[燃气热水器结构原理图]图说燃气轮机的原理与结构86

[燃气热水器结构原理图]图说燃气轮机的原理与结构86 [燃气热水器结构原理图]图说燃气轮机的原 理与结构86 篇一 : 图说燃气轮机的原理与结构86 图说燃气涡轮发动机的原理与结构 曹连芃 摘要:文章介绍燃气涡轮发动机的工作原理;对燃气轮机的主要部件轴流式压气机、环管形燃烧室、轴流式涡轮分别进行了原理与结构介绍;对燃气涡轮发动机的整体结构也进行了介绍。 关键字: 燃气涡轮发动机，燃气轮机，轴流式压气机，燃烧室，轴流式涡轮 1. 燃气涡轮发动机的工作原理 燃气涡轮机发动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。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。 图1-走马灯与燃气涡轮 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。 从外观看燃气轮机模型:整个外壳是个大气缸，在前端是空气 进入口;在中部有燃料入口，在后端是排气口。 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，有进气口，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;中间部分是燃烧器段，内有燃烧器，把燃料与空气混合进行燃烧;右边是涡轮，是空气膨胀做功的部件;右侧是燃气排出口。 图2-模型燃气轮机结构 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线;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，其流向见红色箭头线。 图3-燃气轮机工作过程 在燃气轮机中压气机是由涡轮带动旋转，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。 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 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 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。 2. 轴流式压气机 压气机负责从周围大气中吸入空气，增压后供给燃烧室，从工作原理上讲，主要有轴流式压气机与离心式压气机。离心式压气机工作原理与离心式鼓风机相同，用得较少，这里介绍轴流式压气机。 轴流式压气机的叶轮由叶片与叶盘组成，工作原理如同电风扇的叶片，电风扇的叶片旋转时拨动空气流动产生风;压气机的叶轮旋转把空气推进气缸压缩。 为了生成高压空气，压气机在主轴轴向装有多级叶轮，若干叶轮固定在压气机的转轴上构成压气机转子，图5是一个12级压气机的转子,转子上的叶片与主轴一同旋转，称为动叶。 光有动叶还不能有效的压气，简单说，空气经过动叶后运动方向不单是轴向前进，还沿着动叶旋转的方向运动。这会使下级动叶的压缩效率大大降低。倘若这样一级级下去，压气机内的空气变成跟着转子旋转的气团，根本无法正常压气。在每级动叶后每插入一级静止的叶片，可改善这种状况。 图5-压气机转子 图6是运动的动叶与静叶的相对位置与气流走向示意动画。图中蓝色叶片是静叶，绿色叶片是动叶，橙红色箭头表示空气气流的走向。转子旋转时，空气从轴向进入，经过一级动叶后空气运动角度转向右下方,这个角度的空气如果直接进入下级动叶,压缩效果会很差。 但通过静叶整流后，空气运动方向转回轴向，再进入二级动叶压缩，效果可大大改善，在鹏芃科艺的燃气涡轮发动机的轴流式压气机章节有压气机叶片的气流走向动画，可形象演示这个过程。 图6-压气机动叶与静叶气流图 转子安装在压气机的气缸内，静叶机匣固定在气缸内壁。 图7-压气机结构 多数燃气轮机的压气机有十几级，图7是一个12级压气机的剖面图。高速旋转的动叶把空气从进气口吸入压气机，经过一级又一级的压缩，变成高压空气。由于压气机内气体流动方向与旋转轴平行，称为轴流式压气机。 压气机的主要参数是增压比，即压气机出口空气压力与进口空气压力之比。理论上进入燃烧室的空气压力越高越好，实际上综合各种因素，较多为12至20。 燃气轮机的压气机由本身的涡轮机带动，燃气轮机启动时，先使用外动力带动压气机旋转，把空气压入燃烧室。燃气轮机点火后进入运转状态，则转变至由涡轮带动压气机旋转压气。 3. 环管形燃烧室 燃气轮机的燃烧室将燃料的化学能转变为热能，将压气机压入的高压空气加热到高温以便到涡轮膨胀做功，燃料为液体燃料或气体燃料。图8是一个管式燃烧室的结构示意图。燃烧室外壳前面是通往压气机的空气入口，后面是通往涡轮的高温气体出口。 燃烧室内有燃烧器，对于液体燃料，燃烧器把进入的燃料雾化 从喷嘴喷出;对于气体燃料，燃烧器把进入的气体燃料扩散预混从喷嘴喷出，与压气机来的空气充分混合后燃烧，产生高温高压气体从过渡段出口喷出。在燃烧室内有火焰筒，燃烧器喷出的火焰在火焰筒内燃烧，火焰筒前段是主燃区，保证火焰正常燃烧;中段是补燃区，在火焰筒壁上有许多进气孔，让空气进入补燃，保证完全燃烧;后段是通向涡轮叶片的燃气导管，也称为过渡段。在燃烧室内的白色箭头线就是气流在燃烧室的流向。 图说燃气轮机的原理与结构86_燃气轮机工作原理 图8-燃烧室结构示意图 目前燃气轮机的燃烧室主要有四种类型:圆筒形燃烧室、分管形燃烧室、环管形燃烧室、环形燃烧室，后两种用得较多，下面介绍环管形燃烧室。 环管形燃烧室只有一个整体的燃烧室，环绕在燃气轮机的腰部，在燃烧室内有若干个火焰筒。图9是由12个火焰筒组成的燃烧室剖面图，12个火焰筒共用的空间就是燃烧室的空间，也就是燃烧段气缸内环绕主轴的空间。火焰筒绕燃气轮机主轴一周排列，过渡段出口对向涡轮叶片。 图9-环管形燃烧室结构侧视 图10是一个火焰筒组件的剖面模型。燃烧室由外壳与火焰筒组成，在燃烧室 外壳端部有燃料入口，在燃烧室内装有燃烧器，其燃料喷嘴在在火焰 筒前端内部。在火焰筒尾部联接过渡段，在过渡段上装有可控流量的补气口。 图10-环管形燃烧室火焰筒组件结构 燃料通过燃烧室端部燃料入口进入，由燃烧器喷嘴喷入火焰筒，喷入的天然气与压气机压入的高压空气在燃烧室火焰筒里混合燃烧。燃烧使气体温度剧烈上升，膨胀的高温高压燃气从过渡段喷出，进入透平做功。 图11中的白色箭头线是压气机进入燃烧室的气流走向;黄色箭头线是燃烧室喷向涡轮叶片的气流走向。 一般燃气轮机有六个至十几个火焰筒组件，在一个环形燃烧室内安装多个火焰筒组件，故称为环管形燃烧室。 图11-环管形燃烧室气流走向 4. 轴流式涡轮 从燃烧室喷出的高压燃气推动涡轮旋转，把燃气的内能转化为涡轮的机械能。 涡轮也称透平。涡轮也分轴流式涡轮与径向式两类，燃气轮机大多数采用轴流式涡轮，本节介绍轴流式涡轮。 简单说轴流式涡轮的工作原理就像风吹风车旋转一样，是靠燃气流对涡轮上的叶片作用使其旋转的，由于气流主方向与涡轮轴平行，故称之为轴流式涡轮。 涡轮主要由涡轮叶片、涡轮盘、涡轮轴构成，涡轮上的叶片称为动叶，也就是带动涡轮轴旋转的叶片。涡轮机一般有一至四个涡轮， 大多数燃气轮机的几个涡轮共一个转轴，一同组成涡轮转子。 在涡轮每级动叶的前方还安装一组静止的叶片，静叶是燃气的导向器，起着喷嘴的作用，使气流以最佳方向喷向动叶。一组静叶加一组动叶为一级涡轮。图12为涡轮叶片的气流走向图，图中蓝色叶片是静叶，绿色叶片是动叶，橙红色箭头表示燃气气流的走向。在鹏芃科艺的燃气涡轮发动机的轴流式涡轮章节有涡轮叶片的气流走向动画，可形象演示这个过程。 图12-涡轮叶片气流走向图 为了充分利用燃气的热能膨胀做功，为获得最大的机械能，大型燃气轮机一般为3级或4级涡轮,图13是一个有4级涡轮的涡轮机剖面图，图14是这个4级涡轮机侧视剖面图。 图13-4级涡轮机正视剖面图 图14-4级涡轮机侧视剖面图 5. 环管形燃烧室燃气轮机 燃气涡轮机发动机有多种结构形式，有环形燃烧室燃气轮机、环管形燃烧室燃气轮机、分管形燃烧室燃气轮机等，本文根据前面介绍的环管形燃烧室介绍环管形燃烧室燃气轮机，其他类型燃气轮机与涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机等相关知识可到鹏芃科艺的燃气涡轮发动机章节查找。图15是环管形燃烧室燃气轮机的外观图。主要由轴流式压气机、环管形燃烧室、轴流式涡轮组成。 图15-环管形燃烧室燃气轮机 燃气轮机的压气机转子与涡轮转子共用同一根转轴，一同组成 燃气轮机转子，涡轮在向外部提供动力的同时也带动压气机一同旋转，图2是燃气轮机转子。 图16-燃气轮机转子 图3是燃气轮机剖面图，燃气轮机转子安装在机壳内;在压气机与涡轮之间有环形燃烧室，燃烧室内安装12个管式火焰筒与12个燃烧器，由燃料管向燃烧器输送燃料。 图说燃气轮机的原理与结构86_燃气轮机工作原理 图17-环管形燃烧室燃气轮机剖面 燃气轮机工作简单过程见图4:空气从进气口进入燃气轮机，高速旋转的压气机把空气压缩为高压空气，其流向见黄色箭头线;高压空气进入燃烧室，燃料与空气混合在燃烧室燃烧，产生高温高压燃气;高温高压燃气膨胀推动涡轮旋转做功;做功后的气体从排气口排出，其流向见红色箭头线。 图18-环管形燃烧室燃气轮机气流走向 目前许多大型燃气——蒸汽联合循环发电机组使用的燃气轮机是采用环管形燃烧室燃气轮机，利用天然气作为燃料可以大大减少对环境的污染。 11 / 11 篇二 : 家用燃气热水器的结构原理 家用燃气热水器成为了我们生活不可缺少的家用电器之一，家用燃气热水器的广泛使用也让我们的生活更加的便捷舒适。那么对于家用燃气热水器的结构原理，大家了解的有多少呢,今天小编就来给 大家科普一下相关的知识吧。 l、外壳 2、给排气装置:半密闭自然排气装置以及密闭式给排气装置 3、燃烧器:喷嘴、引射器、燃烧器头部及火孔 4、热交换器 5、水控、气控装置 6、水气联动装置 7、控制系统 ?家用燃气燃烧器具电子控制器类型:时序控制器、数字控制器以及模糊控制器。 ?感应元件 ?执行元件 在进水阀和进气阀都己打开、电源已接通的情况下，只要打开热水阀，水就进入热水器，通过水量传感器流向热交换器中的加热水管。 水流经水量传感器时，它内部的磁性转子就转动。位于水量传感器外部又紧临转子的霍尔集成元件发出电脉冲，送至控制电路。 当水量传感器中的转子的转速达到某一规定数值时，电脑让燃烧用风机启动。风机内部也安装有一个霍尔集成元件，当风机的转速 达到某一规定数值时，燃气主气阀及燃气比例阀打开，燃气进入燃烧器。同时点火器让点火针处火花放电而点火。首先点着的是一只燃烧器，但火焰很快向所有燃烧器转移，点燃所有燃烧器。这时位于燃烧器上部的火焰检测棒检出火焰信号，通过控制电路将燃烧指示灯点亮，并使燃烧保持下去。 流过热交换器中加热水管的水，被火焰的高温加热成熟水，从热水阀流出。热水温度由面板上的温度调节旋纽设定(而实际出水温度由位于热交换器出口处的热敏电阻测量。电脑将这两个温度进行比较，并通过调节燃气比例阀的开关，调节燃气量t使出水温度达到设定温度。 反过来(关闭热水阀门后，水流停止，水量传感器中的转子也停止转动，脉冲信号消失。电脑通知燃气主气阀及燃气比例阀关闭，燃烧器中的火焰熄灭，但燃烧用风机继续运转大约70秒钟后停止。 在水路中采用了可调式水阀，通过面板上的旋钮可调节水量，从而改变出水温度。同时 在热交换器附近接了一只分流管，可让少部分冷水不经加热而直接加到热水中，以期得到低 温的热水。 在气路中采用了一只调压阀，可用手动调节燃气压力，改变火力大小。同时还使用了3 只切换电磁阀，以得到不同温度的热水。 以上就是小编今天给各位介绍的家用燃气热水器的结构原理的相关内容了，希望对大家更好的了解家用燃气热水器会有所帮助。 篇三 : 如图是某家用燃气热水器结构原理图，微动开关S与活塞 如图是某家用燃气热水器结构原理图，微动开关S与活塞相连，活塞与水管相通，淋浴时，打开淋浴阀，喷头有水喷出，根据___________的规律，活塞应向____________移动，使开关S闭合，由电磁铁的磁力把燃气阀打开，同时电子点火器点火，燃气进入灶头燃烧，有热水流出;洗完后，关闭淋浴阀，热水器熄火(若热水器各部件完好，水压正常，打开淋浴阀后，电子点火器能点火却无火焰，原因可能是__________。该热水器适用水压:0. 05×103kPa,0.4×103kPa，若用水塔供水，则水面离热水器至少_________ m题型:填空题难度:偏难考点: 考点名称:流体压强和流速的关系定义: 流体:物理学中把没有一定形状、且很容易流动的液体和气体统称为流体。如:空气、水; 流体压强与流速的关系: 气体流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。液体也是流体。它与气体一样，流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。轮船的行驶不能靠得太近就是这个原因。 总之，对于流体来说，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大。 生活中跟流体的压强相关的现象: 窗外有风吹过，窗帘向窗外飘; 汽车开过后，路面上方尘土飞扬; 踢足球时的“香蕉球”; 打乒乓球时发出的“旋转球”等。 生活中与流体压强相关问题的解答方法: 在实际生活和生产中有许多利用流体压强跟流速的关系来工作的装置和现象，如飞机的机翼形状、家用煤气灶灶头工作原理、小汽车外形的设计等。利用这些知识还可以解释许多常见现象，如为什么两艘船不能并排行驶、列车站台上要设置安全线等。 方法指南首先要弄清哪部分流速快，哪部分流速慢; 流速快处压强小，压力也小，流速慢处压强大，压力也大; 流体受压力差作用而产生各种表现形式和现象。 例1如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图，犬鼠的洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起的土堆，生物学家不是很清楚其中的原因，他们猜想:草原犬鼠把其中一个洞的洞口堆成了包状，是为了建一处视野开阔的嘹望台，但是如果这一假设成立的话，它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢?那样不是有两个嘹望台了吗?实际上两个洞口形状不同，决定了洞穴空气的流动方向。吹过平坦表面的空气运动速度小，压强大;吹过隆起表面的空气流速大，压强小。因此，地面上的风吹进了犬鼠的洞穴，给犬鼠带来了阵阵凉风。 请回答下列问题: 在图上标出洞穴中的空气流动的方向。 试着运用上文提到的物理知识说明，乘客为什么必须站在安全线以 外的位置候车? 解析:本题结合草原犬鼠奇妙的洞穴结构考查了流体压强与流速的关系。草原犬鼠的一个洞口很平坦，而另一个洞口处有凸起的土堆，这样当空气流经两个洞口时，洞口表面处空气的流速会不同，所以洞口处的气体压强会不同，洞内的空气就会从气压大的一端流向气压小的一端，给犬鼠带来了阵阵凉风。 答案:如图所示 运行的火车周围的空气速度大，压强小，乘客靠近运行的火车容易发生事故，所以必须站在安全线以外。 科学解释足球中的“香蕉球”是怎么回事: 如果你经常观看足球比赛的话，一定见过罚前场直接任意球。这时候，通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”，挡住进球路线。进攻方的主罚队员起脚一记劲射，球绕过了“人墙”，眼看要偏离球门飞出，却又沿弧线拐过弯来直入球门，让守门员措手不及，眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。看到那潇洒多变的“香蕉球”，你有没有想过是怎么回事呢, 流体中的旋转圆柱体或球体相对于流体运动时，会在旋转体上产生一个侧向力。足球在气流中运动时，如果其旋转的方向与气流同向，则会在球体的一侧产生低压，而球体的另一侧则会产生高压，这就是为什么会产生香蕉球的原因。当足球旋转时，除了可以改变球体周围的气流，球的运动轨迹也会相应发生改变。而且足球不仅可以侧旋，触球部位的不同，还可以产生不同的旋转，从而使足球上飘和下沉。 这样就达到了迷惑防守方的目的。任何一次成功的任意球中，必不可少的一项技术就是使球按照自己的控制产生旋转。不知道你注意到没有，罚“香蕉球”的时候，运动员并不是踢中足球的中心，而是稍稍偏向一侧，同时用脚背摩擦足球，使球在空气中前进的同时还不断地旋转。同时，一方面空气迎着球向后流动，另一方面，由于空气与球之间的摩擦，球周围的空气又会被带着一起旋转。这样，球一侧空气的流动速度加快，而另一侧空气的流动速度减慢。物理知识告诉我们:气体的流速越大，压强越小。由于足球两侧空气的流动速度不一样，它们对足球所产生的压强也不一样，于是，足球在空气压力的作用下，被迫向空气流速大的一侧转弯了。