燃气轮机

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  燃气轮机汉语拼音:Ranqilunji;英语:Gas Turbine),以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料能量转变为有用功的内燃式动力机械。是一种旋转叶轮式热力发动机。它是由压气机、燃烧室和燃气透平以及相应的辅助设备等组成的成套动力装置。

  中国南宋高宗时已有走马灯的记载,它是涡轮机(透平)的雏形。15世纪末,意大利L.达·芬奇设计出烟气转动装置,原理与走马灯相同。1791年,英国J.巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程。1872年,德国F.施托尔策设计了一台燃气轮机。1905年,英国C.勒梅尔和R.阿芒戈制成能输出功的燃气轮机。1920年,德国H.霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃气轮机。1936年,瑞士制成第一台能量回收装置。它是利用生产中排放的气体在透平中膨胀作功的装置。1939年,瑞士制成了效率达18%的4兆瓦发电用燃气轮机。1941年,瑞士制造的第一辆燃气轮机车通过了交货试验。1947年,英国制造的第一艘装备燃气轮机的舰艇下水。1950年,英国制成第一辆燃气轮机汽车。此后,燃气轮机的功率不断增大,应用逐渐广泛,与此同时,也出现了燃气轮机与其他热机相结合的复合装置。

  与活塞式内燃机和蒸汽动力装置相比,燃气轮机的特点是重量轻、体积小、起动快、用水少等。燃气轮机主要用在航空工业和发电工业,在舰船动力方面的应用发展很快。另外,在石油化工、交通运输以及冶金工业等部门,也获得了广泛应用。

  燃气轮机的工作过程是:压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩。压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧成为高温燃气,随即流入燃气透平中膨胀作功,推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转,同时输出机械功。燃气初温(从燃烧室到透平进口的燃气温度)越高,透平出功越多,燃气轮机的输出功越大。

  燃气轮机的主要发展趋势是提高效率、采用高温陶瓷材料、利用核能和发展燃煤技术。