吉林大學(xué)熱能與動(dòng)力工程第3章 渦輪機(jī)及噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)1

1、第三章第三章 渦輪機(jī)及噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪機(jī)及噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 3-1 概述概述 渦輪機(jī)：蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)等旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)：蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)等旋轉(zhuǎn)式葉片機(jī)械；式葉片機(jī)械； 噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)：燃?xì)廨啓C(jī)作為飛機(jī)的動(dòng)力噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)：燃?xì)廨啓C(jī)作為飛機(jī)的動(dòng)力1特點(diǎn)特點(diǎn) 連續(xù)工作的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械；連續(xù)工作的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械； 工質(zhì)的熱能首先轉(zhuǎn)換為其動(dòng)能，然后在轉(zhuǎn)換工質(zhì)的熱能首先轉(zhuǎn)換為其動(dòng)能，然后在轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。為機(jī)械能。 內(nèi)燃機(jī)：直接內(nèi)燃機(jī)：直接QW； 所以，所以，1）功率大：連續(xù)回轉(zhuǎn)，大大提高進(jìn)入的工）功率大：連續(xù)回轉(zhuǎn)，大大提高進(jìn)入的工質(zhì)量；質(zhì)量； 2）高速性：葉片的旋轉(zhuǎn)速度與單位時(shí)間進(jìn)）高速性：葉片的旋轉(zhuǎn)速度與

2、單位時(shí)間進(jìn)入的工質(zhì)量有關(guān)，所以，葉片速度與工質(zhì)的流入的工質(zhì)量有關(guān)，所以，葉片速度與工質(zhì)的流動(dòng)速度呈正比；動(dòng)速度呈正比； 3）經(jīng)濟(jì)性高：熱力循環(huán)的熱效率與循環(huán)初）經(jīng)濟(jì)性高：熱力循環(huán)的熱效率與循環(huán)初始參數(shù)有關(guān)，始參數(shù)有關(guān)， 一般蒸汽機(jī)初壓為：一般蒸汽機(jī)初壓為：160245bar；初溫：；初溫：560570。 故用途廣故用途廣 2用途用途 1）蒸汽輪機(jī)：工質(zhì)為蒸汽，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為）蒸汽輪機(jī)：工質(zhì)為蒸汽，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；機(jī)械能；用途：用途：（1）中心電站、熱電站、核電站的主要?jiǎng)恿C(jī)）中心電站、熱電站、核電站的主要?jiǎng)恿C(jī)（2）給鼓風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力）給鼓風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)提供驅(qū)

3、動(dòng)動(dòng)力（3）化工、冶金、輕工等生產(chǎn)領(lǐng)域，作為動(dòng)力源而）化工、冶金、輕工等生產(chǎn)領(lǐng)域，作為動(dòng)力源而廣泛應(yīng)用；廣泛應(yīng)用；（4）蒸汽輪機(jī)的排汽，用于生產(chǎn)或生活的供熱取暖）蒸汽輪機(jī)的排汽，用于生產(chǎn)或生活的供熱取暖 2）燃?xì)廨啓C(jī)：工質(zhì)為燃?xì)?，將燃?xì)獾臒崮苻D(zhuǎn)換為）燃?xì)廨啓C(jī)：工質(zhì)為燃?xì)?，將燃?xì)獾臒崮苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能。機(jī)械能。用途：用途：（1）地面機(jī)械）地面機(jī)械發(fā)電、船舶、機(jī)車(chē)等的動(dòng)力源發(fā)電、船舶、機(jī)車(chē)等的動(dòng)力源（2）航空用飛機(jī)的動(dòng)力）航空用飛機(jī)的動(dòng)力（3）渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)）渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)用于高速飛機(jī)。因其用于高速飛機(jī)。因其噴射速度大。噴射速度大。 3燃?xì)廨啓C(jī)與蒸汽機(jī)的比較燃?xì)廨啓C(jī)與蒸汽機(jī)的比較 缺點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)容量小

4、；效率低；缺點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)容量??；效率低； 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便；優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便； 用水量少；用水量少； 便于自動(dòng)控制、起動(dòng)快便于自動(dòng)控制、起動(dòng)快4發(fā)展規(guī)模發(fā)展規(guī)模美國(guó)：美國(guó)：1950年，每臺(tái)蒸汽機(jī)平均容年，每臺(tái)蒸汽機(jī)平均容量為量為4MW； 1962年，為年，為 13.5MW； 1972年，為年，為 52MW。 前蘇聯(lián)：前蘇聯(lián)：1960初，僅有初，僅有5臺(tái)臺(tái)16MW的蒸汽機(jī)；的蒸汽機(jī)； 1970年底，年底，15MW以上的蒸汽機(jī)，達(dá)以上的蒸汽機(jī)，達(dá) 235臺(tái)，其中，臺(tái)，其中，30MW的機(jī)組的機(jī)組69臺(tái)。臺(tái)。我國(guó)：我國(guó)：1955年制造第一臺(tái)蒸汽機(jī)，年制造第一臺(tái)蒸汽機(jī)，6000千瓦，千瓦， 到到70

5、年代末，已生產(chǎn)年代末，已生產(chǎn)1.2萬(wàn)千瓦、萬(wàn)千瓦、2.5萬(wàn)千萬(wàn)千瓦、瓦、5MW、10MW、20MW的蒸汽機(jī)。的蒸汽機(jī)。 目前運(yùn)行中的最大機(jī)組容量為目前運(yùn)行中的最大機(jī)組容量為1300MW。 發(fā)展機(jī)組容量的原因：發(fā)展機(jī)組容量的原因： 1） 減小電站單位容量的造價(jià)；相對(duì)減小電站單位容量的造價(jià)；相對(duì)20MW機(jī)機(jī)組電站單位造價(jià)，組電站單位造價(jià)，50MW機(jī)組電站的單位造價(jià)機(jī)組電站的單位造價(jià)可降低可降低15%；100MW的電站單位造價(jià)可降低的電站單位造價(jià)可降低25%； 2） 提高機(jī)組的效率提高機(jī)組的效率減小新建電站數(shù)目，加快電站建設(shè)速度。減小新建電站數(shù)目，加快電站建設(shè)速度。 二、構(gòu)造與分類(lèi)二、構(gòu)造與分類(lèi)1蒸

6、汽輪機(jī)蒸汽輪機(jī) 簡(jiǎn)稱(chēng)汽輪機(jī)，工質(zhì)為水蒸氣，旋轉(zhuǎn)式葉片機(jī)械；簡(jiǎn)稱(chēng)汽輪機(jī)，工質(zhì)為水蒸氣，旋轉(zhuǎn)式葉片機(jī)械；1） 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 由靜子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成；由靜子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成； 靜子：包括汽缸、隔板靜子：包括汽缸、隔板3、靜葉柵、靜葉柵1、 進(jìn)排汽部分、端汽封以及軸承、進(jìn)排汽部分、端汽封以及軸承、 軸承座等；軸承座等； 轉(zhuǎn)子：主軸轉(zhuǎn)子：主軸5、葉輪、葉輪4、動(dòng)葉片、動(dòng)葉片2、 聯(lián)軸器等。聯(lián)軸器等。 汽輪機(jī)的級(jí)：一列靜葉柵和一列動(dòng)葉柵構(gòu)成汽輪汽輪機(jī)的級(jí)：一列靜葉柵和一列動(dòng)葉柵構(gòu)成汽輪機(jī)的級(jí)。機(jī)的級(jí)。 單級(jí)汽輪機(jī)：指只有一個(gè)級(jí)的汽輪機(jī)；單級(jí)汽輪機(jī)：指只有一個(gè)級(jí)的汽輪機(jī)； 多級(jí)汽輪機(jī)：有若干級(jí)的汽輪

7、機(jī)多級(jí)汽輪機(jī)：有若干級(jí)的汽輪機(jī)由由一列靜葉柵和一列動(dòng)葉柵一列靜葉柵和一列動(dòng)葉柵組組成基本的工作單元；成基本的工作單元；靜葉柵：由若干噴管組成，各靜葉柵：由若干噴管組成，各 噴管流通截面變化；噴管流通截面變化；動(dòng)葉柵：與葉輪安裝為一體的動(dòng)葉柵：與葉輪安裝為一體的 葉片組。葉片組。 2） 基本工作原理基本工作原理 產(chǎn)生產(chǎn)生過(guò)熱過(guò)熱蒸汽：鍋爐蒸汽：鍋爐 送往噴管，送往噴管，噴管截面變化，蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變噴管截面變化，蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能為動(dòng)能高速噴出高速噴出；射入動(dòng)葉柵葉片的通道，；射入動(dòng)葉柵葉片的通道，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，對(duì)外作功。推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，對(duì)外作功。 能量轉(zhuǎn)換：熱能能量轉(zhuǎn)換：熱能工質(zhì)的動(dòng)能工質(zhì)的動(dòng)能

8、葉輪的機(jī)械葉輪的機(jī)械能能鍋爐鍋爐一定一定p,T過(guò)熱過(guò)熱蒸汽蒸汽分類(lèi)的方法分類(lèi)的方法4 4種：種：按工作原理按工作原理：沖動(dòng)式：沖動(dòng)式蒸汽僅在噴嘴中膨脹；蒸汽僅在噴嘴中膨脹； 反動(dòng)式反動(dòng)式蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉柵中膨脹蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉柵中膨脹按熱力特性：按熱力特性： 凝氣式凝氣式排汽在真空狀態(tài)下進(jìn)入冷凝器結(jié)成水；排汽在真空狀態(tài)下進(jìn)入冷凝器結(jié)成水； 背壓式背壓式排汽壓力大于大氣壓，排汽供熱使用排汽壓力大于大氣壓，排汽供熱使用 抽汽式抽汽式調(diào)整抽汽供熱用；調(diào)整抽汽供熱用； 抽汽背壓式抽汽背壓式具有調(diào)整抽汽的背壓式；具有調(diào)整抽汽的背壓式； 乏汽式乏汽式用其他設(shè)備的副產(chǎn)蒸汽作為工質(zhì)；用其他設(shè)備的副產(chǎn)蒸汽作為工

9、質(zhì)；3）分類(lèi)分類(lèi)按氣流方向：軸流式按氣流方向：軸流式蒸汽軸向流動(dòng)；蒸汽軸向流動(dòng)； 徑流式徑流式蒸汽徑向流動(dòng)；蒸汽徑向流動(dòng)； 周流式周流式蒸汽周向流動(dòng)；蒸汽周向流動(dòng)；按用途：按用途： 電站用電站用 工業(yè)用動(dòng)力源工業(yè)用動(dòng)力源 船用船用 2燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 主要由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室以及燃?xì)鉁u輪等主要由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室以及燃?xì)鉁u輪等組成。組成。燃?xì)鉁u輪：壓氣機(jī)燃?xì)鉁u輪：壓氣機(jī)+燃燒室燃燒室+燃?xì)鉁u輪燃?xì)鉁u輪=燃?xì)獍l(fā)生器燃?xì)獍l(fā)生器 2）工作原理）工作原理 工質(zhì)來(lái)源：燃?xì)鈨?nèi)部的燃燒產(chǎn)物工質(zhì)來(lái)源：燃?xì)鈨?nèi)部的燃燒產(chǎn)物 空氣連續(xù)不斷地吸入壓氣機(jī)，在壓氣機(jī)中被壓縮空氣連續(xù)不斷地吸入壓

10、氣機(jī)，在壓氣機(jī)中被壓縮增壓后，進(jìn)入燃燒室中與噴入的油混合燃燒成高增壓后，進(jìn)入燃燒室中與噴入的油混合燃燒成高溫高壓燃?xì)?，再進(jìn)入透平中膨脹作功。溫高壓燃?xì)猓龠M(jìn)入透平中膨脹作功。 膨脹功膨脹功=壓氣機(jī)壓縮所消耗的功壓氣機(jī)壓縮所消耗的功+對(duì)外輸出功對(duì)外輸出功 （作為動(dòng)力）（作為動(dòng)力）3）分類(lèi)分類(lèi)按用途分兩大類(lèi)：按用途分兩大類(lèi)：作為地面機(jī)械用動(dòng)力的作為地面機(jī)械用動(dòng)力的地面燃?xì)廨啓C(jī)；主要地面燃?xì)廨啓C(jī)；主要產(chǎn)生產(chǎn)生軸功軸功圖圖3-3b)飛機(jī)用動(dòng)力的飛機(jī)用動(dòng)力的航空燃航空燃?xì)廨啓C(jī)；主要產(chǎn)生氣輪機(jī)；主要產(chǎn)生推力推力和拉力和拉力圖圖3-3a)。 地面燃?xì)廨啓C(jī)：要求提供軸功率，所以需要?jiǎng)恿ν钙降孛嫒細(xì)廨啓C(jī)：要求提

11、供軸功率，所以需要?jiǎng)恿ν钙? 單軸式單軸式動(dòng)力透平和燃?xì)馔钙焦潭ㄔ谕桓S上；動(dòng)力透平和燃?xì)馔钙焦潭ㄔ谕桓S上； 分軸式分軸式動(dòng)力透平具有單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)軸：動(dòng)力透平具有單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)軸： 優(yōu)點(diǎn)：燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子和動(dòng)力透平可有不同轉(zhuǎn)速，優(yōu)點(diǎn)：燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)子和動(dòng)力透平可有不同轉(zhuǎn)速，使各部分具有較高的工作效率和較寬的運(yùn)行范圍。使各部分具有較高的工作效率和較寬的運(yùn)行范圍。航空燃?xì)廨啓C(jī)分類(lèi)：根據(jù)用燃?xì)獍l(fā)生器的可用功產(chǎn)航空燃?xì)廨啓C(jī)分類(lèi)：根據(jù)用燃?xì)獍l(fā)生器的可用功產(chǎn)生推力的方法不同分為：生推力的方法不同分為： 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)；渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)； 渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)；渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)； 渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)；渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)； 渦

12、輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)（直升飛機(jī)）渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)（直升飛機(jī)）航空燃?xì)廨啓C(jī)的共同要求：重量輕；用油少；工作航空燃?xì)廨啓C(jī)的共同要求：重量輕；用油少；工作可靠?？煽?。第二節(jié)第二節(jié) 熱力渦輪機(jī)級(jí)的基本理論熱力渦輪機(jī)級(jí)的基本理論 熱力渦輪機(jī)熱力渦輪機(jī)=汽輪機(jī)汽輪機(jī)+燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)一、透平級(jí)的概念一、透平級(jí)的概念1級(jí)的定義：級(jí)的定義： 一列靜葉和一列動(dòng)葉組成的最基本的一列靜葉和一列動(dòng)葉組成的最基本的工作單元，稱(chēng)為透平級(jí)。是透平機(jī)械能量轉(zhuǎn)換的單工作單元，稱(chēng)為透平級(jí)。是透平機(jī)械能量轉(zhuǎn)換的單元。元。2級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換原理：級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換原理： 噴嘴：工質(zhì)在噴嘴中膨脹噴嘴：工質(zhì)在噴嘴中膨脹使其溫度、壓力下降使其溫度、壓力下降速度增

13、加速度增加將熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，獲得高速汽流；將熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，獲得高速汽流；動(dòng)葉：噴嘴出口以很高的汽流噴入動(dòng)葉，動(dòng)葉：噴嘴出口以很高的汽流噴入動(dòng)葉， 經(jīng)動(dòng)葉汽道（葉片）改變流動(dòng)方向，經(jīng)動(dòng)葉汽道（葉片）改變流動(dòng)方向， 此時(shí)，流體轉(zhuǎn)向時(shí)，對(duì)動(dòng)葉產(chǎn)生作用力，此時(shí)，流體轉(zhuǎn)向時(shí)，對(duì)動(dòng)葉產(chǎn)生作用力， 其圓周分力推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，對(duì)外輸出機(jī)械功；其圓周分力推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，對(duì)外輸出機(jī)械功； 而動(dòng)葉對(duì)汽流的反作用，使汽流轉(zhuǎn)向。而動(dòng)葉對(duì)汽流的反作用，使汽流轉(zhuǎn)向。 由此完成動(dòng)能由此完成動(dòng)能機(jī)械能機(jī)械能3反動(dòng)度反動(dòng)度： 當(dāng)汽流在動(dòng)葉汽道中不膨脹加速，只改變流動(dòng)當(dāng)汽流在動(dòng)葉汽道中不膨脹加速，只改變流動(dòng)方向時(shí)，汽流對(duì)汽道產(chǎn)生的作

14、用力（離心力），方向時(shí)，汽流對(duì)汽道產(chǎn)生的作用力（離心力），稱(chēng)為，稱(chēng)為，沖動(dòng)力沖動(dòng)力； 當(dāng)汽流在汽道內(nèi)改變方向的同時(shí)，進(jìn)行膨脹加當(dāng)汽流在汽道內(nèi)改變方向的同時(shí)，進(jìn)行膨脹加速時(shí)，則加速的汽流流出流道時(shí)，對(duì)動(dòng)葉柵產(chǎn)生速時(shí)，則加速的汽流流出流道時(shí)，對(duì)動(dòng)葉柵產(chǎn)生與汽流流出方向相反的反作用力，此力稱(chēng)為與汽流流出方向相反的反作用力，此力稱(chēng)為反動(dòng)反動(dòng)力力。表示動(dòng)葉汽道內(nèi)的汽流膨脹程度；表示動(dòng)葉汽道內(nèi)的汽流膨脹程度；定義：定義： ：動(dòng)葉汽道內(nèi)膨脹時(shí)：動(dòng)葉汽道內(nèi)膨脹時(shí) 的理想焓降；的理想焓降； ：整個(gè)級(jí)的滯止理想：整個(gè)級(jí)的滯止理想 焓降；焓降； ：噴嘴中的滯止理想：噴嘴中的滯止理想 焓降。（對(duì)噴嘴進(jìn)出口）。焓降。（

15、對(duì)噴嘴進(jìn)出口）。bhnhbhthbhm*bh*th*nh4級(jí)的分類(lèi)級(jí)的分類(lèi)按蒸汽在級(jí)內(nèi)膨脹程度分為沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)。按蒸汽在級(jí)內(nèi)膨脹程度分為沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)。1 1）沖動(dòng)級(jí)沖動(dòng)級(jí)a a）純沖動(dòng)級(jí)：純沖動(dòng)級(jí)： 的級(jí)的級(jí)特點(diǎn)：汽流只在噴嘴中膨脹。動(dòng)葉柵中不膨脹，只特點(diǎn)：汽流只在噴嘴中膨脹。動(dòng)葉柵中不膨脹，只改變流動(dòng)方向；改變流動(dòng)方向； 動(dòng)葉柵進(jìn)出口壓力相等動(dòng)葉柵進(jìn)出口壓力相等,p1=p2,p1=p2， 作功能力大，效率低作功能力大，效率低b b）帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)：）帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)： ，應(yīng)用廣泛。，應(yīng)用廣泛。 特點(diǎn)：蒸汽大部分在噴嘴中膨脹特點(diǎn)：蒸汽大部分在噴嘴中膨脹 兼?zhèn)錄_動(dòng)級(jí)作功能力大和反動(dòng)級(jí)效率高

16、的特點(diǎn)。兼?zhèn)錄_動(dòng)級(jí)作功能力大和反動(dòng)級(jí)效率高的特點(diǎn)。0m0bh*tnhh21pp bhnh20. 005. 0mc）復(fù)速級(jí)：由一列）復(fù)速級(jí)：由一列靜葉柵靜葉柵，兩列，兩列動(dòng)葉柵動(dòng)葉柵，一列固，一列固定定導(dǎo)向葉柵導(dǎo)向葉柵組成。組成。 導(dǎo)向葉柵在兩列動(dòng)葉柵之間，將前一列動(dòng)葉柵導(dǎo)向葉柵在兩列動(dòng)葉柵之間，將前一列動(dòng)葉柵出口的汽流方向改變?yōu)榈诙袆?dòng)葉柵的進(jìn)汽方向，出口的汽流方向改變?yōu)榈诙袆?dòng)葉柵的進(jìn)汽方向，使工質(zhì)繼續(xù)作功；以充分利用工質(zhì)的能量。使工質(zhì)繼續(xù)作功；以充分利用工質(zhì)的能量。 為提高復(fù)速級(jí)的效率，可采用一定的反動(dòng)度。為提高復(fù)速級(jí)的效率，可采用一定的反動(dòng)度。2）反動(dòng)級(jí)：）反動(dòng)級(jí)： 的級(jí)。的級(jí)。 特點(diǎn)：

17、蒸汽的膨脹一半在噴嘴葉柵中進(jìn)特點(diǎn)：蒸汽的膨脹一半在噴嘴葉柵中進(jìn)行。另一半在動(dòng)葉柵中進(jìn)行；行。另一半在動(dòng)葉柵中進(jìn)行； ， ； 效率比沖動(dòng)級(jí)高，但作功能力較小。效率比沖動(dòng)級(jí)高，但作功能力較小。5 . 0m21pp *5 . 0*thnhbh二、級(jí)內(nèi)的工作過(guò)程二、級(jí)內(nèi)的工作過(guò)程（一）（一）基本方程基本方程汽輪機(jī)級(jí)的熱力計(jì)算，可用可壓縮流體一維流動(dòng)方程。汽輪機(jī)級(jí)的熱力計(jì)算，可用可壓縮流體一維流動(dòng)方程。即即1狀態(tài)方程：當(dāng)蒸汽處于過(guò)熱狀態(tài)，遠(yuǎn)離飽和線時(shí)，狀態(tài)方程：當(dāng)蒸汽處于過(guò)熱狀態(tài)，遠(yuǎn)離飽和線時(shí)， 對(duì)過(guò)熱蒸汽狀態(tài)：也可以表示為對(duì)過(guò)熱蒸汽狀態(tài)：也可以表示為 當(dāng)蒸汽從過(guò)熱區(qū)膨脹過(guò)渡到濕蒸汽區(qū)時(shí)，采用水蒸氣當(dāng)蒸

18、汽從過(guò)熱區(qū)膨脹過(guò)渡到濕蒸汽區(qū)時(shí)，采用水蒸氣表或表或hs圖；圖；RTpTpch constpkkh1對(duì)等熵過(guò)程對(duì)等熵過(guò)程： 過(guò)熱蒸汽：過(guò)熱蒸汽： 濕蒸汽：濕蒸汽： x x：膨脹初期蒸汽干度；：膨脹初期蒸汽干度； 空氣：空氣： ；燃?xì)猓?；燃?xì)猓篶onstkp3 . 1kxk1 . 0035. 14 . 1k35. 133. 1k2連續(xù)方程連續(xù)方程穩(wěn)定流動(dòng)連續(xù)方程：（穩(wěn)定工況）流量穩(wěn)定流動(dòng)連續(xù)方程：（穩(wěn)定工況）流量qm一定，一定，即即微分形式：微分形式： 表示一維流動(dòng)時(shí)密度、速度、截面積之間的變化規(guī)表示一維流動(dòng)時(shí)密度、速度、截面積之間的變化規(guī)律。律。constmqcA0dcdcAdA3。能量方程。能

19、量方程 熱一定律的應(yīng)用，對(duì)穩(wěn)定流動(dòng)，忽略勢(shì)能時(shí)，熱一定律的應(yīng)用，對(duì)穩(wěn)定流動(dòng)，忽略勢(shì)能時(shí)，對(duì)蒸汽進(jìn)、出口狀態(tài)，有能量轉(zhuǎn)換關(guān)系對(duì)蒸汽進(jìn)、出口狀態(tài)，有能量轉(zhuǎn)換關(guān)系： 對(duì)靜葉柵，絕熱，不作功，所以對(duì)靜葉柵，絕熱，不作功，所以 即沿流線總焓不變。即沿流線總焓不變。wchqch221122000*dh4運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)方程 表示速度與壓力變化關(guān)系。表示速度與壓力變化關(guān)系。 對(duì)一維等熵流動(dòng)，由能量方程和熱一定律對(duì)一維等熵流動(dòng)，由能量方程和熱一定律 能量：能量： 熱一律（可逆）：熱一律（可逆）： 有有 由絕熱條件：由絕熱條件： ，代入后，積分得，代入后，積分得)2(21cddhdqdpdhdqcdcdpconst

20、kpkkpppkkctc101100122021 意義：已知進(jìn)口截面狀態(tài)參數(shù)，及出口截面背壓，可求得出意義：已知進(jìn)口截面狀態(tài)參數(shù)，及出口截面背壓，可求得出口截面汽流的理想速度。口截面汽流的理想速度。 （二）（二） 工質(zhì)在噴嘴中的膨脹過(guò)程工質(zhì)在噴嘴中的膨脹過(guò)程1. 噴嘴中的汽流速度噴嘴中的汽流速度 1）噴嘴出口處的汽流理想速度）噴嘴出口處的汽流理想速度 噴嘴入口處蒸汽的狀態(tài)：噴嘴入口處蒸汽的狀態(tài)： ；噴嘴內(nèi)等熵膨脹，則噴嘴；噴嘴內(nèi)等熵膨脹，則噴嘴出口處汽流理想速度為，由能量方程出口處汽流理想速度為，由能量方程 ：噴嘴的理想焓降。用滯止焓表示時(shí)：噴嘴的理想焓降。用滯止焓表示時(shí)：0,0,0ctp20

21、2201021cnhcthhtcthhnh10*21*02201021nhthhcthhtc2） 噴嘴出口的汽流實(shí)際速度噴嘴出口的汽流實(shí)際速度 一般蒸汽有粘性，所以實(shí)際速度一般蒸汽有粘性，所以實(shí)際速度 ，即流動(dòng)中有損失。，即流動(dòng)中有損失。 損失程度常用損失程度常用速度系數(shù)速度系數(shù)j表示，即：表示，即： 速度系數(shù)速度系數(shù)j與動(dòng)能損失與動(dòng)能損失 之間的關(guān)系：之間的關(guān)系： 流動(dòng)過(guò)程絕熱，故損失的動(dòng)能流動(dòng)過(guò)程絕熱，故損失的動(dòng)能熱能加熱蒸汽本身，使蒸汽熱能加熱蒸汽本身，使蒸汽出口實(shí)際比焓大于理想比焓。熵增加。出口實(shí)際比焓大于理想比焓。熵增加。tcc11*211nhtccnh*)21 (221221nhc

22、tcnh 3) 影響影響j的因數(shù)：的因數(shù)： 噴嘴高度、葉型、汽道形狀、表面粗糙度、前后壓力噴嘴高度、葉型、汽道形狀、表面粗糙度、前后壓力等。等。 噴嘴高度影響最大，噴嘴高度影響最大， 一般取一般取 l075mm 時(shí)，時(shí)， 98. 096.02蒸汽在噴嘴斜切部分中的膨脹蒸汽在噴嘴斜切部分中的膨脹 由噴嘴結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和流動(dòng)特點(diǎn)，在噴嘴出口處形成由噴嘴結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和流動(dòng)特點(diǎn)，在噴嘴出口處形成汽流斜切部分，直接汽流斜切部分，直接影響出口速度及方向影響出口速度及方向；即影；即影響汽流進(jìn)入動(dòng)葉特性。響汽流進(jìn)入動(dòng)葉特性。 偏角偏角當(dāng)出口截面上的當(dāng)出口截面上的壓力比壓力比 臨界壓比臨界壓比時(shí)：時(shí)： 噴嘴喉部斷面噴嘴喉

23、部斷面AB上的上的流速流速聲速聲速； 此時(shí)出口斷面無(wú)膨脹波，噴嘴出汽角此時(shí)出口斷面無(wú)膨脹波，噴嘴出汽角 1為：為： 當(dāng)噴嘴出口斷面上的當(dāng)噴嘴出口斷面上的壓力比壓力比AD面合力；使汽流繞面合力；使汽流繞A點(diǎn)偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度點(diǎn)偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度 。 當(dāng)已知噴嘴壓力比當(dāng)已知噴嘴壓力比 、蒸汽等熵指數(shù)、蒸汽等熵指數(shù)k 、噴嘴出汽角噴嘴出汽角1，則由，則由 計(jì)算求得偏轉(zhuǎn)角計(jì)算求得偏轉(zhuǎn)角1nkknknkkkk1111111121sin11sin（三）工質(zhì)在動(dòng)葉柵中的流動(dòng)和速度三角形（三）工質(zhì)在動(dòng)葉柵中的流動(dòng)和速度三角形1速度三角形速度三角形動(dòng)葉柵的圓周速度：動(dòng)葉柵的圓周速度： ; dm:平均直徑；平均直徑；汽流對(duì)動(dòng)

24、葉柵的相對(duì)速度：汽流對(duì)動(dòng)葉柵的相對(duì)速度：w1 進(jìn)入動(dòng)葉柵的汽流絕對(duì)速度：進(jìn)入動(dòng)葉柵的汽流絕對(duì)速度：c1,則則 此矢量關(guān)系用圖表示，此矢量關(guān)系用圖表示，就是速度三角形就是速度三角形:60nmduucw11cuw2實(shí)際動(dòng)葉柵相對(duì)速度實(shí)際動(dòng)葉柵相對(duì)速度 動(dòng)葉柵實(shí)際入口相對(duì)三個(gè)速度：動(dòng)葉柵實(shí)際入口相對(duì)三個(gè)速度： 動(dòng)葉柵進(jìn)汽角：動(dòng)葉柵進(jìn)汽角： 同理，由動(dòng)葉柵實(shí)際出口速度三角形：同理，由動(dòng)葉柵實(shí)際出口速度三角形：出口絕對(duì)速度：出口絕對(duì)速度： 出汽角：出汽角： 葉柵出口角：葉柵出口角：1cos122211ucucw11sin1arcsin1wc)2180cos(222222uwuwc2)2180(2arcs

25、in2csianw22sin2arcsin*2wc3動(dòng)葉柵出口汽流理想速度動(dòng)葉柵出口汽流理想速度動(dòng)葉柵出口汽流理想速度：不考慮動(dòng)葉損失時(shí)，動(dòng)葉柵出口汽流理想速度：不考慮動(dòng)葉損失時(shí)， 由于動(dòng)葉柵內(nèi)部流動(dòng)損失，由于動(dòng)葉柵內(nèi)部流動(dòng)損失，一般，一般， ； 即即 *221*2212122bhwthmwthhtwtww22*222bhtww動(dòng)葉柵速度損失系數(shù)動(dòng)葉柵速度損失系數(shù)4動(dòng)葉柵速度系數(shù)與能量損失之間的關(guān)系動(dòng)葉柵速度系數(shù)與能量損失之間的關(guān)系 主要與葉型、反動(dòng)度、表面粗糙度有關(guān)。主要與葉型、反動(dòng)度、表面粗糙度有關(guān)。一般取一般取 =0.850.95。*)21 ()2222(21bhwtwbh第三節(jié)第三節(jié)

26、渦輪機(jī)級(jí)的損失和效率渦輪機(jī)級(jí)的損失和效率一、蒸汽作用在動(dòng)葉上的力和輪軸功一、蒸汽作用在動(dòng)葉上的力和輪軸功蒸汽流過(guò)動(dòng)葉時(shí)，汽流作用在動(dòng)葉上的力，分解為蒸汽流過(guò)動(dòng)葉時(shí)，汽流作用在動(dòng)葉上的力，分解為動(dòng)葉片上的周向力和軸向力；即：動(dòng)葉片上的周向力和軸向力；即： 輪軸功：?jiǎn)挝粫r(shí)間汽流對(duì)動(dòng)葉片所作的功，輪軸功：?jiǎn)挝粫r(shí)間汽流對(duì)動(dòng)葉片所作的功，即：即： 由沖量式：由沖量式：22zFuFbFuPuFPuu)coscos(2211ccmtFu)coscos(2211ccqFmu所以，所以， 此式表明，當(dāng)此式表明，當(dāng)qm=1kg/s=1kg/s時(shí)，表示時(shí)，表示1kg1kg蒸汽所產(chǎn)生蒸汽所產(chǎn)生的有效功，即級(jí)的作功能力

27、：的有效功，即級(jí)的作功能力： 因因 ； 所以，由速度三角形所以，由速度三角形（圖圖3-103-10）)coscos(2211ccuquFPmuu)coscos(22111ccuPu1111coscoswuc222coswuc)coscos()coscos(*221122111wwuwwuPu表明級(jí)的作功能力表明級(jí)的作功能力 ，與進(jìn)，與進(jìn)/出汽角出汽角 （ ）有關(guān)）有關(guān);沖動(dòng)級(jí)動(dòng)葉片的沖動(dòng)級(jí)動(dòng)葉片的 、 值均較小，故作功能力較大值均較小，故作功能力較大;而反動(dòng)級(jí)動(dòng)葉片的而反動(dòng)級(jí)動(dòng)葉片的 和和 角均沖動(dòng)級(jí)大，所以其作角均沖動(dòng)級(jí)大，所以其作功能力較小。功能力較小。 由速度三角形：由速度三角形： 即蒸

28、汽在動(dòng)葉柵中作功后，以絕對(duì)速度離開(kāi)動(dòng)葉。即蒸汽在動(dòng)葉柵中作功后，以絕對(duì)速度離開(kāi)動(dòng)葉。1uP21,*21*21*2 21212222211wwccPu故動(dòng)能故動(dòng)能 未能利用而損失，稱(chēng)為級(jí)的余速損失未能利用而損失，稱(chēng)為級(jí)的余速損失即即為了節(jié)能利用余速，采用多級(jí)汽輪，一般余速利用為了節(jié)能利用余速，采用多級(jí)汽輪，一般余速利用系數(shù)系數(shù) 表示余速的利用程度。表示余速的利用程度。則，下一級(jí)利用的余速能量：則，下一級(jí)利用的余速能量： 設(shè)進(jìn)入噴嘴的初速度設(shè)進(jìn)入噴嘴的初速度c0 ，噴嘴的余速利用：噴嘴的余速利用：222c2ch2222chc1022211ch220000chc級(jí)的輪周有效比焓：級(jí)的輪周有效比焓：

29、進(jìn)入級(jí)的可用能：進(jìn)入級(jí)的可用能： 其中，噴嘴的損失：其中，噴嘴的損失： 動(dòng)葉柵的損失：動(dòng)葉柵的損失： 級(jí)的余速損失：級(jí)的余速損失： 22200cbntuhhhhchthc2200nhbh2ch二、級(jí)的輪周效率與最佳速度比二、級(jí)的輪周效率與最佳速度比 1） 輪周效率：級(jí)所發(fā)出的輪周功率和工質(zhì)在級(jí)中所具有的理輪周效率：級(jí)所發(fā)出的輪周功率和工質(zhì)在級(jí)中所具有的理想能量之比；即想能量之比；即 其中，其中， 從能量損失角度：級(jí)中的能量損失：從能量損失角度：級(jí)中的能量損失： 所以，所以， 用損失系數(shù)來(lái)表示。用損失系數(shù)來(lái)表示。01EPuu21*0cthhE2,cbnhhh0*2Ehhhhcbntu2)1 (1

30、1cbn速動(dòng)能：下一級(jí)噴嘴的進(jìn)口初21ch 損失系數(shù)損失系數(shù) ：取決于速度系數(shù)：取決于速度系數(shù) ； 而而 ：取決于葉型結(jié)構(gòu)，一定葉型：取決于葉型結(jié)構(gòu)，一定葉型 為常數(shù)；為常數(shù)； ：取決于：取決于c2 。 所以，所以，提高級(jí)輪周效率的途徑：降低提高級(jí)輪周效率的途徑：降低 c2 。 對(duì)一定的動(dòng)葉入口速度對(duì)一定的動(dòng)葉入口速度c1，通過(guò)輪周速度通過(guò)輪周速度u，來(lái)調(diào)整來(lái)調(diào)整c2；當(dāng)出汽角當(dāng)出汽角 時(shí)，時(shí)，c2最小，最小， 最小。最小。 bn,2c 9022222chcuuc1c2w1=w21290uuc1c2w1=w21290uuc1c2w1=w21290圖圖3-143-142）影響因數(shù)及提高效率的途徑

31、：）影響因數(shù)及提高效率的途徑：3) 最佳速度比最佳速度比：使：使c2最小的入口速度和圓周速度之比，最小的入口速度和圓周速度之比， 即即 直接影響汽輪機(jī)直接影響汽輪機(jī)輪周效率和作功能力輪周效率和作功能力的重要特性參數(shù)。的重要特性參數(shù)。 4）速度比與輪周效率的關(guān)系：不同情況而不同速度比與輪周效率的關(guān)系：不同情況而不同1純沖動(dòng)級(jí)的輪周效率和最佳速度比：純沖動(dòng)級(jí)的輪周效率和最佳速度比：a）不考慮余速利用時(shí)：不考慮余速利用時(shí)：圖圖3-15min112ccux1*21112coscos1)(cos2xxux1的變化范圍：的變化范圍：最佳速度比：使，最佳速度比：使， 即即 即，即， 11cos0 x01dx

32、du0)2(coscoscos12111*221xdxdu0coscos121*220)2(cos11x2cos)(11opx由于實(shí)際中，由于實(shí)際中，c1不易測(cè)得，所以常用不易測(cè)得，所以常用 代替。代替。此時(shí)，此時(shí)， *2tahc*111*222tnataahhxcccuhucuxbnbtbmhhhhh*mmbnhh)1 (*)1 ()1 (*mtbmmtnhhhh注：注：c1和和ca的區(qū)別的區(qū)別所以所以，對(duì)純沖動(dòng)級(jí)對(duì)純沖動(dòng)級(jí) ：最佳速度比為：最佳速度比為：當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，b）考慮余速利用時(shí)：輪周效率的表達(dá)式復(fù)雜，考慮余速利用時(shí)：輪周效率的表達(dá)式復(fù)雜， 計(jì)算結(jié)果，當(dāng)計(jì)算結(jié)果，當(dāng) 時(shí)，時(shí)，對(duì)對(duì) 的

33、沖動(dòng)級(jí)，的沖動(dòng)級(jí)， 的沖動(dòng)級(jí)，的沖動(dòng)級(jí)，即即 提高下一級(jí)余速動(dòng)能的利用程度，可提高最佳速度比。提高下一級(jí)余速動(dòng)能的利用程度，可提高最佳速度比。)1 (1maaxcux0m1xxa2cos11opopaxx2011,97. 0148. 0045opax14,90. 0,96. 0111585. 0opax0147. 0opax2. 反動(dòng)度對(duì)最佳速度比的影響：反動(dòng)度對(duì)最佳速度比的影響：當(dāng)當(dāng) 的沖動(dòng)級(jí)，的沖動(dòng)級(jí)， =0.480.52； 3復(fù)速級(jí)復(fù)速級(jí)采用復(fù)速級(jí)的原因：采用復(fù)速級(jí)的原因： 若要減少整機(jī)的級(jí)數(shù)，必須增大一級(jí)內(nèi)能利用的比焓降；若要減少整機(jī)的級(jí)數(shù)，必須增大一級(jí)內(nèi)能利用的比焓降；但隨級(jí)的比焓降

34、增大，在一定但隨級(jí)的比焓降增大，在一定u下，下，x1減小，余速損失增減小，余速損失增大，使大，使hu降低；所以用復(fù)速級(jí)。降低；所以用復(fù)速級(jí)。20. 005. 0mopaxw2uc2w2uc2w1uc111112222c1uw1復(fù)速級(jí)的速度三角形圖復(fù)速級(jí)的速度三角形圖（圖（圖3-16）復(fù)速級(jí)的輪周效率：復(fù)速級(jí)的輪周效率： 最佳速度比：最佳速度比：4反動(dòng)級(jí)：反動(dòng)級(jí)： 反動(dòng)級(jí)的反動(dòng)級(jí)的 ，設(shè)靜葉和動(dòng)葉的葉型相同，設(shè)靜葉和動(dòng)葉的葉型相同， 則則 所以，所以， 最佳速度比：最佳速度比： 或或 )2cos(8)2(cos811112aauxxxx4cos4cos111opaopxx；或5 . 0m,*21

35、*2101221,cwcwc11cos)(opx11cos2cos)(2121opax當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 特點(diǎn)：特點(diǎn)：反動(dòng)級(jí)輪周效率在最大速度比附近變化平反動(dòng)級(jí)輪周效率在最大速度比附近變化平 坦，所以，常用于變工況機(jī)組坦，所以，常用于變工況機(jī)組。16. 011,2021n,94. 01opx65. 0opax三、級(jí)內(nèi)損失和級(jí)的效率三、級(jí)內(nèi)損失和級(jí)的效率1汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失：包括：汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失：包括： 、 、 之外之外葉高損失葉高損失: 扇形損失扇形損失 : 葉輪摩擦損失葉輪摩擦損失: 部分進(jìn)氣損失部分進(jìn)氣損失: 漏汽損失漏汽損失: 濕汽損失濕汽損失: nhbh2chLhh

36、fhehhxh隨葉高的流動(dòng)損失；葉片級(jí)軸向間隙中產(chǎn)隨葉高的流動(dòng)損失；葉片級(jí)軸向間隙中產(chǎn)生的徑向流動(dòng)損失生的徑向流動(dòng)損失蒸汽微團(tuán)間，蒸汽微團(tuán)間，蒸汽與葉輪間的摩擦；蒸汽與葉輪間的摩擦；間隙處蒸汽旋轉(zhuǎn)速度不同間隙處蒸汽旋轉(zhuǎn)速度不同產(chǎn)生旋渦產(chǎn)生旋渦鼓風(fēng)損失：鼓風(fēng)損失：軸向間隙處不工作蒸汽從軸向間隙處不工作蒸汽從葉輪的一側(cè)鼓到另一側(cè)產(chǎn)生耗功損失葉輪的一側(cè)鼓到另一側(cè)產(chǎn)生耗功損失弧段斥汽損失：弧段斥汽損失：排斥并加速停滯汽道排斥并加速停滯汽道內(nèi)蒸汽的損失內(nèi)蒸汽的損失+漏損漏損+吸氣損失吸氣損失隔板汽封間隙處，動(dòng)葉頂部、根部軸隔板汽封間隙處，動(dòng)葉頂部、根部軸向間隙處發(fā)生的漏汽損失。向間隙處發(fā)生的漏汽損失。濕

37、蒸汽流動(dòng)造成的能量損失濕蒸汽流動(dòng)造成的能量損失:濕汽過(guò)熱濕汽過(guò)熱,摩擦，驅(qū)水滴等摩擦，驅(qū)水滴等噴嘴和動(dòng)葉端部損失噴嘴和動(dòng)葉端部損失2汽輪機(jī)級(jí)效率汽輪機(jī)級(jí)效率 當(dāng)級(jí)的進(jìn)汽量為當(dāng)級(jí)的進(jìn)汽量為D1；級(jí)的有效比焓降為級(jí)的有效比焓降為hi時(shí)，時(shí)， 級(jí)的內(nèi)功率為：級(jí)的內(nèi)功率為：級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率為：級(jí)的有效比焓降與級(jí)的理論比級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率為：級(jí)的有效比焓降與級(jí)的理論比焓降之比。即：當(dāng)余速被下一級(jí)部分利用時(shí)：焓降之比。即：當(dāng)余速被下一級(jí)部分利用時(shí)： 36001iihDP221*1*0)1 (ctcxeflbntirihhhhhhhhhhhhEh6大損失 當(dāng)余速未利用時(shí)，當(dāng)余速未利用時(shí)， 表明級(jí)的能量轉(zhuǎn)換的完善程

38、度，是衡量汽輪機(jī)的表明級(jí)的能量轉(zhuǎn)換的完善程度，是衡量汽輪機(jī)的重要經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。重要經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 *01, 0thE*02tcxeflbntirihhhhhhhhhhhEh第四節(jié)第四節(jié) 多級(jí)渦輪機(jī)多級(jí)渦輪機(jī) 一、多級(jí)渦輪機(jī)的熱力過(guò)程一、多級(jí)渦輪機(jī)的熱力過(guò)程1）必要性）必要性汽輪機(jī)工作條件：初壓：汽輪機(jī)工作條件：初壓：23.5Mpa左右；左右；背壓：真空度背壓：真空度0.0034Mpa下工作；下工作； 理想比焓降：達(dá)理想比焓降：達(dá)10001600kJ/kg； 從經(jīng)濟(jì)性角度：葉片平均直徑處圓周速度：從經(jīng)濟(jì)性角度：葉片平均直徑處圓周速度：1000m/s 汽流的馬赫數(shù)：汽流的馬赫數(shù)：Ma=33.5。要保證

39、在最佳速度比工作時(shí)，避免單級(jí)的要保證在最佳速度比工作時(shí)，避免單級(jí)的圓周速度圓周速度超過(guò)材料的極限強(qiáng)度超過(guò)材料的極限強(qiáng)度；采用多級(jí)汽輪機(jī)。；采用多級(jí)汽輪機(jī)。2） 多級(jí)汽輪機(jī)多級(jí)汽輪機(jī) 蒸汽在依次連接的多級(jí)中相繼作功；十多級(jí)每蒸汽在依次連接的多級(jí)中相繼作功；十多級(jí)每一級(jí)只利用整個(gè)汽輪機(jī)比焓降中的一小部分；一級(jí)只利用整個(gè)汽輪機(jī)比焓降中的一小部分； 高壓、中壓部分的級(jí)、葉片的圓周速度：高壓、中壓部分的級(jí)、葉片的圓周速度：120250m/s； 低壓缸末幾級(jí)圓周速度：低壓缸末幾級(jí)圓周速度：350450m/s； 對(duì)多數(shù)的級(jí)汽流的馬赫數(shù)：對(duì)多數(shù)的級(jí)汽流的馬赫數(shù)：Ma1； 級(jí)速比接近最佳速度比；級(jí)速比接近最佳速

40、度比； 汽輪機(jī)的輸出功率汽輪機(jī)的輸出功率=各級(jí)功率之和。各級(jí)功率之和。 3）多級(jí)汽輪機(jī)熱力過(guò)程）多級(jí)汽輪機(jī)熱力過(guò)程 ：進(jìn)汽節(jié)流過(guò)程：進(jìn)汽節(jié)流過(guò)程 ：各級(jí)實(shí)際膨脹過(guò)程：各級(jí)實(shí)際膨脹過(guò)程 ：排汽節(jié)流過(guò)程：排汽節(jié)流過(guò)程 調(diào)節(jié)閥前狀態(tài)：調(diào)節(jié)閥前狀態(tài)：A0（po，to）；）； 第一級(jí)噴嘴前的狀態(tài)：第一級(jí)噴嘴前的狀態(tài)： （ ）調(diào)節(jié)閥的節(jié)流損失后）調(diào)節(jié)閥的節(jié)流損失后 排氣背壓排氣背壓冷凝器壓力冷凝器壓力 ； 點(diǎn)點(diǎn) 末級(jí)動(dòng)葉排汽時(shí)排汽管壓力損失，所以，末級(jí)動(dòng)葉排汽時(shí)排汽管壓力損失，所以， ； 點(diǎn)點(diǎn) 汽輪機(jī)總理想焓降汽輪機(jī)總理想焓降 ： 級(jí)內(nèi)理想焓降級(jí)內(nèi)理想焓降 ： 有效焓降有效焓降00 AA20 BA22 B

41、B0A00,tpcp2Bccpp2BtH00 BAuHtH00 BA 4）多級(jí)的特點(diǎn)：）多級(jí)的特點(diǎn)：a）單級(jí)焓降小單級(jí)焓降小，提高單機(jī)功率，保證在最佳速比附，提高單機(jī)功率，保證在最佳速比附近工作，提高機(jī)組效率；近工作，提高機(jī)組效率；b）噴嘴出口速度小噴嘴出口速度小，可減小級(jí)的平均直徑，可減小級(jí)的平均直徑提高提高葉片高度，減小葉頂端損失，或增大部分進(jìn)汽度，葉片高度，減小葉頂端損失，或增大部分進(jìn)汽度，減小部分進(jìn)汽損失；減小部分進(jìn)汽損失；c）級(jí)的焓降較小級(jí)的焓降較小，可用漸縮噴嘴，提高噴嘴效率；，可用漸縮噴嘴，提高噴嘴效率；d）蒸汽在汽輪機(jī)中的工作過(guò)程為）蒸汽在汽輪機(jī)中的工作過(guò)程為絕熱過(guò)程絕熱過(guò)程，

42、上一，上一級(jí)損失轉(zhuǎn)為熱能，使進(jìn)入本級(jí)時(shí)溫度升高，故增級(jí)損失轉(zhuǎn)為熱能，使進(jìn)入本級(jí)時(shí)溫度升高，故增大級(jí)的理想焓降大級(jí)的理想焓降 二、重?zé)嵯禂?shù)二、重?zé)嵯禂?shù)表示多級(jí)汽輪機(jī)能量損失中，回收熱能的程度。表示多級(jí)汽輪機(jī)能量損失中，回收熱能的程度。 Q：級(jí)的能量損失中回收的熱能：級(jí)的能量損失中回收的熱能; 級(jí)內(nèi)的能量損失轉(zhuǎn)變成熱能，加級(jí)內(nèi)的能量損失轉(zhuǎn)變成熱能，加熱工質(zhì)，提高級(jí)后蒸汽的焓值。熱工質(zhì)，提高級(jí)后蒸汽的焓值。對(duì)對(duì)n級(jí)汽輪機(jī)：級(jí)汽輪機(jī)： 各級(jí)理想比焓降之和各級(jí)理想比焓降之和=各級(jí)等熵理想比焓降之和各級(jí)等熵理想比焓降之和+各級(jí)回收熱能之和各級(jí)回收熱能之和, 即即 tHQnjtnjjtsnjtQHqhhjj

43、111)1 ()1 (tttHHQH 設(shè)設(shè) 各級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率相等，為各級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率相等，為 ， 則則 各級(jí)實(shí)際比焓降為：各級(jí)實(shí)際比焓降為： 總的級(jí)的實(shí)際比焓降總的級(jí)的實(shí)際比焓降: 整個(gè)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率：整個(gè)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率： rijjtriihhiniinjihhhhj 211trinjtritnttriHhhhhj )1 ()(121)1 (1,ritnjitiTriHhHHj 整機(jī)內(nèi)效率大于各級(jí)的平均內(nèi)效率；但整機(jī)內(nèi)效率大于各級(jí)的平均內(nèi)效率；但 越大，越大， 越小。越小。 因?yàn)椋責(zé)嶂荒芑厥湛倱p失的一部分，不能補(bǔ)因?yàn)椋責(zé)嶂荒芑厥湛倱p失的一部分，不能補(bǔ)償損失的全部。償損失的全部。 重

44、熱系數(shù)的半經(jīng)驗(yàn)公式：重?zé)嵯禂?shù)的半經(jīng)驗(yàn)公式： 在過(guò)熱區(qū)：在過(guò)熱區(qū)：K=0.2；飽和區(qū)：；飽和區(qū)：K=0.12； 部 分 在 過(guò) 熱 區(qū) ， 部 分 在 飽 和 區(qū) 工 作 時(shí)部 分 在 過(guò) 熱 區(qū) ， 部 分 在 飽 和 區(qū) 工 作 時(shí)K=0.140.18。Z：級(jí)數(shù)：級(jí)數(shù) Tri,ZZHKtri17 .418)1 (三、多級(jí)渦輪機(jī)的損失三、多級(jí)渦輪機(jī)的損失多級(jí)渦輪機(jī)除級(jí)內(nèi)損失以外，還有多級(jí)渦輪機(jī)除級(jí)內(nèi)損失以外，還有1） 前后端軸封前后端軸封漏汽損失漏汽損失漏汽原因：旋轉(zhuǎn)件和固定件之間留有間隙，間隙兩端存在壓漏汽原因：旋轉(zhuǎn)件和固定件之間留有間隙，間隙兩端存在壓差而漏汽。差而漏汽。 漏汽不流經(jīng)主流道

45、，不參加作功漏汽不流經(jīng)主流道，不參加作功漏汽損失漏汽損失 防止措施：齒形軸封。密封原理防止措施：齒形軸封。密封原理降低壓差（壓降）降低壓差（壓降） 結(jié)構(gòu)：高低齒與軸上凸肩相錯(cuò)對(duì)應(yīng)，而者之間留有徑向結(jié)構(gòu)：高低齒與軸上凸肩相錯(cuò)對(duì)應(yīng)，而者之間留有徑向環(huán)形齒隙；每?jī)蓚€(gè)齒間形成環(huán)形汽室。環(huán)形齒隙；每?jī)蓚€(gè)齒間形成環(huán)形汽室。汽室內(nèi)的蒸汽流動(dòng)：蒸汽通過(guò)環(huán)形齒隙時(shí)，通道面積減小，汽室內(nèi)的蒸汽流動(dòng)：蒸汽通過(guò)環(huán)形齒隙時(shí)，通道面積減小，速度增大，壓力降低；速度增大，壓力降低； 流入齒后，汽室體積流入齒后，汽室體積突然擴(kuò)大，汽流產(chǎn)生渦突然擴(kuò)大，汽流產(chǎn)生渦流和碰撞，其動(dòng)能全部流和碰撞，其動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換為熱能；使蒸汽焓轉(zhuǎn)換為

46、熱能；使蒸汽焓值得到回復(fù)。值得到回復(fù)。 每個(gè)齒隙只承擔(dān)軸每個(gè)齒隙只承擔(dān)軸封總壓降的一部分。封總壓降的一部分。 2）進(jìn)氣節(jié)流損失）進(jìn)氣節(jié)流損失 進(jìn)氣節(jié)流損失指蒸汽從初狀態(tài)引入第一級(jí)噴嘴之前，進(jìn)氣節(jié)流損失指蒸汽從初狀態(tài)引入第一級(jí)噴嘴之前，流經(jīng)主汽閥、調(diào)節(jié)閥、管道以及蒸汽室時(shí)因壓力損失造流經(jīng)主汽閥、調(diào)節(jié)閥、管道以及蒸汽室時(shí)因壓力損失造成的焓降損失。成的焓降損失。 設(shè)第一級(jí)噴嘴前壓力為設(shè)第一級(jí)噴嘴前壓力為 ，則，則節(jié)流引起的壓力損失節(jié)流引起的壓力損失為：為： 高低壓缸之間用連通管連接時(shí)，因高低壓缸之間用連通管連接時(shí)，因摩擦而造成摩擦而造成的壓力損的壓力損失為失為 ：連通管壓力：連通管壓力 tttHHH

47、 0p0000)05. 003. 0(ppppsssspppp)03. 002. 0(sp3）排汽管壓力損失）排汽管壓力損失 設(shè)冷凝器的靜壓為設(shè)冷凝器的靜壓為 ， 汽輪末級(jí)出口后的靜壓為汽輪末級(jí)出口后的靜壓為 ，排汽管壓力損失主要包括排汽管壓力損失主要包括流動(dòng)摩擦損失和渦流而產(chǎn)生流動(dòng)摩擦損失和渦流而產(chǎn)生的壓降；即：的壓降；即： ：排汽管阻力系數(shù)（：排汽管阻力系數(shù)（0.050.1），）， :排汽管中的汽流速度（排汽管中的汽流速度（80100m/s） cpcpexccexcccpcppp21004）機(jī)械損失）機(jī)械損失 汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)克服徑向軸承、推力軸承的摩擦阻汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)克服徑向軸承、推力軸承的摩

48、擦阻力；力；帶動(dòng)調(diào)速器、主油泵等所消耗的功率帶動(dòng)調(diào)速器、主油泵等所消耗的功率 機(jī)械機(jī)械損失；損失；汽輪機(jī)內(nèi)功率為汽輪機(jī)內(nèi)功率為 ， 則，軸端功率為：則，軸端功率為： 汽輪機(jī)的機(jī)械效率：汽輪機(jī)的機(jī)械效率：axPiPaxiaxPPPiaxiaxaxPPPP15）汽輪機(jī)裝置的效率）汽輪機(jī)裝置的效率 郎肯循環(huán)郎肯循環(huán)：水等壓加熱變?yōu)樗魵獾倪^(guò)程：水等壓加熱變?yōu)樗魵獾倪^(guò)程d-a；（第五章）；（第五章） 水蒸氣在汽輪機(jī)內(nèi)絕熱膨脹過(guò)程水蒸氣在汽輪機(jī)內(nèi)絕熱膨脹過(guò)程a-b； 排出的水蒸氣在冷凝器內(nèi)定壓凝結(jié)為飽和水的過(guò)程排出的水蒸氣在冷凝器內(nèi)定壓凝結(jié)為飽和水的過(guò)程b-c； 水在水泵內(nèi)絕熱壓縮過(guò)程水在水泵內(nèi)絕熱壓

49、縮過(guò)程c-d等構(gòu)成等構(gòu)成 循環(huán)效率：循環(huán)效率： ：水蒸氣初比焓，：水蒸氣初比焓， ：凝結(jié)水比焓。：凝結(jié)水比焓。 a）汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)電效率：）汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)電效率： 相對(duì)電效率：相對(duì)電效率： ctthhH00hchgaxritfwgaxritelahhH0,gaxritelelrHDP0, f e d T s a b c 汽輪機(jī)內(nèi)效率：汽輪機(jī)內(nèi)效率：汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)電效率：汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)電效率：相對(duì)電效率：相對(duì)電效率：汽輪機(jī)機(jī)械效率：汽輪機(jī)機(jī)械效率：)1 (1,ritnjitiTriHhHHjgaxritfwgaxritelahhH0,gaxritelelrHDP0,iaxiaxa

50、xPPPP1 其中，其中， ：發(fā)電機(jī)效率；：發(fā)電機(jī)效率； ：發(fā)電機(jī)線端功率；：發(fā)電機(jī)線端功率； ：流量（：流量（kg/h） ：末級(jí)高壓加熱器出口的給水比焓（采用回：末級(jí)高壓加熱器出口的給水比焓（采用回?zé)嵯到y(tǒng)時(shí)）。熱系統(tǒng)時(shí)）。 b）汽耗率）汽耗率d：每發(fā)：每發(fā)1kwh電所消耗的蒸汽量；電所消耗的蒸汽量； 只用于同類(lèi)型機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性比較。只用于同類(lèi)型機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性比較。 c）熱耗率：每發(fā)）熱耗率：每發(fā)1kwh 電所消耗的熱量。電所消耗的熱量。 可用于評(píng)價(jià)不同參數(shù)的汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性?？捎糜谠u(píng)價(jià)不同參數(shù)的汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。 gelP0DfwhelrtelHPDd,03600elaq,3600四、汽輪機(jī)的配

51、汽方式四、汽輪機(jī)的配汽方式 配汽方式配汽方式=汽輪機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)方式，由外界負(fù)荷變化調(diào)節(jié)輸出功。汽輪機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)方式，由外界負(fù)荷變化調(diào)節(jié)輸出功。 兩種基本配汽方式：噴嘴配汽和節(jié)流配汽兩種基本配汽方式：噴嘴配汽和節(jié)流配汽1 噴嘴配汽方式噴嘴配汽方式配汽方法：設(shè)多個(gè)調(diào)節(jié)閥；第一級(jí)為部分進(jìn)汽，并配置若干個(gè)配汽方法：設(shè)多個(gè)調(diào)節(jié)閥；第一級(jí)為部分進(jìn)汽，并配置若干個(gè)噴嘴組；噴嘴組； 調(diào)節(jié)閥數(shù)目調(diào)節(jié)閥數(shù)目=噴嘴組數(shù)目；噴嘴組數(shù)目； 每個(gè)調(diào)節(jié)閥只控制一個(gè)噴嘴組的進(jìn)汽；每個(gè)調(diào)節(jié)閥只控制一個(gè)噴嘴組的進(jìn)汽； 通過(guò)不同調(diào)節(jié)閥的開(kāi)關(guān)控制，改變工作噴嘴數(shù)目，控制進(jìn)入通過(guò)不同調(diào)節(jié)閥的開(kāi)關(guān)控制，改變工作噴嘴數(shù)目，控制進(jìn)入汽輪機(jī)的流量

52、，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)。汽輪機(jī)的流量，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)。因這種汽輪機(jī)的第一級(jí)能改變流通面積，所以稱(chēng)為因這種汽輪機(jī)的第一級(jí)能改變流通面積，所以稱(chēng)為調(diào)節(jié)級(jí)調(diào)節(jié)級(jí)。 配汽方式的特點(diǎn)：配汽方式的特點(diǎn)：1)各閥依次開(kāi)啟（關(guān)閉），各閥依次開(kāi)啟（關(guān)閉），任意工況下，僅一個(gè)閥為部分開(kāi)啟任意工況下，僅一個(gè)閥為部分開(kāi)啟，其余各閥均全開(kāi)（全關(guān)）其余各閥均全開(kāi)（全關(guān)）只有流過(guò)部分開(kāi)啟閥的小部分蒸只有流過(guò)部分開(kāi)啟閥的小部分蒸汽受到汽受到節(jié)流節(jié)流，改善機(jī)組低負(fù)荷的熱經(jīng)濟(jì)性。，改善機(jī)組低負(fù)荷的熱經(jīng)濟(jì)性。2）全開(kāi)閥門(mén)無(wú)節(jié)流，部分開(kāi)閥門(mén)受到節(jié)流，所以）全開(kāi)閥門(mén)無(wú)節(jié)流，部分開(kāi)閥門(mén)受到節(jié)流，所以調(diào)節(jié)級(jí)內(nèi)調(diào)節(jié)級(jí)內(nèi)有有兩股初參數(shù)不同的工作蒸汽，而

53、兩股初參數(shù)不同的工作蒸汽，而級(jí)后壓力相同級(jí)后壓力相同。相當(dāng)于節(jié)相當(dāng)于節(jié)流部分，效率降低流部分，效率降低。3）汽輪機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)前后的壓力和焓降隨之變化。）汽輪機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)前后的壓力和焓降隨之變化。第第1組閥門(mén)全開(kāi)時(shí)壓差最大，焓降也最大，而部分進(jìn)汽最小組閥門(mén)全開(kāi)時(shí)壓差最大，焓降也最大，而部分進(jìn)汽最小調(diào)節(jié)級(jí)調(diào)節(jié)級(jí)葉片應(yīng)力狀態(tài)最差葉片應(yīng)力狀態(tài)最差；調(diào)節(jié)級(jí)后溫度變化幅度較大，；調(diào)節(jié)級(jí)后溫度變化幅度較大，且沿且沿圓周分布不均勻圓周分布不均勻，熱負(fù)荷大，所以，熱負(fù)荷大，所以，噴嘴配汽對(duì)負(fù)荷噴嘴配汽對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性較差變化的適應(yīng)性較差4）隨功率所需蒸汽量）隨功率所需蒸汽量 時(shí)，隨著后一個(gè)閥門(mén)

54、開(kāi)啟，級(jí)后壓力增時(shí)，隨著后一個(gè)閥門(mén)開(kāi)啟，級(jí)后壓力增大，在非臨界狀態(tài)，通過(guò)全閥門(mén)的蒸汽量反而會(huì)降低。大，在非臨界狀態(tài)，通過(guò)全閥門(mén)的蒸汽量反而會(huì)降低。2節(jié)流配汽節(jié)流配汽 根據(jù)汽輪機(jī)負(fù)荷大小，利用調(diào)節(jié)閥直接對(duì)進(jìn)入蒸根據(jù)汽輪機(jī)負(fù)荷大小，利用調(diào)節(jié)閥直接對(duì)進(jìn)入蒸汽節(jié)流，以控制進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量。汽節(jié)流，以控制進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。無(wú)調(diào)節(jié)級(jí)無(wú)調(diào)節(jié)級(jí)，除小功率，除小功率外，汽輪機(jī)外，汽輪機(jī)第一級(jí)均設(shè)計(jì)為全周進(jìn)汽第一級(jí)均設(shè)計(jì)為全周進(jìn)汽，改善第一，改善第一級(jí)動(dòng)葉強(qiáng)度和第一級(jí)后溫度分布不均勻性。級(jí)動(dòng)葉強(qiáng)度和第一級(jí)后溫度分布不均勻性。 缺點(diǎn)：除最大負(fù)荷工況外，調(diào)節(jié)閥均在

55、部分開(kāi)啟缺點(diǎn)：除最大負(fù)荷工況外，調(diào)節(jié)閥均在部分開(kāi)啟狀態(tài)，所以狀態(tài)，所以蒸汽節(jié)流，理想焓降減少，低負(fù)荷時(shí)蒸汽節(jié)流，理想焓降減少，低負(fù)荷時(shí)熱經(jīng)濟(jì)性較差熱經(jīng)濟(jì)性較差。 常用于大功率高參數(shù)機(jī)組。最大負(fù)荷時(shí)經(jīng)濟(jì)性與常用于大功率高參數(shù)機(jī)組。最大負(fù)荷時(shí)經(jīng)濟(jì)性與噴嘴配汽式相近。噴嘴配汽式相近。 五、汽輪機(jī)的工況圖五、汽輪機(jī)的工況圖 汽輪機(jī)工況圖：指汽輪機(jī)組的功率與汽耗量間的關(guān)系曲線。汽輪機(jī)工況圖：指汽輪機(jī)組的功率與汽耗量間的關(guān)系曲線。 節(jié)流調(diào)節(jié)的凝汽式汽輪機(jī)的工況：節(jié)流調(diào)節(jié)的凝汽式汽輪機(jī)的工況： 汽耗特性方程：汽耗特性方程： ：發(fā)電機(jī)組空載汽耗，：發(fā)電機(jī)組空載汽耗， dl ：汽耗率，即增加單位功率所需增加的汽

56、耗量：汽耗率，即增加單位功率所需增加的汽耗量d ellnlPdDDnlD4個(gè)調(diào)節(jié)汽門(mén)系統(tǒng)個(gè)調(diào)節(jié)汽門(mén)系統(tǒng):a點(diǎn)點(diǎn)三個(gè)汽門(mén)全三個(gè)汽門(mén)全開(kāi)，截流損失最小，開(kāi)，截流損失最小，效率最高效率最高d點(diǎn)點(diǎn)四個(gè)汽門(mén)全四個(gè)汽門(mén)全開(kāi)開(kāi)全負(fù)荷全負(fù)荷第五節(jié)第五節(jié) 火箭及噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火箭及噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)一、火箭推進(jìn)概述一、火箭推進(jìn)概述1火箭的運(yùn)動(dòng)與推進(jìn)原理火箭的運(yùn)動(dòng)與推進(jìn)原理直接反作用裝置直接反作用裝置：如火箭等噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，：如火箭等噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)， 特點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器合為一體，特點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器合為一體， 將各種形式的能量轉(zhuǎn)換成射流的動(dòng)能；將各種形式的能量轉(zhuǎn)換成射流的動(dòng)能； 射流產(chǎn)生的反作用力直接作用在發(fā)動(dòng)機(jī)上。射流產(chǎn)生

57、的反作用力直接作用在發(fā)動(dòng)機(jī)上。 間接反作用式裝置間接反作用式裝置：如螺旋槳飛機(jī)，：如螺旋槳飛機(jī)， 特點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器分開(kāi)特點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器分開(kāi); 發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，工質(zhì)為燃料燃燒的產(chǎn)物，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，工質(zhì)為燃料燃燒的產(chǎn)物， 推進(jìn)器作為產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)部件，工質(zhì)為空氣；推進(jìn)器作為產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)部件，工質(zhì)為空氣； 推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)的反作用力作用在推進(jìn)器上。推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)的反作用力作用在推進(jìn)器上。直接反作用噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)：有空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)直接反作用噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)：有空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)1）空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)：由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和）空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)：由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和噴管等組成；

58、噴管等組成；特點(diǎn)：利用周?chē)目諝馔ㄟ^(guò)燃燒產(chǎn)生噴氣射流。特點(diǎn)：利用周?chē)目諝馔ㄟ^(guò)燃燒產(chǎn)生噴氣射流。 圖圖3-27 其理想循環(huán)：進(jìn)汽道和壓氣機(jī)中的定熵壓縮過(guò)程；其理想循環(huán)：進(jìn)汽道和壓氣機(jī)中的定熵壓縮過(guò)程； 燃燒室中的等壓加熱過(guò)程；燃燒室中的等壓加熱過(guò)程； 渦輪和噴管中的定熵膨脹過(guò)程；渦輪和噴管中的定熵膨脹過(guò)程； 對(duì)外等壓放熱過(guò)程。對(duì)外等壓放熱過(guò)程。 只能在只能在大氣層大氣層中推進(jìn)，在真空層中只能靠慣性飛行。中推進(jìn)，在真空層中只能靠慣性飛行。 2）火箭發(fā)動(dòng)機(jī)：發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器合為一體）火箭發(fā)動(dòng)機(jī)：發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)器合為一體 特點(diǎn)：不用周?chē)諝猓挥米陨頂y帶的物質(zhì)，產(chǎn)生特點(diǎn)：不用周?chē)諝猓挥米陨頂y帶的物質(zhì)

59、，產(chǎn)生射流；射流； 所以，在大氣層或在大氣層外都能推進(jìn)。所以，在大氣層或在大氣層外都能推進(jìn)。3）火箭反作用運(yùn)動(dòng)和推力的產(chǎn)生原理）火箭反作用運(yùn)動(dòng)和推力的產(chǎn)生原理火箭燃燒產(chǎn)物是從火箭本身噴出，故在推進(jìn)過(guò)程中火箭燃燒產(chǎn)物是從火箭本身噴出，故在推進(jìn)過(guò)程中火箭是火箭是變質(zhì)量系統(tǒng)變質(zhì)量系統(tǒng)；設(shè)，系統(tǒng)包括噴出的質(zhì)量設(shè)，系統(tǒng)包括噴出的質(zhì)量定質(zhì)量系統(tǒng)，定質(zhì)量系統(tǒng)， 由動(dòng)量定律：系統(tǒng)動(dòng)量變化由動(dòng)量定律：系統(tǒng)動(dòng)量變化=沖量變化沖量變化t 時(shí)刻：系統(tǒng)質(zhì)量為時(shí)刻：系統(tǒng)質(zhì)量為M，速度，速度u；t+dt 時(shí)刻：時(shí)刻： 系統(tǒng)質(zhì)量分為系統(tǒng)質(zhì)量分為火箭質(zhì)量：火箭質(zhì)量： ， 速度：速度： 排出的質(zhì)量：排出的質(zhì)量： 速度：速度：其中

60、，其中， ：每秒噴出的燃燒產(chǎn)物質(zhì)量，：每秒噴出的燃燒產(chǎn)物質(zhì)量， ：燃燒產(chǎn)物相對(duì)火箭的后噴速度：燃燒產(chǎn)物相對(duì)火箭的后噴速度 dtmMtdtdtddtmtedtdtddtdMmte數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)模型：由動(dòng)量定律：由動(dòng)量定律： ：火箭所受外力的矢量和，包括表面靜壓力、氣動(dòng)阻力、：火箭所受外力的矢量和，包括表面靜壓力、氣動(dòng)阻力、重力等重力等 將上式展開(kāi)，略去二階微量，整理后得，將上式展開(kāi)，略去二階微量，整理后得， a）火箭運(yùn)動(dòng)方程）火箭運(yùn)動(dòng)方程：說(shuō)明：相對(duì)說(shuō)明：相對(duì)定質(zhì)量物體運(yùn)動(dòng)方程定質(zhì)量物體運(yùn)動(dòng)方程相比，多了相比，多了 項(xiàng)項(xiàng) ，數(shù)值上，數(shù)值上等于從等于從火箭噴出的燃燒產(chǎn)物的動(dòng)量變化率火箭噴出的燃燒產(chǎn)