燃气轮机10储运.ppt
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1、第三章 燃气涡轮,概述(功能、分类、基本结构等); 轴流式燃气涡轮的工作原理; 轮周功、轮周效率、速度比; 多级涡轮; 涡轮特性; 燃气涡轮的冷却。,3-1 轴流式燃气涡轮的工作原理,一、涡轮级的概念 一列静叶栅(或称喷嘴环)和其后面的一列动叶栅共同构成的轴流式涡轮的一个级。 单级涡轮:整台涡轮只有一个“级” 多级涡轮:整台涡轮包含有几个“级” 一般轴流式燃气涡轮采用多级。,三个特征截面: 0-0喷嘴进口; 1-1喷嘴出口;2-2工作叶轮的出口。,二、工作原理,涡轮中的能量转换过程主要是 在动叶栅中气流的转向来实现的。,涡轮级中燃气参数的变化,喷嘴 叶轮,1、冲动式涡轮,燃气只在喷嘴中膨胀加速
2、,进入动叶栅中不再膨胀; 依靠高速气流产生对动叶的冲击力来使叶轮旋转作功。 工作叶片进出口气流的压力和相对速度几乎不变,即 P1p2,w1 w2 工作动叶片的通道一般是等截面的。,2、反动式涡轮,除了在喷嘴中膨胀加速外,燃气进入动叶栅中继续膨胀而加速; 加速气流在流出动叶栅时,会对动叶产生反推力,同样会使叶轮旋转而获得机械功。 这样叶轮旋转作功,既依靠高速气流的冲击力,又靠加速气流的反动力。 P2 w1 工作动叶片的通道一般是收敛的.,3、反动度T,在反动式涡轮中,静叶栅(喷嘴)内的燃气只是部分地膨胀到某一中间压力,其余地继续在动叶栅中膨胀。 定义:燃气在动叶栅中的理论焓降与在整个涡轮级内的理
3、论焓降之比,又称为热力学反动度 T = H2s / Hs 一般T =0.30.5 T =0时,冲动式涡轮; T =0.5时,能量损失最小。,4、叶片叶型,涡轮级中能量转换大,即气流速度高且转折大, 相对于压气机叶型,涡轮叶片厚实且弯曲角大。,冲动级的动叶片更为厚实、弯曲角更大。,三、基元级及其速度三角形,气体在涡轮级中的流动是十分复杂的三元流动,气流参数沿着半径方向、圆周方向都是不均匀的,而且沿轴向是变化的。 采用基元级的分析方法,流动简化为一元轴向分析。 1、基元级定义 将平均直径处的环形叶栅展开成平面叶栅,由喷嘴和动叶的平面叶栅组成的级,称为基元级。 (注意:与压气机级中的基元级定义不同!
4、),涡轮基元级的选取,喷嘴 叶轮,Dm,1,1,2,2,静叶,动叶,u,注意: (1)静叶在前,动叶在后; (2) 叶片间通道截面渐缩; (3)叶片运动方向由叶腹叶背; (4)叶片厚实且弯曲角大。,2、基元级的速度三角形,如果工作叶轮以圆周速度u旋转的话,那么气流的绝对速度c就是其相对速度w和圆周速度的矢量和, 即 c = w + u,喷嘴 0-1,燃气流过喷嘴后,压力降低、温度下降,流速c增加; 喷嘴相当于一个静止喷管(减压增速),流道截面逐渐收敛。,静叶,动叶,u,动叶进口处 1-1,气流以速度c1和气流角1自喷嘴流出; 动叶栅以 u1 旋转; 那么气流以相对速度w1与进气角1进入动叶栅。
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