燃气轮机发电实验设备

燃气轮机发电实验设备是一套完整的用以教 学用途的仪表化涡轮轴发动机发电机组 实验系统，其核心的紧凑式喷气式发动 机燃气发生器是所有主流燃气轮机类型 的代表；并配置有一级轴流式透平、回 流环形燃烧室和一级径流压气机，这使 其能直接演示教科书中的空气当量

布雷顿循环。此外，学生还能将流体力 学、热力学、燃烧和燃气轮机循环等理 论知识应用于实际的发动机操作过程当 中。发电部分组件的一大特点是将由推力驱 动的无约束动力透平直接与液体冷却的 三相交流发动机连接在一起，发电电路 采用一个完整的定值电阻单元作为基本 负荷供电方式。在发电系统的全速度范 围内，采用控制器调整励磁电流比率， 能够满足很宽范围的交流发电机和负

载。该发电系统可以生产高达14.4V， 最大额定功率为2.1kW的电能，排气  推力驱动的排气扇可有效疏散发动机 及发电机机舱的热量和废气。

该机组还包括一套全自动化发动机启 动装置及正常运行监测系统，可通过 液晶屏显示状态，并内置测量运行时 间及循环次数的仪表。

15个传感器直接连接到National

Instruments™DAQ （NI数据采集系

统）平台，可通过根据用户定制的 LabVIEW™显示数据（详见下面描

述）。通过配置可以输出多种格式的 数据报表，如.txt和.csv文件类型。

该燃气轮机发电系统旨在为上述一系 列应用而设计，其发动机所有部件及 大部分发电系统都由美国燃机公司

（TTL）生产及装配。这是一款真正 的原设备生产商（OEM）制造的设  备，物美价廉，即到即用，是一套性价比高的教学用解决方案。• 燃气轮机驱动的发电机组

• 整套发电系统安装在透明的保护舱 内，在系统运行时能够安全、清晰 地观察系统运行

• 全自动化发动机启动装置及正常运 行监测系统，通过LCD显示设备状 态

• 通过USB连接笔记本电脑，并接入 NI（数据采集系统）硬件及可用户 定制的LabvIEW™ VI作为系统显示

实验内容：

 热力学第一定律及能量转换关系研究

• 热力学第二定律及热力循环分析研究

• 控制量大小分析研究

• 熵与焓分析研究

• 等熵分析研究

•  发电基本原理

• 循环与组件效率分析研究

• 通过CAD模型组件进行FEA & CFD分 析计算

• 叶片速度向量图构建

• 实验与数据采集技术

规格：

[1] 由一台发动机和发电机组合而成的微型透平发电 机组，专门适用于工程教学及研究

[2] 发动机采用了一级轴流式透平、 一台回流环形燃 烧室、一级无约束的动力透平和一级离心压气机

[3] 通过USB连接笔记本电脑，并接入NI（数据采集  系统）硬件及可用户定制的LabvIEW™ VI作为系统 显示

[4] 系统传感器组件有15个数据采集点包括：压气机   进口温度与压力、压气机级出口温度与压力、透平 入口温度与压力、动力透平入口温度与压力、动力 透平出口温度与压力、燃料流量、发动机核心转速 RPM、动力透平转速RPM、发电机电流和功率

[5] 整套发电系统安装在透明的保护舱内，在系统运 行时能够安全、清晰地观察系统运行

[6] 全自动化发动机启动装置及正常运行监测系统，

通过LCD显示设备状态、累计运行时间及循环次数

技术参数：

发电机极限

• 稳定电压 ：13.1V

• 最大电流：194A

• 最大功率：2541W

• 最高转速(RPM)：5000

燃气发生器极限

• 质量流量：1.1b/s (0.5 kg/s)

• 透平入口温度：1328 。F (720 。C)

• 发动机转速：87,000 RPM

测量传感器

• 压缩机入口和出口的温度、压力

• 透平进口的温度、压力

• 透平出口及动力透平入口的温度、压力

• 动力透平出口的温度、压力

• 燃料流量

• 燃气发生器和发电机的转速(RPM)

• 发电机的电流和功率

120V单相 60Hz（可选220V 50Hz机型） 长宽高：1020x1070x1580mm

总重量：约 208kg

操作所需：

压缩空气：典型的120PSI工厂压缩空气 (820KPa)

核准的运行燃料： Jet A,A-1,B；JP-8；煤油, 柴油,燃料 油 #1 或 #2 核准润滑油：MIL-PRF-23699F-STD

装有Windows的笔记本电脑