燃机论文翻译.doc

燃汽轮机燃汽轮机属于内燃机的一种。这种内燃机的空气由于燃料燃烧而膨胀，从而直接驱动一个特殊形状的叶轮（涡轮），而不象往复试发动机那样推动活塞上下运动。由于内部运转连续平稳，燃气轮机跟蒸汽轮机一样几乎没有振动，再加上他最基本的特点结构简单，这就使得它运动更加可靠而且更易于维护。燃汽轮机比活塞发动机重量轻、体积小，因此能制成较大的尺寸，从而通过单机可以产生较高的功率。基于上述原因，燃气轮机在海、陆、空各种形式的运输工具中的使用正在日益增加。从上述这些优点来看，人们可能感到奇怪，为什么燃气轮机没有更早地被利用，特别是并不是什么新的概念。的确，利用热燃汽的能量来直接转动叶轮的概念也许比活塞发动机中采用的比较复杂的系统更明显易懂。但事实上，要在实践中应用涡轮机的原理则更为困难。早期的效率比较低的小型燃气轮机是利用活塞发动机的废气来工作的，并用他来驱动增压器。只是到了20世纪30年代才成功地制成自动旋转的燃气轮机，并用作飞机推进器。差不多在制成航空涡轮机的同时，还研制成用于固定用途以及用做铁路机车发动机的燃气轮机。燃气轮机主要由空气压缩机、燃烧室、涡轮叶轮组成。压气机燃气轮机用压气机有两种基本类型：即轴流式和离心式压气机。在少数特殊情况下，也使用被称为混流式的压气机，这就是部分离心式部分轴流式的压气机。轴流式压气机用的最广泛，因为它能够高效率的处理大容积的空气。但是对于500马力或500马力以下的小型燃气轮机，则采用离心式压气机而不用轴流式压气机。燃烧室燃气轮机的燃烧器有时叫燃烧室。它有各种各样的形状和形式，例如环形、筒形或环管形。燃气轮机的燃烧室的部件有：燃烧喷嘴、燃烧段以及通向涡轮进口的过度段。燃烧室用的空气由压气机压入发动机燃料同压缩空气混合，然后在燃烧室里燃烧。再由涡轮把释放出来的热能转换成旋转能。由于燃烧产物的初始温度很高，通常采用过量空气来冷却燃烧产物，使之降到涡轮进口的设计温度。涡轮叶轮燃气轮机使用的涡轮叶轮有两种，一种是向心式，另一种是轴流式。小型燃气轮机用径流式涡轮叶轮。对于大容积流量，几乎全采用轴流式涡轮叶轮。虽然某些小型燃气轮机使用的涡轮是纯冲动式，但大多数高性能的涡轮既不是纯冲动式，也不是纯反动式。高性能的涡轮通常是按不同大小的各种冲力的反力相配合设计而成，以便获得最佳性能。压气机与涡轮叶轮都安装在同一根轴上一起转动，由燃烧室出来的高温燃汽，冲击涡轮叶片，使轴转动，从而带动压气机。从大气中来的空气通过压气机的进口吸入，然后向前流经每一级叶片（轴流式压气机）。随着空气压力逐渐增大，其体积则逐渐减小，在末一级压缩到最大限度。然后，高压（同时也是高温）空气被排入通向燃烧室的导管。燃烧室有一个或多个燃烧喷嘴，通过喷嘴是燃料雾化，以便和流动的空气混合。起动时，利用电火花塞将燃料喷雾点燃。燃料与空气的混合气一经点燃，便连续不断的燃烧，因此点火装置就可以关掉。以筒形燃烧室或环形燃烧室组成的若干分燃室常常用来代替单一的燃烧室（即环形燃烧室）。例如在标准的飞机用燃气轮机中，使用8~10个筒形燃烧室，每个燃烧室都有自己的燃烧喷嘴。从燃烧室出来的燃烧产物经过导管、固定导叶片或喷嘴进入涡轮。燃汽在涡轮里沿轴向流动，由于燃汽的大部分能量传给了涡轮叶轮，燃汽的温度和压力都逐渐下降。图1为燃气轮发动机的基本原理示意图，从中可以清楚的看出推迟研制成功燃气轮机的种种技术方面的困难。（A）是进气口，空气由此进入压气机（B），由于被压缩，空气以很高的压力（至少为50磅/平方英寸）和比原来高的温度进入燃烧室（C）。在燃烧室里的燃料被喷射进压缩空气里，并以高效率燃烧。燃烧使温度升高1850，甚至更高。从而使空气膨胀。生成的高温高压燃汽连续不断的喷射到驱动压气机的涡轮（D）上。燃气离开涡轮（D）之后，其压力和温度还相当高并且继续膨胀，因此能够以两种方法来加以利用。在燃气轮机本身以及在涡轮螺桨飞机发动机中，排出的气体用来驱动固定在动力轴上的另一个涡轮（或多级涡轮）（E）。这根轴可以用来驱动螺旋桨（例如在涡轮螺桨发动机），还可以用来驱动机车的齿轮箱（例如在燃气轮机机车中）。反之，在单纯的喷气发动机中，喷出的燃气通过尾喷管直接排入大气，形成一股高速喷气流，根据反作用原则，像火箭一样，把发动机推向前进。在内外涵喷气式飞机发动机中，有一个低压压气机和一个高压压气机。从低压压气机出来的一部分空气饶过高压压气机和燃烧室，在尾喷管里形成一般温度较低。速度较慢，力量较强的空气喷气流，这种喷气流对速度较低的喷气式飞机是比较适用的。涡轮的材料要连续不断的接触温度非常高的燃气，因此对用来制作燃气轮机叶片的金属的要求是非常高的——甚至比对汽轮机叶片的要求还高。另一个问题涉及压气机的效率，如果效率低的话，它本身就会消耗过多的功率，从而大量有用的燃气能量就被涡