汽輪機級的工作原理(2)(更新版)

　　

【正文】 0Eh nn?? ??0Eh bb?? ??022 Eh cc??? —— 噴管損失系數(shù) —— 動 葉損失系數(shù) —— 余速損失系數(shù) 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 36 三、速度比及其與輪周效率的關系 速度比的定義 通常把輪周速度與噴管出口汽流速度之比稱為 速度比 ，簡稱速比，用 x1表示，即： 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 37 *2 21 1 11c o s2 (1 ) ( c o s )c o su xx?? ? ? ??? ? ?（一）純沖動級的最佳速比 余速不被利用 由上式可看出， 噴管速度系數(shù) 和 動葉速度系數(shù) 越大 ， 輪周效率 就 越高 ，因此應盡量改善葉柵的氣動特性以提高速度系數(shù)。 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 25 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 26 當噴嘴出口壓力 （ 背壓 ） 大于或等于臨界壓力時 ， AB截面 上的流速小于或等于音速 ， 喉部壓力等于背壓 ， 汽流通過噴嘴， 只在漸縮部分膨脹加速 ， 而在斜切部分 ABC處不膨脹加速 。 汽流通過縮放噴嘴時 ， 在噴嘴喉部達音速 ， 然后在漸擴部分達超音速 。 ` 汽輪機的工作過程 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 14 汽輪機的工作過程 2 20 101h 22c cq h w? ? ? ? ?一 、可壓縮流體一元流動的基本方程 基本方程式 ： （ 1）狀態(tài)方程 —— pv=RT （ 3）動量方程 —— cdc=vdp * （ 2）連續(xù)性方程 —— （ 4）能量守恒方程 —— 1 1 2 212AcG=vA c A cvv? ? ? 常 數(shù)河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 15 汽輪機的工作過程 二、蒸汽在噴管中的膨脹過程 圖為蒸汽在噴管中的熱力過程線 ， O點 是噴管前蒸汽的狀態(tài)點 ， 0* 是噴管前的滯止狀態(tài)點 。 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與外界沒有熱交換。 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加以保證 ， 即作成縮放噴嘴 。 由于斜切部分的存在 ， 它將給汽流產(chǎn)生影響 。*1 1 2 2( c o s c o s )uuF F G w w??? ? ? ?1 1 2 2 1 2( si n si n ) ( )zbF G w w A p p??? ? ? ?22b u zF F F??河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 33 *1 1 2 2( c o s c o s )uP G u w w???? 輪周功率 單位時間內(nèi)圓周力在動葉片上所做的功稱為 輪周功率 ，它等于圓周力與圓周速度的乘積，即： 1kg蒸汽產(chǎn)生的有效功，稱為 級的做功能力 ，為： ? ? ? ? ? ? ? ?? ?2122222122112211 21c o sc o sc o sc o s wwccwwuccuW u ???????? ????由上式可以看出 ：單位蒸汽流量在一級內(nèi)所做輪周功等于沖動力作功和反動力作功之和。但因復速級一般都是部分進汽的，所以采用的反動度不宜過大，采用了適當反動度之后，除了能提高輪周效率之外，還會使最佳速比值增大 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 43 復速級的速度三角形 由于復速級有兩列動葉柵，所以有兩對進出口速度三角形 ，如圖 所示 為了避免在導向葉柵的進口處發(fā)生碰撞，導向葉柵的進口角 必須 等于 第一列動葉的出汽角同樣，第二列動葉的進口角必須 等于 其進汽角 。22chc ??239。 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 48 了解 蒸汽作用在輪周上的力 熟悉 純沖動級與反動級的作功能力與效率的比較 掌握 輪周功率和級效率的計算 小結： 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 49 一、級內(nèi)損失 定義： 在汽輪機通流部分中與流動、能量轉(zhuǎn)換有直接聯(lián)系的損失稱為汽輪機的級內(nèi)損失級內(nèi)損失主要有葉柵損失、余速損失、扇形損失、葉輪摩擦損失、部分進汽損失、漏汽損失、濕汽損失 （一） 葉柵的幾何參數(shù)及葉柵損失 定義 ： 由相同葉片構成的汽流通道的組合稱葉柵 種類 ： 葉柵 動葉柵 靜葉柵 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 50 葉柵 沖動式葉柵 反動式葉柵 沖動式動葉柵 導向葉柵 噴管葉柵 反動度較大的葉柵 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 51 葉型 、型線 葉型 ： 葉片的橫截面形狀為葉型 葉型分為等截面葉片和變截面葉片 型線 ：葉片的 周線稱為型線 葉型損失 葉型損失 ： 蒸汽流過葉型表面時所產(chǎn)生的能量損失 ，由 附面層中的摩擦損失、附面層分離時的渦流損失及尾跡損失組成 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 52 （ 1）附面層中的摩擦損失 在附面層中汽流存在著速度差，產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，形成損失 （ 2）附面層分離時的渦流損失 汽流質(zhì)點離開葉柵背弧，造成附面層的分離，產(chǎn)生了渦流損失 （ 3）尾跡損失 尾跡中汽流的相互作用而產(chǎn)生的能量損失稱為尾跡損失 出口邊厚度越小，這種損失越小。 (2)盡可能提高葉輪的表面光潔度。 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 60 斥汽損失 （ 1） 原因 ： ① 當帶有停滯蒸汽的動葉汽道轉(zhuǎn)到進汽弧段時，從噴管出來的汽流為了吹走和加速這部分停滯蒸汽，必然要消耗一部分動能。 （３）在葉輪上開平衡孔 。 水珠撞擊在噴管靜葉片的背弧上，擾亂了主流造成損失。 因此只有保證獲得最大相對內(nèi)效率的速比，才是級的最佳速比 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 69 小結： 了解 級內(nèi)損失的計算 熟悉 級內(nèi)損失的解決辦法 掌握 級內(nèi)損失的內(nèi)容