| 燃气涡轮发动机概述 |
| Gas Turbine Principle |
| 燃气涡轮机发动机（燃气轮机）的原理与中国的走马灯相同，据传走马灯在唐宋时期甚是流行。走马灯的上方有一个叶轮，就像风车一样，当灯点燃时，灯内空气被加热，热空气流上升推动灯上面的叶轮旋转，带动下面的小马一同旋转，见图1左。燃气轮机是靠燃烧室产生的高压高速气体推动燃气叶轮旋转，见图1右。 |
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| 图1--走马灯与燃气涡轮 |
下面请观看走马灯与燃气涡轮旋转动画。 |
| 走马灯与燃气涡轮旋转动画 |
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燃气轮机属热机，空气是工作介质，空气中的氧气是助燃剂，燃料燃烧使空气膨胀做功，也就是燃料的化学能转变成机械能。图2是一台燃气轮机原理模型剖面，通过它来了解燃气轮机的工作原理。 |
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| 图2--模型燃气轮机结构 |
燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成，左边部分是压气机，有空气入口，左边四排叶片构成压气机的四个叶轮，把进入的空气压缩为高压空气；中间部分是燃烧室段（燃烧室），内有燃烧器，把燃料与空气混合进行燃烧；右边是涡轮（透平），是空气膨胀做功的部件；右侧是燃气排出口。 在图3中表示了燃气轮机的简单工作过程：空气从空气入口进入燃气轮机，高速旋转的压气机把空气压缩为高压空气，其流向见浅蓝色箭头；燃料在燃烧室燃烧，产生高温高压空气；高温高压空气膨胀推动涡轮旋转做功；做功后的气体从排气口排出，其流向见红色箭头。 |
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| 图3--燃气轮机工作过程 |
在燃气轮机中压气机叶轮是由涡轮带动旋转，压气机的叶轮与涡轮安装在同一根主轴上组成燃气轮机转子，如图4所示。 |
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| 图4--燃气轮机转子 |
燃烧室产生的高温膨胀气体是同时作用到涡轮叶片与压气机叶片上，如何保证涡轮带动压气机正向旋转呢，简单说涡轮叶片工作直径大于压气机出口处的叶片工作直径，涡轮叶片的面积也大于压气机出口处的叶片面积，这就初步保证在同一压力下涡轮的输出力矩大于压气机所需的力矩，当然更重要的是压气机叶片与涡轮叶片的良好空气动力学设计才能保证两者高效运行。燃气轮机在设计时就要保证涡轮机输出的功率要大于压气机所需的功率，才能使燃气轮机在带动压气机的同时还能向外输出功率。 下面请观看燃气轮机原理模型工作过程动画。 |
| 燃气轮机工作原理动画 |
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