【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。

第八章热机

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于4.186焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤，如今是不允许的，力是不能使用公斤为单位的。】 

§8-8燃气轮机

【01】燃气轮机的基本原理和蒸汽轮机相似，所不同的在于它的工质不是蒸汽而是燃料燃烧后的烟气。燃气轮机属于内燃机一类，所以也叫做内燃气轮机。

【02】燃气轮机的构造可分为四个主要部分：(1)空气压缩机；(2)燃烧室（相当于内燃机的汽缸）、喷油嘴、抽油机（这三部分的构造和狄塞耳内燃机相似）；(3)叶轮、叶片、喷嘴（这三部分的构造和汽轮机相似）；(4)回热装置，也就是空气预热器。

【03】图8·46是燃气轮机的构造简图。

【04】空气压缩机 1 将空气压进空气回热器 2 里，空气在这里受到从汽缸排出的废气预热，预热后的空气经过空气管 3 进入到燃烧室的夹层里，空气在这里继续受热，相反地它也使燃烧室冷却（因为空气虽然在预热器里预热，它的温度和燃烧室的温度相比还是相差很远），然后，空气经过靠近喷油嘴 7 的小孔进入燃烧室 4，而由抽油机 8 送来燃料，通过喷油嘴 7 喷进燃烧室和空气相混合后燃烧燃烧后的气体进入喷嘴 5，并以极大的速度离开喷嘴冲击叶轮 6，使叶轮旋转。由于膨胀做功后的废气仍具有很高的温度，因此让它通过预热器后，再经过排气管 9 排出。

【05】从上面所讲的工作过程中，可以清楚地看到，燃汽轮机是利用气体作为工质，在燃烧室里燃烧，将燃料的化学能转变为气体的内能。在喷嘴里，气体的内能转变为气体的动能。结果它就以极大的速度喷出，冲击叶轮转动。

【06】燃气轮机最主要的优点是它和蒸汽轮机一样不需要连杆、曲柄、飞轮等传动装置，同时它又和内燃机一样不需要额外的锅炉装置。因此它不但体积小，重量轻，构造简单，而且功率大（可以达到 100,000~200,000千瓦），效率高（可以达到 50~60%），所以已经被广泛地应用在飞机上作为动力装置。

【07】但是燃气轮机也有很多缺点：

【08】(1)喷射到叶轮上的气体的温度很高，一般要达到 1300°C 左右，在这样高温下工作的叶轮，就必须用价格昂贵的特殊的耐热合金来制造，这就使得它的加工困难，成本高。

【09】(2)耗油量非常大，产生同样的功率，燃汽轮机的耗油量要比活塞式汽油机多 2 倍，因此如果使用燃气轮机作为机车的动力时需要消耗大量的燃料。

【10】(3)燃气轮机吸进的空气多，喷出的废气体积更大，这将影响城市街道的卫生。因此燃气轮机还不能普遍地被应用在一些市内交通工具上。经过近几年来的研究和试用证明：燃气轮机最适宜于使用在 1000~3000 马力以上的飞机和船舶上，以及作为 3000 马力到数万马力以上的固定在地面的动力装置。

习题8-8

1、蒸汽轮机的构造主要有哪几部分？

2、蒸汽轮机的工作原理和蒸汽机有什么不同？

3、蒸汽轮机喷嘴的作用是什么？

4、燃气轮机的构造主要有哪些部分？

5、燃气轮机跟活塞内燃机比较有哪些优点？

6、为什么蒸汽机和内燃机需要飞轮而蒸汽轮机和燃气轮机不需要飞轮？