通道部分或全部脱离气流所塞。这样就会该通道的前形成一气流停滞区低流速），它将迫停滞区近的气改变流动方：使右的气流冲角小，使栅1-2通流条件得改善，分逐渐消失；左边气冲角增加，使叶片3的叶背发生离。因气流脱是以与叶片动相反速度u’向方逐渐移。14

47为什么旋转脱离会导致发生喘振？（注意：出现旋转脱离还不等于喘）在压气正常工作时流量的小会使容器2的力升高，当量减小到一程度时压气机通流分会产旋转脱现象，如果量进一减小，旋转离会进步加剧，由气流的烈脉动会使压气机口压力然下降，而器2压力就高于压气机口，导气流从容器中倒流到压机中去，而一部分流则继续通阀门3后流去，使容器的压力迅速低。由背压降低，气机的量会迅速增加，应压气机及栅中的离会趋向消。压气的流量增加致容器2的压力次升高，流压气机流量会再次少，旋脱离现象重出现。样的过，周期性的展下去引起压气机其后的一定容积的作系统间出现量和压力的期性波，就是喘振象。48为什么多级压气机前几级会首先发生喘振？经验表：与设计工偏离最的是前几级末几级中间级与设值偏离小。在前几中，由于冲增大，引起喘振发，即在速降低时，几级会先发生振。49防止喘