項(xiàng)目2 任務(wù)2 (1).6級的最佳速比及級的做功能力的比較

授課教師：陳江濤項(xiàng)目二汽輪機(jī)級的工作原理任務(wù)2.6級的最佳速比及級做功能力的比較速比對輪周效率的大小影響很大，此外它還影響著級的做功能力，所以它是汽輪機(jī)級的一個非常重要的特性參數(shù)。輪周速度u與噴嘴出口汽流速度c1之比。用x1表示，即x1=u/c1

。速度比含義第一部分PART

ONE純沖動級的速度比與輪周效率第二部分PART

TWO反動級的速度比與輪周效率的關(guān)系CONTENTS目錄第三部分PART

THREE第四部分PART

FOUR復(fù)速級的最佳速度比最佳速度比下各種級作功能力的比較純沖動級的速度比與輪周效率第一部分，則有則對純沖動級余速不利用純沖動級的速度比與輪周效率5輪周效率的表達(dá)式為：應(yīng)用速度三角形，上式變?yōu)椋杭儧_動級的速度比與輪周效率6當(dāng)x1=0時，

u

＝0。由上式可見：

對

u的影響最大。當(dāng)x1從零變化到cos

1

的過程中，必存在一個使

u

達(dá)最大值的速度比。即最佳速度比。當(dāng)x1=cos

1

時，

u

＝0。提高

和

及降低

1和

2均可提高

u

。一旦噴嘴及動葉型線確定后，這些參數(shù)也就隨之而定，唯有x1可以選擇：純沖動級的速度比與輪周效率7可求得最佳速度比：輪周效率最高時的速度比。用(x1)op

表示。求解方法：將

u

的表達(dá)式對x1求導(dǎo)，并令其為零即可得最佳速度比的值。即最佳速度比函數(shù)求極值法速度三角形法b速度三角形法對純沖動級，

2

1

，w2w1，則在相同的

1

和c1下，改變x1

，就可作出如下頁圖中所示的速度三角形。a函數(shù)求極值法純沖動級的速度比與輪周效率8（b）不同速比下純沖動級的速度三角形（a）（c）純沖動級的速度比與輪周效率9當(dāng)

2＝90時，c2最小，輪周效率最高，此時的速度比即為最佳速度比。使動葉出口的絕對速度c2的方向角

2＝90

，即軸向排汽，從而使c2值最小，輪周效率最高時的速度比。最佳速度比由上圖可知最佳速度比的物理意義為：由（b）圖可知：純沖動級的速度比與輪周效率10純沖動級x1|

u關(guān)系曲線速度比x1與輪周效率

u的關(guān)系可繪制成如下圖所示的曲線。它是一條拋物線。不隨速度比的變化而變化。隨速度比的增大而減小。隨速度比的增大先逐漸減小，達(dá)到最小值后又逐漸增大。純沖動級的速度比與輪周效率11最佳理想速度比Xa與x1的關(guān)系理想速度比xa余速利用對輪周效率的影響提高了級的輪周效率。中間級效率曲線在最大值附近變化平穩(wěn)。使最佳速度比增大。純沖動級在不同的余速利用情況下輪周效率和速比的關(guān)系曲線純沖動級的速度比與輪周效率12反動級的速度比與輪周效率的關(guān)系第二部分由于反動級的噴嘴葉型和動葉葉型相同，反動級的余速基本上都能得到利用，即

0＝1＝1反動級的速度比與輪周效率的關(guān)系14根據(jù)最佳速度比的物理意義可得反動級在最佳由圖可得最佳速度比為c1u＝c1uuw1=c2速度比下的速度三角示。反動級的速度比與輪周效率的關(guān)系15用解析法求反動級的最佳速度比利用速度三角形簡化為利用余弦定理代換得反動級的速度比與輪周效率的關(guān)系16得：將

u與x1、xa的關(guān)系繪成如圖的曲線。對于不同反動度的級其最佳速度比在不同的余速利用系數(shù)下隨反動度的變化規(guī)律如圖所示。令：為得到

u

的最大值，須使最大。反動級輪周效率與速比x1和x

a的關(guān)系反動級的速度比與輪周效率的關(guān)系17復(fù)速級的最佳速度比第三部分19復(fù)數(shù)級的最佳速度比1復(fù)速級中蒸汽的熱力過程和速度三角形帶反動度的復(fù)速級的熱力過程如圖所示各列靜動葉柵中的焓降分別為20復(fù)數(shù)級的最佳速度比噴嘴：動葉：導(dǎo)葉：第二列動葉：各列葉柵中出口汽流速度如下：各列葉柵中出口汽流速度如下噴嘴：動葉：導(dǎo)葉：第二列動葉：21復(fù)數(shù)級的最佳速度比2復(fù)速級的速度三角形如圖所示如圖所示22復(fù)數(shù)級的最佳速度比無損失純沖動復(fù)速級速度三角形借助純沖動復(fù)速級速度三角形可得復(fù)速級的最佳速度最佳速度比為復(fù)數(shù)級的最佳速度比噴嘴損失：第一列動葉損失：導(dǎo)葉損失：第二列動葉損失：余速損失：23各列葉柵損失如下：輪周有效焓降：復(fù)數(shù)級的最佳速度比24由速度三角形可得得：或3復(fù)速級的輪周功4復(fù)速級的速度比和輪周效率最佳速度比下各種級作功能力的比較第四部分最佳速度比下各種級作功能力的比較26當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸及噴嘴出口速度相同時，在各自的最佳速比下純沖動級與反動級做功能力之比為1不同級的作功能力比較上式說明反動級的焓降比純沖動級小一倍，若全機(jī)的理想焓降相同，則反動式汽輪機(jī)的級數(shù)要比沖動式汽輪機(jī)多一倍。最佳速度比下各種級作功能力的比較最佳速度比下各種級作功能力的比較27在各自的最佳速比下上式說明復(fù)速級的焓降是單列純沖動級焓降的四倍。復(fù)速級和單列純沖動級做功能力的比較為最佳速度比下各種級作功能力的比較28因此，只有在一級中要求利用很大焓降時，例如中小型汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級，才采用復(fù)速級復(fù)速級和單列沖動