"透平的原理和结构"
透平是一种重要的燃气轮机部件,负责将高温、高压燃气中的能量转换为机械功。透平的结构主要由静子和转子两部分组成。静子包括气缸、静叶、支承和传力系统等,承担着燃气的压力和热应力;转子则是透平转动部分的总称,由透平轮盘、透平轴、工作叶片及联接件等组成。
燃气透平的工作原理是,当高温高压的燃气流过静叶(喷嘴)时,气流加速,相应地燃气的压力和温度会逐渐下降。然后,燃气以一定的方向喷射到工作轮上的动叶流道中去,使工作叶轮连续旋转,并使燃气速度下降,在这个过程中,燃气把部分能量转交给了工作叶轮,使叶轮在高速旋转中对外界作出机械功。
透平级的速度三角形是透平中完成能量转换的基本单元。级由一列静叶和一列动叶串联组成,多级透平则是各单级按气流流动方向串列构成。
在工作叶轮对外界所作的外功方面,燃气透平的能量转化关系是透平的一大特点。相对于压气机来说,透平的一个显著不同是工作气体温度高。因此,透平在结构上还应满足一些要求,如承受高的温度、承受热应力和热冲击、保持热对中等。
透平静子的组成部分包括气缸、静叶、支承和传力系统等。气缸是透平中静止的部件,承担着机组的重量、燃气的内压力及其他的作用力。静叶又称喷嘴,是透平中重要的部件,负责将燃气膨胀加速,将燃气的内能转化为动能,然后推动转子旋转作功。
静叶的设计要求很高,需要耐高温、耐热腐蚀、耐热冲击、热应力小、刚度和强度足够等。静叶的固定方式有多种,如直接固定在气缸上、采用持环和护环的结构、静叶内环的固定等。
转子部分则包括透平轮盘、透平轴、工作叶片及联接件等。转子的设计也需要考虑到许多因素,如材料的选择、热膨胀量的控制、热应力的减少等。
透平的原理和结构是非常复杂的,需要从多方面考虑,包括静子的设计、转子的设计、材料的选择、热应力的控制等。但是,无论如何,透平都是燃气轮机中非常重要的部件,负责将燃气中的能量转换为机械功。