23級(jí)輪周效率與速比復(fù)件1解析課件

三、級(jí)的輪周功率和輪周效率三、級(jí)的輪周功率和輪周效率1本節(jié)要點(diǎn)

輪周功率輪周效率輪周效率與速比的關(guān)系必須清楚的小知識(shí)動(dòng)葉柵發(fā)出的輪周功體現(xiàn)了全級(jí)的能量轉(zhuǎn)換過程，衡量這個(gè)能量轉(zhuǎn)換過程完善程度的指標(biāo)是輪周效率。減小輪周損失，提高輪周效率，是提高級(jí)乃至汽輪機(jī)整體效益的基礎(chǔ)。本節(jié)要點(diǎn)輪周功率2FuFzFb一、蒸汽作用在動(dòng)葉柵的力和輪周功率1.蒸汽作用在動(dòng)葉柵的力：設(shè)時(shí)間內(nèi)流過動(dòng)葉的蒸汽量為，動(dòng)量變化為：絕對(duì)坐標(biāo)系：切向軸向相對(duì)坐標(biāo)系：切向軸向作用在動(dòng)葉上的汽流力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)機(jī)械功的切向力不產(chǎn)生機(jī)械功的軸向力汽流對(duì)動(dòng)葉的作用力Fu（輪周力、周向力）由動(dòng)量定理求得用速度三角形關(guān)系進(jìn)行計(jì)算FuFzFb一、蒸汽作用在動(dòng)葉柵的力和輪周功率1.蒸汽作用在3圓周方向氣流對(duì)動(dòng)葉的作用力Fu軸向作用在動(dòng)葉上的軸向力應(yīng)是汽流軸向力和壓差力的總和設(shè)動(dòng)葉壓差作用有效面積為Az，則總的軸向力軸向力使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向產(chǎn)生移動(dòng)，故采用軸向推力軸承對(duì)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(shè)置軸向力平衡裝置。說明：圓周向力Fu與汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)方向一致，推動(dòng)葉片作功，軸向力Fz不作功，產(chǎn)生軸向推力。圓周方向氣流對(duì)軸向作用在動(dòng)葉上的軸向力應(yīng)是汽流軸向力和壓差力42.輪周功率Pu：kWkJ/kg單位時(shí)間內(nèi)蒸汽推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)所作出的機(jī)械功稱為輪周功率.

1kg蒸汽產(chǎn)生的輪周功Wu等于級(jí)的輪周有效比焓降Δhu.

利用速度三角形的關(guān)系，得輪周功的意義：由噴嘴帶進(jìn)動(dòng)葉的蒸汽動(dòng)能與動(dòng)葉內(nèi)熱能轉(zhuǎn)換的動(dòng)能之和，減去蒸汽離開動(dòng)葉所帶走的動(dòng)能。對(duì)于沖動(dòng)級(jí)，由于動(dòng)葉轉(zhuǎn)折較大，所以β1和β2較小，做功能力較大；而對(duì)于反動(dòng)級(jí)，由于動(dòng)葉轉(zhuǎn)折較沖動(dòng)級(jí)小，所以β1和β2較大，做功能力較小2.輪周功率Pu：kWkJ/kg單位時(shí)間內(nèi)蒸汽推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)5二、輪周效率ηu定義：1kg蒸汽所作出的輪周功Wu與蒸汽在該級(jí)所消耗的理想能量E0之比稱為級(jí)的輪周效率。E0的計(jì)算式中：μ——余速利用系數(shù)μ0——表示本級(jí)利用上一級(jí)余速動(dòng)能的份額μ1——表示本級(jí)余速動(dòng)能被下一級(jí)利用的份額本級(jí)噴嘴進(jìn)口的初動(dòng)能δhc0=μ0(δhc2)abv,(δhc2)abv上一級(jí)的余速動(dòng)能;同理本級(jí)余速損失中μ1δhc2部分是下一級(jí)噴嘴的進(jìn)口初速動(dòng)能，這部分能量將算到下一級(jí)，因此，如果不扣去μ1δhc2，那么μ1δhc2將既算在本級(jí)理想能量E0內(nèi)，又算在下級(jí)的E0內(nèi)，這就重復(fù)了。二、輪周效率ηu定義：1kg蒸汽所作出的輪周功Wu與蒸汽在該6一般地，調(diào)節(jié)級(jí)和排汽級(jí)的μ為0,抽汽級(jí)為0.0～0.5，中間級(jí)為1.0余速利用系數(shù)μ的大小將影響到下一級(jí)的滯止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)。輪周效率ηu計(jì)算公式的不同形式⑴定義式⑵速度式：式中：ca為級(jí)的假想理想速度，即假定級(jí)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。⑶能量平衡方式一般地，調(diào)節(jié)級(jí)和排汽級(jí)的μ為0,抽汽級(jí)為0.0～0.5，中間7⑷能損分析式：用來分析各種輪周損失所占比例較為方便式中：ζn——噴嘴損失系數(shù)，ζn=δhn/E0

ζb——?jiǎng)尤~損失系數(shù)，ζb=δhb/E0

ζc2——余速損失系數(shù)，ζc2=δhc2/E0結(jié)論以速度形式表示的ηu計(jì)算公式，一般用來分析級(jí)的輪周效率與速比之間的關(guān)系；而以損失系數(shù)表示的ηu計(jì)算公式，用來分析各種輪周損失所占比例時(shí)較為方便；在進(jìn)行級(jí)的熱力計(jì)算時(shí)，可用來互相校核。輪周效率取決于三項(xiàng)損失系數(shù)ζn、ζb和ζc2，在噴嘴和動(dòng)葉葉型選定后，φ和ψ就基本上確定了，影響輪周效率ηu的主要因素是余速損失系數(shù)ζc2，因此，應(yīng)減少動(dòng)葉出口的絕對(duì)速度c2，同時(shí)提高余速利用系數(shù)。⑷能損分析式：用來分析各種輪周損失所占比例較為方便式中：8三、輪周效率與速比的關(guān)系級(jí)的速比假想速比---即輪周速度與級(jí)假想速度之比,級(jí)假想速度---假想在噴嘴中等熵膨脹時(shí)得到的出口速度最佳速比---對(duì)應(yīng)最高輪周效率的速比.即以假想動(dòng)能的形式表示整級(jí)滯止理想比焓降最佳假想速比---對(duì)應(yīng)最高輪周效率的假想速比.速比是汽輪機(jī)的重要指標(biāo)，直接影響汽輪機(jī)組的輪周效率和作功能力。三、輪周效率與速比的關(guān)系級(jí)的速比假想速比---即輪周速度與級(jí)91.純沖動(dòng)級(jí)最佳速比在純沖動(dòng)級(jí)中，假設(shè)不利用上一級(jí)余速，本級(jí)余速也不被下一級(jí)利用，于是由速度三角形知影響ηu的因素有x1,φ,ψ,α1,β1,β2,但在一般情況下，φ,ψ,α1,β1,β2的值只在很小范圍內(nèi)變化，所以對(duì)ηu影響最大的因素是x1。將以上關(guān)系代入，得：1.純沖動(dòng)級(jí)最佳速比在純沖動(dòng)級(jí)中，假設(shè)不利用上一級(jí)余速，本級(jí)10越大，輪周效率越高，因此應(yīng)盡量改善葉柵的氣動(dòng)特性以提高速度系數(shù)適當(dāng)減小和也可以提高輪周效率，但過分減小和，由于汽道的彎曲程度增大，流動(dòng)惡化，使輪周效率降低。葉型一經(jīng)選定便基本確定輪周效率只隨速比的變化而變化當(dāng)x1=0，u=0，說明葉輪不動(dòng)，沒有做功，故ηu=0。當(dāng)x1=cosα1時(shí)，u=c1cosα1，此時(shí)β1=90°=β2

，說明w1和w2在輪周方向的分速度為0，即作用在動(dòng)葉柵的輪周力為0，故此時(shí)也未做功，ηu=0。1.純沖動(dòng)級(jí)最佳速比越大，輪周效率越高，因此應(yīng)盡量改善葉柵的氣動(dòng)適當(dāng)減小和當(dāng)0＜x1＜cosα1時(shí)，函數(shù)是連續(xù)的，且ηu＞0；則在此區(qū)間必存在一個(gè)速比x1使輪周效率達(dá)最大，該速比即為最佳速比。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為了實(shí)用上的方便，常用代替對(duì)純沖動(dòng)級(jí)通用式：1.純沖動(dòng)級(jí)最佳速比當(dāng)0＜x1＜cosα1時(shí)，函數(shù)是連續(xù)的，且ηu＞0；則在此區(qū)12幾何法分析最佳速比(x1)op的物理意義α2=90°即軸向排汽時(shí)，余速損失最小，輪周效率最大。一般情況下α1=10-16°，最末幾級(jí)可增大到20°，故(x1)op=0.47-0.49c2c1w1=w2uuα1α2uα2w1=w2c2α1c1uα1c2c1w1=w2uuα2若α1=10-16°，φ=0.97，則(xa)op=0.456-0.476軸向排汽，效率最高幾何法分析最佳速比(x1)op的物理意義α2=90°即軸向排13純沖動(dòng)級(jí)輪周效率曲線

純沖動(dòng)級(jí)輪周效率曲線余速利用對(duì)最佳速比的影響余速利用時(shí)，純沖動(dòng)級(jí)的輪周效率表示為：利用速度三角形經(jīng)代換得：令：余速利用對(duì)最佳速比的影響余速利用時(shí)，純沖動(dòng)級(jí)的輪周效率表示為15例：當(dāng)φ=0.96、ψ=0.90及α1=14°時(shí)，對(duì)的純沖動(dòng)級(jí)，

,時(shí)，c)使速比向增大方向移動(dòng)。a)增大了輪周效率；b)最佳速比附近輪周效率敏感度下降，提高了適應(yīng)工況變化的能力；設(shè)計(jì)時(shí)略微降低點(diǎn)效率可換取更大的作功能力(焓降)d)使輪周效率失去了相對(duì)于最高點(diǎn)的基本對(duì)稱性。例：當(dāng)φ=0.96、ψ=0.90及α1c)使速比向反動(dòng)級(jí)葉柵汽道與速度三角形2.反動(dòng)級(jí)最佳速比⑴反動(dòng)級(jí)的特征對(duì)于典型反動(dòng)級(jí)，噴嘴與動(dòng)葉中的比焓降相等，即反動(dòng)度約為0.5。為了制造方便，噴嘴與動(dòng)葉采用同一葉型．即α1=β2，φ=ψ。反動(dòng)級(jí)余速一般全部利用，即μ0=μ1=1，在這些條件下,則有α1=β2

，φ=ψ,c1=w2

，c0=w1=c2

，β1

=α2

。反動(dòng)級(jí)進(jìn)出口速度三角形為全等三角形反動(dòng)級(jí)葉柵汽道與速度三角形2.反動(dòng)級(jí)最佳速比⑴反動(dòng)級(jí)的特

用解析法可求反動(dòng)級(jí)的輪周效率與速比的關(guān)系:從而求得余速全部利用時(shí),反動(dòng)級(jí)的最佳速比為:反動(dòng)級(jí)的最佳假想速比：

用解析法可求反動(dòng)級(jí)的輪周效率與速比的關(guān)系:從而求得反動(dòng)級(jí)中，，噴嘴動(dòng)葉焓降相等，典型反動(dòng)級(jí)最佳速比噴嘴動(dòng)葉幾何相似，速度三角形相似，當(dāng)時(shí)最小，余速損失最小軸向排汽，效率最高反動(dòng)級(jí)中，，噴嘴動(dòng)葉焓降相等，典型反動(dòng)級(jí)最佳速比19反動(dòng)級(jí)輪周效率與速比x1和xa的關(guān)系1）反動(dòng)級(jí)的輪周效率在最大值附近變化平穩(wěn)，速比變化不易引起效率明顯下降。2）反動(dòng)級(jí)最佳速比大于純沖動(dòng)級(jí)，在u相同時(shí),比純沖動(dòng)級(jí)作功能力小，故級(jí)數(shù)要多。反動(dòng)級(jí)輪周效率與速比x1和xa的關(guān)系1）反動(dòng)級(jí)的輪周效率203.沖動(dòng)級(jí)的最佳速比沖動(dòng)級(jí)的反動(dòng)度一般在0.05-0.30之間,對(duì)于余速可被利用的的沖動(dòng)級(jí),根據(jù)速度三角形和這種級(jí)的特點(diǎn),可推導(dǎo)出它輪周效率的表達(dá)式:由圖可見,沖動(dòng)級(jí)的最佳速比和反動(dòng)度同向變化,且與余速的利用程度有關(guān),余速利用系數(shù)越小,最佳速比隨反動(dòng)度而變化的程度越劇烈。←最佳速比與反動(dòng)度和余速利用系數(shù)之間的關(guān)系3.沖動(dòng)級(jí)的最佳速比沖動(dòng)級(jí)的反動(dòng)度一般在0.05-0.30之4.復(fù)速級(jí)的最佳速比右圖為復(fù)度級(jí)的速度三角形，其上部為第一列動(dòng)葉的進(jìn)口、出口速度三角形，下部則為第二列動(dòng)葉的進(jìn)口、出口速度三角形。復(fù)速級(jí)的輪周功等于兩列動(dòng)葉柵輪周功之和:為了分析復(fù)速級(jí)的最佳速比,特做如下簡化:因?yàn)閺?fù)速級(jí)常單獨(dú)做成單級(jí)汽輪機(jī)或多級(jí)汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí),故余速利用系數(shù)μ1=0復(fù)速級(jí)的速度三角形4.復(fù)速級(jí)的最佳速比右圖為復(fù)度級(jí)的速度三角形，因?yàn)閺?fù)速級(jí)常單復(fù)速級(jí)的輪周效率則為復(fù)速級(jí)的輪周效率則為23為便于分析，假定復(fù)速級(jí)各列動(dòng)葉和導(dǎo)向葉片進(jìn)出汽角相等，速度系數(shù)典型復(fù)速級(jí)最佳速比軸向排汽，效率最高為便于分析，假定復(fù)速級(jí)各列動(dòng)葉和導(dǎo)向葉片進(jìn)出汽角相等，典型復(fù)24具有反動(dòng)度的復(fù)速級(jí)的熱力過程線為提高流動(dòng)效率，復(fù)速級(jí)動(dòng)葉和導(dǎo)葉都采用少量反動(dòng)度，但復(fù)速級(jí)一般作調(diào)節(jié)級(jí)是部分進(jìn)汽，反動(dòng)度過大會(huì)增大漏汽損失，反動(dòng)度應(yīng)適當(dāng)。具有反動(dòng)度的復(fù)速級(jí)的熱力過程線為提高流動(dòng)效率，復(fù)速級(jí)動(dòng)葉和導(dǎo)25最佳速比與級(jí)的焓降（作功能力）

由速比定義

可知，在輪周速度一定時(shí)，速比越大，級(jí)的焓降就越小。由此表明：在大致相等輪周速度下，反動(dòng)級(jí)的焓降小于沖動(dòng)級(jí)。這樣，反動(dòng)式機(jī)組的整機(jī)級(jí)數(shù)明顯多于沖動(dòng)式機(jī)組。在相同的圓周速度u，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：最佳速比與級(jí)的焓降（作功能力）最佳速比的基本特征最佳速比的基本特征271.輪周功率、輪周效率的表達(dá)式及意義？余速利用系數(shù)、理想能量及輪周效率之間的關(guān)系？2.速比、最佳速比、假想速比的定義？在何種情況下純沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)、復(fù)速級(jí)輪周效率最高？3.噴嘴流量與壓比的關(guān)系？4.分析極限膨脹壓力與噴嘴入口壓力、臨界壓力、噴嘴出口壓力之間的關(guān)系。思考題1.輪周功率、輪周效率的表達(dá)式及意義？余速利用系數(shù)、理想能量28三、級(jí)的輪周功率和輪周效率三、級(jí)的輪周功率和輪周效率29本節(jié)要點(diǎn)

輪周功率輪周效率輪周效率與速比的關(guān)系必須清楚的小知識(shí)動(dòng)葉柵發(fā)出的輪周功體現(xiàn)了全級(jí)的能量轉(zhuǎn)換過程，衡量這個(gè)能量轉(zhuǎn)換過程完善程度的指標(biāo)是輪周效率。減小輪周損失，提高輪周效率，是提高級(jí)乃至汽輪機(jī)整體效益的基礎(chǔ)。本節(jié)要點(diǎn)輪周功率30FuFzFb一、蒸汽作用在動(dòng)葉柵的力和輪周功率1.蒸汽作用在動(dòng)葉柵的力：設(shè)時(shí)間內(nèi)流過動(dòng)葉的蒸汽量為，動(dòng)量變化為：絕對(duì)坐標(biāo)系：切向軸向相對(duì)坐標(biāo)系：切向軸向作用在動(dòng)葉上的汽流力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)機(jī)械功的切向力不產(chǎn)生機(jī)械功的軸向力汽流對(duì)動(dòng)葉的作用力Fu（輪周力、周向力）由動(dòng)量定理求得用速度三角形關(guān)系進(jìn)行計(jì)算FuFzFb一、蒸汽作用在動(dòng)葉柵的力和輪周功率1.蒸汽作用在31圓周方向氣流對(duì)動(dòng)葉的作用力Fu軸向作用在動(dòng)葉上的軸向力應(yīng)是汽流軸向力和壓差力的總和設(shè)動(dòng)葉壓差作用有效面積為Az，則總的軸向力軸向力使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向產(chǎn)生移動(dòng)，故采用軸向推力軸承對(duì)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(shè)置軸向力平衡裝置。說明：圓周向力Fu與汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)方向一致，推動(dòng)葉片作功，軸向力Fz不作功，產(chǎn)生軸向推力。圓周方向氣流對(duì)軸向作用在動(dòng)葉上的軸向力應(yīng)是汽流軸向力和壓差力322.輪周功率Pu：kWkJ/kg單位時(shí)間內(nèi)蒸汽推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)所作出的機(jī)械功稱為輪周功率.

1kg蒸汽產(chǎn)生的輪周功Wu等于級(jí)的輪周有效比焓降Δhu.

利用速度三角形的關(guān)系，得輪周功的意義：由噴嘴帶進(jìn)動(dòng)葉的蒸汽動(dòng)能與動(dòng)葉內(nèi)熱能轉(zhuǎn)換的動(dòng)能之和，減去蒸汽離開動(dòng)葉所帶走的動(dòng)能。對(duì)于沖動(dòng)級(jí)，由于動(dòng)葉轉(zhuǎn)折較大，所以β1和β2較小，做功能力較大；而對(duì)于反動(dòng)級(jí)，由于動(dòng)葉轉(zhuǎn)折較沖動(dòng)級(jí)小，所以β1和β2較大，做功能力較小2.輪周功率Pu：kWkJ/kg單位時(shí)間內(nèi)蒸汽推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)33二、輪周效率ηu定義：1kg蒸汽所作出的輪周功Wu與蒸汽在該級(jí)所消耗的理想能量E0之比稱為級(jí)的輪周效率。E0的計(jì)算式中：μ——余速利用系數(shù)μ0——表示本級(jí)利用上一級(jí)余速動(dòng)能的份額μ1——表示本級(jí)余速動(dòng)能被下一級(jí)利用的份額本級(jí)噴嘴進(jìn)口的初動(dòng)能δhc0=μ0(δhc2)abv,(δhc2)abv上一級(jí)的余速動(dòng)能;同理本級(jí)余速損失中μ1δhc2部分是下一級(jí)噴嘴的進(jìn)口初速動(dòng)能，這部分能量將算到下一級(jí)，因此，如果不扣去μ1δhc2，那么μ1δhc2將既算在本級(jí)理想能量E0內(nèi)，又算在下級(jí)的E0內(nèi)，這就重復(fù)了。二、輪周效率ηu定義：1kg蒸汽所作出的輪周功Wu與蒸汽在該34一般地，調(diào)節(jié)級(jí)和排汽級(jí)的μ為0,抽汽級(jí)為0.0～0.5，中間級(jí)為1.0余速利用系數(shù)μ的大小將影響到下一級(jí)的滯止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)。輪周效率ηu計(jì)算公式的不同形式⑴定義式⑵速度式：式中：ca為級(jí)的假想理想速度，即假定級(jí)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。⑶能量平衡方式一般地，調(diào)節(jié)級(jí)和排汽級(jí)的μ為0,抽汽級(jí)為0.0～0.5，中間35⑷能損分析式：用來分析各種輪周損失所占比例較為方便式中：ζn——噴嘴損失系數(shù)，ζn=δhn/E0

ζb——?jiǎng)尤~損失系數(shù)，ζb=δhb/E0

ζc2——余速損失系數(shù)，ζc2=δhc2/E0結(jié)論以速度形式表示的ηu計(jì)算公式，一般用來分析級(jí)的輪周效率與速比之間的關(guān)系；而以損失系數(shù)表示的ηu計(jì)算公式，用來分析各種輪周損失所占比例時(shí)較為方便；在進(jìn)行級(jí)的熱力計(jì)算時(shí)，可用來互相校核。輪周效率取決于三項(xiàng)損失系數(shù)ζn、ζb和ζc2，在噴嘴和動(dòng)葉葉型選定后，φ和ψ就基本上確定了，影響輪周效率ηu的主要因素是余速損失系數(shù)ζc2，因此，應(yīng)減少動(dòng)葉出口的絕對(duì)速度c2，同時(shí)提高余速利用系數(shù)。⑷能損分析式：用來分析各種輪周損失所占比例較為方便式中：36三、輪周效率與速比的關(guān)系級(jí)的速比假想速比---即輪周速度與級(jí)假想速度之比,級(jí)假想速度---假想在噴嘴中等熵膨脹時(shí)得到的出口速度最佳速比---對(duì)應(yīng)最高輪周效率的速比.即以假想動(dòng)能的形式表示整級(jí)滯止理想比焓降最佳假想速比---對(duì)應(yīng)最高輪周效率的假想速比.速比是汽輪機(jī)的重要指標(biāo)，直接影響汽輪機(jī)組的輪周效率和作功能力。三、輪周效率與速比的關(guān)系級(jí)的速比假想速比---即輪周速度與級(jí)371.純沖動(dòng)級(jí)最佳速比在純沖動(dòng)級(jí)中，假設(shè)不利用上一級(jí)余速，本級(jí)余速也不被下一級(jí)利用，于是由速度三角形知影響ηu的因素有x1,φ,ψ,α1,β1,β2,但在一般情況下，φ,ψ,α1,β1,β2的值只在很小范圍內(nèi)變化，所以對(duì)ηu影響最大的因素是x1。將以上關(guān)系代入，得：1.純沖動(dòng)級(jí)最佳速比在純沖動(dòng)級(jí)中，假設(shè)不利用上一級(jí)余速，本級(jí)38越大，輪周效率越高，因此應(yīng)盡量改善葉柵的氣動(dòng)特性以提高速度系數(shù)適當(dāng)減小和也可以提高輪周效率，但過分減小和，由于汽道的彎曲程度增大，流動(dòng)惡化，使輪周效率降低。葉型一經(jīng)選定便基本確定輪周效率只隨速比的變化而變化當(dāng)x1=0，u=0，說明葉輪不動(dòng)，沒有做功，故ηu=0。當(dāng)x1=cosα1時(shí)，u=c1cosα1，此時(shí)β1=90°=β2

，說明w1和w2在輪周方向的分速度為0，即作用在動(dòng)葉柵的輪周力為0，故此時(shí)也未做功，ηu=0。1.純沖動(dòng)級(jí)最佳速比越大，輪周效率越高，因此應(yīng)盡量改善葉柵的氣動(dòng)適當(dāng)減小和當(dāng)0＜x1＜cosα1時(shí)，函數(shù)是連續(xù)的，且ηu＞0；則在此區(qū)間必存在一個(gè)速比x1使輪周效率達(dá)最大，該速比即為最佳速比。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為了實(shí)用上的方便，常用代替對(duì)純沖動(dòng)級(jí)通用式：1.純沖動(dòng)級(jí)最佳速比當(dāng)0＜x1＜cosα1時(shí)，函數(shù)是連續(xù)的，且ηu＞0；則在此區(qū)40幾何法分析最佳速比(x1)op的物理意義α2=90°即軸向排汽時(shí)，余速損失最小，輪周效率最大。一般情況下α1=10-16°，最末幾級(jí)可增大到20°，故(x1)op=0.47-0.49c2c1w1=w2uuα1α2uα2w1=w2c2α1c1uα1c2c1w1=w2uuα2若α1=10-16°，φ=0.97，則(xa)op=0.456-0.476軸向排汽，效率最高幾何法分析最佳速比(x1)op的物理意義α2=90°即軸向排41純沖動(dòng)級(jí)輪周效率曲線

純沖動(dòng)級(jí)輪周效率曲線余速利用對(duì)最佳速比的影響余速利用時(shí)，純沖動(dòng)級(jí)的輪周效率表示為：利用速度三角形經(jīng)代換得：令：余速利用對(duì)最佳速比的影響余速利用時(shí)，純沖動(dòng)級(jí)的輪周效率表示為43例：當(dāng)φ=0.96、ψ=0.90及α1=14°時(shí)，對(duì)的純沖動(dòng)級(jí)，

,時(shí)，c)使速比向增大方向移動(dòng)。a)增大了輪周效率；b)最佳速比附近輪周效率敏感度下降，提高了適應(yīng)工況變化的能力；設(shè)計(jì)時(shí)略微降低點(diǎn)效率可換取更大的作功能力(焓降)d)使輪周效率失去了相對(duì)于最高點(diǎn)的基本對(duì)稱性。例：當(dāng)φ=0.96、ψ=0.90及α1c)使速比向反動(dòng)級(jí)葉柵汽道與速度三角形2.反動(dòng)級(jí)最佳速比⑴反動(dòng)級(jí)的特征對(duì)于典型反動(dòng)級(jí)，噴嘴與動(dòng)葉中的比焓降相等，即反動(dòng)度約為0.5。為了制造方便，噴嘴與動(dòng)葉采用同一葉型．即α1=β2，φ=ψ。反動(dòng)級(jí)余速一般全部利用，即μ0=μ1=1，在這些條件下,則有α1=β2

，φ=ψ,c1=w2

，c0=w1=c2

，β1

=α2

。反動(dòng)級(jí)進(jìn)出口速度三角形為全等三角形反動(dòng)級(jí)葉柵汽道與速度三角形2.反動(dòng)級(jí)最佳速比⑴反動(dòng)級(jí)的特

用解析法可求反動(dòng)級(jí)的輪周效率與速比的關(guān)系:從而求得余速全部利用時(shí),反動(dòng)級(jí)的最佳速比為:反動(dòng)級(jí)的最佳假想速比：

用解析法可求反動(dòng)級(jí)的輪周效率與速比的關(guān)系:從而求得反動(dòng)級(jí)中，，噴嘴動(dòng)葉焓降相等，典型反動(dòng)級(jí)最佳速比噴嘴動(dòng)葉幾何相似，速度三角形相似，當(dāng)時(shí)最小，余速損失最小軸向排汽，效率最高反動(dòng)級(jí)中，，噴嘴動(dòng)葉焓降相等，典型反動(dòng)級(jí)最佳速比47反動(dòng)級(jí)輪周效率與速比x1和xa的關(guān)系1）反動(dòng)級(jí)的輪周效率在最大值附近變化平穩(wěn)，速比變化不易引起效率明顯下降。2）反動(dòng)級(jí)最佳速比大于純沖動(dòng)級(jí)，在u相同時(shí),比純沖動(dòng)級(jí)作功能力小，故級(jí)數(shù)要多。反動(dòng)級(jí)輪周效率與速比x1和xa的關(guān)系1）反動(dòng)級(jí)的輪周效率483.沖動(dòng)級(jí)的最佳