熱能與動(dòng)力工程概論教學(xué)作者呂太葉片式流體機(jī)械修改學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1熱能與動(dòng)力工程概論熱能與動(dòng)力工程概論(giln)教學(xué)作者呂太教學(xué)作者呂太葉片式流體機(jī)械修改葉片式流體機(jī)械修改第一頁(yè)，共79頁(yè)。根據(jù)流體在葉輪內(nèi)壓力和速度的變化情況，葉片式流體機(jī)械(jxi)可分為反擊式和沖擊式兩類(lèi)流體機(jī)械(jxi)。反擊式：葉輪內(nèi)流體的壓力和速度都發(fā)生變化，既交換動(dòng)能又交換勢(shì)能。2022-5-72第1頁(yè)/共79頁(yè)第二頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-73l沖擊式：葉輪內(nèi)流體只是速度發(fā)生變化，只交換(jiohun)動(dòng)能。第2頁(yè)/共79頁(yè)第三頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-74二、葉片式流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)兩類(lèi)部件：除轉(zhuǎn)輪外的其他過(guò)流部件：蝸殼、固定導(dǎo)葉、活動(dòng)導(dǎo)葉、尾水管（水輪機(jī)）除過(guò)流部

2、件外的其他部件：軸、軸承、密封、調(diào)節(jié)控制部件、殼體等。為適應(yīng)不同的要求(yoqi)，型式多樣，結(jié)構(gòu)形式種類(lèi)很多。第3頁(yè)/共79頁(yè)第四頁(yè)，共79頁(yè)。1、葉輪的配置方式：多級(jí)式流體機(jī)械：目的：達(dá)到高水頭或高能頭。 要達(dá)到高水頭（揚(yáng)程或壓力）轉(zhuǎn)速要求很高，受強(qiáng)度(qingd)限制，單級(jí)式所能產(chǎn)生的能量頭有限。所以用多級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，逐級(jí)升高或降壓，中間有固定導(dǎo)流葉柵。多級(jí)式配置可分為多級(jí)式配置串聯(lián)以及多級(jí)式配置并聯(lián)。 2022-5-75第4頁(yè)/共79頁(yè)第五頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-76多級(jí)配置(pizh)串聯(lián)：多級(jí)配置(pizh)并聯(lián)：第5頁(yè)/共79頁(yè)第六頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-772、水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)

3、(jigu)（1）整體結(jié)構(gòu)(jigu)按軸的安裝方向分為：立式和臥式。按水的流動(dòng)方向分為：軸流式、貫流式、混流式、斜流式等。第6頁(yè)/共79頁(yè)第七頁(yè)，共79頁(yè)。1）軸流式水輪機(jī) 組成： 引水室（蝸殼）、導(dǎo)水機(jī)械、轉(zhuǎn)輪、尾水管、軸、軸承、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)輪區(qū)（葉片部分）水流流線軸面投影為軸向所以稱為軸流式水輪機(jī)。 按葉片是否可在輪轂(lng)上轉(zhuǎn)動(dòng)分為：轉(zhuǎn)槳、定槳兩類(lèi)。 水流流動(dòng)過(guò)程： 蝸殼 固定導(dǎo)葉活動(dòng)導(dǎo)葉 轉(zhuǎn)輪。2022-5-78第7頁(yè)/共79頁(yè)第八頁(yè)，共79頁(yè)。2）貫流式水輪機(jī)（ 一般為臥式機(jī)組）特點(diǎn)：轉(zhuǎn)輪與軸流式相同，引水室與轉(zhuǎn)輪區(qū)、尾水管等軸向貫通，水流沒(méi)有(mi yu)明顯拐彎，沒(méi)有(mi

4、 yu)蝸殼，傘式活動(dòng)導(dǎo)葉。由于外緣線速度大，密封面積大，稱為全貫流機(jī)組。 全貫流機(jī)組用得少，實(shí)踐中，一般用半貫流水輪機(jī)。2022-5-79第8頁(yè)/共79頁(yè)第九頁(yè)，共79頁(yè)。3）混流式水輪機(jī)除轉(zhuǎn)輪外，其他部分與軸流式相同。水流在混流式轉(zhuǎn)輪內(nèi)運(yùn)動(dòng)，先徑向流入，再軸向流出。4）斜流式水輪機(jī)斜流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)(jigu)與軸流式類(lèi)似，轉(zhuǎn)輪葉片軸線與機(jī)器軸線成3060的夾角，而水流在轉(zhuǎn)輪內(nèi)與葉片轉(zhuǎn)軸成90角。5）切擊式水輪機(jī) 小型的有雙擊式、斜擊式水輪機(jī)。水流在壓力作用下由噴 嘴高速射出，形成動(dòng)能水流并沖擊水斗式葉片，將動(dòng)能傳遞給葉片做功。水流切線方向進(jìn)入葉片，所以稱為切擊式。 2022-5-710第9

5、頁(yè)/共79頁(yè)第十頁(yè)，共79頁(yè)。（2）水輪機(jī)的過(guò)流部件引水室、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、尾水管組成水輪機(jī)的過(guò)流系統(tǒng)。1）引水室作用：是按需要的速度（大小、方向）將水流引入轉(zhuǎn)輪形式：開(kāi)式（或明槽式）、閉式兩種。開(kāi)式結(jié)構(gòu)水力損失小，但尺寸大，用于小型水電站。閉式又稱蝸殼式。2）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)作用：控制和調(diào)節(jié)水輪機(jī)流量，改變水輪機(jī)的出力，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、活動(dòng)導(dǎo)葉還用來(lái)改變水流方向，適應(yīng)轉(zhuǎn)輪進(jìn)口要求(yoqi)的水流條件。動(dòng)作：電調(diào)速器導(dǎo)葉接力器控制環(huán)連桿轉(zhuǎn)臂導(dǎo)葉繞自身軸旋轉(zhuǎn)改變水流方向及過(guò)水?dāng)嗝婷娣e。2022-5-711第10頁(yè)/共79頁(yè)第十一頁(yè)，共79頁(yè)。3）轉(zhuǎn)輪：根據(jù)水流在轉(zhuǎn)輪內(nèi)運(yùn)動(dòng)的方向分為四種混流式轉(zhuǎn)輪：上冠、下環(huán)

6、、葉片組成。 軸流式轉(zhuǎn)輪：輪轂、葉片、泄水錐組成。輪轂內(nèi)有轉(zhuǎn)槳機(jī)構(gòu)。 斜流式轉(zhuǎn)輪：葉軸與主軸交角，其余與軸流式相同。 切擊式轉(zhuǎn)輪：圓盤(pán)上安裝若干水斗組成。4）尾水管作用(zuyng)：將轉(zhuǎn)輪出口水流引至下游，并利用轉(zhuǎn)輪出口水流的部分能量。形式：直錐形（水力性能好，開(kāi)挖大）、肘形管式。5）噴嘴與噴針噴嘴與噴針用于沖擊式水輪機(jī)，噴嘴形成沖擊射流，噴針用來(lái)調(diào)節(jié)流量。2022-5-712第11頁(yè)/共79頁(yè)第十二頁(yè)，共79頁(yè)。3、葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)（1）單級(jí)單吸懸臂式離心泵優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件通用性好缺點(diǎn)：受力情況不好、占地面積大（2）單級(jí)雙吸水平中開(kāi)離心泵優(yōu)點(diǎn)：兩端支撐受力情況好安裝檢修方便，

7、開(kāi)蓋即可取轉(zhuǎn)子缺點(diǎn)：零件形狀復(fù)雜(fz)、重量大2022-5-713第12頁(yè)/共79頁(yè)第十三頁(yè)，共79頁(yè)。（3）軸流泵軸流泵的葉輪與軸流水輪機(jī)類(lèi)似，分為轉(zhuǎn)槳和定槳，一般采用(ciyng)單級(jí)。（4）節(jié)段式多級(jí)泵優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊 、重量輕、占地小可改變級(jí)數(shù)適應(yīng)不同的揚(yáng)程缺點(diǎn)：安裝檢修不方便2022-5-714節(jié)段式多級(jí)泵第13頁(yè)/共79頁(yè)第十四頁(yè)，共79頁(yè)。（5）多級(jí)離心式壓縮機(jī)（6）廢氣增壓渦輪機(jī)組由一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)和一臺(tái)離心式壓縮機(jī)組成。（7）航空發(fā)動(dòng)機(jī)用離心式壓縮機(jī)高溫燃?xì)馔苿?dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)(xunzhun)，渦輪同時(shí)帶動(dòng)螺旋槳和壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)(xunzhun)。渦輪排出的燃?xì)鈴膰娍趪姵?，將再產(chǎn)生一部

8、分推力。（8）立式軸流泵立式軸流泵的葉輪與軸流式水輪機(jī)相同。軸流泵分為轉(zhuǎn)槳與定槳兩種。（9）多級(jí)軸流式壓縮機(jī)軸流泵通常只用單級(jí)，但軸流式壓縮機(jī)通常是多級(jí)的，且級(jí)數(shù)很多。2022-5-715第14頁(yè)/共79頁(yè)第十五頁(yè)，共79頁(yè)。4、葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的過(guò)流部件（1） 吸入室作用：按要求的速度和方向?qū)⒘黧w引入葉輪型式：直錐管形、彎管形、半螺旋形及環(huán)形等形狀(xngzhun)（2）葉輪泵和壓縮機(jī)的葉輪基本形態(tài)相同，都可分為離心式、混流式和軸流式。（3）壓水室與擴(kuò)壓元件作用：收集介質(zhì)送往下一級(jí)或管道中，同時(shí)將介質(zhì)的一部分速度能轉(zhuǎn)換成為壓力能以進(jìn)一步提高壓力。2022-5-716第15頁(yè)/共79頁(yè)第十

9、六頁(yè)，共79頁(yè)。三、葉片式流體機(jī)械的應(yīng)用范圍1.電力行業(yè)目前的電力生產(chǎn)主要是熱力發(fā)電、水力發(fā)電(shu l f din)和核能發(fā)電。在核電站中，二次蒸汽回路中需用與火電站相同的泵，一次回路中主循環(huán)泵是該回路的唯一回轉(zhuǎn)機(jī)械，高溫高壓下工作，為關(guān)鍵設(shè)備之一。下表給出了核電站用泵參數(shù)。2022-5-717第16頁(yè)/共79頁(yè)第十七頁(yè)，共79頁(yè)。水輪機(jī)是水力發(fā)電的關(guān)鍵部件。水力發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程主要有主機(jī)系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)。除水輪機(jī)外，水電廠油氣水等輔機(jī)系統(tǒng)中，也要應(yīng)用大量的水泵、油泵、壓縮機(jī)等流體機(jī)械(jxi)。2、水利工程水利工程（灌溉、排澇、供水），都需要相應(yīng)容量的泵。大型引水提水工程中應(yīng)用到大型高揚(yáng)程（

10、離心泵）、大型大流量可調(diào)泵（軸流混流泵）。排水排澇應(yīng)用低揚(yáng)程大流量泵的應(yīng)用。節(jié)水灌溉技術(shù)也大量用泵或其他形式的流體機(jī)械(jxi)。2022-5-718第17頁(yè)/共79頁(yè)第十八頁(yè)，共79頁(yè)。3、化學(xué)工業(yè)化工裝置大型化對(duì)泵和壓縮機(jī)的性能參數(shù)的要求越來(lái)越高?；ち鞒逃帽煤蛪嚎s機(jī)經(jīng)常需要輸送特殊的介質(zhì)，對(duì)泵和壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)制造提出了各種( zhn)特殊要求。4、石油工業(yè)泵和壓縮機(jī)是石油天然氣鉆探、開(kāi)采、傳輸和加工過(guò)程中的重要設(shè)備。5、鋼鐵工業(yè)鋼鐵的冶煉過(guò)程中需要大量的空氣和氧氣支持燃燒，因此需要風(fēng)機(jī)。生產(chǎn)過(guò)程中也需要消耗大量的水，在供水和水處理方面使用泵的數(shù)量也很多。高爐鼓風(fēng)機(jī)通常使用軸流壓縮機(jī)。202

11、2-5-719第18頁(yè)/共79頁(yè)第十九頁(yè)，共79頁(yè)。6、動(dòng)力工程燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)渦輪增壓機(jī)動(dòng)力風(fēng)源液力傳動(dòng)裝置7、制冷與低溫空調(diào)壓縮機(jī)制冷裝置中的重要設(shè)備膨脹機(jī)使氣體(qt)（制冷劑）實(shí)現(xiàn)絕熱等熵膨脹2022-5-720第19頁(yè)/共79頁(yè)第二十頁(yè)，共79頁(yè)。8、采礦工業(yè)礦井的排水與通風(fēng)需要配備大量的泵和風(fēng)機(jī)碴漿泵用來(lái)輸送(sh sn)物料9、航天技術(shù)燃料輸送(sh sn)泵是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，常采用液壓裝置作為執(zhí)行元件，用特殊的離心泵作為液壓系統(tǒng)動(dòng)力源。10、其他環(huán)境工程其他多種高技術(shù)設(shè)備，液壓控制都離不開(kāi)流體機(jī)械。2022-5-721第20頁(yè)/共79頁(yè)第二十一頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5

12、-722第21頁(yè)/共79頁(yè)第二十二頁(yè)，共79頁(yè)。二、能量頭葉輪式流體機(jī)械的重要參數(shù)定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量（或體積）介質(zhì)通過(guò)葉輪與機(jī)器所交換的能量，即機(jī)器進(jìn)出口斷面單位質(zhì)量（或體積）介質(zhì)所具有的能量差。以液體為介質(zhì)的水泵(shubng)和水輪機(jī)，常用液柱高表示單位重力液體的能量，單位為m，方便直觀。對(duì)于不可壓縮流體，可以不考慮內(nèi)能的變化，能量差可以用機(jī)器的進(jìn)出口斷面的壓能、動(dòng)能、位能表示。單位重量液體能量的差值H在水輪機(jī)中稱為水頭，在葉片泵中稱為揚(yáng)程2022-5-723第22頁(yè)/共79頁(yè)第二十三頁(yè)，共79頁(yè)。l用“1”表示(biosh)進(jìn)口，“2”表示(biosh)出口，則：222121212PPCCH

13、zzgg “”號(hào)分別表示水泵(shubng)的揚(yáng)程和水輪機(jī)的水頭。水電站靜水頭上下游水位差Hst電站水頭：此式成立(chngl)條件：水庫(kù)面積大，下游河道流速小。 2022-5-724第23頁(yè)/共79頁(yè)第二十四頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-725l對(duì)于泵裝置，裝置揚(yáng)程的定義是泵將單位重量(zhngling)液體從一個(gè)容器抽送到另一個(gè)容器所做的功。第24頁(yè)/共79頁(yè)第二十五頁(yè)，共79頁(yè)。l裝置凈揚(yáng)程的意義：在容器(rngq)中的流速相對(duì)于泵內(nèi)流速很小，則psstpsPPHzzg2022-5-726第25頁(yè)/共79頁(yè)第二十六頁(yè)，共79頁(yè)。l 能量頭：機(jī)器進(jìn)出口截面單位質(zhì)量的液體所具有(jyu)的能量

14、差，用h表示，這是一個(gè)與重力無(wú)關(guān)的能量指標(biāo)。l風(fēng)機(jī)(fn j)的壓升：l機(jī)器進(jìn)、出口斷面單位體積（1m3）氣體能量的差值，也簡(jiǎn)稱壓力。2221212tfCCPPP32/Nm m N m2022-5-727第26頁(yè)/共79頁(yè)第二十七頁(yè)，共79頁(yè)。222221212121222sfCCCCPPPPP2022-5-728第27頁(yè)/共79頁(yè)第二十八頁(yè)，共79頁(yè)。l 當(dāng)不考慮(kol)損失時(shí)，還可寫(xiě)成2022-5-729來(lái)表示介質(zhì)(jizh)能量提高的程度。l當(dāng)不考慮(kol)損失時(shí)，還可寫(xiě)成第28頁(yè)/共79頁(yè)第二十九頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-730第29頁(yè)/共79頁(yè)第三十頁(yè)，共79頁(yè)。由于損失的存在

15、，機(jī)器功率與流體功率之間有一差值P。用效率(xio l)來(lái)衡量損失的大小，則有上式給出整機(jī)總效率，總損失包括了機(jī)器(j q)各部分的各種能量損失。2022-5-731第30頁(yè)/共79頁(yè)第三十一頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-732泵與通風(fēng)機(jī)特性曲線第31頁(yè)/共79頁(yè)第三十二頁(yè)，共79頁(yè)。一、燃?xì)廨啓C(jī)概述全稱：燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，它是以連續(xù)流動(dòng)的氣體為工質(zhì)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ耐馊际絼?dòng)力機(jī)械，是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。工作(gngzu)介質(zhì)：從周?chē)髿馕氲目諝馀c活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，具有下列優(yōu)勢(shì)：（1）功率大，單臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功率可達(dá)數(shù)千瓦以上；（2）在功率相同的條件下，燃?xì)廨啓C(jī)

16、的重量比活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)輕得多；（3）不需要冷卻水系統(tǒng)。2022-5-733第32頁(yè)/共79頁(yè)第三十三頁(yè)，共79頁(yè)。二、燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)燃?xì)廨啓C(jī)有重型和輕型兩類(lèi)。重型：零件較為厚重，大修周期長(zhǎng)，壽命(shumng)可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)以上。輕型：結(jié)構(gòu)緊湊而輕，所用材料較好，其中以航機(jī)的結(jié)構(gòu)為最緊湊、最輕，但壽命(shumng)較短。燃?xì)廨啓C(jī)主機(jī)的三大部件：壓氣機(jī)、燃燒室、透平其他組成系統(tǒng)：控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)等。2022-5-734第33頁(yè)/共79頁(yè)第三十四頁(yè)，共79頁(yè)。1、壓氣機(jī)功能：利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片對(duì)空氣作功以提高空氣壓力主要性能參數(shù)：轉(zhuǎn)速、空氣流量、增壓比和效率等（1）離心

17、式壓氣機(jī)組成：導(dǎo)風(fēng)輪、葉輪、擴(kuò)壓器等優(yōu)點(diǎn)(yudin)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 工作可靠， 性能比較穩(wěn)定缺點(diǎn)：效率較低，迎風(fēng)面積大。2022-5-735離心式壓氣機(jī)第34頁(yè)/共79頁(yè)第三十五頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-736（2）軸流式壓氣機(jī)組成：轉(zhuǎn)子（工作輪）、靜子（整流器）分類(lèi)按工作原理和構(gòu)造(guzo)型式分為：活塞式壓氣機(jī)、葉輪式壓氣機(jī)、羅茨式壓氣機(jī)；按氣流的相對(duì)速度：亞音速、跨亞音速和超音速。軸流式壓氣機(jī)第35頁(yè)/共79頁(yè)第三十六頁(yè)，共79頁(yè)。2、燃燒室燃燒室位于壓氣機(jī)與渦輪之間，由燃燒室殼體、火焰(huyn)筒、點(diǎn)火器、噴嘴、旋流器等部件及一些小零件組成。2022-5-737圖 燃燒室的結(jié)構(gòu)1-

18、外殼； 2-火焰管； 3-冷卻魚(yú)鱗孔； 4-點(diǎn)火器； 5-過(guò)渡錐頂； 6-配氣蓋板； 7-燃料噴嘴；8-燃燒區(qū)；9-混合區(qū)；10-旋流器；11-一次射流孔；12-混合射流孔；13-環(huán)腔；14-燃?xì)鈱?dǎo)管 第36頁(yè)/共79頁(yè)第三十七頁(yè)，共79頁(yè)。（1）分管型燃燒室每個(gè)圓管火焰管有各自的外殼，組成一個(gè)單管。各個(gè)單管之間有聯(lián)焰管傳焰。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)試用氣量少； 強(qiáng)度和剛性好； 裝拆維護(hù)方便。缺點(diǎn)：迎風(fēng)(yng fng)面積最大； 空間利用率低； 重量最大； 與壓氣機(jī)出口環(huán)形氣流配合不好； 很難得到周向均勻的溫度場(chǎng)。2022-5-738第37頁(yè)/共79頁(yè)第三十八頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-739（2）環(huán)管型燃

19、燒室把幾個(gè)單獨(dú)的火焰管放在一個(gè)環(huán)形外殼內(nèi)，火焰管之間有聯(lián)焰管進(jìn)行傳焰。優(yōu)點(diǎn)(yudin)：迎風(fēng)面積較小；用含13個(gè)火焰管的試件可試驗(yàn)，無(wú)需很大的氣源；缺點(diǎn)：氣動(dòng)布局差，擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)困難；出口燃?xì)庵芟驕囟葓?chǎng)不如環(huán)形燃燒室好；重量比環(huán)形燃燒室重。第38頁(yè)/共79頁(yè)第三十九頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-740（3）環(huán)型燃燒室火焰管及殼體都是同心環(huán)結(jié)構(gòu)(jigu)，無(wú)聯(lián)焰管。優(yōu)點(diǎn)：空間利用率最高，迎風(fēng)面積最?。?能與壓氣機(jī)配合獲得最佳氣動(dòng)設(shè)計(jì)，壓力損失最小； 可獲得均勻的出口周向溫度場(chǎng)。缺點(diǎn)：調(diào)試時(shí)需要大型氣源； 火焰管剛性差； 裝拆維修困難。第39頁(yè)/共79頁(yè)第四十頁(yè)，共79頁(yè)。3、 渦輪組成：導(dǎo)向器及

20、機(jī)匣、轉(zhuǎn)子及支承系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)工作特點(diǎn)：溫度很高，分布不均勻； 轉(zhuǎn)速高，因此離心負(fù)荷大，平衡困難； 功率大，且級(jí)數(shù)少。技術(shù)要求：高效率 尺寸小且結(jié)構(gòu)緊湊 足夠的強(qiáng)度(qingd) 熱定心好 熱應(yīng)力小 好的冷卻系統(tǒng)和合適的材料2022-5-741第40頁(yè)/共79頁(yè)第四十一頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-742（1）渦輪轉(zhuǎn)子渦輪轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)由工作葉片、渦輪盤(pán)以及渦輪軸組成。特點(diǎn)：工作葉片厚且橫截面彎曲大； 截面沿高度變化大； 通道為收斂型； 做功量大，通道形式為內(nèi)徑或等中徑。（2）渦輪盤(pán)工作條件：高轉(zhuǎn)速和溫度沿半徑方向(fngxing)分布不均勻剖面形狀：一般為對(duì)稱、開(kāi)孔且邊緣加厚 第41頁(yè)/共79頁(yè)第

21、四十二頁(yè)，共79頁(yè)。（3）轉(zhuǎn)子（4）渦輪靜子組成：機(jī)匣、導(dǎo)向(do xin)器（5）冷卻系統(tǒng) 目的：提高渦輪前溫度、溫度場(chǎng)均勻減小熱應(yīng)力； 減低零件的溫度以及使燃?xì)馀c零件分開(kāi)。 4、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的主要輔助系統(tǒng)（1）進(jìn)氣系統(tǒng)（2）排氣系統(tǒng)（3）啟動(dòng)系統(tǒng)（4）燃料(rnlio)系統(tǒng)（5）電器部分、專用的控制系統(tǒng)等2022-5-743第42頁(yè)/共79頁(yè)第四十三頁(yè)，共79頁(yè)。三、燃?xì)廨啓C(jī)工作原理壓氣機(jī)連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮。壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒(rnsho)室，與噴入的燃料混合后燃燒(rnsho),成為高溫燃?xì)猓S即流入燃?xì)馔钙街信蛎涀鞴?，推?dòng)透平葉輪帶著壓氣機(jī)葉輪一起旋轉(zhuǎn)。燃?xì)廨啓C(jī)的工作過(guò)

22、程：簡(jiǎn)單循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)和復(fù)雜循環(huán)。開(kāi)式循環(huán)：工質(zhì)來(lái)自大氣，最后又排至大氣。影響燃?xì)廨啓C(jī)效率的兩個(gè)主要因素： 燃?xì)獬鯗亍簹鈾C(jī)的壓縮比提高燃?xì)獬鯗?，并相?yīng)提高壓縮比，可使燃?xì)廨啓C(jī)效率顯著提高。2022-5-744第43頁(yè)/共79頁(yè)第四十四頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-7451、壓氣機(jī)工作原理壓氣機(jī)的作用：將外界空氣吸入并壓縮到一定壓力，形成連續(xù)的由前向后的空氣流動(dòng)。（1）級(jí)的壓縮原理經(jīng)壓氣機(jī)多級(jí)壓縮后，空氣壓力便逐級(jí)提高到規(guī)定值。（2）進(jìn)氣導(dǎo)向器工作原理壓氣機(jī)的進(jìn)口處安裝正預(yù)旋進(jìn)氣導(dǎo)向器后，使氣流預(yù)先沿工作輪扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使進(jìn)入第一級(jí)工作輪的氣流相對(duì)速度較小，從而(cng r)減小了損失，提高壓氣

23、機(jī)的效率。第44頁(yè)/共79頁(yè)第四十五頁(yè)，共79頁(yè)。2、燃燒室工作原理將燃料(rnlio)與高壓空氣混合，點(diǎn)火燃燒，使燃料(rnlio)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的一種組件。2022-5-746氣流在燃燒室內(nèi)的流動(dòng)情況第45頁(yè)/共79頁(yè)第四十六頁(yè)，共79頁(yè)。3、渦輪工作原理渦輪的作用：將經(jīng)壓氣機(jī)壓縮和燃燒室加溫的燃?xì)饬鞯臒崮?rnng)，轉(zhuǎn)變?yōu)閹?dòng)壓氣機(jī)、附件傳動(dòng)及輸出軸輸出功率。渦輪按能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的不同分為沖擊式和反應(yīng)式兩種。2022-5-747渦輪工作原理第46頁(yè)/共79頁(yè)第四十七頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-748第47頁(yè)/共79頁(yè)第四十八頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-749第48頁(yè)/共79頁(yè)第四十九

24、頁(yè)，共79頁(yè)。一、蒸汽輪機(jī)概述蒸汽輪機(jī)全稱叫蒸汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種擷?。▽⑺訜岷笮纬傻模┧羝畡?dòng)能轉(zhuǎn)換為渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能的機(jī)械(jxi)。它通過(guò)燃燒燃料（煤或油等），將水加熱成高壓水蒸氣，水蒸氣從噴嘴中高速噴出，推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到熱能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能。利用蒸汽使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)器叫“蒸汽輪機(jī)” 或“汽輪機(jī)”。優(yōu)點(diǎn)：功率大、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易損件少，運(yùn)行安全可靠，調(diào)速方便、振動(dòng)小、噪音小、防爆等。蒸汽輪機(jī)種類(lèi)繁多，可根據(jù)其工作原理、性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)。2022-5-750第49頁(yè)/共79頁(yè)第五十頁(yè)，共79頁(yè)。二、蒸汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)與作用原理蒸汽輪機(jī)由一個(gè)中央很厚的鋼盤(pán)和鋼盤(pán)外沿弧形葉片所組成。汽輪機(jī)包括

25、汽輪機(jī)本體、調(diào)節(jié)(tioji)保安裝置及輔助設(shè)備三大部分。汽輪機(jī)的本體結(jié)構(gòu)一般可分為靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分。靜止部分包括汽缸、進(jìn)汽部分、噴嘴、隔板、汽封、滑銷(xiāo)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和軸承等部件。轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括主軸、葉輪、葉片和聯(lián)軸器等。2022-5-751第50頁(yè)/共79頁(yè)第五十一頁(yè)，共79頁(yè)。背壓式工業(yè)汽輪機(jī)背壓式工業(yè)汽輪機(jī) 2022-5-752凝氣式汽輪機(jī)凝氣式汽輪機(jī)第51頁(yè)/共79頁(yè)第五十二頁(yè)，共79頁(yè)。1、靜止部分（1）汽缸作用：將蒸汽與大氣隔絕，形成蒸汽完成能量轉(zhuǎn)換的封閉空間。此外，它還要支撐汽輪機(jī)的其他靜止部件，如：隔板、隔板套、噴嘴汽室等。汽缸一般做成水平中分形式按蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)流動(dòng)的特點(diǎn)，汽

26、缸的高中壓部分承受(chngshu)蒸汽的內(nèi)壓力，低壓部分有一部分缸體承受(chngshu)外部的大氣壓汽輪機(jī)的受力2022-5-753第52頁(yè)/共79頁(yè)第五十三頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-7541）高中壓缸高中壓部分為合并雙層缸結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外缸均為合金鋼鑄造而成，沿水平(shupng)中分面分為上缸和下缸，上、下缸是用雙頭大螺栓連接。原理：采用雙層缸結(jié)構(gòu)，每層汽缸的壁厚和法蘭尺寸都大大減小，內(nèi)缸承受高溫，而蒸汽的高壓由內(nèi)外缸共同承擔(dān)。高中壓合并汽缸剖面圖第53頁(yè)/共79頁(yè)第五十四頁(yè)，共79頁(yè)。2）低壓缸1）結(jié)構(gòu)：低壓缸由一個(gè)外缸和兩層內(nèi)缸組成(z chn)。低壓外缸和內(nèi)缸均由焊接的上缸和下缸組

27、成(z chn)，外缸垂直分為兩部分，并各在水平中分面上形成上缸和下缸。2）運(yùn)行原理低壓缸剖面圖2022-5-755第54頁(yè)/共79頁(yè)第五十五頁(yè)，共79頁(yè)。（2）進(jìn)氣部分指調(diào)節(jié)汽閥后蒸汽進(jìn)入汽缸第一級(jí)噴嘴這段區(qū)域。包括調(diào)節(jié)汽閥至噴嘴室的主蒸汽導(dǎo)管、導(dǎo)管與汽缸的連接部分和噴嘴室，是汽缸中承受蒸汽壓力和溫度最高的部分。1）噴嘴室作用：從進(jìn)口管道通入蒸汽并支承噴嘴部件，高壓缸噴嘴室入口是與內(nèi)缸焊接在一起的，并在徑向(jn xin)和周?chē)较蛴袑?dǎo)向鍵定位。2）調(diào)節(jié)氣閥再熱主汽門(mén)和再熱調(diào)節(jié)汽門(mén)組成聯(lián)合汽門(mén)，分布在汽輪機(jī)兩側(cè)各一個(gè)，再熱調(diào)節(jié)閥的出口與中壓進(jìn)汽噴嘴之間也采用滑動(dòng)連接，這兩個(gè)位置均在下缸底部2

28、022-5-756第55頁(yè)/共79頁(yè)第五十六頁(yè)，共79頁(yè)。（3）滑銷(xiāo)系統(tǒng)滑銷(xiāo)系統(tǒng)是保證汽缸(qgng)定向自由膨脹并能保持軸線不變的一種裝置。一般由立銷(xiāo)、橫銷(xiāo)、縱銷(xiāo)、角銷(xiāo)組成。立銷(xiāo)引導(dǎo)氣缸沿軸向和垂直方向自由膨脹；橫銷(xiāo)引導(dǎo)氣缸橫向自由膨脹；縱銷(xiāo)引導(dǎo)氣缸和軸承箱沿軸向自由膨脹；角銷(xiāo)也稱壓板，是防止軸承箱在軸向滑動(dòng)時(shí)一端翹起。作用：保持汽缸(qgng)能自由膨脹，以免形成過(guò)大應(yīng)力引起變形； 保持汽缸(qgng)和轉(zhuǎn)子的中心一致，避免因機(jī)體膨脹造成中 心變化，導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)或動(dòng)、靜之間的摩擦； 使汽缸(qgng)等靜止部件與轉(zhuǎn)子的軸向與徑向間隙符合要求。 2022-5-757第56頁(yè)/共79頁(yè)第五十七

29、頁(yè)，共79頁(yè)。（4）隔板與隔板套1）隔板主要部件：外環(huán)、外圍帶、靜葉柵、內(nèi)圍帶、隔板體等。隔板一般做成沿水平中分的兩塊，便于安裝拆卸隔板上的噴嘴，具有良好(lingho)的空氣動(dòng)力性能、足夠的表面光潔度和正確的出汽角。按其結(jié)構(gòu)一般可分為裝配型和焊接型兩種2）隔板套作用：固定隔板。分為上下兩半，二者通過(guò)中分面法蘭用螺栓和定位螺栓連接在一起。2022-5-758第57頁(yè)/共79頁(yè)第五十八頁(yè)，共79頁(yè)。（5）氣封汽輪機(jī)高壓端軸封稱為高壓軸封，在單缸汽輪機(jī)中稱為前軸封。低壓端軸封稱為低壓軸封，在單缸汽輪機(jī)中又稱為后軸封。裝在隔板汽封槽中的汽封稱為隔板汽封。裝在隔板上與圍帶配合防止漏汽的又稱為圍帶汽封。

30、1）結(jié)構(gòu)目前廣泛采用的是高低齒型的梳齒結(jié)構(gòu)2）分類(lèi)按其安裝位置的不同，分為通流部分汽封、隔板（或靜葉環(huán)）汽封、軸端汽封。按結(jié)構(gòu)形式不同，分為曲徑(q jn)式、碳精式和水封式等。2022-5-759 高低齒型軸封1-彈簧片；2-軸封套；3-軸封環(huán)；4-軸第58頁(yè)/共79頁(yè)第五十九頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-760（6）噴嘴與噴嘴組1）噴嘴除了采用單個(gè)噴嘴的小汽輪機(jī)外，汽輪機(jī)的級(jí)都包括靜葉柵和動(dòng)葉柵。靜葉柵是由若干個(gè)靜葉片（又稱導(dǎo)葉）構(gòu)成的。2）噴嘴組通常將安裝在調(diào)節(jié)氣室上的噴嘴組合簡(jiǎn)稱(jinchng)為噴嘴組，它是由噴嘴組外緣、噴嘴和噴嘴組內(nèi)緣組成。第59頁(yè)/共79頁(yè)第六十頁(yè)，共79頁(yè)。（7

31、）軸承作用：承受轉(zhuǎn)子全部重力并且(bngqi)確定轉(zhuǎn)子在氣缸中的正確位置。分類(lèi)支持軸承推力軸承安裝位置支持軸承位于汽輪發(fā)電機(jī)組各轉(zhuǎn)子的端部；推力軸承位于汽輪機(jī)高、中壓或中、低轉(zhuǎn)子間的軸承座內(nèi)或前軸承座內(nèi)。支撐方式貓爪軸承座支撐方式汽缸通過(guò)外伸撐腳直接安放在基礎(chǔ)臺(tái)板上大功率汽輪機(jī)采用貓爪軸承座支撐方式2022-5-761第60頁(yè)/共79頁(yè)第六十一頁(yè)，共79頁(yè)。2、轉(zhuǎn)動(dòng)部分汽輪機(jī)所有轉(zhuǎn)動(dòng)部件的組合體稱為轉(zhuǎn)子。主要包括：主軸、葉輪(yln)、葉片等部件。蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子1-危急遮斷器孔；2-軸位移凸肩；3-推力盤(pán)；4-前徑向軸承；5-前汽封；6-內(nèi)汽封；7-調(diào)節(jié)級(jí)；8-轉(zhuǎn)鼓段；9-低壓段；1

32、0-后氣封；11-后徑向軸承擋；12-盤(pán)車(chē)棘輪；13-盤(pán)車(chē)油輪；14-聯(lián)軸器擋；15-后端平衡面；16-主平衡面；17-前段平衡面2022-5-762第61頁(yè)/共79頁(yè)第六十二頁(yè)，共79頁(yè)。我國(guó)國(guó)產(chǎn)機(jī)組主要采用的轉(zhuǎn)子形式：套裝式轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子上的葉輪(yln)，軸封套，連軸節(jié)等部分是分別加工，熱套在主軸上；鍛件尺寸小，加工方便，質(zhì)量容易得到保障。整鍛式轉(zhuǎn)子葉輪(yln)、軸封、聯(lián)軸節(jié)等部件與主軸系由一整體部件加工而成，無(wú)熱套部件；強(qiáng)度和剛度較套裝轉(zhuǎn)子大，結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸短，機(jī)械加工和裝配量小。組合轉(zhuǎn)子；焊接式轉(zhuǎn)子由若干個(gè)葉輪(yln)和兩個(gè)端軸拼焊而成。強(qiáng)度好，相對(duì)質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度大。國(guó)產(chǎn)中

33、小型、中等參數(shù)以下的機(jī)組的轉(zhuǎn)子都采用套裝式結(jié)構(gòu)。2022-5-763第62頁(yè)/共79頁(yè)第六十三頁(yè)，共79頁(yè)。1、葉輪葉輪的結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分：輪緣部分：是安裝葉片的部分，具有與葉根結(jié)構(gòu)相配合的形狀。輪轂部分：通過(guò)它葉輪套在軸上。輪體部分：是把輪緣與輪轂聯(lián)成一體的中間部分。2、葉片葉片由葉根、工作部分和頂部組成。1）葉根作用(zuyng)：將葉片固定在葉輪上常用的葉根有：T型、菌型葉根、叉形葉根、樅樹(shù)型葉根。2022-5-764第63頁(yè)/共79頁(yè)第六十四頁(yè)，共79頁(yè)。2）工作部分工作部分是葉片的主要部分，蒸汽從這里通過(guò)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。3）葉頂一般做成鉚釘狀，上面有套裝圍帶作用(zuyng)：

34、加強(qiáng)葉片強(qiáng)度、減少了漏汽圍帶的幾種形式：鉚接圍帶、整體圍帶、彈性拱型圍帶4）葉片的安裝方式：周向埋入法軸向埋入法徑向跨裝法2022-5-765第64頁(yè)/共79頁(yè)第六十五頁(yè)，共79頁(yè)。3、調(diào)速控制系統(tǒng)目的：將汽輪機(jī)穩(wěn)定在一定轉(zhuǎn)速原理：根據(jù)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化的關(guān)系，利用轉(zhuǎn)速變化作為訊號(hào)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。組成：起動(dòng)裝置、安全裝置、保安裝置、調(diào)速器、監(jiān)視裝置1）起動(dòng)裝置作用(zuyng)：打開(kāi)速關(guān)閥原理：起動(dòng)裝置由危急保安裝置來(lái)的壓力油，作為起動(dòng)油進(jìn)入起動(dòng)裝置，隨著操縱桿的移動(dòng)，滑閥也隨之移動(dòng)，依次接通起動(dòng)油壓和速關(guān)油壓，將速關(guān)閥打開(kāi)。2022-5-766第65頁(yè)/共79頁(yè)第六十六頁(yè)，共79頁(yè)。20

35、22-5-7672）安全裝置速關(guān)閥位置：水平安裝在汽輪機(jī)汽缸的進(jìn)汽管路上組成：閥體、濾網(wǎng)和油缸等作用：在運(yùn)行中出現(xiàn)事故時(shí)，最短時(shí)間內(nèi)切斷進(jìn)入(jnr)汽輪機(jī)的蒸汽。速關(guān)閥結(jié)構(gòu)圖第66頁(yè)/共79頁(yè)第六十七頁(yè)，共79頁(yè)。3）保安裝置結(jié)構(gòu)與作用原理結(jié)構(gòu)：危急遮斷滑閥及其殼體通過(guò)托架裝在前軸承座上，滑閥可以在襯套中沿水平方向滑動(dòng)。滑閥上有兩個(gè)控制凸肩，襯套與滑閥凸肩相應(yīng)的端面起對(duì)凸肩的限位和油路的密封作用。原理：當(dāng)汽輪機(jī)在運(yùn)行(ynxng)中出現(xiàn)故障時(shí)，危急保安裝置開(kāi)始運(yùn)作，將速關(guān)閥的速關(guān)油泄掉，使速關(guān)閥迅速關(guān)閉，切斷汽輪機(jī)進(jìn)汽。危急保安裝置危急保安裝置 2022-5-768第67頁(yè)/共79頁(yè)第六十八

36、頁(yè)，共79頁(yè)。4）電磁閥位置(wi zhi)：兩位三通電磁閥裝在進(jìn)入保安系統(tǒng)的壓力油管路上。作用：切斷進(jìn)入危急保安裝置的壓力油。2022-5-769第68頁(yè)/共79頁(yè)第六十九頁(yè)，共79頁(yè)。2022-5-7705）錯(cuò)油門(mén)與油動(dòng)機(jī)油動(dòng)機(jī)通過(guò)錯(cuò)油門(mén)將由調(diào)速器輸出的二次油壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成油缸活塞的行程，并通過(guò)杠桿系統(tǒng)操縱調(diào)節(jié)氣閥的開(kāi)度，使進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量與所要求的流量或功率相適應(yīng)。錯(cuò)油門(mén)從二次油路中得到信號(hào)，并控制(kngzh)作為動(dòng)力的壓力油進(jìn)入活塞上下腔。6）調(diào)速器常見(jiàn)的調(diào)速器型式： 雙脈沖式、SRIV型、Woodward PG-PL型、WOOD WARD 505電子調(diào)速器。錯(cuò)油門(mén)與油動(dòng)機(jī)第69頁(yè)

37、/共79頁(yè)第七十頁(yè)，共79頁(yè)。4、輔助設(shè)備（1）沖擊式盤(pán)車(chē)裝置1）沖擊式盤(pán)車(chē)裝置結(jié)構(gòu)組成：電磁閥、壓力(yl)油缸、活塞、框架2）沖擊式盤(pán)車(chē)裝置作用原理沖擊式盤(pán)車(chē)裝置在每次運(yùn)動(dòng)中都使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定的角度，以滿足讓轉(zhuǎn)子連續(xù)而有節(jié)奏的轉(zhuǎn)動(dòng)而不引起危及汽輪機(jī)的再運(yùn)行。2022-5-771沖擊式盤(pán)車(chē)裝置結(jié)構(gòu)第70頁(yè)/共79頁(yè)第七十一頁(yè)，共79頁(yè)。（2）油系統(tǒng)(xtng)設(shè)備及各部分作用油系統(tǒng)(xtng)組成：貯油箱、油泵、油冷卻器、油過(guò)濾器、安全閥、止回閥、調(diào)壓閥、控制閥以及高位油箱、蓄壓器、油管路等。1）油箱作用：儲(chǔ)油、分離空氣、水分和各種機(jī)械雜質(zhì)及氣泡。2）油泵工業(yè)汽輪機(jī)油系統(tǒng)(xtng)油泵類(lèi)型：主油泵、輔助油泵和事故油泵等。3）油冷卻器油冷卻器是一種表面式熱交換器，油走管外，冷卻水走管內(nèi)，用來(lái)降低油質(zhì)的溫度，使油溫保持在3540之間。一臺(tái)機(jī)組中常備有兩臺(tái)以上的油冷卻器，即可保證冷卻效果，又可輪換進(jìn)行檢修。2022-5-772第71頁(yè)/共79頁(yè)第七十二頁(yè)，共79頁(yè)。4）油過(guò)濾器位置：安裝在油冷卻器之后常用的過(guò)濾器為網(wǎng)式或紙制濾芯，一般設(shè)