不知道朋友們有沒有聽過之前的一個事兒,就是中國的重型燃氣輪機橫空出世,打破了國外幾十年的封鎖這事兒,相信關注的朋友們不少。咱們的汽車上用的,也一般都是燃氣輪機。這燃氣輪機到底是個啥,背後又是啥原理,以及燃氣輪機和飛機發動機有啥區别?
要說起這燃氣輪機,咱們還得從蒸汽輪機入手,蒸汽輪機,顧名思義,就是把蒸汽的動能轉化為輪子的機械能,這裡的輪子叫汽輪機,高溫蒸汽推動汽輪旋轉産生動力。蒸汽輪機一般用在咱們的大型火力發電廠當中,就是用蒸汽來發電的。
而這燃氣輪機其實原理和蒸汽輪機也差不多,隻不過是用氣體提供動力的。在這裡咱們還要提到一個新的詞語叫做工質,官方一點來說是能量轉換的媒介。怎麼理解呢?如果說燃氣輪機裡面的氣體叫做工質的話,那麼蒸汽輪機當中的蒸汽也是工質,有這麼幾個特點,一個是流動性,第二個是受熱之後,具有極強的膨脹性。
那麼這燃氣輪機到底是怎麼做功的呢?老規矩,咱們把燃氣輪機拆開,主要能歸納出這麼三個部分,第一個是壓氣機,第二個是燃燒室,第三個就是透平。劃重點,這裡咱們又提了一個新的詞語,透平,透平就是咱們平時說的渦輪,就是那個圓圓的,帶着一片又一片扇葉的那個,它的作用就是把流體當中的這些能量轉化為機械能來做功。不管是什麼樣的燃氣輪機最後都要在透平上走這麼一遭。
氣體最開始經過的部分是壓氣機。壓氣機顧名思義,就是用來壓縮氣體的設備,經過一次又一次的壓縮氣體,溫度升高,壓力變大。被壓氣機蹂躏過的氣體之後就要經過燃燒室,燃燒室顧名思義,就是用來燃燒的,光有氣體肯定不行,也燒不起來,所以這裡面還會噴射很多燃料,與氣體混合燃燒,最後變成一堆高溫高壓的氣體。
現在就到了最後一關了,那就是在透平上走一走,這高溫高壓的氣體會推動透平,或者叫渦輪飛速旋轉,從而帶來動力。
到這裡咱們對于這個燃氣輪機是怎麼工作的,應該就徹底明白了吧?其實很簡單。相比于蒸汽輪機,燃氣輪機體積小,而且啟動快。
像重型燃氣輪機,咱們簡單理解一下就是,零部件較為厚重的超級燃氣輪機,但是研發和制造的難度極大,是咱們目前能夠制造的熱功轉換效率最高的發電設備。之前這項技術一直被國外壟斷,之後中國工業黎明公司研制出了中國第一台重型燃氣輪機R0110重型燃氣輪機,這意味着咱們成為世界上第五個有能力制造這種重型燃氣輪機的國家。
關于燃氣輪機咱們就說到這。那麼能夠把咱們帶上天空的航空發動機和咱們的燃氣輪機又有什麼區别呢?其實沒啥區别,二者原理一模一樣。但是俗話說得好,術業有專攻,因為使用的用途不一樣,所以各方面的标準也有所差别。
像航空發動機比較看重的指标一般都有單位迎風面積推力、油耗率以及比功等等,而且航空發動機的設計一般都比較嚴格,比如要求的先進氣動熱力設計、矢量推力技術等等。并且因為是安在飛機上的,所以重量還不能太大。就是說在保證高效率的前提之下,盡可能地減少自身的重量,至于壽命長不長不重要。
但是燃氣輪機才不會顧慮這些,隻需要一點,夠強夠猛就好了。在重量上也不會做過多的要求,但是質量上一定要過關,就是壽命長。
到這裡對于這蒸汽輪機、燃氣輪機以及這航空發動機,朋友們心裡應該都有譜了吧?在這些發動機領域,中國雖然最開始落後于人,但是憑借咱們中華民族強大的智慧,後來居上,在這裡一定要給咱們偉大的科研工作者一個大大的贊!
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