輪機
關注創建者：海上追風 創建時間：2023-03-02
輪機的視頻教程
使用AxSTREAM NET進行燃氣輪機葉片冷卻模擬
本視頻節選自SoftInWay公司往期研討會——《NET葉片冷卻模擬》 SoftInWay是一個已有20年歷史，全球設有多個辦公室的葉輪機械領域的專業公司，公司旗下擁有自主研發的集設計，分析和優化為一體的專業葉輪機械設計軟件平臺AxSTREAM。優質的軟件及迅速的技術支持體驗，已獲得全球450多家客戶的信賴及肯定 如對我們有更多興趣或想觀看完整視頻，請發送郵件聯系：china@softinway.com
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NUMECA FINE/TURBO 一瞥
葉輪機在今日社會的應用比較多，風扇、通風機、空調風機、油煙機、水輪機、汽輪機、燃氣輪機、飛機發動機、推進器、汽車增壓器等都屬于葉輪機。 NUMECA FINE TURBO軟件是葉輪機內部流動數值仿真軟件。仿真計算速度和內存需求比較小，計算精度多次獲得行業評測前列成績。 軟件分為數值仿真計算和葉輪設計優化兩個部分。課程對這兩個部分的功能和界面進行介紹和演示。
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航空航天行業增材制造的設計自由化、輕量化和供應鏈革命-西門子端到端增材制造
增材制造在航空航天的應用已經被很多公司所接受，比如西門子正在研究使用增材制造打印燃氣輪機葉片、GE使用增材制造來打印LEAP的燃油噴嘴、中國正在測試在太空進行3D打印以備以后空間站使用增材制造進行備件制造。相信在不久的將來，增材制造將用一種全新的方式來重新定義飛行器制造。
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輪機的實例教程
燃氣輪機發電機組廣泛應用于公共危險場所，如海上油氣鉆井開發平臺。海上不同于陸地，考慮到成本問題很難從陸地輸電供給海上作業，因此只能在平臺上安裝燃氣輪機發電機組。但由于海上平臺空間有限，一般重型燃氣輪機是無法使用的，此時便可以使用方便的航改燃氣輪機。在現階段，很多海上石油和天然氣鉆井的正常作業都是使用該設備提供能源動力。
航改燃氣輪機的應用與發展
改進型航空發動機具有性能高、體積小的優點，重量輕，操作方便靈活，一般可作為城市和大型企業的發電機、峰值發電機或備用發電機，特別適用于油田開發和海上采油平臺。在油田開發方面，改造后的航空發動機燃氣輪機能在短時間內為遠離城市的新油田提供生活和生產動力。海上石油平臺上燃氣輪機的生產直接影響幾乎所有的海上石油生產平臺，利用航改燃氣輪機能夠在技術和工作效率上提供較大的便利。
文章來源：燃氣輪機聚焦
展開 燃氣輪機分布式能源優點
燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。燃氣輪機具有發電功率大、電壓等級高、供電半徑大；排煙溫度高、余熱利用系統簡單；排放清潔度高等優點。
燃氣輪機在分布式能源領域的應用
常見的燃氣輪機分布式能源系統主要形式如下表：
燃氣輪機低負荷運行時，效率會大幅度降低。燃氣輪機利用壓氣機進氣導葉的開度來調節空氣進氣量，調節范圍為75%-100%。當負荷小于75%時，只能通過控制燃料來控制燃氣輪機的出力。
所以燃氣輪機低負荷運行時，效率會大幅度下降，50%負荷時效率下降5%-7%，故燃氣輪機不適宜長期低負荷運行。
另外燃氣輪機發電機組宜連續不間斷運行，對于間歇運行的分布式能源項目，發電機組的頻繁啟停將直接影響設備大修間隔，同時也會影響燃氣輪機壽命。
以上內容根據燃氣分布式能源報告及公開資料綜合整理。
展開 燃氣輪機按照功率等級進行分類可分為重型、中型、小型和微型燃氣輪機。重型燃氣輪機裝機容量一般大于 100 MW，是迄今為止效率最高的熱功轉換類發電設備，是發電和驅動領域的核心設備，也是中型常規航空母艦上運用的主動力。
中型燃氣輪機裝機容量為 20-100 MW，小型燃氣輪機裝機容量為 1-20 MW，中小型燃氣輪機可應用于船舶動力，發電，石油開采等多種目的。微型燃氣輪機裝機容量一般小于 1MW。微型燃氣輪機發電是目前最成熟、最有商業競爭力的分布式發電設備，具有掀起“電源小型分散化”的技術革新熱潮、成為 21 世紀能源技術主流的趨勢。
設計與類型
微型燃氣輪機（Microturbine，簡稱MT）具有與重型燃氣輪機相似的循環和組件，功率重量比優于重型燃氣輪機，因為燃機機直徑的減小會導致軸轉速增加。
展開 大型燃氣輪機是典型的高端工業產品，是國家高端裝備制造能力的體現，其結構及原理與先進航空發動機相似，因此也同樣被譽為制造業“皇冠上的明珠”。
西門子H級大型燃氣輪機轉子
燃氣輪機主要由壓氣機、燃燒室和燃氣透平這三大部件組成燃氣輪機循環，通稱為簡單循環。大多數燃氣輪機均采用簡單循環方案，只有重型燃機使用聯合循環方案。由于不同的歷史背景，燃氣輪機不同技術道路發展，用航空發動機改型而形成的工業和船用航改輕型燃氣輪機（俗稱“航改機”）；遵循傳統的蒸汽輪機理念發展起來的工業重型燃氣輪機（俗稱“工業機”），主要用于機械驅動和大型電站。
燃氣輪機工作原理與航空發動機相同
全世界從事燃氣輪機研究、設計、制造、企業有數十家，其中比較著名的三大巨頭分別是美國通用電氣（GE）、德國西門子、日本三菱。代表產品分別為西門子SGT5-8000H超級燃氣輪機，重390噸（相當于一架加滿油的空客A380），長13.1米，寬4.9米，高4.9米 ，聯合循環功率為595MW。1臺SGT5-8000H的發電量，足夠1個工業化大城市用電量，它的渦輪葉片，要承受超過1500°C的高溫，超過了GE90渦扇航空發動機與F404噴氣發動機的渦輪進口溫度。由于渦輪葉片葉尖轉速超過1700公里/小時，巨大的離心力使每個刀片一端接觸到的10,000倍地球的引力。葉片不能有任何瑕疵，誤差僅為幾十微米，否則就算報廢。因此有說法是一片葉片等價于一輛寶馬。
SGT5-8000H超級燃氣輪機
三菱公司最新型號則為M701J型超級燃機，聯合循環功率650MW。配備壓比為23:1的15級軸流壓氣機,燃燒器和4級軸流透平都采用空氣冷卻，并且前3級采用了最新高溫保護涂層，陶瓷熱障涂層和高性能氣膜冷卻等高技術，在擁有全球最高的燃機入口溫度1600℃的情況下，仍能保證高溫部件的長期壽命。
展開 導讀：近日，關于公司燃氣輪機研發現狀，航發動力周二在上證e互動介紹，公司用于艦船的燃氣輪機屬于成熟產品；用于工業用途的燃氣輪機目前在產品試制階段，待產品定型后投入市場。航發動力主營航空發動機及衍生產品、外貿出口轉包業務、非航空產品及其他業務。
珠海航展上的航改燃氣輪機
近年來，“昆侖”和“太行”航空發動機的相繼研制成功，實現了我國航空發動機研制歷史的重大突破和跨代超越，走出了我國自主設計研制航空發動機的道路。依托航空發動機技術的研發體系，中國航發沈陽發動機研究所在航空發動機基礎上改型燃氣輪機，研制成功功率范圍涵蓋1-110兆瓦十多個型號的微、輕、重型燃氣輪機，形成航改燃氣輪機系列化發展譜系。近年來國家實施“兩級”重大專項工程，提升“航空發動機及燃氣輪機”為國家戰略性新興產業，中國自主研發和制造生產的燃氣輪機，是軍民深度融合發展的典型裝備。
而燃氣輪機由于工作原理和航空發動機基本相同，核心技術也與之有相似之處，從原則上講，如果能發展一臺采用高循環參數、高新技術裝備的高性能核心機(或燃氣發生器)，則可發展一系列的發動機，包括渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪軸發動機以及地面和艦船用的動力。即用不同的方法來利用燃氣發生器輸出的高溫高壓燃氣，就可得到不同的發動機。如果將這股燃氣驅動一個帶動負載設備（例如發電機、水泵、油泵）或船用螺旋槳的渦輪，那么原用于上天的航空發動機就可變為地面或艦船的動力了，這就是航空發動機在非航空領域中的應用。在燃氣發生器后用來驅動地面裝置的渦輪稱為動力渦輪，燃氣發生器加上動力渦輪稱為地面或艦船用燃氣輪機。
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輪機的最新內容
完成課程學習后，學習者能夠獨立完成OpenFOAM燃燒仿真的搭建、運行與后處理分析，理解反應流求解器的核心模型，解讀溫度場、組分分布、反應區域等仿真結果，該知識可應用于能源系統、燃氣輪機、火災模擬、推進系統、化工過程仿真等領域。
韓國科學技術院燃燒動力學與診斷實驗室開展的研究
KAIST CDDL正在研究重型燃氣輪機燃燒室、飛行器發動機加力燃燒室及雙推進劑液體火箭發動機的低頻及高頻燃燒不穩定性。其目前的研究工作側重于：
高頻燃燒不穩定性的觸發，以及相關復雜模態動力學和多千赫茲橫向熱聲波動的機理細節。
氨/氫基無碳燃氣輪機燃燒的激光診斷測量和數值仿真。
但要在現實世界中制造更高效的燃氣輪機，或是讓機器人靈活搬運零件，僅靠文字訓練出的邏輯遠遠不夠。AI必須理解壓力、流速、結構應力與熱力學定律。
黃仁勛在演講中提到，未來的AI需要通過模擬物理世界來學習。這恰是天洑軟件的核心主戰場——我們自研的CAE工業軟件，包括計算流體力學軟件與結構仿真軟件，本質上就是物理世界的數字實驗室。
刀輪、精雕機、磨頭、研磨機、熱彎機、石墨模具、清洗機、鋼化爐、絲網印刷機、網版、隧道爐、噴涂機、真空鍍膜機、檢測設備等；
光學貼合生產工藝及材料設備：OCA、OCR、貼合封裝材料、OCA貼合機、OCR貼合機、脫泡機、UV固化機、UV光源等；
HUD：C-HUD、W-HUD、AR-HUD、P-HUD、DLP、MEMS LSP、TFT-LCD、LCOS/光波導、芯片、自由曲面鏡/球、
4.能源化工：微觀尺度的多尺度耦合
在石油及能源化工分論壇里，有個關于氫燃氣輪機的研究很有代表性。
技術細節：氫氣滲透導致的高溫合金（GH3536）氫脆問題。這個議題直接下沉到了微觀組織（晶格、相界面）的擴散模擬。
趨勢：宏觀設備仿真+微觀材料第一性原理計算的結合，這種多尺度耦合建模在能源行業（特別是氫能）越來越重要了？
</span></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(89, 89, 89);">渦扇和燃氣輪機雖然原理相同，但不同點也很多：渦扇要推力，燃氣輪機要軸功；渦扇燒航空煤油，燃氣輪機燒煤油柴油天然氣甚至煤粉。
<p>在高端能源動力領域，葉輪機械是心臟中的心臟，它們承擔著能量轉換的重任，沒有他們就沒有大飛機的航空發動機，也沒有我們055大驅燃氣輪機。尤其在能源領域，火力發電所使用的汽輪機，壓縮空氣儲能系統的膨脹機都是的大尺寸的高速葉輪機組，負責幾百兆瓦的能量輸出。
綜合來看，3DCC在燃氣輪機項目中的價值，體現在它讓工程師能更早、更準確地掌握裝配規律。無論是通過虛擬裝配減少試裝次數，讓裝配流程更高效；還是用運動仿真量化多部件間的角度偏差，讓聯動精度更可控；亦或是在設計階段驗證端面基準，確保整機結構更穩定。這些能力共同構成了燃氣輪機裝配精度提升的關鍵支撐。
一期一會 | 什么是渦輪機？6個月前
燃氣輪機或渦輪發動機
燃氣輪機（即燃燒渦輪機），是渦輪機械的一大類，其使用燃燒室為氣體增加能量，然后通過渦輪機膨脹。提供推進力的渦輪機被稱為渦輪發動機。燃氣輪機通常還包括由渦輪段中的旋轉組驅動的壓縮機，以提高燃燒效率。對燃氣輪機的分類，是基于其使用的燃燒類型或功率輸出方式。
</p><p class="ql-align-center"><strong style="background-color: rgb(14, 80, 83); color: rgb(255, 255, 255);">二、高速電機驅動技術的難點、策略與未來趨勢</strong></p><p>高速電機因高功率密度、小體積、高效率，已在電主軸、飛輪儲能、微 型燃氣輪機等場景實現直驅，省去變速機構，顯著減重并提升可靠性
