【正文】 hn* Δhn ΔhC0 h0* h1t 1 h0 tcc 11 ??*1 2 nt hc ???噴嘴損失 *22212121 )1()1(21)(21 nttn hccch ??????? ????噴嘴能量損失系數(shù) )1( 2* ??? ????nnn hh37 2， 噴嘴出口的汽流實際速度 實際流動是有損失的 ， 汽流實際速度小于汽流理想速度 。 2. 蒸汽在葉柵通道的流動是一元流動 ： 即蒸汽在葉柵通道中流動時 ， 其參數(shù)只沿流動方向變化 ， 而在與流動方向相垂直的截面上不變化 。 反動級是在沖動力和反動力同時作用下作功 。 復速級也采用一定的反動度 。 對于純沖動級來說 ， = 、 = 0 、 = ，蒸汽流出動葉的速度 C ,具有一定的動能 C未被利用而損失 ， 稱這種損失為 余速損失 ， 用 表示 。蒸汽通過這種級，兩種力同時作功。 25 26 3，沖動級： 當汽流通過動葉通道時，由于受到動葉通道形狀的限制而彎曲被迫改變方向，因而產(chǎn)生離心力，離心力作用于葉片上，被稱為 沖動力 。C,再熱蒸汽溫度 538186。 2180。 3180。C。這時蒸汽在汽輪機的級所作的機械功等于蒸汽微團流進、流出動葉通道時其動能的變化量。通常稱這種級為反動級。 2 ， 帶反動度的沖動級 為了提高級的效率 ， 通常 ， 沖動級也帶有一定的反動度 （ ? = ? ) ， 這種級稱為 帶反動度的沖動級 ， 它具有作功能力大 、 效率高的特點 。 復速級具有作功能力大的特點 。反動級的效率比沖動級高 ， 但作功能力小 。 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 。 通常用噴嘴速度系數(shù) ?來考查兩者之間的差別 （ 通常取 ?= )。當汽流速度等于當?shù)匾羲贂r ， 則稱此時的流動狀態(tài)為 臨界狀態(tài) 。對于 飽和蒸汽 （ k = )則 = . crcr vvpkp*0*0)12(??kcrcr ppvv 1*0*0 )(?1*0 )12( ???kkcr kppcr?1*0)12( ???? kkcrn kpp?cr?cr?40 （ 三 ） 噴 嘴 截 面 積 的 變 化 規(guī) 律 噴嘴截面積與汽流速度 c和馬赫數(shù) Ma有關(guān)： （ 1） 當汽流速度小于音速 ， 即 M1時 ， 若要使汽流能繼續(xù)加速 ， 即 dc/dx0，則必須 dA/dx 0,也就是說噴嘴截面積必須沿流動方向逐漸減小 ， 即做成漸縮噴嘴 。 根據(jù)上述分析可知 ， 簡單的漸縮噴嘴是得不到超音速汽流的 。 噴嘴出口處理想汽流速度 ， (m/s) 。 它們的關(guān)系如 圖 111中 ABC曲線所示 。 其臨界流量為： ( 1 3 6 ) 式中 ， ?只與 k值有關(guān) 。 考慮了流量系數(shù)之后 ， 通過噴嘴的實際流量為： 對于 過熱蒸汽 ： 對于 飽和蒸汽 ： 另外還可以用單一的計算公式表示： (1 42 ） 其中 ， ?稱為 彭臺們系數(shù) 。 另一部分為斜切部分 ABC。從噴嘴流出的汽流與動葉運動方向成一角度 (稱為噴嘴出汽角 ）。 動葉柵進出口速度三角形表示動葉柵進出口處汽流 絕對速度 、 相對速度 和 圓周速度 u 之間的關(guān)系的 。 如圖所示 ， 蒸汽最后以相對速度 （ 動葉出汽角 ） 流出動葉通道 。 1?1w112211 c o s2 ?ucucw ???uccWc??? 11 111 111 c oss i na r c t a ns i na r c s i n????2w 2?2w2?1?g1?2w 1w2c222222 c o s2 ?uWuWc ???uWW?? 22 222 c oss i na r c s i n???48 （二）蒸汽作用在動葉片上的力及輪周功 為求取蒸汽在動葉柵作功大小 ， 必先求取蒸汽 對動葉柵的作用力 。 輪周功率為圓周分力和圓周速度的乘積： 或者 ， (J / s ) 用 G除以上二式 ， 得到每 1kq蒸汽所作出的輪周功 。 這樣 ， 動葉出口的 實際相對速度 為 21212 )(2 whhw tt ???tb hhh 21 ???*tb hh ????*21*2 22 btmt hwhw ??????121*21wbbb hhWhh ????????*22 2 bt hww ??? ??51 4， 動葉損失 動葉損失就是蒸汽通過動葉柵的能量損失 ， 由于動葉損失的存在 ，使動葉出口的焓值由 ， 則動葉損失為： 動葉損失 之比成為 動葉柵的能量損失系數(shù) ， 即 ( 1 62 ) 在計算時 ， ?通常取 ? = ~。圖中， 稱為 級的輪周有效焓降 ： ( 1 76 ) 53 作業(yè)與思考題 ： 已知機組某級級前壓力 = ，溫度 =340 ；級后蒸汽壓力為 = 。 分析噴嘴截面積的變化規(guī)律。 13 汽輪機級的輪周效率和最佳速度比 蒸汽在級內(nèi)所具有的理想能量不能百分之百地轉(zhuǎn)變?yōu)檩喼芄?， 存在著損失 。 其中 ， 前二項損失與相應(yīng)的速度系數(shù) ?、?有關(guān) 。 這里從 動葉進出口速度三角形 上來分析 。 而圖a、 b中的 u / 都不可能使 軸向排汽 ， 也就不可能使余速損失最小 。 速度比的取值直接影響汽輪機的效率和作功能力 。 （ 3） 對于反動級 ，其最佳速度比為： 若取 則 =0 .94。若排汽動能全部利用，試求級的有效焓降和輪周效率。 14 汽輪機級通流部分主要尺寸的確定 前提條件：蒸汽流量 G， 參數(shù) 、 、 ；轉(zhuǎn)速 ， 初速 ，級的平均直徑 ， 反動度 。 ?當噴嘴前后壓力比小于 ， 則必須選用縮放噴嘴 。 根據(jù)動葉柵的各參數(shù) ， 根據(jù)速度三角形 ， 計算 ， 查 ；再根據(jù)壓力比 的值和臨界壓力比相比 ， 是否超臨界 。 噴嘴出口汽流理想速度 (m / s )。當考慮了部分進汽之后，則 噴嘴葉高 為： 上式中， 由所選用噴嘴型線來確定。 噴嘴喉部截面積和葉高分別為： 噴嘴出口 汽流偏轉(zhuǎn)角 由下式確定： ( 1121 ) 上式中 ， 噴嘴喉部截面處的比容； 噴嘴臨界速度 。動葉柵出口截面積和葉高可按下式計算： 其中， 動葉柵出口理想比容； 動葉柵出口相對速度； 流量系數(shù)，對于過熱蒸汽， =~,對于飽和 蒸汽， = ~ ； e 部分進汽度。 ； 復速級幾何的參數(shù)可按上述方法計算，但復速級的噴嘴出汽角比單列級大一些，一般， 。 （二） 部分進汽度的選擇： 1，一般采用全周進汽（ e=1）；小型機采用部分進汽（ e1）； 2，調(diào)節(jié)級采用部分進汽（ e1），分 4~7組。5~3( 0 1 201 1012 ?????? ??????66 （四） 沖動級內(nèi)反動度的合理選用 ： 純沖動級具有作功能力大的特點 ， 但其效率較低 。 r?67 在進行汽輪機熱力設(shè)計時 ， 通常是按級的平均直徑處的 平均反動度 進行計算的 。 面 積 比 隨 著 反 動 度 的 增 加 而 減 小 。 4， 葉柵幾何參數(shù) ： （ 如圖 1— 38） 平均直徑； —— 葉高； —— 節(jié)距； B—— 葉片寬度； b—— 弦長； mdlt70 —— 出口邊厚度； 、 、 —— 進出口寬度 。 1— 6 汽輪機級內(nèi)損失和級效率 前 面 提 到 的 噴 嘴 損 失 、 動 葉 損 失 、 余 速 損 失 都 是 級 內(nèi) 損 失 。 lh???hfh?eh? leakh? xh?bh? 2ch?nh?72 一 ， 級 內(nèi) 損 失 1 ， 葉 高 損 失 將 噴 嘴 和 動 葉 中 與 葉 高 有 關(guān) 的 損 失 稱 為 級 的 葉 高 損 失 或 叫 端 部 損 失 。 ul hlah ??? uh? uh? )( 2* cbnt hhhh ??? ????73 2 ， 扇 形 損 失 由 于 汽 輪 機 的 葉 柵 是 安 裝 在 葉 輪 上 的 ， 呈 環(huán) 形 。 這 個 附 加 損 失 稱 為 扇形 損 失 ， 用 下 式 計 算 ： ( k J / k g ) ( 1 147 ) （ 1 14 7 ) 式 中 ， 稱 為 徑 高 比 。 ??h0Eh ?? ??