第3章涡轮机及喷气发动机1.pptVIP

第三章 涡轮机及喷气发动机 ; ;2．用途 1）蒸汽轮机：工质为蒸汽，将蒸汽的热能转换为机械能； 用途： （1）中心电站、热电站、核电站的主要动力机 （2）给鼓风机、水泵、压缩机提供驱动动力 （3）化工、冶金、轻工等生产领域，作为动力源而广泛应用； （4）蒸汽轮机的排汽，用于生产或生活的供热取暖 ; 2）燃气轮机：工质为燃气，将燃气的热能转换为机械能。 用途： （1）地面机械——发电、船舶、机车等的动力源 （2）航空用飞机的动力 （3）涡轮喷气式发动机——用于高速飞机。因其喷射速度大。 ;3．燃气轮机与蒸汽机的比较 缺点：单机容量小；效率低； 优点：设备简单、轻便； 用水量少； 便于自动控制、起动快 4．发展规模 美国：1950年，每台蒸汽机平均容量为4MW； 1962年，为 13.5MW； 1972年，为? 52MW。 ;前苏联：1960初，仅有5台16MW的蒸汽机； 1970年底，15MW以上的蒸汽机，达 235台，其中，30MW的机组69台。 我国：1955年制造第一台蒸汽机，6000千瓦， 到70年代末，已生产1.2万千瓦、2.5万千瓦、5MW、10MW、20MW的蒸汽机。 目前运行中的最大机组容量为1300MW。 ;发展机组容量的原因： 1）?????? 减小电站单位容量的造价；相对20MW机组电站单位造价，50MW机组电站的单位造价可降低15%；100MW的电站单位造价可降低25%； 2）?????? 提高机组的效率 减小新建电站数目，加快电站建设速度。 ;二、构造与分类;汽轮机的级：一列静叶栅和一列动叶栅构成汽轮机的级。 单级汽轮机：指只有一个级的汽轮机； 多级汽轮机：有若干级的汽轮机;;2）??? 基本工作原理 产生过热蒸汽：锅炉 送往喷管，喷管截面变化，蒸汽的热能转变为动能?高速喷出；射入动叶栅叶片的通道，推动叶轮旋转，对外作功。 能量转换：热能→工质的动能→叶轮的机械能;分类的方法4种： 按工作原理：冲动式——蒸汽仅在喷嘴中膨胀； 反动式——蒸汽在喷嘴和动叶栅中膨胀 按热力特性： 凝气式——排汽在真空状态下进入冷凝器结成水； 背压式——排汽压力大于大气压，排汽供热使用 抽汽式——调整抽汽供热用； 抽汽背压式—具有调整抽汽的背压式； 乏汽式——用其他设备的副产蒸汽作为工质；;按气流方向：轴流式——蒸汽轴向流动； 径流式——蒸汽径向流动； 周流式——蒸汽周向流动； ;按用途： 电站用 工业用动力源 船用 2．燃气轮机 1） 结构特点 主要由进气道、压气机、燃烧室以及燃气涡轮等组成。 燃气涡轮：压气机+燃烧室+燃气涡轮=燃气发生器 ;;2）工作原理;3） 分类;地面燃气轮机：要求提供轴功率，所以需要动力透平; 单轴式—动力透平和燃气透平固定在同一根轴上； 分轴式——动力透平具有单独的旋转轴： 优点：燃气发生器转子和动力透平可有不同转速，使各部分具有较高的工作效率和较宽的运行范围。;航空燃气轮机分类：根据用燃气发生器的可用功产生推力的方法不同分为： 涡轮喷气发动机； 涡轮风扇发动机； 涡轮螺旋桨发动机； 涡轮轴发动机（直升飞机） 航空燃气轮机的共同要求：重量轻；用油少；工作可靠。;第二节 热力涡轮机级的基本理论 ;动叶：喷嘴出口以很高的汽流喷入动叶， ?经动叶汽道（叶片）改变流动方向， 此时，流体转向时，对动叶产生作用力， ?其圆周分力推动叶轮旋转，对外输出机械功； 而动叶对汽流的反作用，使汽流转向。 由此完成动能→机械能;3．反动度Ω： 当汽流在动叶汽道中不膨胀加速，只改变流动方向时，汽流对汽道产生的作用力（离心力），称为，冲动力； 当汽流在汽道内改变方向的同时，进行膨胀加速时，则加速的汽流流出流道时，对动叶栅产生与汽流流出方向相反的反作用力，此力称为反动力。 ;;Ω表示动叶汽道内的汽流膨胀程度； 定义： ：动叶汽道内膨胀时 的理想焓降； ：整个级的滞止理想