涡轮又称透平,是将流动工质的能量转换并输出机械能的叶轮机械。工质可以是蒸气、燃气、压缩空气或其他特殊气体。航空燃气涡轮的工质是在燃烧室中燃料与压缩空气燃烧后排出的高温、高压燃气。
燃气和空气由燃烧室喷出后吹向涡轮,使其高速旋转,它的作用如同一个风车,在气流作用下转动作功。以轴流式涡轮为例,燃气涡轮的结构是:一个导向器(又称涡轮静子)和一个工作轮(又称涡轮转子)组合为一个涡轮级。涡轮可由一个或几个涡轮级组成,分别称单级涡轮或多级涡轮。在涡轮中,燃气在导向器叶片形成的通道内膨胀加速,其部分势能转化为动能,并以一定的速度与角度进入工作叶片通道。燃气在工作叶片通道内继续膨胀同时被折转。通过燃气流与工作叶片的相互作用,将燃气的部分能量转换为机械功,由涡轮轴输出。涡轮输出的机械功可用来驱动风扇、压气机、螺旋桨、桨扇、直升机旋翼和其他附件。
在航空燃气涡轮发动机中,涡轮部件承受的热负荷、气动负荷和机械负荷都很大。按子午面上气体流动方向可分为轴流式和径流式涡轮;按气流速度的大小可分为亚声速、跨声速和超声速涡轮;按作用原理可分为反力式和冲击式涡轮。
在双转子发动机中,可分为高压涡轮和低压涡轮。双轴涡轮两个转子的旋转方向可以相同,也可以相反。在三转子发动机中还有介于高、低压涡轮之间的中压涡轮。
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