燃氣渦輪發動機系統
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燃氣渦輪發動機系統是一種基於布雷頓熱力循環的內燃式動力機械,它通過將燃料的能量轉變為有用功來工作。
組成
壓氣機
壓氣機是燃氣渦輪發動機系統的「空氣壓縮機」,其主要功能是提高進入燃燒室的空氣壓力。根據結構不同,壓氣機可分為軸流式和離心式。軸流式壓氣機通過多級葉片對空氣[1]進行連續壓縮,具有流量大、效率高的特點,常用於大型燃氣輪機;離心式壓氣機則利用離心力對空氣進行壓縮,結構相對簡單,適用於小型燃氣輪機。
燃燒室:燃燒室是燃料與空氣混合併燃燒的場所,如同燃氣渦輪發動機的「心臟」。它需要在高溫、高壓且高速氣流的環境下,確保燃料穩定、高效地燃燒。為實現這一目標,燃燒室設計採用了先進的燃燒組織技術,如分級燃燒、貧預混燃燒等,以降低氮氧化物排放,提高燃燒效率。
渦輪
渦輪是將燃氣內能轉化為機械能的關鍵部件。高溫高壓燃氣衝擊渦輪葉片,使渦輪旋轉。渦輪通常由導向器和工作葉輪組成,導向器引導燃氣以合適的角度衝擊工作葉輪,工作葉輪則將燃氣的動能轉化為機械能輸出。根據燃氣渦輪發動機的用途和設計要求,渦輪可分為高壓渦輪和低壓渦輪等不同類型。
此外,燃氣渦輪發動機系統的工作原理是基於進氣、壓縮、燃燒、膨脹做功和排氣這幾個連續過程。在進氣過程中,外界空氣被吸入燃氣輪機;隨後,壓氣機對空氣進行壓縮;壓縮後的空氣進入燃燒室與燃料混合併劇烈燃燒;高溫高壓燃氣進入渦輪推動渦輪葉片高速旋轉,將內能轉化為機械能;渦輪輸出的機械能一部分用於驅動壓氣機持續運轉,另一部分則作為有用功輸出,驅動負載。
綜上所述,燃氣渦輪發動機系統是一個複雜而高效的動力轉換系統,廣泛應用於船舶、車輛和發電機組[2]等領域。
參考文獻
- 移至 ↑ 空氣是我們生命的源泉,為了我們的呼吸健康,搜狐,2023-11-10
- 移至 ↑ 發電機的使用場景指南 ,搜狐,2023-04-26