燃氣輪機被稱為制造業的王冠，作為一個體形龐大的工業機械巨獸，它既要追求高效性能，又需考慮經濟效益，這是一種讓制造業糾結于魚和熊掌的痛苦。 , Y5 e( k) s, m" T3 p ( ~5 Z3 r: J* y6 K4 N; u目前，航空發動機和燃氣輪機“兩機”科技重大專項已經順利成為國家第20個重大技術專項，與空天飛機和高超音速飛行器專項一起成為國家航空航天領域的重要突破。 i! T- }2 o; n% h& H) O' s; Y+ \0 E5 i. P7 b
今天這篇文章就來跟大家聊聊被譽為工業皇冠上明珠的燃氣輪機！6 ^& [6 E: I: u, O
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燃氣輪機原理4 `) c; R" B5 ^/ v% r
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燃氣輪機（GasTurbine）是以連續流動的氣體為工質、把熱能轉換為機械功的旋轉式動力機械，包括壓氣機、加熱工質的設備（如燃燒室）、透平、控制系統和輔助設備等。 # k/ a6 K0 ]; ]; | v5 Y+ u 0 B! p1 f, K, a& `$ c; b( C% x按照燃燒室溫度目前分為E級，F級和目前最先進的H級。其中，E級重型燃氣輪機透平進口約1200℃，F級透平進口溫度約為1400℃，目前最先進的H級透平進口溫度達到1430℃-1600℃。溫度越高，技術等級越高。 " ~6 q9 p! }% \3 L6 ]; l$ S5 A k$ z( \1 P( N9 z5 S" `* C
現代燃氣輪機發動機主要由壓氣機（藍色）、燃燒室（紅色）、透平（黃色）。 ! ^2 F+ v, a6 S! Q0 q9 d
當它正常工作時，工質順序經過吸氣壓縮、燃燒加熱、膨脹做功以及排氣放熱等四個工作過程而完成一個由熱變功的轉化的熱力循環。壓氣機從外界大氣環境吸入空氣、并逐級壓縮（空氣的溫度與壓力也將逐級升高）；壓縮空氣被送到燃燒室與噴入的燃料混合燃燒產生高溫高壓的燃氣；然后再進入透平膨脹做功；最后是工質放熱過程，透平排氣可直接排到大氣、自然放熱給外界環境，也可通過各種換熱設備放熱以回收利用部分余熱。在連續重復完成上述的循環過程的同時，發動機也就把燃料的化學能連續地部分轉化為有用功。 9 L; X" \5 ?" P5 {# V" k& R+ @7 e2 m7 `6 }# t3 B
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燃氣輪機屬熱機，空氣是工作介質，空氣中的氧氣是助燃劑，燃料燃燒使空氣膨脹做功，也就是燃料的化學能轉變成機械能。下圖是一臺燃氣輪機原理模型剖面，通過它來了解燃氣輪機的工作原理。從外觀看燃氣輪機模型：整個外殼是個大氣缸，在前端是空氣進入口；在中部有燃料入口，在后端是排氣口（燃氣出口）。2 Y1 S; d" b1 J
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! d d2 R2 n: X; i, ~8 |燃氣輪機主要由壓氣機、燃燒室、渦輪三大部分組成，左邊部分是壓氣機，有進氣口，左邊四排葉片構成壓氣機的四個葉輪，把進入的空氣壓縮為高壓空氣；中間部分是燃燒器段（燃燒室），內有燃燒器，把燃料與空氣混合進行燃燒；右邊是渦輪（透平），是空氣膨脹做功的部件；右側是燃氣排出口。2 K) x0 W+ d4 ~) y& Y, e
