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燃气轮机装置的理想循环 |
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燃气轮机动力装置由压气机、燃烧室和燃气轮机三个基本部分组成。如图所示。
先进入叶轮式压气机，先经固定在转子上的动叶片组成的通道，由于动叶片高速旋转，使空气得到加速，而后进入静止叶片组成的扩压管把动能转化为工质的焓增。使压力上升，这是一级压缩的过程，可以经多级压缩达到所要求的压力上升。接着，被升高压力的空气进入燃烧室，和燃油混合燃烧；通常温度可达1800一2300K，这时与二次冷却空气混合，以适当降低混合气体的温度再进入燃气轮机。燃气轮机也是一种叶轮式热力发动机，在燃气轮机中温度和压力都还相当高的燃气-空气混合物，先在静叶片组成的喷管中把热能部分地转换为动能，即作部分膨胀、降温、降压而速度大为提高，形成高速气流，然后冲入固定在转子上的动叶片组成的通道，形成推力去推动动叶片使转子转动而输出机械功，这是一级推动作功的情况，可以通过多级推动加大输出的机械功。燃气轮机作出的功量除用以带动压气机外，剩余部分（净功量）对外输出。从燃气轮机出来的废气排入大气环境，放热后恢复到大气状态而完成了一个循环。这里也要把实际的循环加以理想化，即：1）把工质视为是理想气体的空气，比热容为定值，喷入的燃料质量可以忽略不计。2）工质经历的都是可逆过程。工质在压气机和燃气轮机中的过程都忽略其对外界的散热量，而视为可逆的绝热过程。在燃烧室中的燃烧过程，忽略流动引起的压力降低，视为可逆定压加热过程。从燃气轮机排出废气到压气机吸入空气之间认为是定压放热过程。这样就形成了封闭的燃气轮机装置的理想循环--勃雷登（Brayton）循环。
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