燃輪機(jī)11儲(chǔ)運(yùn)

1、通通 知知工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)重修班（重修班（64學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） 周日周日 上午上午 1-4節(jié)節(jié) 8:0011:30 12-17周周 周日周日 晚上晚上9-10節(jié)節(jié) 19:3021:30 12-17周周 南堂南堂115 第第17周晚（課內(nèi)考）周晚（課內(nèi)考） 馬永老師上課時(shí)間：上課時(shí)間：上課地點(diǎn)：上課地點(diǎn)：考試時(shí)間：考試時(shí)間：第三章第三章 燃?xì)鉁u輪燃?xì)鉁u輪概述概述（功能、分類、基本結(jié)構(gòu)等）（功能、分類、基本結(jié)構(gòu)等）；軸流式燃?xì)鉁u輪的工作原理；軸流式燃?xì)鉁u輪的工作原理；輪周功、輪周效率、速度比；輪周功、輪周效率、速度比；多級(jí)渦輪；多級(jí)渦輪；渦輪特性；渦輪特性；燃?xì)鉁u輪的冷卻。燃?xì)鉁u輪的冷卻。3-2

2、輪周功、輪周效率、速度比 及多級(jí)渦輪一、輪周功一、輪周功lu 1.定義定義氣體在渦輪級(jí)的動(dòng)葉中，把本身具有的能量經(jīng)過(guò)氣體在渦輪級(jí)的動(dòng)葉中，把本身具有的能量經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后變成軸上的機(jī)械功。轉(zhuǎn)換后變成軸上的機(jī)械功。即氣體對(duì)動(dòng)葉作的功。即氣體對(duì)動(dòng)葉作的功。 意義意義代表了整個(gè)渦輪級(jí)的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。代表了整個(gè)渦輪級(jí)的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。 規(guī)律規(guī)律能量守恒關(guān)系（能量守恒關(guān)系（穩(wěn)定流動(dòng)能量方程穩(wěn)定流動(dòng)能量方程 、伯努利方程、伯努利方程） 動(dòng)量守恒關(guān)系動(dòng)量守恒關(guān)系 （歐拉方程歐拉方程） 2. 輪周功的計(jì)算輪周功的計(jì)算 確定氣流速度確定氣流速度功的定量關(guān)系功的定量關(guān)系歐拉方程歐拉方程uuucucul2211 軸流式渦輪

3、，設(shè)軸流式渦輪，設(shè)u1= u2= u )(21uuucculucu)(21uuccuuuwcuwu)(21uuwwu)(21uuuwwul提高輪周功的途徑提高輪周功的途徑 2 1 2 1w1w2c1c2u1u2t0c1uc2uw1uw2uuuuwucul取決于材料強(qiáng)度和技術(shù)要求取決于材料強(qiáng)度和技術(shù)要求 ( 90) c2u有限有限,因因c2為余速為余速損失，損失， 越小越好。越小越好。nu ) 1 (uw)2(1有限有限,主要主要2uucc1)3(主要主要1 lu lu的另一表達(dá)形式的另一表達(dá)形式n在速度三角形中，由余弦定律知：uucuucucucwcuucucucw22222222222222

4、21121211112121212cos22cos2j/kg 22112211uuuucucucucul222222121222221uuwwcclu第二歐拉方程第二歐拉方程 沖擊力功沖擊力功 c 反動(dòng)力功反動(dòng)力功 w 離心力功離心力功 u n 軸流式渦輪，設(shè)軸流式渦輪，設(shè)u1= u2= u 2221222221wwcclu其他方程其他方程 利用伯努利方程來(lái)分析利用伯努利方程來(lái)分析基元級(jí)靜葉柵基元級(jí)靜葉柵( (噴嘴噴嘴) )和動(dòng)葉和動(dòng)葉柵柵( (葉輪葉輪) )中的能量轉(zhuǎn)換。中的能量轉(zhuǎn)換。 進(jìn)一步理解渦輪作功原理。進(jìn)一步理解渦輪作功原理。rttlccl2 dp222020 20202202tlc

5、ciirtlii2002dp伯努利方程伯努利方程穩(wěn)定流動(dòng)能量方程穩(wěn)定流動(dòng)能量方程分析靜葉柵(0-1)(0-1)絕對(duì)動(dòng)能絕對(duì)動(dòng)能壓能壓能 )(21dp1202110rlcc1212010)(21dp0rlcc 靜止噴管靜止噴管減壓增速減壓增速c1c0p0p1氣體與外氣體與外界無(wú)功的界無(wú)功的交換交換分析動(dòng)葉柵(1-2)(1-2)相對(duì)動(dòng)能相對(duì)動(dòng)能壓能壓能 2212221)(21dprlww流阻流阻 2222121)(21dp動(dòng)能動(dòng)能壓能壓能rtlccl2222121)(21dp0rlww絕對(duì)坐標(biāo)系）絕對(duì)坐標(biāo)系）(相對(duì)坐標(biāo)系）(轉(zhuǎn)動(dòng)噴管轉(zhuǎn)動(dòng)噴管減壓增速減壓增速w2w1p2p1c20c1uc2uc2u很

6、?。ê苄。ń咏S向出氣接近軸向出氣），而預(yù)旋），而預(yù)旋c1u卻很大卻很大90c2x c1x 1、沖動(dòng)式渦輪沖動(dòng)式渦輪t=0 2 1 2 1w1w2c1c2uu 理想情況：理想情況：c2x= c1x u1= u2= u w1= w2 關(guān)于軸對(duì)稱關(guān)于軸對(duì)稱最小最小此時(shí)此時(shí)2211 ,90 ,2cosccu2cos11最佳最佳cu 1cos ,201211此此時(shí)時(shí)較較小小0.5cu 1最最佳佳噴嘴（靜葉）能量損失系數(shù)噴嘴（靜葉）能量損失系數(shù)動(dòng)葉能量損失系數(shù)動(dòng)葉能量損失系數(shù)余速損失系數(shù)余速損失系數(shù)snnhhsrrhhscchhcrnu1輪輪周周效效率率 2、反動(dòng)式渦輪 t=0.5 2 1 2 1w1w

7、2c1c2uu 假設(shè)：假設(shè)：c2x= c1x u1= u2= u c2= w1w2= c1進(jìn)出口速度進(jìn)出口速度 關(guān)于軸對(duì)稱關(guān)于軸對(duì)稱 cos11cu此時(shí)此時(shí)11cos最最佳佳cu 201時(shí)時(shí)0.94cu1最最佳佳t=0.5%2%5snnhh%5%2srrhh%6 . 5%3 . 5scchh%90%831crnu輪輪周周效效率率任意反動(dòng)度t)1 (2cos11tcu最最佳佳n作業(yè)：n 9n 10n 13多級(jí)渦輪一般為多級(jí)軸流式渦輪（25級(jí)）分為速度多級(jí)渦輪和壓力多級(jí)渦輪速度級(jí)渦輪（速度級(jí)渦輪（沖動(dòng)式）沖動(dòng)式）n整個(gè)渦輪的等熵焓降均在整個(gè)渦輪的等熵焓降均在噴嘴中被轉(zhuǎn)換成氣體的動(dòng)噴嘴中被轉(zhuǎn)換成氣體

8、的動(dòng)能，而在工作動(dòng)葉柵中僅能，而在工作動(dòng)葉柵中僅發(fā)生絕對(duì)速度降低、將動(dòng)發(fā)生絕對(duì)速度降低、將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。n噴嘴中：噴嘴中：h1s=hs雙級(jí)速度級(jí)渦輪簡(jiǎn)圖雙級(jí)速度級(jí)渦輪簡(jiǎn)圖n多級(jí)速度級(jí)渦輪的最多級(jí)速度級(jí)渦輪的最高效率比單級(jí)沖動(dòng)式高效率比單級(jí)沖動(dòng)式渦輪的要低得多。渦輪的要低得多。n原因：原因：n氣流速度高且流動(dòng)阻氣流速度高且流動(dòng)阻力增加。力增加。雙級(jí)速度級(jí)渦輪簡(jiǎn)圖雙級(jí)速度級(jí)渦輪簡(jiǎn)圖壓力級(jí)渦輪壓力級(jí)渦輪（反動(dòng)式）（反動(dòng)式）n由一系列反動(dòng)式渦輪級(jí)由一系列反動(dòng)式渦輪級(jí)串聯(lián)組成。串聯(lián)組成。n每一級(jí)都有壓力降，渦每一級(jí)都有壓力降，渦輪中壓力逐級(jí)降低；輪中壓力逐級(jí)降低；n氣流絕對(duì)速度在每一級(jí)氣流絕對(duì)速度在每一級(jí)噴嘴中得到提高，而在噴嘴中得到提高，而在每一級(jí)工作葉柵中得到每一級(jí)工作葉柵中得到利用。利用。n余速損失較少，效率比余速損失較少，效率比單級(jí)的高。單級(jí)的高。n