專利名稱：一種中小型渦輪機濕壓縮方法
技術領域：
本發明屬于飛行器動力機械、功率輸出機械、發電機械技術領域，特別涉及一種中小型渦輪機濕壓縮方法。
背景技術：
眾所周知，向大型燃氣輪機的工作介質中噴水可以增加燃氣輪機輸出功率,這種方法被應用于燃氣輪機發電領域，一般稱之為濕壓縮技術。增加輸出功率的原因，一般歸納為一是由于增加的水蒸發，冷卻效果減少了壓氣機耗功，二是蒸汽有助于燃氣燃燒；三是通過渦輪葉片的質量流量增加，提高了輸出功率。工業上發電用大型燃氣輪機一般采用噴水霧化、形成小液滴的形式參與壓縮過程。由于大型燃氣輪機軸向尺寸長，壓氣機內流速相對較低，霧化水滴有足夠長的時間蒸發。因此，大型燃氣輪·機采用噴水濕壓縮是可行的。然而，對中小型渦輪機，包括航空渦輪風扇、渦輪噴氣、渦輪軸、渦輪螺旋槳發動機、燃氣啟動機，尤其是中小微型航空發動機，壓氣機流向長度遠遠小于發電用大型燃氣輪機，并且壓氣機中的空氣流動速度比發電用大型燃氣輪機內流動速度更高。若向中小型的渦輪機前噴水，水滴在壓氣機內來不及蒸發就被吸入燃燒室，不但起不到濕壓縮過程降溫的目的，反而會造成壓氣機后水滴凝結在金屬壁面上腐蝕零件，進入燃燒室損害燃燒效率等問題。這就失去了濕壓縮技術的使用價值。專利CN1612977A就是介紹這種大型燃氣輪機的濕壓縮技術，并且特別指出其壓氣機的工作壓力比必須大于15巴，這也是大型燃氣輪機噴水濕壓縮技術的局限性。
發明內容
為解決上述問題，本發明提出了一種中小型渦輪機濕壓縮方法，該方法采用易揮發的有機物霧化液滴噴射，由于其蒸發速度很快，通過精確計算控制噴霧量、不會存在水滴蒸發速度的問題。因此可以解決中小型渦輪機使用濕壓縮技術的困難。一種中小型渦輪機濕壓縮方法，如下所述在渦輪機的進氣口、壓氣機I的上游處，垂直于空氣流動方向采用噴射裝置5向進入中小型渦輪機的流動空氣中噴射霧化有機物液滴；所述的有機物液滴的直徑根據下述公式計算
權利要求
1.一種中小型渦輪機濕壓縮方法，其特征在于，在渦輪機的進氣口、壓氣機I的上游處，垂直于空氣流動方向采用噴射裝置(5)向進入中小型渦輪機的流動空氣中噴射霧化有機物液滴；所述的有機物液滴的直徑根據下述公式計算
2.根據權利要求1所述的中小型渦輪機濕壓縮方法，其特征在于，所述的有機物為甲醇、乙醇、乙醚或苯。
3.根據權利要求1所述的中小型渦輪機濕壓縮方法，其特征在于，所述的有機物液體采用噴射裝置形成顆粒直徑小于I毫米的霧狀液滴。
4.根據權利要求1所述的中小型渦輪機濕壓縮方法，其特征在于，噴入中小型渦輪機的有機物液滴的質量不大于進入中小型渦輪機的流動空氣質量的1%。
5.根據權利要求1所述的中小型渦輪機濕壓縮方法，其特征在于，所述的中小型渦輪機是指用于飛行器啟動機、飛行器推進、輸出機械功率、輸出電能的中小型渦輪機。
6.根據權利要求1所述的中小型渦輪機濕壓縮方法，其特征在于，所述的壓氣機(I)是指中小型渦輪機的部件之一。
7.根據權利要求1所述的中小型渦輪機濕壓縮方法，其特征在于，所述的壓氣機(I)是單獨用于壓縮空氣、工業送風、鼓風機、壓縮機的壓氣機。
8.根據權利要求1所述的中小型渦輪機濕壓縮方法，其特征在于，所述的壓氣機(I)為
軸流式、離心式、容積式的壓氣機。
全文摘要
本發明公開了一種中小型渦輪機濕壓縮方法，屬于飛行器動力機械、功率輸出機械、發電機械技術領域。本發明在渦輪機的進氣口、壓氣機的上游處，垂直于空氣流動方向采用噴射裝置向進入中小型渦輪機的流動空氣中噴射霧化有機物液滴；有機物液滴的直徑根據下述公式計算其中，d為霧化有機物液滴的平均液滴直徑，S為壓氣機1的軸向長度，V為壓氣機1進口處空氣的流動速度，κ為有機物液滴的蒸發系數，π為圓周率常數。本發明提供的方法應用范圍廣泛，提高了渦輪機熱循環效率，增大了其輸出功率； 拓寬了濕壓縮技術的使用范圍；降低了對噴射技術的要求，液滴顆粒直徑可以比噴水液滴大。
文檔編號F02C7/143GK103061888SQ201210579788
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者徐全勇, 周明 申請人:清華大學