渦輪發動機

渦輪發動機是一種旋轉流體機械，它將流動流體（液體或氣體）的內能下降轉化為機械旋轉能（扭矩乘以速度），并通過其軸輸出。

流體流動被葉片葉片周圍的無湍流（層流）流動剝奪了其內能（主要由動能、位置能和壓力能組成），傳遞給葉片的葉片。 關于這一點，然后將渦輪發電機設置為旋轉，可用功率被傳送到耦合機器，例如發電機。

用于發電廠（固定應用）以及飛機發動機（移動應用）的燃氣輪機、蒸汽輪機和水力渦輪機是功率xxx的機器。 實現了高達近 600 MW 的燃氣輪機輸出。

當今xxx的核電站中可用的汽輪機輸出功率達到近 1.8 吉瓦（位于芬蘭 Olkiluoto 的核電站），汽輪機由多個單獨的汽輪機（高壓、中壓和低壓汽輪機）組成，用于大輸出。

水力渦輪機 (Francis-渦輪發電機) 可以達到 700 兆瓦以上。

飛機發動機（噴氣發動機），俗稱渦輪發動機，可實現高達 510 kN 的推力。

萊昂哈德·歐拉 (Leonhard Euler) 在 18 世紀就已經奠定了計算任何類型的渦輪發動機 ntyp 的理論基礎。

歐拉方程的基礎可以在封閉系統中物質流的角動量守恒中找到：

D = m ? v ? r {displaystyle D=mcdot vcdot r}

子系統內動量的變化（此處：渦輪發動機葉片）會圍繞渦輪發動機的中心產生扭矩：

M = d D d t = d c d t ? r ? m

有意義的是，只有部分流體流速可以傳遞部分扭矩，這在xxx規則的意義上垂直于樞軸點。 此類股票標有索引 u。

通常，多個槳輪（帶有它們的活動葉片）連接到一個軸（輪轂）上。 連同外殼中的相關（導向葉片）一起，創建了所謂的葉片級。 葉片具有彎曲的輪廓，類似于飛機機翼。

如果渦輪發動機安裝在流通式外殼中，則每個葉輪級前面都有一個導輪。 導流葉片從外殼突出到流動的介質中并賦予其角動量（渦流）。 擴散器中產生的渦流（動能）在后續葉輪中盡可能完全耗散，以便通過輪轂驅動安裝有葉輪葉片的軸。 例如，軸的旋轉可用于驅動發電機。 最終將水力、蒸汽或空氣的機械流動能轉化為電能。 惰輪和葉輪合稱為一級。 在燃氣輪機特別是蒸汽輪機的情況下，多個這樣的級串聯連接，而水輪機設計為一級。 那里當擴壓器靜止時，其導向葉片可連接到外殼的內部和外部，從而連接葉輪軸的軸承。

獨立式渦輪發電機（例如在風力渦輪機中）通常沒有導輪，只有一級。 葉輪對于級別的分類具有決定性作用 - 每個葉輪都是其自身級別的基礎。

渦輪發電機n可以直接耦合到將機械旋轉能轉換為電能的高速發電機。 這些高速、低極發電機也稱為渦輪發電機。 渦輪發電機和渦輪發電機的組合稱為渦輪發電機組。

當一臺渦輪發電機由壓縮機和燃氣或燃油燃燒系統提供動力時，整個系統稱為“燃氣輪機”。 例如，燃氣輪機用于飛機、船舶或天然氣和石油發電廠。

有些風力渦輪機設計為只有一個轉子葉片（和一個配重），即所謂的單翼。

Ljungstrom 渦輪機是一種不需要導葉的蒸汽渦輪機。 由內向外呈放射狀流動的渦輪發動機由兩個互鎖的兩半組成，它們以相反的方向旋轉。 一半的葉輪葉片充當另一半的導葉。

在沖擊式和拉瓦爾水輪機中，擴壓器減少為一個或多個噴嘴。

渦輪發動機根據不同的驅動介質區分：

• 1。 可壓縮流體（熱）
  • 燃氣輪機
  • 汽輪機
  • 噴氣發動機
  • 微型燃氣輪機
• 2。 可壓縮流體（非熱流體）
  • 膨脹渦輪機
• 不可壓縮流體（液壓渦輪機）
  • 水輪機
  • 風力渦輪機

介質流向

• 軸向設計（例如卡普蘭-滾輪發動機）
• 切向設計（例如 Tesla-渦輪發動機、Pelton-渦輪發動機）
• 徑向設計（例如 Ljungstrom 渦輪機、混流式渦輪發電機）

• 高壓或反應渦輪
• 重要或行動的渦輪