7-燃气轮机-第七讲 燃气透平的基本参数和特性
ηT
GT ⋅ T3* p* 3
*
(ηT*)max
nT T3*
GT ⋅ T3* ( ) max p* 3
效率特性
流量特性
nT T3*
(πT*)最佳
( cu )最佳
1
临界压比 气流速度达到当地音速) (气流速度达到当地音速)
πT*
2效率特性线
• 在一定的转速下，与最佳速度比相对应的膨胀 在一定的转速下， 为最佳，涡轮效率最高。 比(πT*)为最佳，涡轮效率最高。当膨胀比增加 或减少时，都使速度比偏离最佳值，导致流阻 或减少时，都使速度比偏离最佳值， 增大，效率下降。 增大，效率下降。 • 转速降低时，效率曲线向膨胀比减小的方向移 转速降低时， 动，相应的最高效率也有所减小。 相应的最高效率也有所减小。
• 假设各级的级效率相等
*
H η = *= Hs
* T
η
* st
∑H
i =1
n
* is
H
* s
= η (1 + α ) > η
* st
n i =1
* st
由于重热，
* H is > H s* ∑ i =1
n
* * 令 ∑ H is = ( 1 + α )H s
多级涡轮的效率比单级效率要高。 多级涡轮的效率比单级效率要高。
涡轮特性
流量、功率、效率等
• 研究在非设计工况下，涡轮的性能参数 研究在非设计工况下，涡轮的性能参数 依从于涡轮工况参数变化时的规律性。 依从于涡轮工况参数变化时的规律性。 工况参数变化时的规律性
转速、进气参数、背压等
涡轮的变工况举例
• 涡轮变工况时，喷嘴出口气流角α1变化很小， 但叶轮的气流进气角β1变化可能很大，而动叶 片几何进气角β1c不变 • 冲角 = β1c-β1发生变化 冲角i β • 气流进入工作叶栅时，会发生撞击和分离，冲 气流进入工作叶栅时，会发生撞击和分离， 角愈大愈严重。 角愈大愈严重。
(3)级数 n愈多，重热愈有利，系 数 α ↑ 。 愈多，重热愈有利，
注意: 注意:重热效应回收的摩擦热仅仅是流动阻力 损失的一小部分，所以流动阻力增加总是导 致涡轮效率降低的。
二、 涡轮特性
• 设计工况： • ——涡轮级的通流部分形状和各级叶片的几何参数， 均与设计工况的气流速度三角形一致 • ——能保证气流绕流叶片时不致于产生撞击和分离。 • 变工况： • ——在不同条件下的实际运行工况，往往会偏离设计 工况，在变工况下工作。
１、多级涡轮的总膨胀比变化时，对第一级 多级涡轮的总膨胀比变化时， 喷嘴工作的影响最小，而对最后一级工作 喷嘴工作的影响最小， 叶栅的影响最大。 叶栅的影响最大。 ２、当多级涡轮的总膨胀比不变时，转速参 当多级涡轮的总膨胀比不变时， 数的变化对各级膨胀比的分配影响很小。
涡轮总膨胀比变化时的影响
• 当膨胀比小于设计值时，各级膨胀比均会减小： 当膨胀比小于设计值时，各级膨胀比均会减小： • • • 膨胀比 π• *↑ T • 轴向分速 最后一级的膨胀比减小得最多； 最后一级的膨胀比减小得最多； 而第一级喷嘴的膨胀比减小得最少。 而第一级喷嘴的膨胀比减小得最少。 最后一级工作叶栅的膨胀比增加得最多； 最后一级工作叶栅的膨胀比增加得最多； 而第一级喷嘴的膨胀比增加得最少。 而第一级喷嘴的膨胀比增加得最少。 增加直到涡轮出口处c cx增加直到涡轮出口处cx达到当地音速为止 其他各级c 均小于当地音速。 其他各级cx均小于当地音速。
G T T3* p
* 3
p π = p
* T
* 3 * 4
nT T
* 3
LT * T3
η
* T
涡轮特性的表示
G T T3* π * , n T 一般 = f1 T * p3 T3*
* π * , n T ηT = f 2 T T3*
G T* n 或者 * π T = f1 T * 3 , T* p3 T3
G T* n * ηT = f 2 T * 3 , T* p3 T3
三、涡轮级的特性线
ηT
GT ⋅ T3* p* 3
*
(ηT*)max
nT T3*
GT ⋅ T3* ( ) max p* 3
效率特性
流量特性
nT T3*
(πT*)最佳
( cu )最佳
1
临界压比 气流速度达到当地音速) (气流速度达到当地音速)
（二）出现负冲角i<0 （β1↑） 出现负冲角 ） u/c1 ↑
• 流阻增加，示方法
• 通常采用相似参数来绘制，以相似参数为坐标 通常采用相似参数来绘制， 采用相似参数来绘制 绘制的特性线为通用特性 通用特性， 绘制的特性线为通用特性，不受具体参数变化 的影响。 的影响。
• 当膨胀比大于设计值时，各级膨胀比和cx均增加 ： 当膨胀比大于设计值时，各级膨胀比和c
c • x↑
LT = ∑ LTi = ∑ H = ∑η H = η
i =1 i =1 * i i =1 * sti * is
n
n
n
* st
∑H
i =1
n
* is
(设各级的级效率相同)
内功率（轴功率） 内功率（轴功率）
NT = GT LT [kW]
或
* Ts T
GT 为燃气流量，kg/s。 为燃气流量，
NT = GT L η [kW]
涡轮重热系数 一般，α = 0.01 ~ 0.02
α = f (π ，η ，n)
* T * st
* (1) 膨胀比 π T 愈大，涡轮前几级的磨 擦热在后面诸级中 愈大，
得到更大应用，故 α ↑ ； 得到更大应用，
* (2)级效率 η st 愈低，则磨擦热愈大， 重热愈明显，则 α ↑ ； 愈低，则磨擦热愈大， 重热愈明显，
涡轮变工况时，速度比u/c1会变化
（一）出现正冲角i>0 （β1↓） 出现正冲角 ） u/c1 ↓
气流撞击叶腹前缘； 气流撞击叶腹前缘； 在叶背引起旋涡和分离。 在叶背引起旋涡和分离。 气流撞击叶背前缘； 气流撞击叶背前缘； 在叶腹引起旋涡和分离。 在叶腹引起旋涡和分离。 工作叶片表 面(或喷嘴出 口处) 口处)引起旋 涡和分离
ηT
GT ⋅ T3* p* 3
*
(ηT*)max
nT T3*
GT ⋅ T3* ( ) max p* 3
效率特性
流量特性
nT T3*
(πT*)最佳
( cu )最佳
1
临界压比 气流速度达到当地音速) (气流速度达到当地音速)
πT*
四、多级涡轮的特性线
与涡轮级特性非常相似，但具有以下特点： 与涡轮级特性非常相似，但具有以下特点：
第四章 燃气透平工作原理和结构
1、燃气透平工作原理 2、燃气透平的基本参数和特性 3、燃气透平结构 4、燃气轮机振动事故处理
一、多级压力级涡轮的基本参数
1、膨胀比πT* 膨胀比π
* * * * π T = π T 1 × π T 2 × ⋅ ⋅ ⋅ × π Tn
n为级数。
2．涡轮的轴功率
（1）内功率NT 内功率N ——涡轮内功 涡轮内功L ——涡轮内功LT为各级轴功之和
一、涡轮的变工况
• 所谓涡轮工况的变化，通常指各工况参数的变化： • (1)转速nT； (1)转速n 转速 • (2)涡轮级前压力和温度（p3*、T3*）等进气参数的变化； (2)涡轮级前压力和温度（ 涡轮级前压力和温度 • (3)涡轮级后背压 （p4）等参数的变化。 (3)涡轮级后背压 等参数的变化。 • 会导致各级间的焓降重新分配、速度三角形的变化以及 在叶片进口出现冲角等； • 最终必将引起涡轮级的综合参数的变化，如流量、轴功 以及效率等性能参数。
LTs = C pT T3* (1 − π
−3
k −1 − T * kT T
)[kJ/kg]
或者：
NT = GT Lu ×10 [kW]
2 2 c12 − c2 w2 − w12 [J/kg] Lu = + 2 2
(2)有效功率 (2)有效功率
N e = NTη m
涡轮的效率η 3．涡轮的效率ηT* （绝热膨胀效率）
πT*
特性曲线的变化特点
1流量特性线 流量特性线
• 当转速不变，膨胀比πT*达到临界比值时，流量 当转速不变，膨胀比π 达到临界比值时， 达到最大值。若继续增大πT* 值，则最大流量值 达到最大值。若继续增大π 保持不变，级的通流部分出现堵塞现象。 保持不变，级的通流部分出现堵塞现象。 • 在相同的膨胀比下，转速降低，会使流量有所增 在相同的膨胀比下，转速降低， 加，但影响相当小。 但影响相当小。
燃气轮机参数
燃气轮机参数燃气轮机是一种利用燃气燃料产生动力的设备，广泛应用于发电、航空和工业领域。
燃气轮机的性能与其参数密切相关，下面将介绍几个重要的燃气轮机参数。
1. 功率：燃气轮机的功率是衡量其输出能力的重要参数。
功率通常用千瓦（kW）或兆瓦（MW）表示。
燃气轮机的功率与其设计参数、燃料供给系统和机械传动系统等因素密切相关。
2. 热效率：热效率是衡量燃气轮机能量利用效率的重要指标。
热效率定义为输出功率与输入燃料热值之间的比值，通常以百分比表示。
提高燃气轮机的热效率可以减少燃料消耗和环境污染。
3. 排气温度：燃气轮机的排气温度是衡量其热效率的重要指标之一。
排气温度过高可能导致部件过热而影响机组寿命，而排气温度过低则意味着燃料未完全燃烧，降低了燃气轮机的热效率。
4. 压气机压比：压气机压比是指压气机出口总压力与进口总压力之比。
压气机压比的大小直接影响燃气轮机的性能和效率。
较高的压比可提高燃气轮机的功率和热效率，但也会带来更高的机械和热载荷。
5. 燃耗率：燃耗率是指燃料消耗量与输出功率之比。
燃气轮机的燃耗率直接关系到其经济性和运行成本。
较低的燃耗率意味着能够以更少的燃料产生相同的功率，从而降低能源消耗和运行成本。
6. 进口温度：进口温度是指燃气轮机进气口的温度。
进口温度的高低直接影响燃气轮机的性能和效率。
较高的进口温度可提高燃气轮机的功率和热效率，但也会增加燃料的燃烧温度和热载荷。
7. 压气机压力比：压气机压力比是指压气机出口压力与进口压力之比。
压气机压力比的大小直接影响燃气轮机的性能和效率。
较高的压力比可提高燃气轮机的功率和热效率，但也会带来更高的机械和热载荷。
8. 燃气轮机转速：燃气轮机的转速是指轴转速，通常以转/分钟（rpm）表示。
燃气轮机的转速与其设计参数、机械传动系统和负载要求等因素相关。
合理的转速选择可以提高燃气轮机的性能和运行稳定性。
总结起来，燃气轮机的参数包括功率、热效率、排气温度、压气机压比、燃耗率、进口温度、压气机压力比和转速等。
电站燃气轮机轴流式燃气透平的特性曲线
电站燃气轮机轴流式燃气透平的特性曲线与压气机相类似，燃气透平的级也是一系列基元级叠置而成的。
透平级的性M (㎏/s)、膨胀比δ*和等熵膨胀效率η*t (或ηt)能也可以用流经透平级的燃气流量g等这些参数来描写。
同理，由许多个级串联而成的多级燃气透平的性能，也必然可以用以上这些参数的综合值来表示。
M 、燃气初温T*3当燃气透平在非设计的工况运行时，流经透平的燃气流量g和初压p*3、膨胀比δ*(或δ)、透平的转速n t、效率η*t(或ηt)以及功率，都会发M 、T*3、p*3和δ*生相应的变化。
但是，研究表明；当流经透平的燃气参数g已定时，透平的运行工况点也就被完全确定了。
那时，透平的转速n t、效率η*t (或ηt)和功率p t，必然也会有一个完全确定的数值。
研究燃气透平特性曲线的实M 、T*3、p*3、δ* (或质就是在于：探讨在透平变工况的条件下如何正确地确定gδ)、n t、η*t (或ηt)这些参数之间的定量关系问题。
图5-35中给出了一张当燃气的初参数p*3和T*3恒定不变时，透平的相对体G和效率η*t与透平膨胀比δ*和相对转速n之间的变化关系图。
积流量v(图中- Gv=G v/G v0–nt=n t/n t0下脚“0”表示设计工况下的参数)图5-35 T3*和p3*=常数时透平的变工况特性曲线由图可知，当透平转速维持恒定不变时，随着膨胀比δ*的增高，流经透平的燃气体积流量G v(m3/s)将随之增大；透平的效率η*t也有相当幅度的变化；当转速升高时，为了流过同量的燃气体积流量G v ，透平的膨胀比δ*必须有所增大，也就是说，燃气流经透平时所必须克服的阻力加大了。
试验表明：当燃气初温T *3和转速n t 恒定不变时，不论燃气的初压p *3如何改变，为了流过同量的燃气体积流量G v 所必须保证的透平膨胀比δ*将是相同的。
这就是说，图5-35所示的变工况特性曲线，对于T *3=常数，而p *3不断改变的运行情况来说，是可以彼此通用的。
煤气透平机参数表
煤气透平机参数表
摘要：
1.煤气透平机的定义和应用背景
2.煤气透平机的工作原理和组成部分
3.煤气透平机的参数及其功能
4.煤气透平机的应用优势和案例
5.煤气透平机的发展趋势和展望
正文：
一、煤气透平机的定义和应用背景
煤气透平机是一种利用煤气压力和热能驱动的透平膨胀机组，用于发电和回收能源。
它主要应用于钢铁企业，特别是在炼铁过程中，会产生大量的煤气。
煤气透平机可以有效地利用这些煤气资源，既节能减排，又可创造收益。
二、煤气透平机的工作原理和组成部分
煤气透平机的工作原理是利用煤气的余压余热，通过机组透平膨胀做工，带动发电机发电。
其主要组成部分包括：透平膨胀机组、发电机、煤气供应系统、冷却系统等。
三、煤气透平机的参数及其功能
煤气透平机的参数主要包括：功率、转速、效率、煤气压力等。
这些参数决定了煤气透平机的性能和发电能力。
例如，功率和效率越高，发电能力越强；煤气压力越大，透平机的工作稳定性越好。
四、煤气透平机的应用优势和案例
煤气透平机的应用优势主要体现在节能减排、回收利用和经济效益方面。
例如，通过利用煤气透平机发电，可以减少对传统能源的依赖，降低碳排放；同时，煤气透平机还可以实现煤气资源的回收利用，创造可观的经济效益。
在钢铁企业中，煤气透平机的应用案例十分广泛，如高炉TRT 煤气透平机等。
五、煤气透平机的发展趋势和展望
随着我国环保政策的不断加强和能源利用效率的提高，煤气透平机的发展前景十分广阔。
未来，煤气透平机将在钢铁、有色、化工等领域得到更广泛的应用，为节能减排和资源回收利用做出更大贡献。
燃气轮机透平叶片参数化设计及优化
析和方差分析。直观分析就是根据试验的结果分析试验
值随着因素水平的变化而变化的趋势，直观的找出使得
试验目标最优的因素水平的组合
第15页/共29页
透平叶片优化设计
响应面方法（RSM）
RSM就是寻求响应和因子集合之间的真实函数关系的一个合适的逼近式。 如果响应适合于因子的线性函数模型，则近似函数是一阶模型: 如果响应非线性，则必须用更高阶的多项式，例如二阶模型:
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透平叶片优化设计
案例
参与正交试验设计的变量为: 其余参数L，a1，和a2取值与原始叶型相同。
和叶片数z，它们的水平设置如表所示，
第19页/共29页
透平叶片优化设计
案例
①任一列的所有水平的重复数 相同;②任两列的所有可能的水 平组合的重复数相同。凡满足 这两个条件的表就可以称为正 交表。
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透平叶片参数化表达
二维叶形
控制厚度分布的各参数意义如下: —前缘厚度，定义为中弧线前缘
点圆半径尺与L的比值; —尾缘厚度，定义为中弧线尾缘
点圆半径凡与L的比值; —最大厚度，定义为中弧线上最
大圆的半径凡与L的比值; —最大厚度位置，定义为前缘点
到最大圆圆心的轴向距离瓜与轴向弦 长L的比值;
叶片设计及优化
正问题法
己知叶栅的几何参数，要求解出流场，求得叶片表面的速度、压力等分布。 正问题方法设计叶片，就是利用正问题的计算结果修改几何参数，反复进 行正问题计算直到获得满意的气动参数分布为止。
反问题法
给定叶片表面的压力分布，通过数值方法反求得叶片的几何形状。
数值优化设计 通常需要在某种叶片参数化表达基础之上，通过流场模拟及优化算法，确
第7页/共29页
燃气轮机参数
燃气轮机参数燃气轮机参数:燃气轮机是一种常见的发电设备，它具有高效率、低排放和可靠性高的特点。
燃气轮机的性能参数对于其运行效率和发电能力起着至关重要的作用。
本文将介绍燃气轮机的几个重要参数，并对其意义进行解释和分析。
一、功率输出燃气轮机的功率输出是指燃气轮机在特定工况下所能产生的电功率。
功率输出通常以兆瓦（MW）为单位进行表示。
燃气轮机的功率输出决定了其发电能力的大小，也是评估其性能的重要指标。
功率输出越大，表示燃气轮机的发电能力越强。
二、热效率热效率是指燃气轮机将燃料中的化学能转化为电能的效率。
热效率越高，表示燃气轮机能够更有效地利用燃料中的能量，减少能量的浪费。
热效率通常以百分比形式进行表示，高效燃气轮机的热效率可以达到40%以上。
提高燃气轮机的热效率可以降低能源消耗和环境污染。
三、压缩比压缩比是指燃气轮机中压缩机所能实现的气体压缩比例。
压缩比越大，表示燃气轮机能够将气体压缩得更高，提高燃烧效率。
压缩比是燃气轮机性能的关键参数之一，通常在设计阶段进行确定。
较高的压缩比可以提高燃气轮机的功率输出和热效率，但也会增加燃气轮机的复杂度和成本。
四、进气温度进气温度是指燃气轮机中压缩机进气时的气体温度。
进气温度的高低直接影响燃气轮机的性能。
较高的进气温度可以提高燃气轮机的功率输出和热效率，但也会增加燃气轮机的热负荷和冷却需求。
进气温度的控制是燃气轮机设计和运行中的重要问题之一。
五、排气温度排气温度是指燃气轮机中排出的废气温度。
排气温度的高低直接关系到燃气轮机的热效率和环境排放。
较高的排气温度表示燃气轮机能够更有效地利用燃料中的能量，提高热效率。
同时，排气温度的控制也是保证燃气轮机运行安全和稳定的重要因素之一。
六、启动时间启动时间是指燃气轮机从停止状态启动到达额定运行状态所需的时间。
启动时间是燃气轮机性能的重要指标之一，直接关系到燃气轮机的可用性和响应速度。
较短的启动时间可以提高燃气轮机的灵活性和应急响应能力。
燃气机透平
• 混流式透平 流体运动方向介于上述两种情况之间
轴流式透平机械
典型的多级轴流式透 平机械如图示，其中每一 级有一组与机壳固接在一 起的固定叶片，另有一组 与动轮固接在一起的运动 叶片。我们分别称它们为 固定叶栅和动轮叶栅。流 体通过动轮叶栅并与它进 行机械能交换，在子午面 上看，气流沿轴向进入透 平，最后由轴向流出透平。
离心透平机械
• 典型的离心透平机械如 图所示。离心式水泵和 离心式风机均为此种 结 构。它的主要部件包括 动轮，壳体，进口段， 扩压器等等。动轮上装 有叶片，它们与流体之 间进行功的交换。
混流式透平
• 混流式透平如图所示， 流体在装有叶栅的动 轮中流动，它们既具 有轴向速度，又具有 径向速度，故称为混 流式透平。
燃气轮机透平的原理
发电部运行戊值
燃气轮机概述
• 由压气机、加热工质的设备(如燃烧室)、透平、控 制系统和辅助设备组成，将气体压缩、加热后送 入透平中膨胀做功，把一部分热能转变为机械能 的旋转原动机。
透平机械的类型
• 燃气透平又称燃气轮,它在整台燃气轮机种的作用 是把蕴藏在来自燃烧室的高温高压的燃气种的能 量转化成为机械功。
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03_03_燃气透平原理与特性
燃气轮机各部件的工作原理
第一节 压气机原理与特性 第二节 燃烧室原理与特性 第三节 燃气透平原理与特性
电站燃气轮机发电机组的工作示意图
Siemens V94.3A燃气轮机结构示意图
第一节 燃气透平原理与特性
一、透平的类型、结构及特点 二、透平级的工作原理 三、透平的特性 四、透平的冷却
一、燃气透平的类型、结构及特点
1、燃气透平的基本功用
o 燃气轮机的三大部件之一
• 最为重要的部件
o 将来自燃烧室的燃气中的热力势能转化为机械功 o 带动压气机 o 向外界输出净功。
2. 基本类型
（1）轴流式
• • • • • • • • 因机内气体在总体上沿轴向流动而得名 优点：流量大、效率高（91%左右，最高可达94%） 缺点：级的作功能力低 应用场合：大功率的燃气轮机主要采用轴流式 因机内气体在总体上沿径向流动而得名 优点：级的作功能力大 缺点：流量小，效率低（目前为88%左右） 应用场合：中小功率的燃气轮机主要采用向心式
主要缺点： （1）由于需要一定 的蒸汽，所以闭环蒸 汽冷却一般适用于联 合循环燃气轮机，不
大适用于单循环燃气 轮机；
（2）冷却系统及结构大大复杂化，可靠性尚待验证。
思考题
第三章 燃气轮机各部件的工作原理（P35～ P77）
2. 燃气轮机所使用的压气机有哪两种类型？它们各有哪些特点？ 4. 何谓扭速？何谓理论功？理论功是否可全部转换为气体的压 力能？ 5. 压气机级的理论功为什么会受到限制？ 7. 试绘图说明单级压气机在转速一定、体积流量增大和减小时， 速度三角形的变化情况。 15. 防止压气机喘振的主要措施有那些？各有哪些优缺点？ 21. 燃烧室有哪几种主要类型？它们各有哪些优缺点？ 22. 火焰管及过渡段的冷却方式有哪几种？ 25. 何谓DLN燃烧室？ 34. 试说明，为什么燃气轮机装置可以采用较高的工作温度而汽 轮机装置不可以？
7-燃气轮机-第七讲 燃气透平的基本参数和特性
第四章 燃气透平工作原理和结构
1、燃气透平工作原理 2、燃气透平的基本参数和特性 3、燃气透平结构 4、燃气轮机振动事故处理
一、多级压力级涡轮的基本参数
一、涡轮的变工况
• 所谓涡轮工况的变化，通常指各工况参数的变化： • (1)转速nT； (1)转速n 转速 • (2)涡轮级前压力和温度（p3*、T3*）等进气参数的变化； (2)涡轮级前压力和温度（ 涡轮级前压力和温度 • (3)涡轮级后背压 （p4）等参数的变化。 (3)涡轮级后背压 等参数的变化。 • 会导致各级间的焓降重新分配、速度三角形的变化以及 在叶片进口出现冲角等； • 最终必将引起涡轮级的综合参数的变化，如流量、轴功 以及效率等性能参数。
1、膨胀比πT* 膨胀比π
* * * * π T = π T 1 × π T 2 × ⋅ ⋅ ⋅ × π Tn
n为级数。
2．涡轮的轴功率
（1）内功率NT 内功率N ——涡轮内功 涡轮内功L ——涡轮内功LT为各级轴功之和
LT = ∑ LTi = ∑ H = ∑η H = η
i =1 i =1 * i i =1 * sti * is
G T T3* p
* 3
p π = p
* T
* 3 * 4nT Tຫໍສະໝຸດ * 3LT * T3
η
* T
涡轮特性的表示
G T T3* π * , n T 一般 = f1 T * p3 T3*
* π * , n T ηT = f 2 T T3*
燃气透平原理
压气机
机械能＝》压力势能＋热能 扩散式 扩压减速 动叶＋静叶 薄、弯度小 小 低温 多 缩小 单级：0.88-0.90 多级：0.83-0.87
23
燃气透平的原理和结构
燃气透平的工作原理 燃气透平的特性曲线 燃气透平零部件的冷却 燃气透平高温部件的材料和涂层
24
透平与压气机性能影响因素
膨胀比（压气机出口压力） 转速 流量
透平
输出功率
T3*（燃料调节） 压比（压气机出口压力）
N（功率）
压气机 （IGV）
流量
外界环境压力、 温度一定时
25
T3*不变
运行情况
T
输出功率
膨胀比不变
3
T3*与膨胀比同时改变
2 1
4
s
26
试验情况
27
§5.2 燃气透平的特性曲线
(1)在折合转速一定 时，膨胀比提高， 透平的通流能力增 大，但到达临界线 时，透平中的气流 达到了声速条件， 透平的流通能力达 到了极限值。
燃气流过动叶时，燃 气压力继续下降（同 时会引起温度和焓值 的降低），可以促使 相对速度w2增高，其 结果在工作叶轮上将 会有一部分压力势能 转化为膨胀功。
15
§5.1.3 透平级中工质能量的转化关系
在透平级中，动叶 流道的通流面积为 等截面的燃气透平 级，称为冲动式透 平级，反动度 度=0
W2=W1
40
二、高温材料的冶炼技术
对现代燃气轮机来说，透平进口温度的大幅度 提高，主要得益于叶片材料冶炼技术的改进。
41
42
43
此外，由于金属材料性能和加工 的限制，人们梦寐以求的目的是 将工作于高温通流部分的部件采 用陶瓷材料。但由于陶瓷是脆性 材料，变形率和热传导系数均低， 在设计上仍有许多专门的课题需 要研究。
燃气轮机透平
GAS TURBINE
前
言
燃气透平，又称燃气涡轮或 透平膨胀机，是燃气轮机装置中 向外输出机械功的部件。 轴流式透平级的工作原理
1
级的概念Biblioteka 目录2基元级的速度三角形
1
级的概念 concept of level
透平级
一列静叶栅（或称喷嘴环） 和其后面的一列动叶栅 （或称工作叶轮）共同构 成轴流式透平的一个级。
c2 w u 2 w2u2 cos 2
2 2 2 2
静叶
一般1=14~20°
u
w2 sin 2 sin 2 c2
T > 0
一般透平基元级的速度三角形
静叶 叶栅额线
c1
1 u1 w1 1
2 c2z > c1z
c2 u2
w2 2
>90°
u
c1u
c2u
謝謝您的聆聽
祝你有个美好的一天
w1 c u1 2c1u1 cos 1
2 1 2
静叶
u
动叶
c1 sin 1 sin 1 w1
动叶出口处 2-2
动叶栅通道收敛，气流 膨胀加速，则压力降低、 相对速度w2增加； 且气流方向改变、转折 较大， 2> 1 ； 那么气流以绝对速度 c2流出动叶栅，与叶 栅额线的夹角为 2。
喷嘴 0-0
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
p1 < p0 ， T1 < T0 c1 > c0
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。