1.4葉柵的氣動特性

1、1.4 1.4 葉柵的氣動葉柵的氣動特性 流動損失流動損失：噴嘴損失和動葉損失：噴嘴損失和動葉損失 汽輪機葉柵的氣動特性一般是在風洞里用平汽輪機葉柵的氣動特性一般是在風洞里用平 面葉柵由空氣吹風試驗獲得的。面葉柵由空氣吹風試驗獲得的。 試驗中各項參數(shù)變動相當大，所以結(jié)果不但試驗中各項參數(shù)變動相當大，所以結(jié)果不但 是是葉柵的設(shè)計工況特性，也包括變工況特性葉柵的設(shè)計工況特性，也包括變工況特性。 葉柵能量損失葉柵能量損失：葉型損失、端部損失：葉型損失、端部損失 決定因素決定因素：葉柵的幾何參數(shù)、汽流參數(shù)：葉柵的幾何參數(shù)、汽流參數(shù) 一、葉柵的幾何參數(shù)和汽流參數(shù)一、葉柵的幾何參數(shù)和汽流參數(shù) 汽輪機葉柵的

2、分類汽輪機葉柵的分類：沖動式葉柵、反動式葉柵：沖動式葉柵、反動式葉柵 反動式葉柵反動式葉柵 沖動式葉柵沖動式葉柵 反動式葉柵反動式葉柵 噴嘴葉柵、反動度較大的動葉柵噴嘴葉柵、反動度較大的動葉柵，葉柵前后，葉柵前后 有靜壓差，汽道寬度由進口到出口顯著縮小。汽有靜壓差，汽道寬度由進口到出口顯著縮小。汽 流改變方向并加速。流改變方向并加速。 沖動式葉柵沖動式葉柵 沖動式動葉柵、導向葉柵沖動式動葉柵、導向葉柵，葉柵前后有靜壓，葉柵前后有靜壓 差近似相等，汽流改變方向，基本不加速。為了差近似相等，汽流改變方向，基本不加速。為了 減少流動損失，采用一定的反動度，汽道略有收減少流動損失，采用一定的反動度，汽

3、道略有收 縮。縮。 葉柵分類葉柵分類 葉柵按噴嘴出口、動葉進口的馬赫數(shù)分為：亞葉柵按噴嘴出口、動葉進口的馬赫數(shù)分為：亞 音速音速(Ma1.2)葉柵葉柵 葉柵的幾何參數(shù)葉柵的幾何參數(shù)： 平均直徑平均直徑dm、葉片高度、葉片高度l、葉柵節(jié)距、葉柵節(jié)距t、葉柵寬、葉柵寬 度度B、葉柵通道進口寬度、葉柵通道進口寬度a和出口寬度和出口寬度a1 和和a2， 葉型弦長葉型弦長b和出口邊厚度和出口邊厚度。 葉柵幾何特性葉柵幾何特性 1 1、葉型、型線、葉型、型線：葉片截面的形狀、周線分別稱為葉型、型：葉片截面的形狀、周線分別稱為葉型、型 線；線； 2 2、等截面葉片和變截面葉片等截面葉片和變截面葉片：葉型及面

4、積沿葉高不變的葉：葉型及面積沿葉高不變的葉 片稱為等截面葉片，反之為變截面葉片。片稱為等截面葉片，反之為變截面葉片。 3 3、葉柵幾何參數(shù)、葉柵幾何參數(shù)：（如右圖）：（如右圖） -平均直徑；平均直徑； 葉高；葉高； 節(jié)距；節(jié)距； B B 葉片寬度；葉片寬度； b b 弦長；弦長； 出口邊厚度；出口邊厚度； 進出口寬度。進出口寬度。 m d l t a 2 a 1 a 無因此值：無因此值： 相對節(jié)距相對節(jié)距： ， 相對高度：相對高度： ， 相對長度相對長度(徑高比徑高比) ： 葉柵的安裝角葉柵的安裝角： ：葉柵額線與葉弦之間：葉柵額線與葉弦之間 的夾角。的夾角。 葉型幾何進口角葉型幾何進口角：

5、：葉柵的中弧線在前：葉柵的中弧線在前 緣點的切線與葉柵前額線的夾角，只隨安裝角不同緣點的切線與葉柵前額線的夾角，只隨安裝角不同 而改變，與汽流無關(guān)。而改變，與汽流無關(guān)。 btt/bll/ ld / ss 和 gg10 和 v汽流沖角汽流沖角： ：葉型幾何進口角與汽流進口角之：葉型幾何進口角與汽流進口角之 差差 。 v正沖角正沖角：葉型幾何進口角：葉型幾何進口角汽流進口角汽流進口角 v負沖角負沖角：葉型幾何進口角：葉型幾何進口角0.30.4存在一個葉型損失系數(shù)最小的存在一個葉型損失系數(shù)最小的 最佳馬赫數(shù)。最佳馬赫數(shù)。 Ma最佳值，背弧上產(chǎn)生超音速汽流，產(chǎn)生最佳值，背弧上產(chǎn)生超音速汽流，產(chǎn)生 沖波

6、，引起沖波損失，雖摩擦損失減小，但數(shù)沖波，引起沖波損失，雖摩擦損失減小，但數(shù) 值上不能彌補沖波損失，葉型損失增加。值上不能彌補沖波損失，葉型損失增加。 馬赫數(shù)與汽流出口角的關(guān)系曲線馬赫數(shù)與汽流出口角的關(guān)系曲線，見圖，見圖 1.4.12 Ma1,斜切部分產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，汽流出口角很快斜切部分產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，汽流出口角很快 增加?？偟膩碚f，馬赫數(shù)對汽流出口角的影響增加?？偟膩碚f，馬赫數(shù)對汽流出口角的影響 不大。不大。 六、葉柵試驗數(shù)據(jù)的應(yīng)用六、葉柵試驗數(shù)據(jù)的應(yīng)用 葉柵特性葉柵特性：壓力分布曲線、葉型損失、端部：壓力分布曲線、葉型損失、端部 損失、汽流出口角等特性參數(shù)表示。損失、汽流出口角等特性參數(shù)表示。 三組氣動特性曲線，（設(shè)計工況）三組氣動特性曲線，（設(shè)計工況） 1.汽流出口角曲線汽流出口角曲線 相對節(jié)距（橫坐標）和安裝角（參變量），相對節(jié)距（橫坐標）和安裝角（參變量）， 2.葉型損失曲線