透平膨脹機（expansionturbine）14年物理知識百科

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2、入透平膨脹機后，先經(jīng)過透平膨脹機的噴嘴加速與導(dǎo)向，然后氣體以很高的切向速度和很低的徑向速度進(jìn)入透平機轉(zhuǎn)子通道，當(dāng)氣體經(jīng)過轉(zhuǎn)子時，氣體將自己的動能傳給轉(zhuǎn)子，然后以很低的速度從轉(zhuǎn)子中心排出口分開。當(dāng)氣體通過轉(zhuǎn)子時，同時受到一個很強的離心力，因此當(dāng)氣體越過這個逐漸減小的離心力場時，氣體又進(jìn)展一次補充膨脹，這膨脹能也傳給了轉(zhuǎn)子。討論透平膨脹機的熱力學(xué)過程，假設(shè)P、V、u、T分別表示氣體的壓力、摩爾體積、摩爾內(nèi)能和溫度，而用腳標(biāo)1，2，3表示氣體進(jìn)入透平的高壓氣狀態(tài)、分開噴嘴進(jìn)入轉(zhuǎn)子時的高速氣體狀態(tài)以及分開轉(zhuǎn)子中心時的排出氣體的狀態(tài)，v是氣體分開噴嘴時的速度。根據(jù)能量守恒可得：u_1 P_1V_1=u_

3、2 P_2V_2 frac12Mv2其中M為氣體的摩爾質(zhì)量，亦即$h_1-h_2=frac12Mv2$，其中h為摩爾焓。又因h=cpT，可得，$c_pT_1-T_2=frac12Mv2$1氣體進(jìn)入轉(zhuǎn)子的能量等于氣體分開轉(zhuǎn)子的能量加上對轉(zhuǎn)子做的功。所以有$u_2 P_2V_2 frac12Mv2$=u_3 P_3V_3 frac12Mv2 frac12Mv2$上式右邊第三項為轉(zhuǎn)子吸收并傳給轉(zhuǎn)軸的氣體運動的動能，右邊第四項為氣體抑制徑向離心力所作的功，此功也傳給了轉(zhuǎn)軸，因此可得$c_pT_2-T_1=frac12Mv2$2聯(lián)立1，2得cpT1-T3=Mv23所以通過透平膨脹機后氣體的溫度為$T_3=T_1-fracMv2c_p$按絕熱過程又可計算得$T_3=T_1fracP_3P_1fracc_p-c_vc_p$4從3、4兩式可得到透平膨脹機的溫降及膨脹比與氣體運動速度之間的關(guān)系。從式3可見透平膨脹機的轉(zhuǎn)速越大，溫降就越大。一般要求每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)到10萬轉(zhuǎn)以上，在應(yīng)用了