汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行-文庫(kù)吧
2024-12-29 16:27 本頁(yè)面
【正文】 AdA?運(yùn)動(dòng)方程： cdcRdxdp ??? ?? 能量方程： wchqch ?????22211200? 狀態(tài)方程： RTpv ? 常數(shù)?kpv? 二、蒸汽在噴嘴中的膨脹過程 蒸汽在噴嘴中的膨脹過程 （一）噴嘴中的汽流速度 ： 可由能量方程求得 ? ? 20t10t1 chh2c ??? 20n ch2 ??? *nh2 ?s h1 p1 1 2 h1t ?hn ?hc0 0 p0 P0* 0* h0 h0* ? 2. 臨界速度和臨界壓力比 ? 臨界狀態(tài)：汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲俚臓顟B(tài) ? 臨界壓力比：臨界壓力與滯止初壓之比 ? 即 *0pp crcr ??： c1=?c1t ?噴嘴速度系數(shù) 噴嘴的動(dòng)能損失 : 噴嘴的能量損失系數(shù) : ? ? *21 nn hh ???? ?? 2* 1 ?? ? ?????nnn hh? 影響速度系數(shù)的因素有：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)與葉高的關(guān)系曲線如下圖： ? （ 二）噴嘴截面積的變化規(guī)律 ? 當(dāng)噴嘴內(nèi)流動(dòng)為亞音速流動(dòng)時(shí)， M1，汽道的截面積隨著汽流加速而逐漸減小，稱為漸縮噴嘴 ? 當(dāng)噴嘴內(nèi)流動(dòng)為超音速流動(dòng)時(shí)， M1，汽道的截面積隨著汽流加速而逐漸增大，稱為漸擴(kuò)噴嘴 ? 當(dāng)噴嘴內(nèi)汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí)，M=1，噴嘴截面積達(dá)最小值，稱為臨界截面積或候部 ? ? cdcMAdA 12 ??噴嘴中的熱力過程 ? P0,P1分別是噴嘴進(jìn)出口壓力 。 ? 理想熱力過程從 0→ 1。 ? 實(shí)際熱力過程是 0→2 。 ? 0*點(diǎn)是 0的滯止參數(shù)點(diǎn)。 h s h1 p1 1 2 h1t ?hn ?hc0 0 p0 P0* 0* h0 h0* 蒸汽滯止和噴嘴出口參數(shù)計(jì)算 ??????????????????????????????????kkppppkkhhccpkkTRkkTch1010010202111211??????????????????????????kkpppkkhhc1*01*0*01*021 112 ?噴嘴出口汽流速度的計(jì)算 噴嘴出口的理想速度 c1t為： ? ???????????????????????????????kknnttpppkkhchchhc1*01*0*0*2020101 112222?噴嘴實(shí)際出口速度為： tcc 11 ?? ?噴嘴速度系數(shù) 動(dòng)能損失為： ? ? ? ? *22122121 12122 nttn hccch ???????? ???噴嘴動(dòng)能損失 ?nh?滯止理想比焓降 0*h?噴嘴的能量損失系數(shù) ： n? 21 ?? ??n與蒸汽 之比 噴嘴截面積的變化規(guī)律 ? ?cdcMAdAcAGacMcdcdpdkpdpconstpk12??????????????噴嘴中的臨界狀態(tài) *011*0*0*01212ppkpppkkpkccacpkddpankkcrcrcrcrcrcr????????????????????????臨界壓力比 只取決于蒸汽本身的性質(zhì)，與噴嘴的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。 對(duì)于過熱蒸汽： 對(duì)于干飽和蒸汽： cr? ??crcr??噴嘴中的蒸汽流量 （ 1）理想情況下，當(dāng)噴嘴前后的壓力比 大于臨界壓力比時(shí)，由連續(xù)性方程 有： n? tnnt cAG t 11 ??? ?實(shí)際流量： ntnnGG ?? ????????????????????????????????????kknknnkktnttnntpkkApppkkAcAG12*0*01*01*0*011112112?????? 稱為噴嘴流量系數(shù)，它主要與蒸汽狀態(tài)及蒸汽在噴嘴中的膨脹程度有關(guān)。 n? （ 2）當(dāng)噴嘴前后的壓力比小于或等于臨界壓力比時(shí)，通過噴嘴的流量將保持不變，即為臨界流量： ??????? 0011)12( ?pkkAG kknn ct實(shí)際臨界流量： n ctnnc GG ?? ?對(duì)于過熱蒸汽， 對(duì)于飽和蒸汽， ?????? , ?? pAGk nn ??????, ?? pAGk nn 由以上分析可知，通過噴嘴的最大蒸汽流量（即臨界流量），在噴嘴出口面積和蒸汽性質(zhì)確定后，只與蒸汽的初參數(shù)有關(guān)；只要初參數(shù)已知，則通過噴嘴的臨界流量即為定值。 彭臺(tái)門系數(shù) β 當(dāng)噴嘴進(jìn)出口壓力比處于某個(gè)數(shù)值時(shí)，其相應(yīng)的流量 Gn與同一初狀態(tài)下的臨界流量 Gnc之比值稱為流量比，也稱為彭臺(tái)門系數(shù)，記為 β。 2111211)12()(12????????????????????crcrnkkkknknncnkkGG??????? ?nf ?? ?蒸汽在斜切部分的膨脹 p0 pt αt ct 如圖所示， AB為漸縮噴嘴的出口截面，即吼口截面， ABC 即為斜切部分。當(dāng)噴嘴出口壓力 p1大于臨界壓力 p1c時(shí)，蒸汽在斜切部分不發(fā)生膨脹。但當(dāng)p1dp1p1c時(shí)汽流將在斜切部分發(fā)生膨脹。 汽流在斜切部分膨脹時(shí)將使汽流出口速度大于音速，同時(shí)汽流的方向也將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 p1d為極限壓力：特征線與 AC重合時(shí)的出口壓力。 ? ?? ? 1211*011111111111sin1211112sinsin1sin????????????????????????????kkkkddkknknkcrcrkppkkkccMacM??????????擾動(dòng)的等壓線，即汽流膨脹的特征線，也稱馬赫錐母線。 ?為馬赫角：特征線與汽流流動(dòng)方向的夾角。 蒸汽在動(dòng)葉中的流動(dòng) 蒸汽在噴嘴中從壓力 p0膨脹到出口壓力 p1，以速度 c1流向動(dòng)葉柵。當(dāng)蒸汽通過動(dòng)葉時(shí)，一般還要繼續(xù)膨脹，壓力由 p1降到 p2.如圖所示級(jí)的熱力過程，則此時(shí)級(jí)的滯止理想比焓降 Δht*為： s h 0* 0 2 1 P0* P0 P1 P2 Δhn* Δht* Δhb’ ?hb bnt hhh ????? **近似認(rèn)為與?h‘b相等 —— 動(dòng)葉內(nèi)理想比焓降 Δhb與級(jí)滯止理想比焓 降 Δht*之比，表示蒸汽在動(dòng)葉內(nèi)的膨脹程度。 反動(dòng)度 Ωm *tbm hh????Ωm=0時(shí)稱為純沖動(dòng)級(jí) Ωm= 動(dòng)葉出口的速度計(jì)算 由能量平衡方程可知： *2121212 22)(2 bbtt hwhwhhw ????????由于存在不可逆損失，則動(dòng)葉出口實(shí)際相對(duì)速度為： tww 22 ?? ?動(dòng)葉速度系數(shù) 這樣蒸汽流經(jīng)動(dòng)葉時(shí)的能量損失： *22222 )1(2 btb hwwh ?????? ??其能量損失系數(shù)是： 2*1 ?? ? ?????bbhh小結(jié)： 對(duì)蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉中流動(dòng)的分析對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)原理的學(xué)習(xí)來(lái)說，是最基本同時(shí)又是最重要的，必須深刻理解其熱力過程，牢固掌握各個(gè)計(jì)算關(guān)系式及其物理意義 。 第二節(jié) 級(jí)的輪周效率和最佳速度比 一、速度三角形 2?*2?*2?2cuu1c 1?1?1?u—— 動(dòng)葉的 圓周速度 c w u構(gòu)成動(dòng)葉柵的進(jìn)口速度三角形， c w u構(gòu)成
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