【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(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 。 2. 蒸汽在葉柵通道的流動(dòng)是一元流動(dòng) ： 即蒸汽在葉柵通道中流動(dòng)時(shí) ， 其參數(shù)只沿流動(dòng)方向變化 ， 而在與流動(dòng)方向相垂直的截面上不變化 。 反動(dòng)級(jí)是在沖動(dòng)力和反動(dòng)力同時(shí)作用下作功 。 復(fù)速級(jí)也采用一定的反動(dòng)度 。 對(duì)于純沖動(dòng)級(jí)來(lái)說(shuō) ， = 、 = 0 、 = ，蒸汽流出動(dòng)葉的速度 C ,具有一定的動(dòng)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(guò)這種級(jí)，兩種力同時(shí)作功。 25 26 3，沖動(dòng)級(jí)： 當(dāng)汽流通過(guò)動(dòng)葉通道時(shí)，由于受到動(dòng)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(dòng)力 。C,再熱蒸汽溫度 538186。 2180。 3180。C。這時(shí)蒸汽在汽輪機(jī)的級(jí)所作的機(jī)械功等于蒸汽微團(tuán)流進(jìn)、流出動(dòng)葉通道時(shí)其動(dòng)能的變化量。通常稱這種級(jí)為反動(dòng)級(jí)。 2 ， 帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí) 為了提高級(jí)的效率 ， 通常 ， 沖動(dòng)級(jí)也帶有一定的反動(dòng)度 （ ? = ? ) ， 這種級(jí)稱為 帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí) ， 它具有作功能力大 、 效率高的特點(diǎn) 。 復(fù)速級(jí)具有作功能力大的特點(diǎn) 。反動(dòng)級(jí)的效率比沖動(dòng)級(jí)高 ， 但作功能力小 。 3. 蒸汽在葉柵通道的流動(dòng)是絕熱流動(dòng) ： 即蒸汽在葉柵通道中流動(dòng)時(shí)與外界沒有熱交換 。 通常用噴嘴速度系數(shù) ?來(lái)考查兩者之間的差別 （ 通常取 ?= )。當(dāng)汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí) ， 則稱此時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)為 臨界狀態(tài) 。對(duì)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(dāng)汽流速度小于音速 ， 即 M1時(shí) ， 若要使汽流能繼續(xù)加速 ， 即 dc/dx0，則必須 dA/dx 0,也就是說(shuō)噴嘴截面積必須沿流動(dòng)方向逐漸減小 ， 即做成漸縮噴嘴 。 根據(jù)上述分析可知 ， 簡(jiǎn)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(guò)噴嘴的實(shí)際流量為： 對(duì)于 過(guò)熱蒸汽 ： 對(duì)于 飽和蒸汽 ： 另外還可以用單一的計(jì)算公式表示： (1 42 ） 其中 ， ?稱為 彭臺(tái)們系數(shù) 。 另一部分為斜切部分 ABC。從噴嘴流出的汽流與動(dòng)葉運(yùn)動(dòng)方向成一角度 (稱為噴嘴出汽角 ）。 動(dòng)葉柵進(jìn)出口速度三角形表示動(dòng)葉柵進(jìn)出口處汽流 絕對(duì)速度 、 相對(duì)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(duì)速度 （ 動(dòng)葉出汽角 ） 流出動(dòng)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(dòng)葉片上的力及輪周功 為求取蒸汽在動(dòng)葉柵作功大小 ， 必先求取蒸汽 對(duì)動(dòng)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(dòng)葉出口的 實(shí)際相對(duì)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(dòng)葉損失 動(dòng)葉損失就是蒸汽通過(guò)動(dòng)葉柵的能量損失 ， 由于動(dòng)葉損失的存在 ，使動(dòng)葉出口的焓值由 ， 則動(dòng)葉損失為： 動(dòng)葉損失 之比成為 動(dòng)葉柵的能量損失系數(shù) ， 即 ( 1 62 ) 在計(jì)算時(shí) ， ?通常取 ? = ~。圖中， 稱為 級(jí)的輪周有效焓降 ： ( 1 76 ) 53 作業(yè)與思考題 ： 已知機(jī)組某級(jí)級(jí)前壓力 = ，溫度 =340 ；級(jí)后蒸汽壓力為 = 。 分析噴嘴截面積的變化規(guī)律。 13 汽輪機(jī)級(jí)的輪周效率和最佳速度比 蒸汽在級(jí)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(xiàng)損失與相應(yīng)的速度系數(shù) ?、?有關(guān) 。 這里從 動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形 上來(lái)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(jī)的效率和作功能力 。 （ 3） 對(duì)于反動(dòng)級(jí) ，其最佳速度比為： 若取 則 =0 .94。若排汽動(dòng)能全部利用，試求級(jí)的有效焓降和輪周效率。 14 汽輪機(jī)級(jí)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(jí)的平均直徑 ， 反動(dòng)度 。 ?當(dāng)噴嘴前后壓力比小于 ， 則必須選用縮放噴嘴 。 根據(jù)動(dòng)葉柵的各參數(shù) ， 根據(jù)速度三角形 ， 計(jì)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(dāng)考慮了部分進(jìn)汽之后，則 噴嘴葉高 為： 上式中， 由所選用噴嘴型線來(lái)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(dòng)葉柵出口截面積和葉高可按下式計(jì)算： 其中， 動(dòng)葉柵出口理想比容； 動(dòng)葉柵出口相對(duì)速度； 流量系數(shù)，對(duì)于過(guò)熱蒸汽， =~,對(duì)于飽和 蒸汽， = ~ ； e 部分進(jìn)汽度。 ； 復(fù)速級(jí)幾何的參數(shù)可按上述方法計(jì)算，但復(fù)速級(jí)的噴嘴出汽角比單列級(jí)大一些，一般， 。 （二） 部分進(jìn)汽度的選擇： 1，一般采用全周進(jìn)汽（ e=1）；小型機(jī)采用部分進(jìn)汽（ e1）； 2，調(diào)節(jié)級(jí)采用部分進(jìn)汽（ e1），分 4~7組。5~3( 0 1 201 1012 ?????? ??????66 （四） 沖動(dòng)級(jí)內(nèi)反動(dòng)度的合理選用 ： 純沖動(dòng)級(jí)具有作功能力大的特點(diǎn) ， 但其效率較低 。 r?67 在進(jìn)行汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)時(shí) ， 通常是按級(jí)的平均直徑處的 平均反動(dòng)度 進(jìn)行計(jì)算的 。 面 積 比 隨 著 反 動(dòng) 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(zhǎng)； mdlt70 —— 出口邊厚度； 、 、 —— 進(jìn)出口寬度 。 1— 6 汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失和級(jí)效率 前 面 提 到 的 噴 嘴 損 失 、 動(dòng) 葉 損 失 、 余 速 損 失 都 是 級(jí) 內(nèi) 損 失 。 lh???hfh?eh? leakh? xh?bh? 2ch?nh?72 一 ， 級(jí) 內(nèi) 損 失 1 ， 葉 高 損 失 將 噴 嘴 和 動(dòng) 葉 中 與 葉 高 有 關(guān) 的 損 失 稱 為 級(jí) 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(jī) 的 葉 柵 是 安 裝 在 葉 輪 上 的 ， 呈 環(huán) 形 。 這 個(gè) 附 加 損 失 稱 為 扇形 損 失 ， 用 下 式 計(jì) 算 ： ( k J / k g ) ( 1 147 ) （ 1 14 7 ) 式 中 ， 稱 為 徑 高 比 。 ??h0Eh ?? ??