渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪1

1、葉輪機(jī)械原理渦輪原理練習(xí)：1、渦輪級(jí)噴嘴環(huán)前后壓力比為1.56，級(jí)前總溫1100k，若速度系數(shù)為0.955求：噴嘴出口氣流速度、總溫、靜溫葉輪機(jī)械原理渦輪原理練習(xí)：2、若動(dòng)葉膨脹比為1.4，速度系數(shù)為0.94，進(jìn)口絕對(duì)氣流角為20，圓周速度為380m/s，求動(dòng)葉出口靜溫。（進(jìn)口氣流參數(shù)如上）葉輪機(jī)械原理渦輪原理練習(xí)：3、通過(guò)某渦輪末級(jí)的流量為8.63kg/s，背壓1.23bar，溫度365，平均直徑365mm，葉片高度225mm，出口相對(duì)氣流角35，渦輪轉(zhuǎn)速為6300r/min。求渦輪級(jí)的余速損失？葉輪機(jī)械原理渦輪原理練習(xí)：4、有一單級(jí)渦輪，級(jí)前參數(shù)為3.2Mpa，溫度430，流量為82kg/

2、s，平均直徑1.2m，葉高15mm，噴嘴出口氣流角為12，反動(dòng)度為0，轉(zhuǎn)速為3000r/min。求：出口背壓為多少時(shí)輪周效率最高葉輪機(jī)械原理長(zhǎng)葉片級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理長(zhǎng)葉片級(jí)與多級(jí)渦輪渦輪長(zhǎng)葉片級(jí)的定義7 8dmldm-渦輪平均直徑；L-渦輪葉片高度葉輪機(jī)械原理長(zhǎng)葉片級(jí)與多級(jí)渦輪不采取扭曲產(chǎn)生的附加能量損失：1、沿葉高沖角變化引起附加損失；2、徑向流動(dòng)損失3、級(jí)后氣流參數(shù)不均勻引起的摻混附加損失葉輪機(jī)械原理長(zhǎng)葉片級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理長(zhǎng)葉片級(jí)與多級(jí)渦輪動(dòng)葉進(jìn)口角扭曲較靜葉出口較大與壓氣機(jī)的區(qū)別：出口絕對(duì)對(duì)氣流角上升、相對(duì)氣流角下降葉輪機(jī)械原理長(zhǎng)葉片級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理長(zhǎng)葉片級(jí)與多級(jí)渦

3、輪葉輪機(jī)械原理長(zhǎng)葉片級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 軸流渦輪的長(zhǎng)葉片級(jí)葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪等內(nèi)徑、等外徑的區(qū)別葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪多級(jí)軸流渦輪重?zé)嵯禂?shù)葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪3、多級(jí)渦輪的焓降分配與級(jí)數(shù)的確定影響焓降的因素：（1）平均直徑（2）轉(zhuǎn)速平均直徑的變化規(guī)律影

4、響渦輪焓降分配葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪等內(nèi)徑：由于級(jí)的平均直徑逐漸增加，級(jí)的焓降逐級(jí)增加；轉(zhuǎn)子加工容易，易于葉片通用；外殼傾斜，壁面附近容易發(fā)生分離損失；葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪等外徑：由于級(jí)的平均直徑逐漸減小，級(jí)的焓降逐級(jí)減少；低壓級(jí)葉片長(zhǎng)，葉片扭曲劇烈，易出現(xiàn)負(fù)的反動(dòng)度；機(jī)組徑向尺寸小，適用于航空機(jī)組。等中徑介于兩者之間葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪焓降分配原則：1、末級(jí)焓降小，易于減少出口余速損失；2、第一級(jí)焓降適當(dāng)增加，有利于降低燃?xì)鉁囟?，提高渦輪使用壽命。缺點(diǎn)：增加第一級(jí)焓降則小，氣流轉(zhuǎn)折角大，流動(dòng)損失增加。葉輪機(jī)械原

5、理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪確定方法：1、由強(qiáng)度條件和結(jié)構(gòu)要求確定平均直徑2、選取速比確定級(jí)的平均等熵焓降(載荷系數(shù))max60mudn葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪級(jí)數(shù)的確定：*2*2(1)zscsmcHhzhh葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪多級(jí)渦輪的相對(duì)內(nèi)效率：1、進(jìn)氣閥門和進(jìn)氣管路中的損失2、連通管路中的損失（汽輪機(jī)）3、排氣壓力損失*ioisHH葉輪機(jī)械原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪多級(jí)渦輪的設(shè)計(jì)計(jì)算：1、通流形式的確定2、級(jí)數(shù)、反動(dòng)度、各級(jí)焓降的分配3、參照短葉片級(jí)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法完成各級(jí)的設(shè)計(jì)計(jì)算葉輪機(jī)械

6、原理第十章 渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪例：燃?xì)馔钙降脑O(shè)計(jì)參數(shù)為：*53*035.668 10 PaT780 CP 進(jìn)氣溫度：透平排氣壓力：*541.013 10 PaP 燃料系數(shù)=0.2，燃?xì)饬髁縂=26.71kg，透平轉(zhuǎn)速n=7900轉(zhuǎn)/分葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況渦輪機(jī)的功率要隨外界負(fù)荷的變化而變化：TNGL汽輪機(jī)通常采用流量調(diào)節(jié)的方式燃?xì)廨啓C(jī)改變工質(zhì)的工作參數(shù)（流量也會(huì)發(fā)生改變）葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況 流量變化時(shí)氣體的速度、密度都會(huì)發(fā)生變化，這會(huì)引起渦輪級(jí)中氣體的壓力、溫度、焓降、速比、反動(dòng)度等主要參數(shù)的變化，進(jìn)而引起渦輪機(jī)各項(xiàng)損失和效率的變化

7、。 以流量為獨(dú)立變量，以其它參數(shù)為因變量，變工況的研究就是研究其它因變量的變化規(guī)律以及各變量間的相互關(guān)系葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況 燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速的變化與外界負(fù)荷變化相關(guān)： 轉(zhuǎn)速變化工質(zhì)的流量、熱力參數(shù)可能單獨(dú)或相關(guān)聯(lián)的發(fā)生變化，以轉(zhuǎn)速變化為因變量分析工作情況、熱力參數(shù)的變化規(guī)律可以使變轉(zhuǎn)速的特性在等轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上加以討論NM葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況一、變工況時(shí)葉柵的工作特性葉柵流量 與葉柵前后氣動(dòng)參數(shù)的變化關(guān)系 *1*( )sin()sinwwwG TqFPG TqFP靜葉柵與動(dòng)葉柵連續(xù)方程相似，因此只需將參數(shù)換為相對(duì)坐標(biāo)參數(shù)結(jié)論仍然可用葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工

8、況 靜葉柵進(jìn)口氣流參數(shù)分別為P0、T0和P1時(shí)：12111121( )()()12kkkkkkqk葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況21 ()1crcrcrGG臨界壓力取決與進(jìn)口狀態(tài)參數(shù)，所以此式具有通用性葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況靜葉柵流量與膨脹比變化關(guān)系葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況縮放葉柵：1ex折合流量隨膨脹比的減少而增加1ex折合流量達(dá)到臨界值*011*0()crG TqffP葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況縮放葉柵膨脹比與面積比變化關(guān)系221()()11crexcrcrff縮放葉柵出口背壓與幾何尺寸相關(guān)。一、設(shè)計(jì)工況與變工況時(shí)動(dòng)葉氣流速度均達(dá)到臨界葉輪機(jī)械原理第十一章

9、 渦輪的變工況二、設(shè)計(jì)工況與變工況時(shí)動(dòng)葉氣流速度均未達(dá)到臨界葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況三、變工況時(shí)渦輪的熱力參數(shù)的變化變工況時(shí)渦輪反動(dòng)度的變化規(guī)律葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況決定渦輪工作狀態(tài)的參數(shù)：1、渦輪轉(zhuǎn)速2、渦輪進(jìn)口總溫、總壓3、渦輪出口壓力（膨脹比）注：壓氣機(jī)中是流量、壓比、進(jìn)氣參數(shù)，（轉(zhuǎn)速變化）葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況渦輪性能參數(shù)參數(shù)：1、膨脹功2、通過(guò)渦輪的質(zhì)量流量3、渦輪效率葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況渦輪相似工作條

10、件：Ma，Mu葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況臨界或超臨界工作狀態(tài)：相似流動(dòng)條件由臨界點(diǎn)后相似參數(shù)決定葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況單級(jí)渦輪特性：1、隨膨脹比增加渦輪流量增大，達(dá)到臨界后保持不變2、亞臨界流動(dòng)狀態(tài)流量隨轉(zhuǎn)速的增加而減?。ǚ磩?dòng)度變化）葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況單級(jí)渦輪特性：3、轉(zhuǎn)速降低效率線向左偏移（為保證動(dòng)葉速比不變需減小焓降）4、焓降相同時(shí)降低轉(zhuǎn)速出口絕對(duì)氣流角減小。葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況各參數(shù)對(duì)級(jí)特性的影響：1、面積比 隨著面積別增加反動(dòng)度逐漸增大葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況各參數(shù)對(duì)級(jí)特性的影響：2、膨脹比 膨脹比小，比容增加量小，動(dòng)葉出口喉部面積相對(duì)增大，反動(dòng)度減小葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況各參數(shù)對(duì)級(jí)特性的影響：2、膨脹比 膨脹比小，比容增加量小，動(dòng)葉出口喉部面積相對(duì)增大，反動(dòng)度減小注：高壓比取小的面積比葉輪機(jī)械原理第十一章 渦輪的變工況喉部面積對(duì)流量的影響：高反動(dòng)度動(dòng)葉易阻