第三節透平原理與特性一、透平的類型、結構及特點類型軸流式向心式優點：流量大、效率高缺點：級的做功能力小級的做功能力大流量小、效率低應用場合：中小功率燃機大功率燃機第三節透平原理與特性一、透平的類型、結構及特點類型軸流1軸流式透平的結構整體：轉子、靜子

轉子：動葉片、葉輪或

轉鼓、主軸靜子：靜葉片、氣缸

軸流式透平的結構整體：轉子、靜子轉子：動葉片、葉輪或靜子：2燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件3與汽輪機的主要區別（1）缸壁薄（2）級數少（3）轉子、葉片需冷卻（4）無調節級（5）效率變化影響顯著初溫的定義（1）燃燒室出口（2）第一級動葉入口（3）進入透平各股氣體平均誰大？與汽輪機的主要區別（1）缸壁薄（2）級數少（3）轉子、葉片4二、透平級的工作原理（一）基元級的速度三角形二、透平級的工作原理（一）基元級的速度三角形5歐拉透平公式——動量定理導出式（二）基元級中的能量轉換關系——熱力學第一定理導出式歐拉透平公式——動量定理導出式（二）基元級中的能量轉換關系6基元級中的能量轉換關系（2）動能和使相對速度提高的反作用力做功→向外輸出（3）反作用力功的來源：壓力勢能（1）靜葉柵中，壓力勢能降低→動能（+摩擦熱）基元級中的能量轉換關系（2）動能和使相對速度提高的反作用7三、透平的特性1.特性與特性線主要參數特性之間特有的關系特性線以曲線形式表示2.通用特性線常用的定性準則數

折合流量折合轉速三、透平的特性1.特性與特性線主要參數特性之間特有的83.典型的通用特性線的變化3.典型的通用特性線的變化9四、透平的冷卻（一）冷卻系統設計要求冷卻介質系統設計原則：盡量少的空氣→可靠冷卻（1）從不同部位引氣（2）流量分配合理（3）空氣清潔（二）冷卻空氣組織四、透平的冷卻（一）冷卻系統設計要求冷卻介質系統設計原則：盡10燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件11（三）葉片冷卻冷卻方式：氣膜、對流、沖擊（三）葉片冷卻冷卻方式：氣膜、對流、沖擊12燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件13燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件14燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件15燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件16沿輪盤面的對流冷卻通過空心葉根的冷卻沿輪盤面的對流冷卻通過空心葉根的冷卻17沖擊式輪盤面的冷卻通過葉根槽道的冷卻沖擊式輪盤面的冷卻通過葉根槽道的冷卻18氣缸的冷卻結構氣缸的冷卻結構19（四）冷卻技術的發展1.發散冷卻（四）冷卻技術的發展1.發散冷卻202.閉環蒸汽冷卻型式2.閉環蒸汽冷卻型式21優點（1）比熱容大、傳熱好→冷卻效率高（2）不摻混→不降溫、無擾動（3）空氣需求量小→燃氣流量大（4）熱能可由底循環回收缺點（1）不大適于單循環（2）復雜，可靠性待驗證優點（1）比熱容大、傳熱好→冷卻效率高（2）不摻混→不降溫、22燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件23課堂小結1.第三章之第三節：介紹了透平的類型、結構、特點和工作原理、工作特性，介紹了透平轉子、葉片冷卻結構的特點。2.復習：建議通讀本章，在閱讀的基礎上，籍助于思考題對第三章的內容做一全面小結。課堂小結1.第三章之第三節：介紹了透平的類型、結構、特2.24第三節透平原理與特性一、透平的類型、結構及特點類型軸流式向心式優點：流量大、效率高缺點：級的做功能力小級的做功能力大流量小、效率低應用場合：中小功率燃機大功率燃機第三節透平原理與特性一、透平的類型、結構及特點類型軸流25軸流式透平的結構整體：轉子、靜子

轉子：動葉片、葉輪或

轉鼓、主軸靜子：靜葉片、氣缸

軸流式透平的結構整體：轉子、靜子轉子：動葉片、葉輪或靜子：26燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件27與汽輪機的主要區別（1）缸壁薄（2）級數少（3）轉子、葉片需冷卻（4）無調節級（5）效率變化影響顯著初溫的定義（1）燃燒室出口（2）第一級動葉入口（3）進入透平各股氣體平均誰大？與汽輪機的主要區別（1）缸壁薄（2）級數少（3）轉子、葉片28二、透平級的工作原理（一）基元級的速度三角形二、透平級的工作原理（一）基元級的速度三角形29歐拉透平公式——動量定理導出式（二）基元級中的能量轉換關系——熱力學第一定理導出式歐拉透平公式——動量定理導出式（二）基元級中的能量轉換關系30基元級中的能量轉換關系（2）動能和使相對速度提高的反作用力做功→向外輸出（3）反作用力功的來源：壓力勢能（1）靜葉柵中，壓力勢能降低→動能（+摩擦熱）基元級中的能量轉換關系（2）動能和使相對速度提高的反作用31三、透平的特性1.特性與特性線主要參數特性之間特有的關系特性線以曲線形式表示2.通用特性線常用的定性準則數

折合流量折合轉速三、透平的特性1.特性與特性線主要參數特性之間特有的323.典型的通用特性線的變化3.典型的通用特性線的變化33四、透平的冷卻（一）冷卻系統設計要求冷卻介質系統設計原則：盡量少的空氣→可靠冷卻（1）從不同部位引氣（2）流量分配合理（3）空氣清潔（二）冷卻空氣組織四、透平的冷卻（一）冷卻系統設計要求冷卻介質系統設計原則：盡34燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件35（三）葉片冷卻冷卻方式：氣膜、對流、沖擊（三）葉片冷卻冷卻方式：氣膜、對流、沖擊36燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件37燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件38燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件39燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件40沿輪盤面的對流冷卻通過空心葉根的冷卻沿輪盤面的對流冷卻通過空心葉根的冷卻41沖擊式輪盤面的冷卻通過葉根槽道的冷卻沖擊式輪盤面的冷卻通過葉根槽道的冷卻42氣缸的冷卻結構氣缸的冷卻結構43（四）冷卻技術的發展1.發散冷卻（四）冷卻技術的發展1.發散冷卻442.閉環蒸汽冷卻型式2.閉環蒸汽冷卻型式45優點（1）比熱容大、傳熱好→冷卻效率高（2）不摻混→不降溫、無擾動（3）空氣需求量小→燃氣流量大（4）熱能可由底循環回收缺點（1）不大適于單循環（2）復雜，可靠性待驗證優點（1）比熱容大、傳熱好→冷卻效率高（2）不摻混→不降溫、46燃氣輪機與聯合循環(第8課透平原理與特性)課件