透平的工作原理

1、透平的工作原理透平的任務(wù)軸流式透平 的結(jié)構(gòu)特點透平的級透平級的基元級靜葉與動葉的流道6. 氣流在基元級中的流動與速度三角形7. 靜葉的作用8. 動葉的作用 （續(xù)）9. 透平工作過程的特點 10.透平葉片的冷卻 11. 透平的作功原理 透平的任務(wù) 經(jīng)壓氣機(jī)提高了壓力的空氣，在燃燒室中吸收了燃料燃燒所釋放的能量，變成高溫高壓的燃?xì)?，進(jìn)入透平膨脹做功。所以，透平是把燃?xì)夤べ|(zhì)的熱能轉(zhuǎn)化成為透平轉(zhuǎn)子軸輸出機(jī)械功的部件。 軸流式透平 的結(jié)構(gòu)特點 在燃?xì)廨啓C(jī)中，以軸流式透平用得多，因為軸流式容許通過較大的工質(zhì)流量，效率較高，結(jié)構(gòu)上又便于做成多級型式，能滿足高膨脹比和大功率的要求。 軸流式透平的縱剖面，它包含

2、有燃?xì)鈱?dǎo)管、級組和排氣擴(kuò)壓器等。透平的級 透平的級組是由各單級沿氣流流動方向單串列而成。在透平中完成能量轉(zhuǎn)換的基本單元就是透平級，簡稱為級，它是由一列靜葉和一列動葉串聯(lián)組成。裝有動葉的工作輪，通過轉(zhuǎn)動軸，分別與壓氣機(jī)軸和外界負(fù)荷軸相連接。透平級的基元級（1） 在分析透平級時，我們可假設(shè)氣流是沿著圓柱面流動的 ，可設(shè)想一個一個級內(nèi)的流動是由無限多層環(huán)形薄層氣流所組成，若把展開，就得到兩列在平面上平面葉柵，一列靜葉，一列動葉，就組成基元級。葉棚的移動速度相當(dāng)于該基元級所在半徑處的葉片圓周速度u。透平基元級（2） 通過級元級就可看出：靜葉和動葉之間都是截面收縮的，在這樣的級元級中，氣流在工作葉片中，

3、除了拐彎產(chǎn)生沖擊力之外，還由于相對速度加大，這是氣體對工作葉片還會產(chǎn)生一反應(yīng)力。靜葉與動葉的流道 當(dāng)高溫高壓燃?xì)饬鬟^靜葉時，由于靜葉道是做成收斂形的（即出口截面的面積做得要比進(jìn)口截面的面積?。?，在亞聲速流動的情況下，靜葉可以使氣流流動速度加快，相應(yīng)地燃?xì)獾膲毫Α囟葏s會逐漸下 降、這正意味著在靜葉中燃?xì)獾牟糠朱兽D(zhuǎn)化成為動能，當(dāng)這股具有相當(dāng)速度的燃?xì)庖砸欢ǖ姆较蛄飨騽尤~時，就會推動工作輪旋轉(zhuǎn)，并使燃?xì)馑俣认陆担?這個過程中，燃?xì)饩桶巡糠帜芰哭D(zhuǎn)交給了工作葉輪，使葉輪在高速旋轉(zhuǎn)之中對外界作出機(jī)械功。 氣流在基元級中的流動與速度三角形靜葉的作用 在噴嘴中氣體的部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能，同時由于氣流在噴嘴中拐

4、了一個彎，這樣就得到了在工作葉輪進(jìn)口處所希望的氣流方向。動葉的作用 動葉之間也是截面收縮的，在這樣的基元級中，氣流在工作葉片中，除了拐彎產(chǎn)生沖擊力之外，還由于相對速度加大，這時氣體對工作葉片還會產(chǎn)生一反應(yīng)力。氣體在葉輪輪緣上作的功 h=u(c1u+c2u) h=(c12-c22)/2+(w22-w12)/2 透平級中的能量損失 1. 葉型損失 2. 端部損失 3. 二次流損失 4. 徑向間隙的漏氣損失 5. 摩擦損失透平等熵效率 由于在透平中存在著損失，實際焓降要小于可用焓降。在透平中實際焓降與可用焓降之比就稱為透的等熵效率。透平工作過程的特點 由于在透平中是膨脹加速過程，不象在壓氣機(jī)氣流是沿著壓力增加方向流動，自然就不會出現(xiàn)附面層增厚與氣流脫離等現(xiàn)象。所以透平級的壓降可較大，氣流的折轉(zhuǎn)角可以比較大，因此在同一臺機(jī)組中，透平的級數(shù)比壓氣機(jī)的級數(shù)少得多。透平葉片的冷卻 提高燃?xì)獬鯗鼐湍芴岣邫C(jī)組效率，機(jī)組的效率隨著燃?xì)獬鯗刂鹉暝谔岣叨岣摺?在60年代之前，燃?xì)獬鯗靥岣邇H由研制新的葉片用的高溫材料來實現(xiàn)，而在60代后，燃?xì)獬鯗氐闹鹉晏岣邉t是由研制新的高溫材料和改進(jìn)冷卻技術(shù)兩者共同來實現(xiàn)。實踐證明，改進(jìn)冷卻技術(shù)對燃?xì)獬鯗氐牟牧系母倪M(jìn)對燃?xì)獬鯗氐奶岣叩乃俣?。因而透平采用葉片冷卻