【正文】 中國最大的管理資源中心 (大量免費資源共享 ) 第 1 頁 共 21 頁 第一章 汽輪機級的工作原理 chapter 1 Working principle of steam turbine stage 第一節(jié) 概述 Introduction 一、汽輪機的結構簡介 Introduction of the construction of steam turbine 級：由一列靜葉柵和一列動葉柵組成，完成蒸汽的熱能轉換成轉子的機械能的最基本單元。 汽輪機：單級：噴嘴 動葉 多級：靜子，由汽缸、隔板 、靜葉、軸承等組成。 轉子，由主軸、葉輪、葉片、聯(lián)軸器、盤車等組成。 輔機 如圖 11 和 12 所示。 二、蒸汽的沖動作用原理和反動作用原理 Impulse principle and reaction principle of steam （一） 沖動作用原理 沖動力：改變其速度的大小和方向則產生一沖動力或汽流改變流動方向對汽道產生一離心力，此力為沖動力（圖 13）。 此力的大小取決于單位時間內通過動葉通道的蒸汽質量及其速度的變化。 （二） 反動作用原理 反動力 ：因汽流膨脹產生一相反力（汽體壓力變化），如火箭。 此力的大小取決于汽體壓力的變化。 作用在動葉片上的里有：沖動力 反動力 如圖 14 和 15 三、汽輪機級的類型和特點 Types and characteristics of steam turbine stages （一） 汽輪機級的反動度 定義：蒸汽在動葉柵中膨脹時的理想焓降Δ hb和整個級的理想滯止焓降Δ h*t 之比。 ? ??m bthh? * 中國最大的管理資源中心 (大量免費資源共享 ) 第 2 頁 共 21 頁 Ω增加，則Δ hb增加，蒸汽對動葉的反動力也越大。（圖 16） 平均反動度 ：動葉平均直徑截面上的理想焓降。 意義：衡量在動葉中膨脹的程度。 （二） 汽輪機級的類型 軸流式有以下幾種： 沖動級和發(fā)動機和反動級 （ 1） 沖動級 純沖動級：Ω =0 特點：蒸汽只在噴嘴葉柵中膨脹，在動葉柵中不膨脹而只改變其流動方向。 結構：動葉葉型對稱彎曲。（圖 17） 做功能力大、效率低、不采用。 帶反動度的沖動級：Ω =~ 特點：蒸汽的膨脹大部分在噴嘴葉柵中進行，只有一小部分在動葉柵中進行，作功能力比反動級大，效率比純沖動級高。 （ 2） 反動級 Ω = 特點：蒸汽在噴嘴和動葉中的膨脹程度相同。 結構：噴嘴和動葉采用的葉型相同。（圖 18） 壓力級和速度級 （ 1） 壓力級：蒸汽的動能轉換為轉子的機械能的過程在級內只進行一次的級。 （ 2） 速度級：蒸汽的動能轉換為轉子的機械能的過程在級內進行一次以上的級。 如雙列速度級。（圖 19） 調節(jié)級和非調節(jié)級 （ 1） 調節(jié)級：通流面積能隨負荷改變的級，如噴嘴調節(jié)的第一級。 （ 2） 非調節(jié)級：通流面積能不隨負荷改變的級，可以全周進汽，也可以部分進汽。 中國最大的管理資源中心 (大量免費資源共享 ) 第 3 頁 共 21 頁 第二節(jié) 汽輪機級的工作過程 Working process of steam turbine stages 一、蒸汽流動的基本方程 Basic equations of flowing steam 實際工質：有粘性、非連續(xù)、非定常。 假設：穩(wěn)定流動； 一元流動； 絕熱流動。 （一） 狀態(tài)方程（理想氣體）： 過程方程：等熵過程和多變過程 （二） 連續(xù)方程： （三） 動量方程： 壓力與速度相反方向變化 （四） 能量方程： 二、蒸汽在噴嘴中的膨脹過程 Expanding process of steam passes through the nozzles 初始點： 0（ p0， t0） —— 0*（ p*0， t*0） 絕熱、等熵膨脹： 0—— 1t 實際過程（有損失）： 0—— 1 （一） 噴嘴中汽流速度的計算 RTPV ?constPVconstPV??0?????vdvCdCAdAco n stvAcGwchqch ????? 22vdpcdc ?? 中國最大的管理資源中心 (大量免費資源共享 ) 第 4 頁 共 21 頁 噴嘴出口的理想速度 注意：焓和速度的單位 若用初始狀態(tài)參數(shù)計算 （無 HS 圖的情況下用此表達式計算） 噴嘴出口的實際速度 摩擦阻力使蒸汽出口焓值升高 噴嘴速度系數(shù)φ：噴嘴出口實際速度與噴嘴出口的理想速度之比。 噴嘴損失： 噴嘴能量損失系數(shù)： φ的大小由圖 113查出， L 降低，φ則降低，噴嘴損失增加。為減少噴嘴損失， L≦ 12mm。 2)(20,022hchchhcqwchch?????????????11211)(1211cppvpkkcppvpkkvpvpkkhhccpvkkRTkkTchc o n s tpvkccRcc???????????????????????????????????????????????????????????cc?? )1(222 ?? ???? ccch1 ??? ???? hh 中國最大的管理資源中心 (大量免費資源共享 ) 第 5 頁 共 21 頁 臨界速度和臨界壓比 （ 1） 臨界狀態(tài)：某一截面上汽流速度等于當?shù)匾羲佟? （ 2） 臨界速度 ccr：與當?shù)匾羲傧嗟鹊钠魉?度 由此可知臨界速度 ccr只與初參數(shù) p*0， v*0有關，而與過程是否有損失無關。 （ 3） 臨界壓比：? cr 對于過熱蒸汽 K=，則? cr = （二） 噴嘴截面積的變化規(guī)律 由動量方程知： 令 M=c/a 為馬赫數(shù) 12121)(211)(211212122?????????????????