燃气轮机原理与应用复习题 缩.doc

燃气轮机原理与应用复习题 汪建兴 1 同汽轮机相比，燃气轮机的特点有哪些？ 答：优点：（1）重量轻、体积小、投资省。 （2）启动快、自动化程度高、操作方便。 （3）水、电、润滑油消耗少，少用或不用水。 （4）燃料适应性强、公害少 （5）维修快、运行可靠 缺点：A. 热效率较低。 （因受高温材料的限制） B.使用的经济性和可靠性较差。（采用比较优质的合金材料；高温元件的使用寿命又较短） 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？ 答：（1）冷却方式：气膜冷却、对流冷却和冲击冷却三种。 （2）气膜、发散冷却技术降低叶片表面温度500-800℃，以25℃/年的速度提高初温 3 航空用燃气轮机有哪几种类型？ 答：涡轮喷气式、涡轮螺桨式，涡轮风扇式、涡轮桨扇式、涡轮轴式、供气或供热式机上或机场辅机。 4 什么是燃气轮机循环的压比、温比？ 答：（1）压比：压气机出口的气流压力与其进口的气流压力的比值。 （2）温比：涡轮前进口燃气温度与压气机进口气流温度的比值。 5 什么是燃气轮机循环的比功、热效率、有用功系数？ 答：（1）燃气轮机的比功—进入压气机内1kg空气完成一个循环后，对外界输出的有效轴功。 比功w—单位质量工质所做的功，kJ/kg； 忽略机械损失wi = wT - wC kJ/kg 机械效率为?m，则we = wi ?m=（wT – wC）?m kJ/kg wC —压气机的比功， kJ/kg；wT —涡轮比功， kJ/kg。 6 燃气轮机理想简单循环的比功与哪些因素有关？ 答：循环比功 ws = wTs-wCs= q1- q2 = qs = cpT1*[?*(1- ?*-m)-( ?*m-1)] = f( ?* , ?*) 7 燃气轮机理想简单循环的效率与哪些因素有关？ 答：循环热效率 ?s = ws/ q1 = qs/ q1 =1- q2 / q1 = 1- ?*-m = f(?*) 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。 答： 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？ 答： 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？ 答： 11 提高燃气轮机装置热力性能的途径有哪些？ 答： 1）提高各部件效率?C* ?T* ?B，?提高循环性能很有限 2）减少压力损失，提高总压保持系数? 3）采用较高的温比?*，并按需选择最佳压比?* 4）采用回热循环 利用排气温度预热燃烧室进口空气 5）燃气-蒸汽联合循环 利用余热，降低放热量 6）间冷循环（分级压缩中间冷却） 降低压气机压缩耗功 7）再热循环（分级膨胀中间再热） 增加涡轮膨胀功 8）复杂循环（回热间冷再热） 12 燃气轮机回热循环有何特点？在T-S图上画出其热力过程。 答： 13 燃气轮机理想回热循环效率与温比、压比的关系如何？ 答：?E= 1- ?*m/?* 温比越大，效率越高；压比越小，效率越高，当?=1时，效率等于卡诺循环效率，但因为工质没有做功过程，循环不存在，即没有意义。 14 燃气轮机间冷循环有何特点？在T-S图上画出其热力过程。 答：特点: —采用间冷循环后，可使循环比功wi增大，但压缩终了温度T2*会降低，对循环热效率不利。 —只有机组压比较高时，间冷循环的热效率才得益。 缺点: —采用中冷器，机组尺寸重量增大，设备系统复杂，并需大量冷却水。 15 燃气轮机再热循环有何特点？在T-S图上画出其热力过程。 答：特点: —使循环比功wi增大 —燃料销量增加，循环吸热量q1增大，使循环热效率变化不大。 —采用再热燃烧室，使机组复杂，但比间冷循环的中冷器小得多，且不需冷却水。 16 燃气轮机燃烧室由哪些部件组成？ 答：外壳、火焰管、旋流器、喷油嘴、混合器 1) 燃烧室外壳；2) 扩压器；3）火焰筒；4）旋流器；5）燃料雾化喷嘴；6）点火装置；7) 联焰管(分管和环管燃烧室中装有)；8) 燃气收集器(过渡段) 17 燃气轮机燃烧室按布置方式分哪几种类型？各自的特点？ 答：（1）圆筒型：优点：结构简单，布置灵活，易与压气机和燃气透平配装，拆装方便，燃烧效率高且稳定，流动损失小，压损率较低。 缺点：体积大而笨重，因难以作全尺寸实验而使设计、调试困难。 （2）分管型：优点：尺寸小，便于系列化，便于解体检修，便于做全尺寸实验，燃烧过程易组织，燃烧效率高且稳定。 缺点：空间利用差，流动损失大，压损率高，重量大。 （3）环型：优点：体积小，重量轻，特