汽輪機級的工作原理(2)(專業(yè)版)

　　

【正文】 水珠撞擊在噴管靜葉片的背弧上，擾亂了主流造成損失。 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。 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(jié)： 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(gòu)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。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 。 由于斜切部分的存在 ， 它將給汽流產(chǎn)生影響 。 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。 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 。 沖動力作功 反動力作功 余速利用系數(shù) μ 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 34 汽輪機的輪周率 是指蒸汽在級內(nèi)所作的輪周功 Pul與蒸 汽在該級中所具有的理想能量 E0之比： 二、級的輪周效率 １、級的輪周效率定義 公式： 0EPulu ??? 衡量汽輪機的工作經(jīng)濟性的一個重要指標，但不是最終的經(jīng)濟指標，對它的討論有助于找出級的經(jīng)濟運行最佳工況 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 35 ２、用能量平衡的方式表示的輪周效率為 2)1(1 1 cbnu ????? ?????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(guān)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)。1 cbgbbnu ?????? ??????導葉損失系數(shù) 第二列動葉損失系數(shù) 余速損失系數(shù) 絕對內(nèi)效率 河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 46 （四）速度級與單列級的比較 不同級的 作功能力 比較 ⑴ 反動級的 焓降 比純沖動級小一倍，若全機的理想焓降相同，則反動式汽輪機的 級數(shù) 要比沖動式汽輪機多一倍。 斯托陀拉的經(jīng)驗 公式計算 ： — 摩擦損失所消耗的功率 k — 經(jīng)驗系數(shù) u — 圓周速度 d — 級的平均直徑 v— 汽室中蒸汽機的平均比體積 tp?河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 57 (五 ) 部分進汽損失 １、全周進汽和部分進汽 全周進汽 ：如果將噴管均勻布置在隔板（或蒸汽室） 的整個圓周上，使蒸汽沿整個圓周進汽，這種進汽方式稱為全周進汽。 ② 葉頂漏汽損失 措施 ： （１） 可在圍帶上安裝徑向汽封和軸向汽封。 （ 2） 相對內(nèi)效率 級的內(nèi)功率 hhhhhh cbnti ???????????? 2* ??0??? irih?3 6 0 0iihDp ??河南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院 2021/12/23 68 三、級內(nèi)損失對最佳速比的影響 輪周效率并沒有全面地反映出級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的效果，而級的 相對內(nèi)效率 才是全面反映級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換效果的 最終指標 。 （２）在動葉根部設(shè)置軸向汽封，減少漏汽 進入動葉。 (2)由于離心力產(chǎn)生渦流 . 減少葉輪摩擦損失的 措施 ： (1)減小葉輪與隔板的軸向距離。 ?? ???tbwh2239。 假設(shè)在 時間內(nèi)有質(zhì)量 為 的蒸汽以速度 流 入 動葉通道，當流動為穩(wěn)定流動時 ， 則同樣的蒸汽質(zhì)量