《汽輪機原理》講稿第01章

1、1汽輪機原理任課教師： 集美大學(xué) 機械工程學(xué)院熱能方向 2011.22緒論緒論1 1 火電廠基本概念火電廠基本概念（一）能量轉(zhuǎn)換過程（一）能量轉(zhuǎn)換過程燃料化學(xué)能燃料化學(xué)能 蒸汽熱能蒸汽熱能 機械能機械能 電能電能（二）火電廠三大主機（二）火電廠三大主機 鍋鍋 爐：將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮軤t：將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮?汽輪機：將鍋爐生產(chǎn)蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機械能汽輪機：將鍋爐生產(chǎn)蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機械能 發(fā)電機：將旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電機：將旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)化為電能 3B B：鍋爐：鍋爐S S：鍋爐過熱器：鍋爐過熱器T T：汽輪機：汽輪機C C：冷凝器：冷凝器P P：水泵：水泵S

2、TCPB火力發(fā)電廠示意圖火力發(fā)電廠示意圖TS1234 1 2 3 4 42 汽輪機的主要技術(shù)發(fā)展汽輪機的主要技術(shù)發(fā)展 采用大容量機組采用大容量機組 提高蒸汽初參數(shù)提高蒸汽初參數(shù) 普遍采用一次中間再熱普遍采用一次中間再熱 采用燃氣采用燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)提高效率蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)提高效率 提高機組的運行水平提高機組的運行水平53 汽輪機制造工業(yè)汽輪機制造工業(yè) 美國美國 通用電氣公司、西屋電氣公司通用電氣公司、西屋電氣公司 日本日本 日立制作所、東芝電器會社、三菱重工株日立制作所、東芝電器會社、三菱重工株式會社式會社 瑞士瑞士 BBC公司公司 中國中國 哈爾濱汽輪機廠、上海汽輪機廠、東方汽哈爾濱汽

3、輪機廠、上海汽輪機廠、東方汽輪機廠、北京重型電機廠、青島汽輪廠、武漢汽輪機廠、北京重型電機廠、青島汽輪廠、武漢汽輪發(fā)電機廠、杭州汽輪機廠、南京汽輪發(fā)電機廠輪發(fā)電機廠、杭州汽輪機廠、南京汽輪發(fā)電機廠6動葉柵動葉柵7噴嘴葉柵噴嘴葉柵8910汽輪機沖動式汽輪機反動式汽輪機凝汽式汽輪機供熱式汽輪機背壓式汽輪機調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機低壓汽輪機中壓汽輪機高壓汽輪機超高壓汽輪機亞臨界壓力汽輪機超臨界壓力汽輪機11按熱力特性分類（即汽輪機型式） 凝汽式、中間再熱式 背壓式 調(diào)整抽汽式供熱熱用戶熱用戶12按主蒸汽壓力分類按主蒸汽壓力分類低壓汽輪機低壓汽輪機 主蒸汽壓力小于主蒸汽壓力小于1.5MPa中壓汽輪機中壓汽輪機

4、 24MPa高壓汽輪機高壓汽輪機 610MPa超高壓汽輪機超高壓汽輪機 1214MPa亞臨界汽輪機亞臨界汽輪機 1618MPa超臨界汽輪機超臨界汽輪機 超過超過22.5MPa超超臨界汽輪機超超臨界汽輪機 超過超過32MPa 國產(chǎn)汽輪機型號國產(chǎn)汽輪機型號*汽輪機類型汽輪機類型/額定功率額定功率蒸汽參數(shù)蒸汽參數(shù)變型設(shè)計次序變型設(shè)計次序凝汽式凝汽式N,背壓式背壓式B,一次調(diào)節(jié)抽汽式一次調(diào)節(jié)抽汽式C,二次調(diào)節(jié)抽汽式二次調(diào)節(jié)抽汽式CC,抽汽背壓式抽汽背壓式CB,船用船用H,移動式移動式Y(jié)13汽輪機不同型號的參數(shù)表示汽輪機不同型號的參數(shù)表示凝汽式凝汽式 主蒸汽壓力主蒸汽壓力/主蒸汽溫度主蒸汽溫度 N50-

5、8.82/535中間再熱式中間再熱式 主蒸汽壓力主蒸汽壓力/主蒸汽溫度主蒸汽溫度/中間再熱溫度中間再熱溫度 N300-16.7/537/537 一次調(diào)節(jié)抽汽式一次調(diào)節(jié)抽汽式 主蒸汽壓力主蒸汽壓力/調(diào)節(jié)抽汽壓力調(diào)節(jié)抽汽壓力 二次調(diào)節(jié)抽汽式二次調(diào)節(jié)抽汽式 主蒸汽壓力主蒸汽壓力/ 高壓抽汽壓力高壓抽汽壓力/低壓抽汽壓力低壓抽汽壓力 背壓式背壓式 主蒸汽壓力主蒸汽壓力/背壓背壓 抽汽背壓式抽汽背壓式 主蒸汽壓力主蒸汽壓力/抽汽壓力抽汽壓力/背壓背壓14汽輪機還可以按汽缸數(shù)目分類汽輪機還可以按汽缸數(shù)目分類300MW 亞臨界亞臨界 16.18/550/550 16.18/535/535 16.67/537

6、/537 16.67/538/538600MW 超臨界超臨界100MW 高壓高壓 有單缸單排汽、六級回?zé)岷陀袉胃讍闻牌?、六級回?zé)岷?雙缸雙排汽、七雙缸雙排汽、七級回?zé)峒壔責(zé)?00MW 超高壓超高壓 三缸三排汽、三缸雙排汽三缸三排汽、三缸雙排汽 均為八級回?zé)峋鶠榘思壔責(zé)?5 一一 汽汽 輪輪 機機 的的 級級 、級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程、級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程 ：靜葉柵靜葉柵 動葉柵動葉柵是汽輪機作功的最小單元。是汽輪機作功的最小單元。16： 具有一定壓力、溫度的蒸汽通過汽輪機的級時，首具有一定壓力、溫度的蒸汽通過汽輪機的級時，首先在噴嘴葉柵通道中得到膨脹加速，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化先在噴嘴葉柵通道中得到膨脹加速，

7、將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為高速汽流的動能，然后進入動葉通道，在其中改變方為高速汽流的動能，然后進入動葉通道，在其中改變方向或者既改變方向同時又膨脹加速，推動葉輪旋轉(zhuǎn)，將向或者既改變方向同時又膨脹加速，推動葉輪旋轉(zhuǎn)，將高速汽流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能。高速汽流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機械能。 1718當(dāng)汽流通過動葉通道時，由于受到動葉通當(dāng)汽流通過動葉通道時，由于受到動葉通道形狀的限制而彎曲被迫改變方向，因而產(chǎn)生離心力，道形狀的限制而彎曲被迫改變方向，因而產(chǎn)生離心力，離心力作用于葉片上，被稱為離心力作用于葉片上，被稱為沖動力沖動力。這時蒸汽在汽輪。這時蒸汽在汽輪機的級所作的機械功等于蒸汽進、出動葉通道時其動能機的級

8、所作的機械功等于蒸汽進、出動葉通道時其動能的變化量。而這種級稱為沖動級。的變化量。而這種級稱為沖動級。19：當(dāng)汽流通過動葉通道時，一方面要改變方當(dāng)汽流通過動葉通道時，一方面要改變方向，同時還要向，同時還要膨脹加速膨脹加速，前者會對葉片產(chǎn)生一個沖動，前者會對葉片產(chǎn)生一個沖動力，后力，后 者會對葉片產(chǎn)生一個反作用力，即者會對葉片產(chǎn)生一個反作用力，即反動力反動力。蒸。蒸汽通過這種級，兩種力同時作功。通常稱這種級為反汽通過這種級，兩種力同時作功。通常稱這種級為反動級。動級。20二二 ， 反反 動動 度度bnbtbmhhhhh*)1 (tmnhh*tmbhh級的熱力過程線級的熱力過程線反動度表示級中反動

9、力所占比例，即蒸汽在動葉中膨脹程度的大小。反動度表示級中反動力所占比例，即蒸汽在動葉中膨脹程度的大小。21 三 ， 沖 動 級 和 反 動 級 沖沖 動動 級級 有有 三三 種種 不不 同同 的的 形形 式式 ： ： 通常把反動度通常把反動度 等于零的級稱為純沖動級。對等于零的級稱為純沖動級。對于純沖動級來說，于純沖動級來說， p1 =p2、h hb b= 0 、hn* =ht* ，蒸汽流，蒸汽流出動葉的速度出動葉的速度C ,具有一定的動能具有一定的動能 C未被利用而損失，稱這種未被利用而損失，稱這種損失為余速損失，用損失為余速損失，用h hc2c2 表示。表示。 為了提高級的效率，通常，沖動

10、級也帶有一定的反動度為了提高級的效率，通常，沖動級也帶有一定的反動度（ = 0.05 0.20 ) 、p1 p2、 hn* hb ，這種級稱為，這種級稱為帶反動度的沖動級，它具有作功能力大、效率高的特點。帶反動度的沖動級，它具有作功能力大、效率高的特點。 22 由一組靜葉柵和安裝在由一組靜葉柵和安裝在同一葉輪上的兩列動葉柵同一葉輪上的兩列動葉柵及一組介及一組介于第一、二列動葉柵之間、固定在汽缸上的于第一、二列動葉柵之間、固定在汽缸上的導(dǎo)向葉柵導(dǎo)向葉柵所組成的所組成的級，稱為復(fù)速級。第一列動葉柵通道流出汽流，其流速還相當(dāng)級，稱為復(fù)速級。第一列動葉柵通道流出汽流，其流速還相當(dāng)大，為了利用這一部分動

11、能，在第一列動葉柵之后裝上一列導(dǎo)大，為了利用這一部分動能，在第一列動葉柵之后裝上一列導(dǎo)向葉柵以改變汽流的方向，使之順利進入第二列動葉柵通道繼向葉柵以改變汽流的方向，使之順利進入第二列動葉柵通道繼續(xù)作功。復(fù)速級也采用一定的反動度。復(fù)速級具有作功能力大續(xù)作功。復(fù)速級也采用一定的反動度。復(fù)速級具有作功能力大的特點。的特點。 通常把反動度通常把反動度 = 0.5的級稱為反動級。對于反動級來說，的級稱為反動級。對于反動級來說， 蒸汽在靜葉和動葉通道的膨脹程度相同，即是蒸汽在靜葉和動葉通道的膨脹程度相同，即是p1p2， 。反動級是在沖動力和反動力同時作用下作反動級是在沖動力和反動力同時作用下作功功。反動級

12、的效率比沖動級高，但作功能力小。反動級的效率比沖動級高，但作功能力小。 *21*tnbhhh23第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程汽輪機級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程一一 ， 基基 本本 假假 設(shè)設(shè) 和和 基基 本本 方方 程程 式式 流過葉柵通道的蒸汽是具有粘性、非連續(xù)性和不穩(wěn)定的三元流動的實際流體。為了研究方便，特作如下假設(shè)假設(shè)： 1蒸汽在葉柵通道的流動是穩(wěn)定流動：即在流動過程中，通道中任意點的蒸汽參數(shù)不隨時間變化而改變。 2蒸汽在葉柵通道的流動是一元流動：即蒸汽在葉柵通道中流動時，其參數(shù)只沿流動方向變化，而在與流動方向相垂直的截面上不變化。 3蒸汽在葉柵通道的流動是絕熱流動：即蒸汽在葉柵通道中流動時

13、與外界沒有熱交換。 24 基本方程式. constvcAAcGWchqch22211200RTp.constpkdp-cdc x1cdcdRdpacM pka25 噴嘴的作用是讓蒸汽在其通道中流動時得到膨脹加速，噴嘴的作用是讓蒸汽在其通道中流動時得到膨脹加速，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。噴嘴是固定不動的，蒸汽流過時，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽堋娮焓枪潭ú粍拥?，蒸汽流過時，不對不對外作功，外作功，W = 0；同時與外界；同時與外界無熱交換無熱交換，q = 0。則根據(jù)能量。則根據(jù)能量方程式方程式 ，則，則 對于過熱蒸汽，可近似看做理想氣體，則上式可寫成：對于過熱蒸汽，可近似看做理想氣體，則上式可寫成： 211200

14、2121ttChCh）1100102021(1)(2111ppkkhhCCpRTTchttp26 1，噴嘴出口的汽流理想速度，噴嘴出口的汽流理想速度 在進行噴嘴流動計算時，噴嘴前的參數(shù)在進行噴嘴流動計算時，噴嘴前的參數(shù) p(初速）是已初速）是已知的條件。按等熵過程膨脹，其過程曲線如圖所示，則知的條件。按等熵過程膨脹，其過程曲線如圖所示，則噴嘴噴嘴出口理想速度出口理想速度為為 或者為或者為 上二式中，上二式中， c1t -蒸汽流出噴嘴出口的理想速度蒸汽流出噴嘴出口的理想速度(m / s )； h1t - 蒸汽按等熵過程膨脹的終態(tài)焓蒸汽按等熵過程膨脹的終態(tài)焓(J/kq )。 20101)(2chh

15、ctt20101001112cpppkkckkt27圖中，圖中， 稱為噴嘴的理想焓降。為了方便，稱為噴嘴的理想焓降。為了方便，引用滯止參數(shù)，如圖所示，滯止焓值為：引用滯止參數(shù)，如圖所示，滯止焓值為： 把相應(yīng)的滯止參數(shù)把相應(yīng)的滯止參數(shù) 分別代入，分別代入，則則 00200*021chhChh*12nthc)(1 121*010*01kktpppkkctnhhh10*0*0*0hp、28 實際流動是有損失的，汽流實際速度小于汽流理想速度。通常用噴嘴速實際流動是有損失的，汽流實際速度小于汽流理想速度。通常用噴嘴速度系數(shù)度系數(shù) 來考查兩者之間的差別（通常取來考查兩者之間的差別（通常取 = 0.97 )

16、。這樣，噴嘴出口實際速。這樣，噴嘴出口實際速度為度為 蒸汽在噴嘴通道中流動時，動能蒸汽在噴嘴通道中流動時，動能的損失稱為噴嘴損失，用的損失稱為噴嘴損失，用h hn n 表表 示示 ： 噴嘴損失與噴嘴滯止理想焓降之比稱為噴嘴損失與噴嘴滯止理想焓降之比稱為噴嘴能量損失系數(shù)噴嘴能量損失系數(shù)，用，用n 表示：表示： tcc11*22212121)1 ()1 (2121(21nttnhCCCh）)1 (2*nnnhh29 1，臨界速度，臨界速度 在膨脹過程中，到某一截面會出現(xiàn)汽流速度等于在膨脹過程中，到某一截面會出現(xiàn)汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲佼?dāng)?shù)匾羲?。?dāng)汽流速。當(dāng)汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲贂r，則稱此時的流動狀態(tài)為度

17、等于當(dāng)?shù)匾羲贂r，則稱此時的流動狀態(tài)為臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)。這時的參數(shù)為。這時的參數(shù)為臨界參臨界參數(shù)數(shù)，用，用 等表示。則等表示。則臨界速度臨界速度為：為： crcrcrcp、)(1 /121*00*0kkcrcrpppkkc結(jié)合結(jié)合)(1 /12/1*00*0kkcrcrcrcrpppkkpc30 根據(jù)根據(jù) ,臨界壓力為：臨界壓力為： 對于等熵膨脹過程來說，有對于等熵膨脹過程來說，有 ，則上式為，則上式為 上式表明，臨界壓力只與上式表明，臨界壓力只與蒸汽指數(shù)蒸汽指數(shù)k和和初壓初壓有關(guān)。臨界壓力與初壓之比稱有關(guān)。臨界壓力與初壓之比稱為為臨界壓力比臨界壓力比，用用 表示：表示： 對于對于過熱蒸汽過熱蒸

18、汽（k=1.3)則則對于對于飽和蒸汽飽和蒸汽（k =1.135 )則則 0*0)12(crcrpkpkcrcrpp1*00)(1*0)12(kkcrkppcr1*0)12(kkcrcrkpp577. 0cr546. 0cr31 壓力、焓降、截面積、汽流速度、音速、比容沿流動的變化規(guī)律壓力、焓降、截面積、汽流速度、音速、比容沿流動的變化規(guī)律32(1)當(dāng)汽流速度小于音速當(dāng)汽流速度小于音速，即，即M0，則必須則必須dA/dx1時，若要使汽流能繼續(xù)加速，即時，若要使汽流能繼續(xù)加速，即dc/dx0，則必須則必須dA/dx0，也就是說噴嘴截面積必須沿流動方向逐漸增加，即做成漸，也就是說噴嘴截面積必須沿流動

19、方向逐漸增加，即做成漸擴噴嘴。擴噴嘴。 (3)當(dāng)汽流速度在噴嘴某截面上剛好等于音速當(dāng)汽流速度在噴嘴某截面上剛好等于音速，即，即M=1，這時，這時，dA/dx =0。表明橫截面表明橫截面A不變化，即不變化，即A達到最少值。達到最少值。根據(jù)上述分析可知，簡單的漸縮噴嘴是得不到超音速汽流的。為了達到超根據(jù)上述分析可知，簡單的漸縮噴嘴是得不到超音速汽流的。為了達到超音速，除了噴嘴出口蒸汽壓力必須小于臨界壓力外，還必須在噴嘴形狀上音速，除了噴嘴出口蒸汽壓力必須小于臨界壓力外，還必須在噴嘴形狀上加以保證，即作成加以保證，即作成縮放噴嘴縮放噴嘴。汽流通過縮放噴嘴時，在噴嘴喉部正好。汽流通過縮放噴嘴時，在噴嘴

20、喉部正好達到達到音速音速，然后在漸擴部分達到，然后在漸擴部分達到超音速超音速。dxdccMdxdAA1) 1(1233 1，噴嘴的理想流量，噴嘴的理想流量Gt 計算計算 噴嘴的理想流量噴嘴的理想流量Gt可用下式計算可用下式計算: 式中，式中， An - 噴嘴出口處截面積噴嘴出口處截面積(m) ; C1t- 噴嘴出口處理想汽流速度噴嘴出口處理想汽流速度(m/s) ; 1t -噴嘴出口處比容噴嘴出口處比容( m/kq) 。 若用若用(2-12a)表示，又有表示，又有 , 則上式為則上式為 稱稱 為噴嘴后壓力與噴嘴前滯止壓力比。為噴嘴后壓力與噴嘴前滯止壓力比。 ttntcAG11kpp1*010t

21、1)()(1212001kknknnpkkAG01ppn342，噴嘴流量曲線，噴嘴流量曲線 對于上面公式，當(dāng)噴嘴前的參數(shù)對于上面公式，當(dāng)噴嘴前的參數(shù) 和噴嘴出口截面積和噴嘴出口截面積 An一定時，通過噴嘴的流量一定時，通過噴嘴的流量Gt只取決于噴嘴前后壓力比。它們的關(guān)系如圖只取決于噴嘴前后壓力比。它們的關(guān)系如圖中中ABC曲線所示。當(dāng)壓力比從曲線所示。當(dāng)壓力比從1逐漸縮小時，逐漸縮小時，流量逐漸增加，當(dāng)噴嘴前后壓力比等于臨流量逐漸增加，當(dāng)噴嘴前后壓力比等于臨*0*0、p0*00*011t)12(pApkkAGnkkncr界壓力比（界壓力比（n=cr) ， Gt 達最大值，如達最大值，如B所示。這

22、時的流量稱為臨界流量，所示。這時的流量稱為臨界流量，用用Gtcr 表示。當(dāng)噴嘴前后壓力比小于臨界壓力比時，流量保持最大值表示。當(dāng)噴嘴前后壓力比小于臨界壓力比時，流量保持最大值不變，如不變，如AB所示。其臨界流量為：所示。其臨界流量為： 式中，式中， 只與只與k值有關(guān)。對于值有關(guān)。對于過熱蒸汽過熱蒸汽（k=1.3), =0.667；飽和蒸汽飽和蒸汽（k=1.135) , =0.635。353，通過噴嘴的實際流量的計算，通過噴嘴的實際流量的計算 通過噴嘴的實際流量為：通過噴嘴的實際流量為： 式中，式中， 稱為稱為噴嘴流量系數(shù)噴嘴流量系數(shù)。對于。對于過熱蒸汽過熱蒸汽，取，取0.97；對于；對于飽和蒸

23、飽和蒸汽汽，取，取1.02。 考慮了流量系數(shù)之后，通過噴嘴的實際流量為：考慮了流量系數(shù)之后，通過噴嘴的實際流量為： 對于對于過熱蒸汽： 對于對于飽和蒸汽： 另外還可以用單一的計算公式表示：另外還可以用單一的計算公式表示： 其中，其中， 稱為稱為彭臺們系數(shù)彭臺們系數(shù)。對于。對于， w1 。這樣，。這樣，汽流從動葉通道中流出的絕對速度的大小和方向可以從圖解得到。汽流從動葉通道中流出的絕對速度的大小和方向可以從圖解得到。 可用下可用下式求得：式求得： 為了方便，通常將動葉進出口速度三角形繪制成一起。為了方便，通常將動葉進出口速度三角形繪制成一起。 112211cos2ucucwuccWc111111

24、11cossinarctansinarcsin222222cos2uWuWcuWW22222cossinarcsin403，動葉出口汽流相對速度，動葉出口汽流相對速度 通過動葉通道的能量方程式可得到動葉出口汽流相對理想速度為：通過動葉通道的能量方程式可得到動葉出口汽流相對理想速度為： 結(jié)合圖，焓降結(jié)合圖，焓降 稱為稱為動葉柵理想焓降動葉柵理想焓降， 這樣，這樣， 其中，其中， , 稱為稱為動葉的滯止理想焓降動葉的滯止理想焓降。 由于通過動葉的流動是有損失的，為了說明由于通過動葉的流動是有損失的，為了說明問題問題 引用動葉速度系數(shù)引用動葉速度系數(shù) 。這樣，。這樣，動葉出口的動葉出口的實際相對速度

25、實際相對速度為為21212)(2whhwtttbhhh21*tbhh*21*222btmthwhw121*21wbbbhhWhh*222bthww41 動葉損失就是蒸汽通過動葉的能量損失，由于動葉損失的存在，動葉損失就是蒸汽通過動葉的能量損失，由于動葉損失的存在， 使動葉出口的焓值由使動葉出口的焓值由h2t升為升為h2 ，則動葉損失為：，則動葉損失為： 動葉損失動葉損失 之比成為動葉柵的能量損失系數(shù)，即之比成為動葉柵的能量損失系數(shù)，即 在計算時，在計算時， 通常取通常取 = 0.850.95。 *22222)1 ()(21btbhWWhbbhh 與2*1bbbhh42（二）蒸汽對動葉的作用力及

26、輪周功（二）蒸汽對動葉的作用力及輪周功 為求取蒸汽在動葉作功大小，必先求取蒸汽為求取蒸汽在動葉作功大小，必先求取蒸汽對動葉柵的作用力。對動葉柵的作用力。 1，蒸汽對動葉片的作用力，蒸汽對動葉片的作用力 蒸汽在動葉通道中要改變方向、或者還要蒸汽在動葉通道中要改變方向、或者還要膨脹加速，其對動葉片的作用力可用下式進行計算：膨脹加速，其對動葉片的作用力可用下式進行計算： 圓周分力圓周分力 或者或者 軸向分力軸向分力 或者或者 合力合力 以上各式中，以上各式中， G-單位時間內(nèi)流過動葉柵的流量；單位時間內(nèi)流過動葉柵的流量； AZ -動葉通道軸向投影面積。動葉通道軸向投影面積。 )coscos(2211

27、WWGFu)coscos(2211CCGFu)()sinsin(212211PPAWWGFzz)()sinsin(212211PPAccGFzz220zuFFF43 2，輪周功和輪周功率，輪周功和輪周功率 蒸汽通過汽輪機的級在動葉片上所作的有效機械功稱為輪周功。蒸汽通過汽輪機的級在動葉片上所作的有效機械功稱為輪周功。而單位時間內(nèi)作出的輪周功稱為輪周功率。輪周功率為圓周分力而單位時間內(nèi)作出的輪周功稱為輪周功率。輪周功率為圓周分力和圓周速度的乘積：和圓周速度的乘積： 或者，或者， (J / s ) 用用G除以上二式，得到每除以上二式，得到每1kq蒸汽所作出的輪周功。比功表示作功蒸汽所作出的輪周功。

28、比功表示作功能力，用能力，用 表示：表示： 或者，或者， 結(jié)合速度三角形和余弦定理，輪周功還可以用下式表示：結(jié)合速度三角形和余弦定理，輪周功還可以用下式表示： ( J / k q ) )coscos(*2211CCuGuFNuu)coscos(2211wwGuNu)coscos(22111ccuWu1uW)coscos(22111wwuWu)()(21212222211wwccWu445、余速損失、余速損失由速度三角形可知，蒸汽在動葉柵中作功之后，最后以絕對速度由速度三角形可知，蒸汽在動葉柵中作功之后，最后以絕對速度 c2 離開動離開動葉，其具有的動能稱為葉，其具有的動能稱為余速損失：余速損失

29、： 在多級汽輪機中，余速損失可以被下一級所利用，其利用程度可用在多級汽輪機中，余速損失可以被下一級所利用，其利用程度可用余速利余速利用系數(shù)用系數(shù) 表示，表示， =01之間。之間。 22221Chc)(22200cbntuhhhhch考慮了噴嘴損失、動葉損失和余速考慮了噴嘴損失、動葉損失和余速損失之后，汽輪機的級在損失之后，汽輪機的級在h - s圖上圖上的過程曲線如圖的過程曲線如圖1-21所示。圖中，所示。圖中， 稱為稱為級的輪周有效焓降：級的輪周有效焓降： 45作業(yè)與思考題作業(yè)與思考題1、已知機組某級級前壓力 =1.85MPa ，溫度 =340 ；級后蒸汽壓力為 =1.5MPa 。級的反動度

30、=0.12 。噴嘴出汽角 =11.1度 ，動葉出汽角 =18.3 度 。若級的速度比 =0.54，噴嘴速度系數(shù) =0.97 ，進入噴嘴的初速度 =52.3m/s ，試計算動葉出口相對速度 及絕對速度 ，并繪制動葉進出口速度三角形(標出速度、角的符號和數(shù)值）。2、已知汽輪機的第三級前壓力 =5.13MPa ，溫度 =467.5 ；級后蒸汽壓力為 =4.37MPa 。進口初速動能 = 1.214 kJ/kg，級的平均直徑 =998.5 mm，級的反動度為 = 0.0794 。噴嘴出汽角 =10.78 度 ，動葉出汽角 =17.9度。噴嘴和動葉的速度系數(shù)分別為 =0.97、 =0.935 ，機組轉(zhuǎn)速

31、n = 3000r/m。試繪制動葉進出口速度三角形(標出速度、角的符號和數(shù)值）。 3、分析噴嘴截面積的變化規(guī)律。4、分析蒸汽在噴嘴斜切部分的流動規(guī)律。0p0tC0m1211cux 0c2w2c2p4p0t2p0chmdm120461-3 汽輪機級的輪周效率和最佳速度比 蒸汽在級內(nèi)所具有的理想能量不能百分之百地轉(zhuǎn)變?yōu)檩喺羝诩墐?nèi)所具有的理想能量不能百分之百地轉(zhuǎn)變?yōu)檩喼芄?，存在著損失。為了描述蒸汽在汽輪機級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的完周功，存在著損失。為了描述蒸汽在汽輪機級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的完善程度，通常用各種不同的效率來加以說明善程度，通常用各種不同的效率來加以說明。 一，輪周效率與速度比 1 1，輪周效率，輪周效

32、率：蒸汽在汽輪機級內(nèi)所作出輪周功蒸汽在汽輪機級內(nèi)所作出輪周功 與它在級內(nèi)所與它在級內(nèi)所具有的理想能量具有的理想能量 之比稱為級的輪周效率之比稱為級的輪周效率,即即 2 2，級的理想能量，級的理想能量：一般來說，級的理想能量是級的理想焓降、一般來說，級的理想能量是級的理想焓降、進入本級的動能和本級余速動能被下一級所利用部分的代數(shù)進入本級的動能和本級余速動能被下一級所利用部分的代數(shù)和，即和，即 001EhEWuuu0E1uW21*221200022ctthhchcE473 3，級的理想速度，級的理想速度：為了研究方便，這里引入一個級的理想速為了研究方便，這里引入一個級的理想速度度 ,定義：定義：4

33、 4，級的輪周效率，級的輪周效率：或者 式中，式中， 分別為噴嘴損失、動葉損失和余速損失與分別為噴嘴損失、動葉損失和余速損失與級的理想能量之比級的理想能量之比，稱其為噴嘴、動葉和余速稱其為噴嘴、動葉和余速能量損失系數(shù)。 bntahhhC*221aC22122211)coscos(2CCCCuau21)1 (1cbnu2cbn、485 5，速度比：，速度比：從式（從式（1-80)可以看到，為了提高可以看到，為了提高 級的輪周效率，則要求減少級的輪周效率，則要求減少噴嘴損失、動葉損失和余速損失。其中，前二項損失與相應(yīng)的速度系數(shù)噴嘴損失、動葉損失和余速損失。其中，前二項損失與相應(yīng)的速度系數(shù) 、 有關(guān)

34、。如果選定了動靜葉柵的葉型，有關(guān)。如果選定了動靜葉柵的葉型， 則系數(shù)則系數(shù) 、 就確定了。這樣，為了就確定了。這樣，為了提高輪周效率，就得盡量減少余速損失。而余速損失提高輪周效率，就得盡量減少余速損失。而余速損失 ，很顯然，很顯然c2不可能為不可能為零。這里從動葉進出口速度三角形上來分析。為了說明問題，把動葉進出零。這里從動葉進出口速度三角形上來分析。為了說明問題，把動葉進出口速度三角形畫成圖口速度三角形畫成圖1-22的形式。其中，圖的形式。其中，圖b,動葉出口速度動葉出口速度c2剛好為軸向剛好為軸向排汽，其余速損失最少。只要排汽，其余速損失最少。只要u/c1 選用合理，就能達到軸向排汽的目的

35、。選用合理，就能達到軸向排汽的目的。而圖而圖a、c中的中的u/c1都不可能使都不可能使c2 軸向排汽，也就不可能使余速損失最小。軸向排汽，也就不可能使余速損失最小。這樣，使這樣，使 c2 達到軸向排汽的速度比達到軸向排汽的速度比u/ c1 稱為最佳速度比，用稱為最佳速度比，用 表示。表示。級的速度比通常用字母級的速度比通常用字母 表示。它是汽輪機級的一個很重表示。它是汽輪機級的一個很重要的特性。速度比的取值直接影響汽輪機的效率和作功能力。對于不同型要的特性。速度比的取值直接影響汽輪機的效率和作功能力。對于不同型式的級，其最佳速度比是不相同的。式的級，其最佳速度比是不相同的。 opx )(1aa

36、cuxcux或1149 （1）對于不考慮余速利用的純沖動級： 其最佳速度比是： 或 一般來說，對于反動度不為零的沖動級， 0.48 0.52； 當(dāng)考慮余速利用的中間級， 0.585左右。 （2）對于復(fù)速級對于復(fù)速級，其最佳速度比為： 通常，復(fù)速級的最佳速度比為： =0.20.28之間。（3）對于反動級對于反動級，其最佳速度比為： 若取 則 =0 .94。 11cos21)(opx1cos2)(opax.48. 045. 0),97. 0.49. 046. 0)16121001axx則（若取，因此，（opax )(11cos41)(opxopax )(opax )(11cos)(opx,20,9

37、3. 00111cos)(opx50作業(yè)與思考題作業(yè)與思考題：1、已知汽輪機某級前壓力 =5.2MPa ，溫度 =470 ；級后蒸汽壓力為 =4.4MPa 。進口初速動能 = 1.2 kJ/kg，級的平均直徑 =0.999 m， 級的速度比 =0.517，噴嘴出汽角 =10.8 ，動葉出汽角 =17.9 。噴嘴速度系數(shù)分別為 =0.97，機組轉(zhuǎn)速n = 3000r/m。若排汽動能全部利用，試求級的有效焓降和輪周效率。2、已知單級汽輪機，級的平均直徑 =106.7cm，轉(zhuǎn)速n=3000r/s，噴嘴出汽角 =18 ，級的速度比 =0.42，噴嘴速度系數(shù)分別為 =0.96，動葉的速度系數(shù) =0.84

38、 。又知動葉出汽角比進汽角小3 ，級的流量G=7.26kg/s，試求蒸汽作用在動葉片上的切向力 ，輪周功率 和輪周效率 ，并畫出級的速度三角形。0p0tC02p0chmd11cux 1002md1011cux 0uFuNu511-4 汽輪機級通流部分主要尺寸的確定汽輪機級通流部分主要尺寸的確定一一 、 葉葉 柵柵 型型 式式 的的 選選 擇擇 52 1 1，噴嘴葉柵型式的選擇，噴嘴葉柵型式的選擇 噴嘴葉柵型式的選擇主要決定于需要得到多大的出口速度。噴嘴葉柵型式的選擇主要決定于需要得到多大的出口速度?？筛鶕?jù)可根據(jù)噴嘴前后壓力比噴嘴前后壓力比n n 來確定：來確定： 當(dāng)當(dāng)需要得到小于或等于音速汽流

39、需要得到小于或等于音速汽流時，即時，即n n0.546，可選，可選用漸縮噴嘴。用漸縮噴嘴。 當(dāng)當(dāng)需要得到超音速需要得到超音速，即，即0.3n n0.5460.546，仍然可選用漸縮仍然可選用漸縮噴嘴，這時，可利用噴嘴斜切部分繼續(xù)膨脹加速，以得到超噴嘴，這時，可利用噴嘴斜切部分繼續(xù)膨脹加速，以得到超音速汽流。音速汽流。 當(dāng)噴嘴前后壓力比小于當(dāng)噴嘴前后壓力比小于n n0.3時，則必須選用縮放噴嘴。時，則必須選用縮放噴嘴。532 2，動葉柵型式的選擇，動葉柵型式的選擇 動葉柵型式的選擇的方法和靜葉柵相似。但動葉柵通道中動葉柵型式的選擇的方法和靜葉柵相似。但動葉柵通道中的流動多為亞音速流動的流動多為亞

40、音速流動,一般選用減縮噴嘴。根據(jù)動葉柵的各一般選用減縮噴嘴。根據(jù)動葉柵的各參數(shù)，根據(jù)速度三角形，計算參數(shù)，根據(jù)速度三角形，計算w1 ，查，查p1*；再根據(jù)壓力比；再根據(jù)壓力比 的值和臨界壓力比相比，判斷是否超臨界。的值和臨界壓力比相比，判斷是否超臨界。 *12ppb54二，噴嘴與動葉尺寸的確定 汽輪機熱力設(shè)計的任務(wù)，除了確定級的效率、功率和蒸汽對葉片的作用力之汽輪機熱力設(shè)計的任務(wù)，除了確定級的效率、功率和蒸汽對葉片的作用力之外，還必須選定動靜葉片的型線、有關(guān)幾何尺寸大小，主要確定出口面積和葉片外，還必須選定動靜葉片的型線、有關(guān)幾何尺寸大小，主要確定出口面積和葉片高度。高度。 （一）漸縮噴嘴（一

41、）漸縮噴嘴（1）當(dāng)噴嘴前后壓力比等于或大于臨界）當(dāng)噴嘴前后壓力比等于或大于臨界壓力比時壓力比時，噴嘴出口汽流速度小于或等，噴嘴出口汽流速度小于或等于臨界速度。與噴嘴出口汽流速度于臨界速度。與噴嘴出口汽流速度c1t 相相垂直的截面垂直的截面An為最小截面，如圖其面積為最小截面，如圖其面積為：為： ttnncGA11n55 若整級噴嘴個數(shù)若整級噴嘴個數(shù)zn ，每個汽道喉部面積為：，每個汽道喉部面積為： 則級的噴嘴出口總面積為：則級的噴嘴出口總面積為： 上式中，上式中，t n為為噴嘴節(jié)距噴嘴節(jié)距，Z n t n 為為安裝有噴嘴的弧長安裝有噴嘴的弧長。當(dāng)級為當(dāng)級為全周進汽全周進汽時，時， （ 為級的平

42、均直徑）。為級的平均直徑）。當(dāng)級為當(dāng)級為部分進汽部分進汽( e 1 ) 時，時， ( e 為部分進汽度）。為部分進汽度）。當(dāng)考慮了部分進汽之后，則噴嘴葉高為：當(dāng)考慮了部分進汽之后，則噴嘴葉高為： 1sinnnnntlla1sinnnnnltzA nnndtZndnnndetz1111sinsinnttnnnncdeGdeAl56 (2)當(dāng)噴嘴前后壓力比為當(dāng)噴嘴前后壓力比為： ，這時，仍然選用，這時，仍然選用漸縮噴嘴漸縮噴嘴, 是利用其斜切部分繼續(xù)膨脹而得到超音速汽是利用其斜切部分繼續(xù)膨脹而得到超音速汽流。這時噴嘴出口汽流角要發(fā)生偏轉(zhuǎn)。噴嘴喉部截面積流。這時噴嘴出口汽流角要發(fā)生偏轉(zhuǎn)。噴嘴喉部截面

43、積和葉高分別為：和葉高分別為： （二）（二） 縮縮 放放 噴噴 嘴嘴 當(dāng)噴嘴前后壓力比小于當(dāng)噴嘴前后壓力比小于0.3時時，則要采用縮放噴嘴。，則要采用縮放噴嘴。3 . 0ncr*0*0min648. 0)(pGAcrn1minsin)(nnndeAl 57（三） 動葉柵幾何參數(shù)的確定 動葉柵幾何參數(shù)的計算方法和靜葉柵相似。但動葉柵通道動葉柵幾何參數(shù)的計算方法和靜葉柵相似。但動葉柵通道中的流動多為亞音速流動。動葉柵出口截面積和葉高可按下中的流動多為亞音速流動。動葉柵出口截面積和葉高可按下式計算式計算： 222sinbbttbbldewGA2sinbbbdeAl58三，噴嘴與動葉幾個主要參數(shù) 的

44、選 定 （一）噴嘴出汽角（一）噴嘴出汽角 的選擇的選擇 通常，噴嘴出汽角通常，噴嘴出汽角 =1114； 復(fù)速級的噴嘴出汽角比單列級大一些，一般，復(fù)速級的噴嘴出汽角比單列級大一些，一般， 。另外，在。另外，在復(fù)速級中，要使通流部分光滑變化。為此，復(fù)速級必須適當(dāng)?shù)夭捎梅磩佣葟?fù)速級中，要使通流部分光滑變化。為此，復(fù)速級必須適當(dāng)?shù)夭捎梅磩佣纫詽M足通流部分光滑變化。復(fù)速級各列葉柵的出汽角可以在下列范圍內(nèi)選以滿足通流部分光滑變化。復(fù)速級各列葉柵的出汽角可以在下列范圍內(nèi)選擇擇（二）（二）部分進汽度的選擇：部分進汽度的選擇：1，一般采用全周進汽（，一般采用全周進汽（e=1）；小型機采用部分進汽（）；小型機采用

45、部分進汽（e1）；）；2，調(diào)節(jié)級采用部分進汽（，調(diào)節(jié)級采用部分進汽（e1），分），分47組。組。（三）蓋度的選擇：通常要求動葉高度略大于噴嘴高度。：通常要求動葉高度略大于噴嘴高度。11011813)87()105()53(0 12021012，59（四）（四）沖動級內(nèi)反動度的合理選用沖動級內(nèi)反動度的合理選用： 純沖動級具有作功能力大的特點，但其效率較低。當(dāng)適當(dāng)純沖動級具有作功能力大的特點，但其效率較低。當(dāng)適當(dāng)?shù)剡x用反動度之后，就可以達到提高效率的目的。這是因為，地選用反動度之后，就可以達到提高效率的目的。這是因為，采用適當(dāng)?shù)姆磩佣?，可以提高動葉的速度系數(shù)采用適當(dāng)?shù)姆磩佣?，可以提高動葉的速度系數(shù)

46、 ，以減小動葉，以減小動葉損失；也可以減小動葉根部軸向間隙中由于吸汽而產(chǎn)生的附加損失；也可以減小動葉根部軸向間隙中由于吸汽而產(chǎn)生的附加損失損失 。1，當(dāng)根部反動度較大當(dāng)根部反動度較大時時，則平均反動度會更大，會造成葉頂，則平均反動度會更大，會造成葉頂和平衡孔漏汽，因而產(chǎn)生損失；和平衡孔漏汽，因而產(chǎn)生損失；2，當(dāng)根部反動度太小或者為負當(dāng)根部反動度太小或者為負時時，會造成葉片根部吸汽，或，會造成葉片根部吸汽，或者使級后蒸汽通過平衡孔回到動葉前，造成損失；者使級后蒸汽通過平衡孔回到動葉前，造成損失；3，當(dāng)根部反動度當(dāng)根部反動度 = 0.03= 0.030.05 0.05 時時可以達到以上目的，同時可

47、以達到以上目的，同時也可以使動葉前后壓力差不至太大以至造成大的葉頂漏汽損也可以使動葉前后壓力差不至太大以至造成大的葉頂漏汽損失。失。 r60 在進行汽輪機熱力設(shè)計時，通常是按級的平均直徑處的在進行汽輪機熱力設(shè)計時，通常是按級的平均直徑處的平均反動度平均反動度進行進行計算的。但計算的。但級的反動度沿葉高是變化的級的反動度沿葉高是變化的，這樣，平均反動度為：，這樣，平均反動度為： 葉頂反動度葉頂反動度為為： )(1(1bbbrmdld )(1(1bbbbmtldld61 確確 定定 某某 一一 級級 的的 反反 動動 度度 ， 除除 了了 合合 理理 選選 用用 動動 靜靜 葉葉 柵柵 之之 葉葉

48、 型型 之之 外外 ， 主主 要要 是是 靠靠 通通 過過 一一 定定 的的 動動 靜靜 葉葉 柵柵 出出 口口 面面 積積 比比 ( f）來來 實實 現(xiàn)現(xiàn) 的的 。 即即 一一 定定 的的 反反 動動 度度 對對 應(yīng)應(yīng) 一一 定定 的的 動動 靜靜 葉葉 柵柵 出出 口口 面面 積積 比比 。動靜動靜 面面 積積 比比 隨隨 著著 反反 動動 度度 的的 增增 加加 而而 減減 小小 。 汽汽 輪輪 機機 中中 反反 動動 度度 與與 動動 靜靜 葉葉 柵柵 出出 口口 面面 積積 比比 的的 對對 應(yīng)應(yīng) 范范 圍圍 為為 ： 1 . 直直 葉葉 片片 級級 f = 1.86 - 1.65

49、. 2. 扭扭 葉葉 片片 級級 = 0.2 - 0.4 , f = 1.7 -1.4 . 3. 復(fù)復(fù) 速速 級級 復(fù)復(fù) 速速 級級 的的 反反 動動 度度 在在 = 0.030.08 范范 圍圍 內(nèi)內(nèi) ， 則則 其其 面面 積積 比比 為為 ： ,20. 005. 0mmm).2 . 34( : )35. 26 . 2( : )45. 16 . 1 ( :1:21bgbbnffff62 16 汽輪機級內(nèi)損失和級效率 前前 面面 提提 到到 的的 噴噴 嘴嘴 損損 失失 、 動動 葉葉 損損 失失 、 余余 速速 損損 失失 都都 是是 級級 內(nèi)內(nèi) 損損 失失 。 除除 此此 之之 外外 ，

50、級級 內(nèi)內(nèi) 損損 失失 還還 包包 括括 ：葉葉 高高 損損 失失 、扇扇 形形 損損 失失 、 葉葉 輪輪 摩摩 擦擦 損損 失失 、 部部 分分 進進 汽汽 損損 失失 、 漏漏 汽汽 損損 失失 、 濕濕 汽汽 損損 失失 。 當(dāng)當(dāng) 然然 ， 不不 是是 每每 一一 級都級都 同同 時時 具具 有有 這這 所所 有有 損損 失失 ， 而而 是是 根根 據(jù)據(jù) 具具 體體 情情 況況 分分 別別 分分 析析 計計 算算 其其 不不 同同 的的 損損 失失 。 如如 只只 有有 在在 部部 分分 進進 汽汽 的的 級級 才才 有有 部部 分分 進進 汽汽 損損 失失 ， 工工 作作 在在 濕濕

51、 蒸蒸 汽汽 區(qū)區(qū) 的的 級級 才才 有有 濕濕 汽汽 損損 失失 。 lhhfhehhxhbh2chnh63一一 ， 級級 內(nèi)內(nèi) 損損 失失1 1 ， 葉葉 高高 損損 失失 將將 噴噴 嘴嘴 和和 動動 葉葉 中中 與與 葉葉 高高 有有 關(guān)關(guān) 的的 損損 失失 稱稱 為為 級級 的的 葉葉 高高 損損 失失 或或 叫叫 端端 部部 損損 失失 。 當(dāng)當(dāng) 葉葉 片片 較較 短短 （ 一一 般般 說說 葉葉 高高 l 10 12 時時 ， 級級 應(yīng)應(yīng) 該該 采采 用用 等等 截截 面面 直直 葉葉 片片 。等。等 截截 面面 直直 葉葉 片片 的的 設(shè)設(shè) 計計 和和 加加 工工 都都 比比

52、較較 容容 易易 ， 但但 存存 在在 著著 扇扇 形形 損損 失失 ； 當(dāng)當(dāng) 10 的的 級級 ， 則則 應(yīng)應(yīng) 采采 用用 扭扭 葉葉 片片 。 h0Eh2)1(7 . 0bbld /65 3 3， 葉輪摩擦損失葉輪摩擦損失 fh由由 于于 蒸蒸 汽汽 粘粘 性性 ， 葉葉 輪輪 在在 汽汽 室室 中中 作作 高高 速速 旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 時時 ， 存存 在在 著著 葉葉 輪輪 輪輪 面面 與與 蒸蒸 汽汽 及及 蒸蒸 汽汽 之之 間間 的的 相相 對對 運運 動動 而而 產(chǎn)產(chǎn) 生生 的的 摩摩 擦擦 。 克克 服服 摩摩 擦擦 和和 帶帶 動動 蒸蒸 汽汽 質(zhì)質(zhì) 點點 運運 動動 ， 就就 要要

53、 耗耗 功功 。 同同 時時 ， 靠靠 近近 葉葉 輪輪 輪輪 面面 側(cè)側(cè) 的的 蒸蒸 汽汽 質(zhì)質(zhì) 點點 隨隨 葉葉 輪輪 一一 起起 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 動動 時時 ， 受受 到到 離離 心心 力作力作 用用 而而 產(chǎn)產(chǎn) 生生 徑徑 向向 運運 動動 。 這這 樣樣 ， 靠靠 近近 隔隔 板板 處處 的的 蒸蒸 汽汽 質(zhì)質(zhì) 點點 的的 旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 度度 小小 ， 自自 然然 要要 向向 旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 中中 心心 處處 流流 動動 以以 保保 持持 蒸蒸 汽汽 的的 連連 續(xù)續(xù) 性性 。 于于 是是 ， 在在 葉葉 輪輪 兩兩 側(cè)側(cè) 的的 汽汽 室室 中中 就就 形形 成成 了了 渦渦 流流 運運 動動

54、 。 蒸蒸 汽汽 的的 渦渦 流流 運運 動動 要要 消消 耗耗 一一 部部 分分 輪輪 周周 功功 。66 葉葉 輪輪 摩摩 擦擦 損損 失失 可可 用用 以以 下下 經(jīng)經(jīng) 驗驗 公公 式式 計計 算算 ：式式 中中 ， k - 與與 蒸蒸 汽汽 性性 質(zhì)質(zhì) 有有 關(guān)關(guān) ， 對對 于于 過過 熱熱 蒸蒸 汽汽 ， k = 1， 對對 于于 飽飽 和和 蒸蒸 汽汽 ， k = 1. 2 1. 3 ； d 、l、u - 級級 的的 平平 均均 直直 徑徑 、 葉葉 高高 、 圓圓 周周 速速 度度 ； v - 動動 葉葉 出出 口口 蒸蒸 汽汽 比比 容容 。 葉葉 輪輪 摩摩 擦擦 損損 失失

55、 也也 可可 用用 焓焓 降降 來來 表表 示示 ： vuldkNbbf1)100()(32113600DNhff67 4 4， 部分進汽損失部分進汽損失 eh采采 用用 部部 分分 進進 汽汽 ， 就就 產(chǎn)產(chǎn) 生生 了了 部部 分分 進進 汽汽 損損 失失 ， 由由 “ 鼓鼓 風(fēng)風(fēng)” 損損 失失 和和 “ 斥斥 汽汽 ” 損損 失失 兩兩 部部 分分 所所 組組 成成 的的 。 “ 鼓鼓 風(fēng)風(fēng)” 損損 失失 發(fā)發(fā) 生生 在在 沒沒 有有 噴噴 嘴嘴 葉葉 片片 的的 弧弧 段段 內(nèi)內(nèi) 。 動動 葉葉 通通 過過 這這 一一 弧弧 段段 時時 ， 要要 象象 鼓鼓 風(fēng)風(fēng) 機機 一一 樣樣 把把

56、 滯滯 留留 在在 這這 一一 弧弧 段段 內(nèi)內(nèi) 的的 蒸蒸 汽汽 鼓鼓 到到 出出 汽汽 邊邊 而而 耗耗 功功 。 “ 斥斥 汽汽 損損 失失 ” 發(fā)發(fā) 生生 在在 安安 裝裝 有有 噴噴 嘴嘴 葉葉 片片 的的 弧弧 段段 內(nèi)內(nèi) 。動。動 葉葉 片片 由由 進進 入入 時時 ， 動動 葉葉 通通 道道 中中 的的 蒸蒸 汽汽 要要 靠靠 工工 作作 區(qū)區(qū) 弧弧 段段 中中 噴噴 嘴嘴 噴噴 出出 的的 主主 流流 蒸蒸 汽汽 將其將其 吹吹 出出 ， 要要 消消 耗耗 輪輪 周周 功功 。另。另 外外 ， 由由 于葉于葉 輪輪 作作 高高 速速 旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) ， 這這 樣樣 ， 在在 噴噴

57、 嘴嘴 出出 口口 端端 的的 A 點點 存存 在在 著著 漏漏 汽汽 ； 而而 在在 B 點點 又又 存存 在在 著著 抽抽 吸吸 作作 用用 ， 將將 一一 部部 分分 蒸蒸 汽汽 吸吸 入入 動動 葉葉 通通 道道 ， 干干 擾擾 主主 流流 ， 同同 樣樣 會會 引引 起起 損損 失失 。 這這 樣樣 就就 形形 成成 了了 斥斥 汽汽 損損 失失 。 68 總總 的的 部部 分分 進進 汽汽 損損 失失 由由 以以 上上 兩兩 部部 分分 所所 組組 成成 ， 即即 而而 上上 三三 式式 中中 ， e - 部部 分分 進進 汽汽 度度 ； swehhh30)5 . 01 (1ace

58、wXEeeeBhamngssXEdZeCh01 e - e = 1 - e ; E - 級級 的的 理理 想想 能能 量量 ； X - 級級 的的 速速 度度 比比 ； B - 系系 數(shù)數(shù) ， 單單 列列 級級 ， B =0 . 15, 雙雙 列列 級級 ， B = 0 . 5 5 ; Z - 噴噴 嘴嘴 組組 數(shù)數(shù) ； C - 經(jīng)經(jīng) 驗驗 系系 數(shù)數(shù) ， 單單 列列 級級 ， C = 0 . 0 12 , 雙雙 列列 級級 ， C = 0.016 。ccacccngsss69 5 5 ， 漏漏 汽汽 損損 失失 h 在在 汽汽 輪輪 機機 中中 ， 由由 動動 靜靜 兩兩 部部 分分 所所

59、組組 成成 的的 級級 ， 有有 間間 隙隙 。 由由 于于 壓壓 差差 的的 作作 用用 ， 有有 間間 隙隙 存存 在在 ， 就會漏汽就會漏汽 如如 圖圖 所所 示示 。 在在 隔隔 板板 前前 后后 存存 在在 壓壓 差差 ， 又又 有有 隔隔 板板 間間 隙隙 。 就就 必必 然然 有有 一一 部部 分分 蒸蒸 汽汽 通通 過過 隔隔 板板 間間 隙隙 流流 到到 級級 后后 。 這這 部部 分分 蒸蒸 汽汽 不不 作作 功功 。 另另 外外 ， 漏漏 汽汽 不不 是是 從從 噴噴 嘴嘴 中中 以以 正正 確確 方方 向向 流流 入入 動動 葉葉 通通 道道 ， 它它 不不 但但 不不

60、 做做 功功 ， 反反 而而 要要 干干 擾擾 主主 流流 。 這這 樣樣 ， 就就 形形 成成 了了 隔隔 板板 漏漏 汽汽 損損 失失。 為為 了了 解解 決決 這這 一一 問問 題題 ， 要要 在在 葉葉 輪輪 盤盤 上上 開開 設(shè)設(shè) 平平 衡衡 孔孔 ， 以以 便便 讓讓 隔隔 板板 漏漏 汽汽 從從 平平 衡衡 孔孔 漏漏 出出 ， 而而 不不 干干 擾擾 主主 流流 。 另另 外外 ， 由由 于于 反反 動動 度度 的的 存存 在在 ， 動動 葉葉 前前 后后 有有 壓壓 力力 差差 。 必必 然然 有有 一一 部部 分分蒸蒸 汽汽 不不 通通 過過 動動 葉葉 通通 道道 而而