華北電力大學汽輪機課件1

1、第一章 汽輪機級的工作原理 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動 第三節(jié) 級的輪軸功率和輪軸效率 第四節(jié) 葉柵的汽動特性 第五節(jié) 級內(nèi)損失和級的相對內(nèi)效率 第六節(jié) 級的熱力設計原理 第七節(jié) 級的熱力計算示例 第八節(jié) 扭葉片級基本工作單元：基本工作單元： 汽輪機的級汽輪機的級一、概述一、概述第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述將蒸汽的熱能將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化成機械功轉(zhuǎn)化成機械功1.1.汽輪機作用：汽輪機作用：通流部分通流部分-汽輪機本體汽輪機本體做功汽流通道做功汽流通道稱為汽輪機的通流部稱為汽輪機的通流部分，它包括主汽門，導管，調(diào)節(jié)汽門，進汽室，各級噴嘴和分，它包括主汽門，導管，調(diào)節(jié)汽門，進汽室，

2、各級噴嘴和動葉及汽輪機的排汽管。動葉及汽輪機的排汽管。-由由一列噴嘴葉柵一列噴嘴葉柵和其后緊鄰的和其后緊鄰的一列動葉柵一列動葉柵構成的工構成的工作單元。工作過程作單元。工作過程第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述2222( (), )c wp t蒸汽熱能蒸汽熱能噴嘴噴嘴(nozzle)(nozzle)降壓增速降壓增速汽流的動能汽流的動能動葉動葉(blade)(blade)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)機械能2. 2.級的工作過程級的工作過程000(, )cp t 噴嘴1111( (), )c wp t 動葉汽流改變速度和方向汽流改變速度和方向 ( (沖動原理沖動原理) )汽流降壓增速汽流降壓增速( (反動原理

3、反動原理) )特征截面或計算截面：噴嘴前：特征截面或計算截面：噴嘴前：0-00-0；噴嘴；噴嘴后（動葉前）后（動葉前） ：1-11-1；動葉后：；動葉后：2-22-2。 注意：參數(shù)下角標與截面號相同。注意：參數(shù)下角標與截面號相同。001122第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述3.3.動葉受力分析動葉受力分析 從噴嘴流出的高速汽流沖擊在汽輪機的動葉上，汽流給動葉從噴嘴流出的高速汽流沖擊在汽輪機的動葉上，汽流給動葉施加了一個施加了一個沖動力沖動力Fi 。 蒸汽在動葉通道內(nèi)膨脹加速，離開動葉通道時，給動葉一蒸汽在動葉通道內(nèi)膨脹加速，離開動葉通道時，給動葉一個與汽流運動方向相反的作用力，稱為個與汽流運動方向相反

4、的作用力，稱為反動力反動力Fr 。 一般情況下，蒸汽在動葉通道一般情況下，蒸汽在動葉通道內(nèi)流動時，一方面給動葉柵一內(nèi)流動時，一方面給動葉柵一個個沖動力沖動力F Fi i的作用，另一方面，的作用，另一方面，在動葉通道內(nèi)繼續(xù)膨脹，給動在動葉通道內(nèi)繼續(xù)膨脹，給動葉柵一個葉柵一個反動力反動力F Fr r的作用，這的作用，這兩個力的方向都不與輪周方向兩個力的方向都不與輪周方向一致，兩個力的合力一致，兩個力的合力F F作用在作用在動葉柵上，其在輪周方向上的動葉柵上，其在輪周方向上的分力分力F Fu u使動葉柵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生。使動葉柵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生。 FzFz為軸向力為軸向力Fz第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述蒸汽膨脹增速

5、的條件蒸汽膨脹增速的條件 有合理的汽流通道結構有合理的汽流通道結構且有一定壓差存在且有一定壓差存在動、靜葉柵幾何參數(shù)動、靜葉柵幾何參數(shù)葉柵節(jié)距葉柵節(jié)距t t葉柵通道進口寬度葉柵通道進口寬度a a葉型弦長葉型弦長b b出口寬度出口寬度a a1 1和和a a2 2葉柵寬度葉柵寬度B B出口邊厚度出口邊厚度前緣點前緣點前額線前額線后緣點后緣點后額線后額線中弧線中弧線幾何進口角幾何進口角汽流進口角汽流進口角幾何出口角幾何出口角汽流出口角汽流出口角葉片安裝角葉片安裝角靜葉靜葉動葉動葉平均直徑平均直徑d dm m，葉片高度葉片高度l l葉片高度葉片高度l ldmt動葉進出口汽流速度三角動葉進出口汽流速度三

6、角形形(a)(a)動靜葉柵汽道示意圖動靜葉柵汽道示意圖 (b)(b)頂點靠攏的速度三角形頂點靠攏的速度三角形汽流的絕對速度汽流的絕對速度60bd nu圓周速度圓周速度 動葉進口速度三角形動葉進口速度三角形 汽流相對速度汽流相對速度 動葉出口速度三角形動葉出口速度三角形1 1表示動葉進口表示動葉進口2 2表示動葉出口表示動葉出口22cwu 11wcu cuw 速度三角形速度三角形w 旋轉(zhuǎn)平面與旋轉(zhuǎn)平面與 的夾角的夾角 旋轉(zhuǎn)平面與旋轉(zhuǎn)平面與 的夾角的夾角c1c11,p h22,p hu1w11u2c2w22(a)(a)速度三角形的參數(shù)關系速度三角形的參數(shù)關系22111111111111222222

7、222222222cossinsinarcsinarccos2cossinsinarcsinarccoswcucucctgwcucwuw uwwtgcwu01h0p0t1.1.熱力過程線熱力過程線-蒸汽在動、靜葉柵蒸汽在動、靜葉柵中膨脹過程在中膨脹過程在h-sh-s圖上的表示。圖上的表示。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述h hs s滯止參數(shù)滯止參數(shù)-相對于葉柵通道速度相對于葉柵通道速度為零的氣流熱力參數(shù)為零的氣流熱力參數(shù)( (假想汽流絕熱假想汽流絕熱等比熵滯止到速度為等比熵滯止到速度為0 0的狀態(tài)）。用的狀態(tài)）。用后上標為后上標為”0”0”來表示。來表示。動葉進口動葉進口噴嘴進口噴嘴進口0 00h20

8、12C+ += =00h00p000ch1pnh1nh20012cCh入口初速動能入口初速動能nh噴嘴損失噴嘴損失1 12p21h2112w2112w0101pbh1th1h2thbh2 22h動葉損失動葉損失bh2ch2222cch余速動能余速動能uh0thth二、熱力過程分析二、熱力過程分析第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述2222cch11nthhh22bthhh001001nthhhhnh理想過程理想過程-可逆的等熵過程?？赡娴牡褥剡^程。實際過程實際過程-不可逆絕熱膨脹過程不可逆絕熱膨脹過程-耗散效應，轉(zhuǎn)換效率低耗散效應，轉(zhuǎn)換效率低于理想過程。于理想過程。部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽芰抠H值）部分動能轉(zhuǎn)

9、變?yōu)闊崮埽芰抠H值） -熱能被蒸汽重新吸收熱能被蒸汽重新吸收-實際過程噴嘴和動葉出口汽流的焓與熵相對理想過程增加，實際過程噴嘴和動葉出口汽流的焓與熵相對理想過程增加，能量轉(zhuǎn)換效率低于理想過程。能量轉(zhuǎn)換效率低于理想過程。噴嘴理想比焓降噴嘴理想比焓降-動葉理想比焓降動葉理想比焓降- - bh噴嘴噴嘴( (或動葉或動葉) )效率效率-實際焓降與理想焓降之比實際焓降與理想焓降之比噴嘴損失噴嘴損失-動葉損失動葉損失-余速損失余速損失-第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述20utnbchhhhh 00tncbhhhh 噴嘴損失、動葉損失、余速損失統(tǒng)稱為級的輪周損失。噴嘴損失、動葉損失、余速損失統(tǒng)稱為級的輪周損失。級的

10、滯止理想比焓降級的滯止理想比焓降1kg1kg蒸汽實際轉(zhuǎn)換為動葉柵上機械功的有效焓降稱為蒸汽實際轉(zhuǎn)換為動葉柵上機械功的有效焓降稱為輪周有效比焓降輪周有效比焓降表征蒸汽在動葉通道中的膨脹程度。定義表征蒸汽在動葉通道中的膨脹程度。定義為動葉中的理想比焓降與級的滯止理想比為動葉中的理想比焓降與級的滯止理想比焓降之比焓降之比, ,級的平均直徑處的反動度用級的平均直徑處的反動度用mm來表示。即來表示。即00bbmtnbhhhhh 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述2.2.級的反動度級的反動度討論說明討論說明 由于由于h-sh-s圖上等壓線沿比熵增方向發(fā)散圖上等壓線沿比熵增方向發(fā)散, ,故嚴格說故嚴格說, , 但由于

11、噴嘴損失很小，因此一般常認為但由于噴嘴損失很小，因此一般常認為00nbthhh 00nbthhh 反動度反動度 沿動葉高度是不相同的：對于較短的直葉片級，用平均反動度沿動葉高度是不相同的：對于較短的直葉片級，用平均反動度mm表示，可不計反動度沿動葉高度的變化；對于長葉片級，在計算不同表示，可不計反動度沿動葉高度的變化；對于長葉片級，在計算不同截面時，必須用相應截面的反動度。截面時，必須用相應截面的反動度。3.3.級的類型和特點級的類型和特點0bhmm, ,汽流在動葉通道中不膨脹。汽流在動葉通道中不膨脹。（1 1）純沖動級）純沖動級結構特點結構特點: :熱力特點熱力特點: :動葉葉型為對稱彎曲，

12、即動葉內(nèi)各流通截面相同；動葉葉型為對稱彎曲，即動葉內(nèi)各流通截面相同；動葉進出口處壓力動葉進出口處壓力P P1 1=P=P2 2和汽流的相對速度和汽流的相對速度w w1 1=w=w2 2相等相等流動特點流動特點: :性能特點：性能特點：做功能力大，但效率較低，損失大。故現(xiàn)已不在做功能力大，但效率較低，損失大。故現(xiàn)已不在采用。采用。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述0.5tnbhhh （2 2）反動級）反動級熱力特點熱力特點: :動靜葉中蒸汽膨脹程度動靜葉中蒸汽膨脹程度( (焓降焓降) )相等相等. .結構特點結構特點: :動、靜葉通道的截面基本相同；動靜葉型相同。動、靜葉通道的截面基本相同；動靜葉型相同。

13、流動特點流動特點: :壓降基本相同，壓降基本相同，c c1 1=w=w2 2. .性能特點：性能特點：做功能力最小，流動效率最高。做功能力最小，流動效率最高。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述（3 3）沖動級）沖動級熱力特點熱力特點: :nbhh 膨脹主要發(fā)生于噴嘴中膨脹主要發(fā)生于噴嘴中, ,為提高流動效率動葉中也有少量膨脹，為提高流動效率動葉中也有少量膨脹，一般一般0.050.050.300.30結構特點結構特點: :動葉通道的彎曲程度小于靜葉；動葉通道的彎曲程度小于靜葉；流動特點流動特點: :動葉中增速小于靜葉動葉中增速小于靜葉. .性能特點：性能特點：相同幾何尺寸下，做功能

14、力比反動級大，流動效率較純沖動相同幾何尺寸下，做功能力比反動級大，流動效率較純沖動級高。級高。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述（4 4）復速級）復速級壓力級和速度級：壓力級和速度級： 按蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子機械按蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子機械能的過程來劃分能的過程來劃分 壓力級：蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子機械能的過程在壓力級：蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子機械能的過程在級內(nèi)只進行一次的級。級內(nèi)只進行一次的級。特點：特點： 這種級在葉輪上只裝一列動葉柵，故又這種級在葉輪上只裝一列動葉柵，故又稱為單列級。稱為單列級。壓力級可以是沖動級，也可以是反動級。壓力級可以是沖動級，也可以是反動級。速度級速度級( (復速級復速級) )：蒸汽動能轉(zhuǎn)

15、變?yōu)檗D(zhuǎn)子機械能的過程在級內(nèi)進行：蒸汽動能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)子機械能的過程在級內(nèi)進行一次以上的級。一次以上的級。說明：目前常用的是進行兩次轉(zhuǎn)換的級，故又稱為雙列速度說明：目前常用的是進行兩次轉(zhuǎn)換的級，故又稱為雙列速度級或復速級，即由固定的噴嘴葉柵、導向葉柵和安裝在同級或復速級，即由固定的噴嘴葉柵、導向葉柵和安裝在同一葉輪上的兩列動葉柵所組成的級。一葉輪上的兩列動葉柵所組成的級。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述汽流在導葉和動葉通道中膨脹較小。汽流在導葉和動葉通道中膨脹較小。熱力特點熱力特點: :結構特點結構特點: :導葉和動葉為等截面通道；導葉和動葉為等截面通道；流動特點流動特點: : 導葉中汽流只轉(zhuǎn)向不加速導葉中

16、汽流只轉(zhuǎn)向不加速. .速度級通常在一級內(nèi)要求承擔很大焓降時采用。如單級汽輪機速度級通常在一級內(nèi)要求承擔很大焓降時采用。如單級汽輪機或作為中、小型多級沖動式汽輪機第一級（調(diào)節(jié)級）?；蜃鳛橹?、小型多級沖動式汽輪機第一級（調(diào)節(jié)級）。性能特點：性能特點：做功能力最大，流動效率最低。做功能力最大，流動效率最低。級的類型和特點級的類型和特點反動度反動度葉片類型葉片類型做功能力做功能力（焓降）（焓降）效率效率純沖動級純沖動級 m m=0=0隔板葉輪型隔板葉輪型較高較高較低較低反動級反動級 轉(zhuǎn)鼓型轉(zhuǎn)鼓型最低最低最高最高沖動級沖動級 m m=0.05=0.050.30.3隔板葉輪型隔板葉輪型較低較低較高較高復速

17、級復速級隔板葉輪型隔板葉輪型最高最高最低最低第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述0.5nbhh 三、級的簡化一元流模型和基本方程式三、級的簡化一元流模型和基本方程式第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述A. A. 蒸汽在級內(nèi)流動分析蒸汽在級內(nèi)流動分析 研究蒸汽膨脹的流動過程，主要是研究葉柵出口的汽流速度、研究蒸汽膨脹的流動過程，主要是研究葉柵出口的汽流速度、 流量與葉柵前后蒸汽參數(shù)及通道截面的關系。流量與葉柵前后蒸汽參數(shù)及通道截面的關系。B.B.簡化的一元流模型簡化的一元流模型基本假設：基本假設：流動是穩(wěn)定的流動是穩(wěn)定的 流動是絕熱的流動是絕熱的流動是一元的流動是一元的 工質(zhì)是理想氣體工質(zhì)是理想氣體C.C.基本方程式基

18、本方程式連續(xù)性方程連續(xù)性方程 G=Ac/v=AG=Ac/v=A1 1c c1 1/v/v1 1微分形式微分形式 0dAdcdvAcv第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 狀態(tài)方程或過程方程狀態(tài)方程或過程方程2200111122qhchcW能量方程能量方程式中：式中：qq每每kgkg蒸汽流過葉柵時從外界吸收的熱量，蒸汽流過葉柵時從外界吸收的熱量，J/kgJ/kg。 W W每每kgkg蒸汽流過葉柵時對外界做出的機械功，蒸汽流過葉柵時對外界做出的機械功，J/kgJ/kg。能量方程的微分形式：運動（動量）方程能量方程的微分形式：運動（動量）方程cdcvdp 式中負號說明流動過程中，壓力和速度是相反方向變化的。式中

19、負號說明流動過程中，壓力和速度是相反方向變化的。蒸汽在某一截面上的各種狀態(tài)參數(shù)之間的關系由狀態(tài)方程式來蒸汽在某一截面上的各種狀態(tài)參數(shù)之間的關系由狀態(tài)方程式來確定，對于理想氣體：確定，對于理想氣體：pv=pv=R RT T，R R 通用氣體常數(shù)，通用氣體常數(shù)， R =461.5J/kgKR =461.5J/kgK第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述過程方程過程方程等比熵過程方程：等比熵過程方程：kpvconstnpvconst式中：式中：k k 為定熵指數(shù)；為定熵指數(shù)； 過熱蒸汽：過熱蒸汽：k=1.3k=1.3； 飽和蒸汽：飽和蒸汽：k=1.135k=1.135； 濕蒸汽：濕蒸汽： k=1.035+0.1x

20、k=1.035+0.1x（x x為過程初態(tài)干度）為過程初態(tài)干度）多變過程方程：多變過程方程：式中：式中：n n 多變過程指數(shù)；多變過程指數(shù)；第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述氣體介質(zhì)中的音速氣體介質(zhì)中的音速 akpvkRT 馬赫數(shù)馬赫數(shù)MaMacMaa1 1 1 超臨界狀態(tài)超臨界狀態(tài)氣體的焓氣體的焓11kkhpvRTkk1. 1.汽輪機級的概念、各種類型及的結構及蒸汽在級內(nèi)能量汽輪機級的概念、各種類型及的結構及蒸汽在級內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換特點。的轉(zhuǎn)換特點。2. 2.蒸汽在動、靜葉柵中熱力過程在蒸汽在動、靜葉柵中熱力過程在h-sh-s圖上的表示。圖上的表示。3. 3.級的反動度含義及表達式。級的反動度含義及表達式

21、。4. 4. 分析級工作過程（蒸汽在級內(nèi)流動過程）的假設與基本分析級工作過程（蒸汽在級內(nèi)流動過程）的假設與基本方程：連續(xù)、能量、過程（狀態(tài)）方程：連續(xù)、能量、過程（狀態(tài)）思考題思考題第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述0h100110000211kktpkcp vkp一、蒸汽在噴嘴中的膨脹過程一、蒸汽在噴嘴中的膨脹過程能量轉(zhuǎn)換：能量轉(zhuǎn)換：熱力勢能熱力勢能汽流動能汽流動能計算分析方法：計算分析方法：先算理想過程，然后用系數(shù)修正到實際過程先算理想過程，然后用系數(shù)修正到實際過程 噴嘴能量方程：噴嘴能量方程：210102()ttchhc0000,pv010/npp將流速表示成與初參數(shù)將流速表示成與初參數(shù) 和前后壓

22、比和前后壓比 的形式。的形式。則有則有000101()1ttkhhR TTk00001 1()1tkp vp vk2112tc2012c00h1th02nh0012()thh202nhc理想過程理想過程第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程npvconst0112tncch22222011111222ttnnccchh第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程11tcc實際過程實際過程蒸汽為粘性流體，流過葉柵通道時產(chǎn)生摩擦，造成動能損失，蒸汽為粘性流體，流過葉柵通道時產(chǎn)生摩擦，造成動能損失，使蒸汽出口速度由使蒸汽出口速

23、度由c c1t 1t減小為減小為c c1 1, ,即即噴嘴速度系數(shù)噴嘴速度系數(shù)工程中，通常采用對等熵絕熱流動作修正的方法來處理實際工程中，通常采用對等熵絕熱流動作修正的方法來處理實際流動，即用實際汽流速度與理想速度的比值表示摩擦損失的影響，流動，即用實際汽流速度與理想速度的比值表示摩擦損失的影響，其比值稱為速度系數(shù)。其比值稱為速度系數(shù)。噴嘴速度系數(shù)噴嘴速度系數(shù)22tww動葉速度系數(shù)動葉速度系數(shù)蒸汽在葉柵通道中為絕熱多變過程蒸汽在葉柵通道中為絕熱多變過程 21nk,1nPP1 1P P1d1d討論：討論：(2)(2)在噴嘴后背壓低于臨界壓力不小于極限膨脹壓力時，斜切部在噴嘴后背壓低于臨界壓力不小

24、于極限膨脹壓力時，斜切部分噴嘴壁面對汽流的膨脹起到約束作用，膨脹產(chǎn)生的壓降能夠分噴嘴壁面對汽流的膨脹起到約束作用，膨脹產(chǎn)生的壓降能夠有效地轉(zhuǎn)化為汽流的動能，達到超音速流動。有效地轉(zhuǎn)化為汽流的動能，達到超音速流動。(1)(1)噴嘴后背壓噴嘴后背壓臨界壓力時，汽流膨脹到喉部就能達到臨界壓力時，汽流膨脹到喉部就能達到完全膨脹，喉部后的斜切部分只起導向作用完全膨脹，喉部后的斜切部分只起導向作用第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程(3(3) )汽流在斜切部分膨脹時，汽流的方向向沒有壁面阻擋的另汽流在斜切部分膨脹時，汽流的方向向沒有壁面阻擋的另一側偏轉(zhuǎn)一個角度一側

25、偏轉(zhuǎn)一個角度 ，叫偏轉(zhuǎn)角。，叫偏轉(zhuǎn)角。喉部：喉部：11111sin()nn nnA cl t cG斜切膨脹出口：斜切膨脹出口：11111sinnccn ncncccA cl t cG,nnnncll GG偏轉(zhuǎn)角計算關系：偏轉(zhuǎn)角計算關系：1 11111sin()sincccc假設流動過程為等熵流動假設流動過程為等熵流動111111121()11sin()sin1kkkknnkkk(4)(4)汽流方向偏轉(zhuǎn)原因：超音速汽流膨脹，比容增大比流汽流方向偏轉(zhuǎn)原因：超音速汽流膨脹，比容增大比流速增大要快，需要漸擴通道速增大要快，需要漸擴通道。201110sinkkdncpp第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽在噴嘴和動葉通道

26、中的流動過程蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程(5)(5)蒸汽在斜切部分的膨脹程度取決于背壓。背壓越低參加膨脹蒸汽在斜切部分的膨脹程度取決于背壓。背壓越低參加膨脹的斜切部分就越大，當特性線的前鋒與的斜切部分就越大，當特性線的前鋒與ACAC重合，斜切部分的重合，斜切部分的膨脹能力全部用完，即斜切部分達到極限膨脹，此時的噴嘴膨脹能力全部用完，即斜切部分達到極限膨脹，此時的噴嘴后壓力稱為后壓力稱為極限膨脹壓力極限膨脹壓力。其后背壓如果繼續(xù)降低，就會出。其后背壓如果繼續(xù)降低，就會出現(xiàn)在斜切部分外發(fā)生膨脹的膨脹不足現(xiàn)象?，F(xiàn)在斜切部分外發(fā)生膨脹的膨脹不足現(xiàn)象。 111極限膨脹壓力與噴嘴出口幾何角極限膨脹壓力

27、與噴嘴出口幾何角 有關，有關， 越小，斜切部分的膨越小，斜切部分的膨脹能力越強，則極限膨脹壓力就越低。理論計算表明：極限膨脹脹能力越強，則極限膨脹壓力就越低。理論計算表明：極限膨脹壓力與壓力與 的關系為的關系為噴嘴極限壓比噴嘴極限壓比1d1d：噴嘴膨脹極限工況對應的噴嘴壓比。：噴嘴膨脹極限工況對應的噴嘴壓比。極限偏轉(zhuǎn)角極限偏轉(zhuǎn)角1d1d：與極限壓力：與極限壓力p p1d1d對應的偏轉(zhuǎn)角。對應的偏轉(zhuǎn)角。馬赫角馬赫角d d： d d=1 1+ + 1d1d結結 論論 漸縮噴嘴斜切部分的膨脹程度遠小于極限膨脹，相應的偏轉(zhuǎn)角漸縮噴嘴斜切部分的膨脹程度遠小于極限膨脹，相應的偏轉(zhuǎn)角也只有也只有1 1-2-

28、2；多數(shù)情況下，微小的汽流偏轉(zhuǎn)角對級的整個工作影響不大，然而多數(shù)情況下，微小的汽流偏轉(zhuǎn)角對級的整個工作影響不大，然而采用漸縮噴嘴代替縮放噴嘴，卻提高了流動效率，并帶來了采用漸縮噴嘴代替縮放噴嘴，卻提高了流動效率，并帶來了設計和制造方面的便利，降低了成本；設計和制造方面的便利，降低了成本；蒸汽在噴嘴斜切部分內(nèi)膨脹時的偏轉(zhuǎn)和極限壓力等概念和公式，蒸汽在噴嘴斜切部分內(nèi)膨脹時的偏轉(zhuǎn)和極限壓力等概念和公式，對動葉柵來說同樣是適用的。對動葉柵來說同樣是適用的。漸縮噴嘴的實用壓比一般在漸縮噴嘴的實用壓比一般在n n = 0.45 = 0.45以上；以上；第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程蒸汽在噴

29、嘴和動葉通道中的流動過程蒸汽通過噴嘴時流動分析小結蒸汽通過噴嘴時流動分析小結第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程當初參數(shù)一定時，逐漸降當初參數(shù)一定時，逐漸降低背壓，出口汽流速度和低背壓，出口汽流速度和流量增大。在背壓降至臨流量增大。在背壓降至臨界壓力時，其后流量不再界壓力時，其后流量不再增大，但出口汽流角偏轉(zhuǎn)增大，但出口汽流角偏轉(zhuǎn)而增大；在背壓降至極限而增大；在背壓降至極限膨脹壓力時，出口汽流速膨脹壓力時，出口汽流速度和出口汽流角不再增大。度和出口汽流角不再增大。第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程在流量和出口

30、汽流角計算在流量和出口汽流角計算時，特別要注意判別是否時，特別要注意判別是否達到臨界。達到臨界。三、蒸汽在動葉通道中的通流能力三、蒸汽在動葉通道中的通流能力202111221122tthwhhw100211012020211211222kktbmtbpkp vkpwhwhwh0222tbwwh22222022211222ttbbwwwhh第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程22tb102/210212()()1kkbtkbtbbbtA wpkGAvkvbbbtGG以相對速度來考察動葉，可以把動葉當作噴嘴以相對速度來考察動葉，可以把動葉當作噴嘴能量方程能

31、量方程動葉出口汽流的理想相對速度動葉出口汽流的理想相對速度實際相對速度實際相對速度動葉損失為動葉損失為動葉理想流量動葉理想流量動葉流量系數(shù)動葉流量系數(shù)實際流量實際流量第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程動葉流量與噴嘴流量的關系：動葉流量與噴嘴流量的關系：動葉動葉根部不吸不漏，且忽略動葉頂部漏汽根部不吸不漏，且忽略動葉頂部漏汽，動葉流量等于動葉流量等于噴嘴流量噴嘴流量2211btbtntntcGAwAGv沖動級：沖動級：2112,ttwcvv2112,ttwcvv反動級：反動級：bAnA略大于略大于蓋度蓋度第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程（

32、思考）蒸汽在噴嘴和動葉通道中的流動過程（思考） 如何計算噴嘴與動葉出口的汽流速度，噴嘴損失與動葉損如何計算噴嘴與動葉出口的汽流速度，噴嘴損失與動葉損失的大小如何確定，為什么速度系數(shù)的平方即為噴嘴效率失的大小如何確定，為什么速度系數(shù)的平方即為噴嘴效率或動葉效率？速度系數(shù)的大小與哪些因素有關？為什么一或動葉效率？速度系數(shù)的大小與哪些因素有關？為什么一些小功率汽輪機的前幾級要采用部分進汽，除了部分進汽些小功率汽輪機的前幾級要采用部分進汽，除了部分進汽還可以采取什么措施增大葉高？還可以采取什么措施增大葉高？ 何為噴嘴的臨界狀態(tài)？臨界速度與流動損失的大小有關嗎？何為噴嘴的臨界狀態(tài)？臨界速度與流動損失的大

33、小有關嗎？噴嘴的壓比與噴嘴的流量有何關系？何為臨界壓比其與噴噴嘴的壓比與噴嘴的流量有何關系？何為臨界壓比其與噴嘴流量有何關系？何為彭臺門系數(shù)，如何計算噴嘴的實際嘴流量有何關系？何為彭臺門系數(shù)，如何計算噴嘴的實際流量？流量系數(shù)在過熱區(qū)和飽和區(qū)一樣嗎？流量？流量系數(shù)在過熱區(qū)和飽和區(qū)一樣嗎？ 斜切部分的膨脹是什么斜切部分的膨脹是什么? ? 為什么蒸汽在斜切部分膨脹時會為什么蒸汽在斜切部分膨脹時會發(fā)生偏轉(zhuǎn)？何為極限膨脹壓力，何為極限壓比？發(fā)生偏轉(zhuǎn)？何為極限膨脹壓力，何為極限壓比？一、蒸汽作用在動葉柵上的力和輪周功率一、蒸汽作用在動葉柵上的力和輪周功率第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪

34、周效率 設設 時間內(nèi)流過動葉的蒸汽時間內(nèi)流過動葉的蒸汽量為量為 ，切向和軸向的動量，切向和軸向的動量變化為：變化為：絕對坐標系：切向絕對坐標系：切向 軸向軸向相對坐標系：切向相對坐標系：切向 軸向軸向作用在動葉上汽流作用在動葉上汽流力，切向力力，切向力F Fu u2211(coscos)m cc2211(sinsin)m cc2211(coscos)m ww2211(sinsin)m wwmt作用在動葉上的汽流力作用在動葉上的汽流力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)機械功的切向力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)機械功的切向力( (又稱輪周力又稱輪周力) )不產(chǎn)生機械功的軸向力不產(chǎn)生機械功的軸向力汽流對動葉的作用力汽流對動葉的作用力FuFu（輪

35、周力）（輪周力）由動量定理求得由動量定理求得用速度三角形關系進行計算用速度三角形關系進行計算11221122(coscos)( coscos)ummFwwcctt12()szzzFFA pp1122112220(coscos)(coscos)/uuutnbcPWu wwu ccGhhhhhkJ kg 11221122(coscos)(coscos)uPGu wwGu cc第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率KWKWkJ/kgkJ/kg軸向軸向12211221(sinsin)( sinsin)szmmFwwcctt作用在動葉上的軸向力應是汽流軸向力和壓差力的總和作用在動葉上

36、的軸向力應是汽流軸向力和壓差力的總和設動葉壓差作用有效面積為設動葉壓差作用有效面積為AzAz，則總的軸向力，則總的軸向力軸向力使汽輪機轉(zhuǎn)子軸向產(chǎn)生移動，故采用軸向推力軸承對轉(zhuǎn)子作軸向力使汽輪機轉(zhuǎn)子軸向產(chǎn)生移動，故采用軸向推力軸承對轉(zhuǎn)子作軸向定位。為減少推力軸承載荷，采用合理的汽缸布置或設置軸向軸向定位。為減少推力軸承載荷，采用合理的汽缸布置或設置軸向力平衡裝置。力平衡裝置。單位時間內(nèi)蒸汽推動葉輪旋轉(zhuǎn)所作出的機械功稱為輪周功率單位時間內(nèi)蒸汽推動葉輪旋轉(zhuǎn)所作出的機械功稱為輪周功率. .輪周功率輪周功率PuPu 1kg1kg蒸汽產(chǎn)生的輪周功蒸汽產(chǎn)生的輪周功WuWu等于級的輪周有效比焓降等于級的輪周有

37、效比焓降hu.hu.11221122(coscos)(coscos)uFG wwG cc12211221(sinsin)( sinsin)szFG wwG cc實質(zhì)是實質(zhì)是1kg1kg蒸汽的輪蒸汽的輪周功率周功率第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率 2222122112uWccww2112c2122c221212()wwuuWh 利用速度三角形的關系，利用速度三角形的關系，得得輪周功的意義輪周功的意義：由噴嘴帶進動葉的蒸汽由噴嘴帶進動葉的蒸汽動能與動葉獲得的蒸汽動能之和，減去動能與動葉獲得的蒸汽動能之和，減去蒸汽離開動葉所帶走的動能。蒸汽離開動葉所帶走的動能。 對于沖動級

38、，由于動葉轉(zhuǎn)折較大，所對于沖動級，由于動葉轉(zhuǎn)折較大，所以以1 1和和2 2較小，做功能力較大；而對于較小，做功能力較大；而對于反動級，由于動葉轉(zhuǎn)折較沖動級小，反動級，由于動葉轉(zhuǎn)折較沖動級小，所以所以1 1和和2 2較大，做功能力較小較大，做功能力較小第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率二、輪周效率二、輪周效率1kg1kg蒸汽所作出的輪周功蒸汽所作出的輪周功WuWu與蒸汽在該級所消與蒸汽在該級所消耗的理想能量耗的理想能量E0E0之比稱為級的輪周效率之比稱為級的輪周效率. .余速利用系數(shù)余速利用系數(shù) -本級余速被下級所利用的份額。本級余速被下級所利用的份額。E E0 0的計算

39、式中：的計算式中：022020112cttccEhhhh 輪周效率輪周效率u u 余速利用系數(shù)余速利用系數(shù)0 0 表示本級利用上一級余速動能的份額表示本級利用上一級余速動能的份額1 1 表示本級余速動能被下一級利用的份額表示本級余速動能被下一級利用的份額多級汽輪機中，本級多級汽輪機中，本級余速動能可被下一余速動能可被下一級部分或全部利級部分或全部利用用,表示其利用表示其利用程度程度本級噴嘴進口的初動能本級噴嘴進口的初動能hc0= 0(hc2)abv, (hc2)abv上一級的余速動上一級的余速動能能; 第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率同理本級的余速損失中同理本級的余速

40、損失中1 1hchc2 2部分是下一級噴嘴的進口部分是下一級噴嘴的進口初速動能，這部分能量將算到下一級，因此，如果不扣去初速動能，這部分能量將算到下一級，因此，如果不扣去1 1hchc2 2，那么，那么1 1hchc2 2將既算在本級理想能量將既算在本級理想能量E E0 0內(nèi)，又算內(nèi)，又算在下級的在下級的E E0 0內(nèi)，這就重復了。內(nèi)，這就重復了。 一般地，調(diào)節(jié)級和排汽級的一般地，調(diào)節(jié)級和排汽級的為零為零, , 抽汽級為抽汽級為0.00.00.50.5，中間級為中間級為1.01.0余速利用系數(shù)余速利用系數(shù)的大小將影響到下一級的滯止狀態(tài)的大小將影響到下一級的滯止狀態(tài)點。點。輪周效率輪周效率u u

41、計算公式的不同形式計算公式的不同形式 定義式定義式0uuwE第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率 速度式：速度式：1122221 22 (coscos)uau cccc02atch式中：式中：c ca a為級的假想理想速度，即假定級的滯止理想為級的假想理想速度，即假定級的滯止理想焓降全部在噴嘴中等比熵膨脹所獲得的理想速度。焓降全部在噴嘴中等比熵膨脹所獲得的理想速度。 能量平衡方式能量平衡方式 能損分析式：用來分析各種輪周損失所占比例較能損分析式：用來分析各種輪周損失所占比例較為方便為方便200tnbcuhhhhE22201101(1)cnbcunbcEhhhhE 第三節(jié)第

42、三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率式中：式中：n n噴嘴損失系數(shù)，噴嘴損失系數(shù)， n n=h=hn n/E/E0 0 b b動葉損失系數(shù)，動葉損失系數(shù)， b b=h=hb b/E/E0 0 c2c2余速損失系數(shù)，余速損失系數(shù)， c2c2=h=hc2c2/E/E0 0結結 論論以速度形式表示的以速度形式表示的u u計算公式，一般用來分析級的輪周計算公式，一般用來分析級的輪周效率與速比之間的關系；而以損失系數(shù)表示的效率與速比之間的關系；而以損失系數(shù)表示的u u計算公計算公式，用來分析各種輪周損失所占比例時較為方便；在進式，用來分析各種輪周損失所占比例時較為方便；在進行級的熱力計算時

43、，可用來互相校核。行級的熱力計算時，可用來互相校核。輪周效率取決于三項損失系數(shù)輪周效率取決于三項損失系數(shù)n、b和和c2， 在噴嘴和動葉在噴嘴和動葉葉型選定后，葉型選定后，和和就基本上確定了，影響輪周效率就基本上確定了，影響輪周效率u的主要因素是余速損失系數(shù)的主要因素是余速損失系數(shù)c2，因此，應減少動葉出口，因此，應減少動葉出口的絕對速度的絕對速度c2，同時提高余速利用系數(shù)。，同時提高余速利用系數(shù)。第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率三、輪周效率與記級的比的關系三、輪周效率與記級的比的關系級的速比級的速比假想速比假想速比-即輪周速度與級假想速度之比即輪周速度與級假想速度之比

44、, ,級假想速度級假想速度-假想假想 在噴嘴中等熵膨脹時得到的出口在噴嘴中等熵膨脹時得到的出口速度速度最佳速比最佳速比-對應最高輪周效率的速比對應最高輪周效率的速比. .11uxcaauxc0th202atch 02atch即即以假想動能的形式表示整以假想動能的形式表示整級滯止理想比焓降級滯止理想比焓降最佳假想速比最佳假想速比-對應最高輪周效率的假想速比對應最高輪周效率的假想速比. .1opx0apx第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率1.1.純沖動級最佳速比純沖動級最佳速比在純沖動級中，在純沖動級中，2122110,mttatwwwww cc 所以即21假設不利用上一級

45、余速，本級余速也不被下一級利用，假設不利用上一級余速，本級余速也不被下一級利用，于是于是0100,tnEhh 從而有0101122112222112112112 (coscos)2 (coscos)cos2cos(1)cosutttu ccu wwccuwc 由速度三角形知由速度三角形知11111111coscos;,tuwcuccxc另外第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率221111cos2(cos)(1)cosuxax分析：分析：影響影響u u的因素有的因素有x x1 1,1 1,1 1,2 2, ,但在一般情況下，但在一般情況下，,1 1,1 1,2 2的值只在很

46、小范圍內(nèi)變化，所以對的值只在很小范圍內(nèi)變化，所以對u u影響最大的因素是影響最大的因素是x x1 1。將以上關系代入，得：將以上關系代入，得：和越大，輪周效率越高，因此應盡量改善葉柵的氣動越大，輪周效率越高，因此應盡量改善葉柵的氣動特性以提高速度系數(shù)特性以提高速度系數(shù)適當減小適當減小 和和 也可以提高輪周效率，但過分減小也可以提高輪周效率，但過分減小 和和 ，由于汽道的彎曲程度增大，流動惡化，使輪周效率降低。由于汽道的彎曲程度增大，流動惡化，使輪周效率降低。第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率1a21a212 和 、 和葉型一經(jīng)選定葉型一經(jīng)選定便基本確定便基本確定輪周效率

47、只隨速比的變化而變化輪周效率只隨速比的變化而變化當當x x1 1=0=0，u=0u=0，說明葉輪不動，沒有做功，故，說明葉輪不動，沒有做功，故u u =0 =0。當當x x1 1=cos=cos1 1時，時，u=cu=c1 1coscos1 1，此時，此時1 1=90=90=2 2 ，說明，說明w w1 1和和w w2 2在輪周方向的分速度為在輪周方向的分速度為0 0，即作用在動葉柵的輪周力，即作用在動葉柵的輪周力為為0 0，故此時也未做功，故此時也未做功，u u =0 =0。當當0 0 x x1 1coscos1 1時，函數(shù)是連續(xù)的，且時，函數(shù)是連續(xù)的，且u u0 0；則在此區(qū)；則在此區(qū)間必

48、存在一個速比間必存在一個速比x x1 1使輪周效率達最大，該速比即為最佳使輪周效率達最大，該速比即為最佳速比。速比。221111cos2(cos)(1)cosuxax221111cos2(1)(cos2 )0cosuxx第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率最佳速比可通過函數(shù)式求極值的方法得到最佳速比可通過函數(shù)式求極值的方法得到于是最佳速比于是最佳速比11cos()2opx02atch1()()1aopopmxx 為了實用上的方便，常用為了實用上的方便，常用aauxc代替代替1x11cos()()2aopopxx對純沖動對純沖動級級通用式：通用式：第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率

49、和輪周效率級的輪周功率和輪周效率幾何法分析最佳速比幾何法分析最佳速比(x(x1 1) )opop的物理意義的物理意義2 2=90=90即軸向排汽時即軸向排汽時，余速損失，余速損失最小，輪周效率最大。最小，輪周效率最大。一般情況下一般情況下1 1 =10-16 =10-16，最末幾級可增大到最末幾級可增大到2020，故故(x(x1 1)op =0.47-0.49)op =0.47-0.4921221210,mttwwwww ww 所以即21c c2 2c c1 1w w1 1 =w=w2 2u uu u1 12 2u u2 2w w1 1 =w=w2 2c c2 21 1c c1 1u u1 1

50、c c2 2c c1 1w w1 1 =w=w2 2u uu u2 2若若1 1 =10-16=10-16，=0.97=0.97，則，則(x(xa a)op=0.456-0.476)op=0.456-0.476純沖動級輪周效率曲線純沖動級輪周效率曲線 第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率221212nch222212bwh2222cch第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率余速利用對最佳速比的影響余速利用對最佳速比的影響余速利用時，純沖動級的輪周效率表示為：余速利用時，純沖動級的輪周效率表示為：1122221 22 (coscos)uau cccc利用

51、速度三角形經(jīng)代換得：利用速度三角形經(jīng)代換得：12222112cos11121cosaauaaxxxx 1()cosaopxKK K22121111cosK 0uax令：令：10()aopx第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率a)a)增大了輪周效率；增大了輪周效率；22001tnbcutchhhhhh b)b)最佳速比附近輪周效率敏感最佳速比附近輪周效率敏感度下降，提高了適應工況變度下降，提高了適應工況變化的能力；設計時略微降低化的能力；設計時略微降低點效率可換取更大的作功能點效率可換取更大的作功能力力( (焓降焓降) )c)c)使速比使速比 向增大方向移動。向增大方向移動

52、。d)d)使輪周效率失去了相對于最高點的基本對稱性使輪周效率失去了相對于最高點的基本對稱性。例：當例：當=0.96=0.96、=0.90=0.90及及1 1=14=14時，對時，對 的純沖動的純沖動級，級， , , 時，時，11()0.585aopx()0.466aopx反動級葉柵汽道與速度三角形反動級葉柵汽道與速度三角形 第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率2.2.反動級最佳速比反動級最佳速比 反動級的特征反動級的特征對于典型反動級，噴嘴與動葉中的對于典型反動級，噴嘴與動葉中的比焓降相等，即反動度約為比焓降相等，即反動度約為0.50.5。為了制造方便，噴嘴與動葉采用同為

53、了制造方便，噴嘴與動葉采用同一葉型即一葉型即1 1= =2 2，=。反動級余速一般全部利用，即反動級余速一般全部利用，即0=1 1=1=1，在這些條件下，在這些條件下, ,則有則有1 1= =2 2 ，= =, c, c1 1=w=w2 2 ，c c0 0=w=w1 1=c=c2 2 ， 1 = 2 。反動級進出口速度三角反動級進出口速度三角形為全等三角形形為全等三角形22211112222012211121112cos11112cos11(2cos)uutWcwcuEcccc uuxx11()cosopx1212cos()2cos1a opx第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和

54、輪周效率用解析法可求反動級的輪周效率與速比的關系用解析法可求反動級的輪周效率與速比的關系:從而求得余速全部利用時從而求得余速全部利用時,反動級的最佳速比為反動級的最佳速比為:反動級的最佳假想速比：反動級的最佳假想速比：反動級的輪周效率在最大值反動級的輪周效率在最大值附近變化平穩(wěn)，速比變化不附近變化平穩(wěn)，速比變化不易引起效率明顯下降（實用易引起效率明顯下降（實用速比比理想速比要小為速比比理想速比要小為0.7，以增大級的焓降，減少級數(shù)以增大級的焓降，減少級數(shù)）；反動級最佳速比大于純）；反動級最佳速比大于純沖動級，在沖動級，在u相同時相同時,比純沖比純沖動級作功能力小，故級數(shù)要動級作功能力小，故級數(shù)

55、要多。多。反動級輪周效率與速比反動級輪周效率與速比x x1 1和和x xa a的關系的關系 第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率3.3.沖動級沖動級沖動級的反動度一般在沖動級的反動度一般在0.05-0.300.05-0.30之間之間, ,對于余速可被利對于余速可被利用的的沖動級用的的沖動級, ,根據(jù)速度三角形和這種級的特點根據(jù)速度三角形和這種級的特點, ,可推可推導出它輪周效率的表達式導出它輪周效率的表達式: :12222122(1coscos)1(2cos)amauaaxaxxx 由圖可見由圖可見, ,沖動級的最佳速比和反沖動級的最佳速比和反動度同向變化動度同向變化,

56、,且與余速的利用且與余速的利用程度有關程度有關, ,余速利用系數(shù)越小余速利用系數(shù)越小, ,最最佳速比隨反動度而變化的程度越佳速比隨反動度而變化的程度越劇烈。劇烈。最佳速比與反動度和余速利用系數(shù)最佳速比與反動度和余速利用系數(shù)之間的關系之間的關系第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率4.4.復速級復速級右圖為復度級的速度三角形，右圖為復度級的速度三角形，其上部為第一列動葉的進口、其上部為第一列動葉的進口、出口速度三角形，下部則為第出口速度三角形，下部則為第二列動葉的進口、出口速度三二列動葉的進口、出口速度三角形。角形。復速級的輪周功等于兩列動葉復速級的輪周功等于兩列動葉柵輪周功

57、之和柵輪周功之和: :為了分析復速級的最佳速比為了分析復速級的最佳速比, ,特特做如下簡化做如下簡化: : 1221120,mgb 因為復速級常單獨做成因為復速級常單獨做成單級汽輪機或多級汽輪機的調(diào)節(jié)級單級汽輪機或多級汽輪機的調(diào)節(jié)級, ,故余速利用系數(shù)故余速利用系數(shù)1 1=0=0uuuw =w +w 第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率復速級的速度三角形復速級的速度三角形復速級的輪周效率則為復速級的輪周效率則為 2111112018 (cos2 )8(cos2)uutWu cuxxEc18( cos2)uaaxx即111()cos414opxaop1于是同理(x ) =c

58、os第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率具有反動度的復速級的熱力過程線具有反動度的復速級的熱力過程線第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率為提高流動效率，為提高流動效率，復速級動葉和復速級動葉和導葉都采用少導葉都采用少量反動度，但量反動度，但復速級一般作復速級一般作調(diào)節(jié)級是部分調(diào)節(jié)級是部分進汽，反動度進汽，反動度過大會增大漏過大會增大漏汽損失，反動汽損失，反動度應適當。度應適當。 最佳速比與級的焓降（作功能力）最佳速比與級的焓降（作功能力） 由速比定義由速比定義 可知，在輪周速度一定時，速比越大，級的焓降就可知，在輪周速度一定時，速比越大，級的焓降就越

59、小。由此表明：越小。由此表明：在大致相等輪周速度下，反動級在大致相等輪周速度下，反動級的焓降小于沖動級。這樣，反動式機組的整機級數(shù)的焓降小于沖動級。這樣，反動式機組的整機級數(shù)明顯多于沖動式機組。明顯多于沖動式機組。 在相同的圓周速度在相同的圓周速度u u，噴嘴速度系數(shù)和噴嘴出口汽，噴嘴速度系數(shù)和噴嘴出口汽流角的條件下，各自的最佳速比下：流角的條件下，各自的最佳速比下：000():():()2:1:8ttthhh反動純沖動復速1111amuxxc 220222atacuhx第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率 最佳速比 0 1 焓降 opx1ux 工 況 適應性 純沖動 1

60、21cos 1cos61. 0 中 較小 較好 反動級 121cos 1cos 小 小 好 復速級 141cos 大 大 較差 最佳速比的基本特征最佳速比的基本特征第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率第三節(jié)第三節(jié) 級的輪周功率和輪周效率級的輪周功率和輪周效率( (復習復習) )1.1.推導輪周效率的各種表達式，證明推導輪周效率的各種表達式，證明解釋級的輪周效率，何為余速利用系數(shù)，分析余速利解釋級的輪周效率，何為余速利用系數(shù)，分析余速利用系數(shù)對下級入口狀態(tài)的影響。用系數(shù)對下級入口狀態(tài)的影響。2.2.速比、最佳速比及假想速比的定義速比、最佳速比及假想速比的定義3.3.純沖動級