燃氣輪機發電實驗設備

燃氣輪機發電實驗設備是一套完整的用以教 學用途的儀表化渦輪軸發動機發電機組 實驗系統，其核心的緊湊式噴氣式發動 機燃氣發生器是所有主流燃氣輪機類型 的代表；并配置有一級軸流式透平、回 流環形燃燒室和一級徑流壓氣機，這使 其能直接演示教科書中的空氣當量

布雷頓循環。此外，學生還能將流體力 學、熱力學、燃燒和燃氣輪機循環等理 論知識應用于實際的發動機操作過程當 中。發電部分組件的一大特點是將由推力驅 動的無約束動力透平直接與液體冷卻的 三相交流發動機連接在一起，發電電路 采用一個完整的定值電阻單元作為基本 負荷供電方式。在發電系統的全速度范 圍內，采用控制器調整勵磁電流比率， 能夠滿足很寬范圍的交流發電機和負

載。該發電系統可以生產高達14.4V， 最大額定功率為2.1kW的電能，排氣  推力驅動的排氣扇可有效疏散發動機 及發電機機艙的熱量和廢氣。

該機組還包括一套全自動化發動機啟 動裝置及正常運行監測系統，可通過 液晶屏顯示狀態，并內置測量運行時 間及循環次數的儀表。

15個傳感器直接連接到National

Instruments™DAQ （NI數據采集系

統）平臺，可通過根據用戶定制的 LabVIEW™顯示數據（詳見下面描

述）。通過配置可以輸出多種格式的 數據報表，如.txt和.csv文件類型。

該燃氣輪機發電系統旨在為上述一系 列應用而設計，其發動機所有部件及 大部分發電系統都由美國燃機公司

（TTL）生產及裝配。這是一款真正 的原設備生產商（OEM）制造的設  備，物美價廉，即到即用，是一套性價比高的教學用解決方案。• 燃氣輪機驅動的發電機組

• 整套發電系統安裝在透明的保護艙 內，在系統運行時能夠安全、清晰 地觀察系統運行

• 全自動化發動機啟動裝置及正常運 行監測系統，通過LCD顯示設備狀 態

• 通過USB連接筆記本電腦，并接入 NI（數據采集系統）硬件及可用戶 定制的LabvIEW™ VI作為系統顯示

實驗內容：

 熱力學第一定律及能量轉換關系研究

• 熱力學第二定律及熱力循環分析研究

• 控制量大小分析研究

• 熵與焓分析研究

• 等熵分析研究

•  發電基本原理

• 循環與組件效率分析研究

• 通過CAD模型組件進行FEA & CFD分 析計算

• 葉片速度向量圖構建

• 實驗與數據采集技術

規格：

[1] 由一臺發動機和發電機組合而成的微型透平發電 機組，專門適用于工程教學及研究

[2] 發動機采用了一級軸流式透平、 一臺回流環形燃 燒室、一級無約束的動力透平和一級離心壓氣機

[3] 通過USB連接筆記本電腦，并接入NI（數據采集  系統）硬件及可用戶定制的LabvIEW™ VI作為系統 顯示

[4] 系統傳感器組件有15個數據采集點包括：壓氣機   進口溫度與壓力、壓氣機級出口溫度與壓力、透平 入口溫度與壓力、動力透平入口溫度與壓力、動力 透平出口溫度與壓力、燃料流量、發動機核心轉速 RPM、動力透平轉速RPM、發電機電流和功率

[5] 整套發電系統安裝在透明的保護艙內，在系統運 行時能夠安全、清晰地觀察系統運行

[6] 全自動化發動機啟動裝置及正常運行監測系統，

通過LCD顯示設備狀態、累計運行時間及循環次數

技術參數：

發電機極限

• 穩定電壓 ：13.1V

• 最大電流：194A

• 最大功率：2541W

• 最高轉速(RPM)：5000

燃氣發生器極限

• 質量流量：1.1b/s (0.5 kg/s)

• 透平入口溫度：1328 。F (720 。C)

• 發動機轉速：87,000 RPM

測量傳感器

• 壓縮機入口和出口的溫度、壓力

• 透平進口的溫度、壓力

• 透平出口及動力透平入口的溫度、壓力

• 動力透平出口的溫度、壓力

• 燃料流量

• 燃氣發生器和發電機的轉速(RPM)

• 發電機的電流和功率

120V單相 60Hz（可選220V 50Hz機型） 長寬高：1020x1070x1580mm

總重量：約 208kg

操作所需：

壓縮空氣：典型的120PSI工廠壓縮空氣 (820KPa)

核準的運行燃料： Jet A,A-1,B；JP-8；煤油, 柴油,燃料 油 #1 或 #2 核準潤滑油：MIL-PRF-23699F-STD

裝有Windows的筆記本電腦