【正文】 反動(dòng)級(jí)。 ⑵ 速度級(jí) (復(fù)速級(jí) )： 動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能在一級(jí)多列動(dòng)葉柵中完成 ? 特點(diǎn)： ?有兩列動(dòng)葉柵的速度級(jí)稱為雙列級(jí)或復(fù)速級(jí) ?復(fù)速級(jí)由一列噴嘴、一列導(dǎo)向葉柵核兩列動(dòng)葉柵組成 ?復(fù)速級(jí)都是 沖動(dòng)式的， 帶有一定的反動(dòng)度（提高效率） ?做功能力大（較 單列級(jí)而言 ），通常在一級(jí)內(nèi)要求承擔(dān)很大焓降時(shí)采用； 概述 四、級(jí)的其他分類方法 33 概述 四、級(jí)的其他分類方法 2．單列級(jí)和速度級(jí) 34 級(jí)的類型和特點(diǎn)小結(jié) 反動(dòng)度 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 做功能力（焓降） 效率 純沖動(dòng)級(jí) Ωm=0 隔板葉輪型 較高 較低 反動(dòng)級(jí) Ωm= 轉(zhuǎn)鼓型 最低 最高 沖動(dòng)級(jí) Ωm=～ 隔板葉輪型 較低 較高 復(fù)速級(jí) Ωm=～ 隔板葉輪型 最高 最低 概述 35 汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程 一、級(jí)內(nèi)模型的簡(jiǎn)化和基本方程式 1．模型常用簡(jiǎn)化假設(shè) 實(shí)際過程 簡(jiǎn)化過程 粘性流體 理想流體 三元流動(dòng) 一元流動(dòng) 可壓縮性 有時(shí)假設(shè)為不可壓縮流體 不絕熱 絕熱 不穩(wěn)定過程 穩(wěn)定過程 一元穩(wěn)定等比熵流動(dòng)的模型 36 1） 連 續(xù) 方 程 式 2） 能 量 方 程 式 3） 狀 態(tài) 及 過 程 方 程 式 4） 動(dòng) 量 方 程 式 5） 氣 動(dòng) 方 程 式 . c o n s tvcAAcG ??? ?Wchch ???? 22211200RTpv ? .c o n s tpv k ?0c d cdp ???acMa ??? k v ppka? 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 一、級(jí)內(nèi)模型的簡(jiǎn)化和基本方程式 2. 基本方程 0??? ??dcdcAdA37 二、蒸汽在噴嘴中的流動(dòng)過程 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 dxdcAG ?? 0??? ??dcdcAdA)cdcd(cdccdcdAdA 1??????? ????0?? cd cdp? dpc d c???1)1()1( 2 ?????? cdpdcdcdccc d cdpdcdcAdA ???ddpa ?acMa ? )1( 2 ?? MacdcAdA1．汽流參數(shù)與噴嘴形狀的關(guān)系 以下導(dǎo)數(shù)項(xiàng)為對(duì)流動(dòng)方向求導(dǎo)即 ，略去 dx. （ 1）基本方程 連續(xù)性方程： 則有： 由動(dòng)量方程 38 d. Ma=1時(shí)（ 噴嘴內(nèi)汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲?）： 噴嘴截面積達(dá)最小值， 稱為 臨界截面或喉部 c. Ma1時(shí)（超音速流動(dòng)）： 汽道的截面積隨著汽流加速而逐漸增大， 即需要采用漸擴(kuò)噴嘴。 （ 2）流動(dòng)過程分析 1）依據(jù)式 b. Ma1時(shí)（亞音速流動(dòng)）： 汽道的截面積隨著汽流加速而逐漸減小， 即 需要采用漸縮噴嘴。 二、蒸汽在噴嘴中的流動(dòng)過程 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 1．汽流參數(shù)與噴嘴形狀的關(guān)系 0?cdc0?AdA0?AdA0?AdA)Ma(cdcAdA 12 ??END 3 a. 截面變化 =f (速度的變化，馬赫數(shù) )。 在噴嘴中要進(jìn)行膨脹加速，所以 39 二、蒸汽在噴嘴中的流動(dòng)過程 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 (3) 蒸汽在噴嘴中流動(dòng)時(shí)各項(xiàng)參數(shù)沿汽道的變化規(guī)律 汽流速度、壓力、截面積、音速沿流動(dòng)反向的變化規(guī)律 40 crcrcr vkpvpkkc ???*0*012（ 4） 噴嘴中汽流的臨界狀態(tài) 1*0 )12( ???kkcr kppcrcrcr cvp 、 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 ?臨界參數(shù) : 1. 臨界速度 2. 臨界壓力 1*0)12( ???? kkcrcrkpp??臨界狀態(tài)：汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲俚臓顟B(tài)，此時(shí)的汽流參數(shù)稱為臨界參數(shù) (cr) 二、蒸汽在噴嘴中的流動(dòng)過程 3. 臨界壓比： 臨界壓力與滯止初壓之比 5460 .cr ??5 7 ?cr?)( xfcr ??對(duì)過熱蒸汽 k=， 對(duì)干飽和蒸汽 k=， 對(duì)濕蒸汽 k=+， K一定，臨界速度只與蒸汽的初參數(shù)有關(guān) 41 二、蒸汽在噴嘴中的流動(dòng)過程 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 1．汽流參數(shù)與噴嘴形狀的關(guān)系 （ 5） 超音速的形成 a. 縮放噴嘴 b. 在現(xiàn)代大型汽輪機(jī)中，絕大部分噴嘴為漸縮噴嘴，對(duì)于在出口帶斜切部分的漸縮噴嘴，汽流在斜切部分可達(dá)到超聲速。 42 2. 噴嘴出口的汽流速度 （ 1） 噴嘴出口的汽流理想速度 （ 按等熵過程膨脹 ） 20211 2 c)hh(c tt ???tc1th1二、蒸汽在噴嘴中的流動(dòng)過程 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 —— 蒸汽流出噴嘴出口的理想速度（ m / s )； —— 蒸汽按等熵過程膨脹的終態(tài)焓（ J/kg )。 則噴嘴出口汽流理想速度為： 在進(jìn)行噴嘴流動(dòng)計(jì)算時(shí)，噴嘴前的參數(shù) 000 , ctp已知，則 222110200*0 0 ttcchhhchh ?????? ?43 2. 噴嘴出口的汽流速度 （ 1） 噴嘴出口的汽流理想速度 （ 按等熵過程膨脹 ） 20211 2 c)hh(c tt ???二、蒸汽在噴嘴中的流動(dòng)過程 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 噴嘴出口汽流理想速度為： 理想氣體在等熵膨脹過程中的比焓差為 ????????????????????????????????kknkktvpkkppvpkkc1*0*01*01*0*01112112? 所以 —— 噴嘴的壓力比 當(dāng)蒸汽初態(tài)確定， )(1 nt fc ??)(1)(1 11*0*01*0100 ttt vpvpk kTTRk khh ???????001 / ppn ??44 （ 2） 噴嘴出口的汽流實(shí)際速度 實(shí)際流動(dòng)是有損失的 ， 汽流實(shí)際速度小于汽流理想速度 。 噴嘴出口的汽流實(shí)際速度為： tcc 11 ?? 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 ?—噴嘴速度系數(shù) (通常取 ?= ) ? 影響速度系數(shù)的因素：噴嘴高度、葉型、汽道形狀、表面粗糙度、前后壓力等。 ? 速度系數(shù)與噴嘴高度的關(guān)系曲線如下圖：（上限 Bn=55mm,下限 Bn=80mm) 45 （ 3）噴嘴損失 蒸汽在噴嘴通道中流動(dòng)時(shí)，動(dòng)能的損失 稱為 噴嘴損失 ， 用 噴嘴損失與噴嘴理想焓降之比稱為 噴嘴能量損失系數(shù) ， 用 （ 2） 噴嘴出口的汽流實(shí)際速度 噴嘴出口的汽流實(shí)際速度為： tcc 11 ??*22212121 )1()1(21)21(21nttn hCCCh ??????? ???nh?)1( 2* ??? ????nnn hhn? 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 表示： 表 示 ： 46 3. 通過噴嘴的流量 ttnttnnt cAvcAG1111 ???1** 11 0 0 *02 11kktpkc p vkp????????? ??? ??????k**t)pp(vv1010111 ?nA1t?tc1tG 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 1）噴嘴的理想流量 計(jì)算 — 噴嘴出口處截面積， (m)； — 為噴嘴出口處理想汽流速度， (m/s) 。 式中： — 為噴嘴出口處密度，（ kg/ m3) 和多變過程的方程式 由： )(12 12*0*0 kknknnt vpkkAG ???? ??*01 ppn ??式中： — 噴嘴前后壓力比 47 和噴嘴出口截面積 3. 噴嘴流量計(jì)算 1） 噴嘴理想流量 )( nnt fG ??*0*0 vp 、tGnA**n**kknt c r vpAvp)k(kAG 00001112 ?????? 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 *2 / ( 1 ) /0*02()1k k kt n n npkGAkv ??????? ???當(dāng)噴嘴前的參數(shù) 通過噴嘴的流量 只取決于噴嘴前后壓力比 一定時(shí)， n?令 可求得最大流量時(shí)的壓力比 nckkn k ?? ?????????? 1120?nntddG?臨界壓力比 噴嘴的臨界流量 =噴嘴所能通過的最大流量。 上式中 ： ? 僅與蒸汽性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，對(duì)過熱蒸汽 ?=，對(duì)飽和蒸汽 ?=。 48 3. 噴嘴流量計(jì)算 2） 噴嘴流量曲線 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 C B 1*100ntppG? ?????1()n c rcrt t c rppGG??????? 流 量 最 大 ：n?? OB AB tG? BC 49 tn11???? ?tn GG ?? ?n 為噴嘴的流量系數(shù)，其大小與噴嘴的幾何參數(shù)、汽體參數(shù)及汽體物理性質(zhì)等因素有關(guān)，另外還與噴嘴出口的實(shí)際密度與等熵密度之比有關(guān)。 令 ，則有 3)通過噴嘴的實(shí)際流量 tttnn GcAcAG111111 ?????? ???3. 噴嘴流量計(jì)算 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 50 3. 噴嘴流量計(jì)算 （ 3） 通過噴嘴的實(shí)際流量的計(jì)算 11 0 . 9 7tnvv ??? ? ?當(dāng) 噴 嘴 在 過 熱 區(qū) 工 作 時(shí) ， 即 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 考慮了流量系數(shù)后，實(shí)際臨界流量公式為： *0*RTpAGncr ? 實(shí)驗(yàn)得到的流量系數(shù)曲線 11/ 1 , , 2t n nvv ? ? ?? ? ?當(dāng) 噴 嘴 在 濕 蒸 汽 區(qū) 工 作 時(shí) ，會(huì) 出 現(xiàn) 過 飽 和 現(xiàn) 象 ，即51 3. 噴嘴流量計(jì)算 （ 4） 彭臺(tái)門系數(shù) 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 對(duì)于 亞臨界流動(dòng) ， ?1,對(duì)于 臨界流動(dòng) ， ?=1。 用單一的計(jì)算公式計(jì)算噴嘴流量 K值確定后 )(nf ?? ?52 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 ? ?與 ?n的關(guān)系 繪成如圖 所示的曲線。計(jì)算時(shí)，先在圖上查 取 ?值，然后利用下式計(jì)算： *0*RTpAGGncr ?? ??漸縮噴嘴的彭臺(tái)門系數(shù) （ 4） 彭臺(tái)門系數(shù) 53 （四）蒸汽在噴嘴斜切部分中的流動(dòng) 在汽輪機(jī)級(jí)中，為了保證噴嘴出口對(duì)汽流的良好導(dǎo)向作用，必須在出口截面之外有一段斜切部分，這種噴嘴稱為斜切噴嘴，如圖所示。 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 54 ? 斜切部分對(duì)汽流的影響如下： a )當(dāng) ?n??cr 時(shí) AB截面上的流速小于或等于音速，壓力與噴嘴背壓相等，斜切部分不膨脹 ,只起導(dǎo)向作用。此時(shí) b ） 當(dāng) ?n ?cr 時(shí) 喉部截面上的流速等于臨界速度，壓力為臨界壓力，蒸汽在斜切部分繼續(xù)膨脹，從而獲得超音速汽流。且汽流方向發(fā)生偏轉(zhuǎn) ,噴嘴汽流偏轉(zhuǎn)角 δ1。 n111 tABs i nACABs i n ?? ???????? ＝ 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 11 cpp?( 背 壓 時(shí) )1 1 1()dcp p p??c ） 當(dāng) ?n= ?1d 時(shí) 極限情況 11()dpp?55 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 當(dāng) ?n??cr 時(shí)， AB截面上的流速小于或等于音速，壓