要理解努扎马的惊讶,就需要先从燃气轮机的技术说起。
许多人都知道蒸汽机,它是用燃料把水烧开,产生出水蒸汽,然后再利用水蒸汽去推动活塞作功,把热能转化为机械能。蒸汽轮机的原理,就是把蒸汽机里的活塞变成一组叶轮,高温高压的蒸汽通过叶轮,会使叶轮转动,同样可以产生机械能,带动发电机发电。
蒸汽机和蒸汽轮机最大的缺点,在于用燃料加热水的过程会造成一定的能量损耗,从而降低了设备的热效率。如果省去把水烧开的过程,而是直接用高温高压的燃气来推动叶轮,那么整个设备的热效率就能够有效地提高,从而达到节能、经济、环保等要求。这种用高温高压燃气来推动叶轮的设备,就叫做燃气轮机。
燃气轮机与蒸汽轮机相比,还有其他的一些优点。一个是由于省去了蒸汽循环系统,整个设备的体积可以变得更小,从而可以安装在船舶、飞机和其他一些装备上,作为装备的主机。另一个则是由于不需要等待把水烧开的过程,燃气轮机的启动速度比蒸汽轮机要快得多,经常被作为应急动力使用。
燃气轮机也有它的软肋,那就是燃气的温度远远高于蒸汽的温度,这对叶轮的材料提出了严酷的要求。水蒸汽的温度是与压力相关的,在常压下,水蒸汽的温度只有100度,即便是在所谓“超临界”的条件下,水蒸汽被加压到250个大气压,温度也就是600度左右,这样的温度仍远远低于普通金属材料的熔点,所以使用一般的金属来制造叶轮就可以了。
燃气轮机则不同,由于不采用水蒸汽作为传导介质,而是直接用高温燃气来作功,所以燃气轮机中的气体温度往往要达到600度以上。科学家们发现,燃气轮机中气体温度越高,设备的热效率也就越高,所以,不断提高燃气轮机中的气体温度,就成为提高燃气轮机姓能的关键。
从20世纪50年代以来,燃气轮机
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