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雙軸燃氣渦輪機訓練設備TWO-SHAFT GAS TURBINE

這是一套自成系統、全功能儀表化的教學用雙軸燃氣渦輪機,以煤油為燃料,設計高品質,具備多項實驗功能,適合深入探索雙軸燃氣渦輪的工作原理與性能分析。

本設備可幫助學生理解雙軸渦輪結構中次級動力渦輪(Power Turbine)的實際應用,如直升機驅動系統電力發電機組等場域。

此設備為許多國際企業(如 BAE Systems 國防訓練與服務部門於沙烏地阿拉伯)廣泛採用的熱門選擇。

 

設備介紹

堅固的鋼架內建有氣體產生器(Gas Generator動力渦輪(Power Turbine、燃燒室、潤滑油與燃料儲槽、幫浦、輔助系統與防護裝置。上方設有儀表控制面板,配有系統流程圖與清楚標示的模擬圖,包括各項儀表顯示器、操作控制鈕與警示燈。

空氣通過校正噴嘴與空氣箱進入壓縮機,然後送入燃燒室。燃料由幫浦輸送,經特殊噴嘴霧化噴入燃燒室,與空氣混合後由高能點火器引燃,燃氣驅動氣體產生渦輪。

燃燒室具備優異的燃燒效率、低壓降與火焰穩定性,適應多變的操作條件。面板上的燃料流量控制閥可調整渦輪轉速,有效防止超速運轉。

氣體產生渦輪的高溫廢氣,經由短導管送至動力渦輪。短導管設計有助於降低熱能損失。排氣最終送至適當排氣系統。

 

動力輸出與測量

動力渦輪直接聯結於渦電流測功機(Eddy Current Dynamometer,無需傳動皮帶。其扭矩透過荷重元(Load Cell)量測,轉速則由感測器讀取,以計算真實軸功率。面板控制器可調整測功機載荷,進而控制動力渦輪轉速。

 

控制與安全系統

  • 內建 PLC 可程式邏輯控制器,自動控制開關機程序。
  • 當操作錯誤發生時,系統會自動關機保護設備與使用者。
  • 運轉結束後,自動啟動冷卻風扇。
  • 系統整合數位與類比儀表,顯示各項關鍵數值:壓力、溫度、燃料流量與油料液位等。

 

資料擷取與教學資源

本設備可連接個人電腦(需自備),內附專用、操作簡便的資料擷取軟體,可即時顯示、繪圖與分析各項變數,並儲存資料以利後續檢討。資料擷取系統含連接線材,軟體安裝快速、操作直覺。

隨附詳盡教科書,涵蓋燃氣渦輪機的原理與操作應用,適合教學與自學使用。

 

學習成果(Learning Outcomes

學生透過實作與數據分析,可學習與掌握以下主題:

1.    具體燃料消耗率(SFC, Specific Fuel Consumption
評估燃氣渦輪單位推力(或功率)所消耗之燃料量。

2.    壓力損失與壓力比(Pressure Losses and Ratios
分析壓縮機、燃燒室與渦輪之間的壓力變化與能量轉換效率。

3.    熱效率、等熵效率與機械效率(Thermal, Isentropic, and Mechanical Efficiencies
針對整體系統與各部件進行效率分析,了解能源損耗來源。

4.    輸出功與工作量(Work and Power
實測動力渦輪輸出之機械功率與總體系統能量平衡。