【正文】 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。 上式中 ： ? 僅與蒸汽性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，對過熱蒸汽 ?=，對飽和蒸汽 ?=。 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，壓力與噴嘴背壓相等，斜切部分不膨脹 ,只起導(dǎo)向作用 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。 ? 一、動(dòng)葉柵的進(jìn)出口速度三角形 ? 絕對速度 c：蒸汽相對于噴嘴的速度； ? 相對速度 w：蒸汽相對于動(dòng)葉的速度； ? 圓周速度 u：葉輪旋轉(zhuǎn)的圓周速度。將汽流力分解為周向分力 Fu 和軸向分力 Fz 。81 ： 汽輪機(jī)級(jí)的輪周效率和最佳速度比 82 三、速度比及其與輪周效率的關(guān)系 ? 速度比 ： x1=u/c1 。 汽輪機(jī)級(jí)的輪周效率和最佳速度比 ?（一）純沖動(dòng)級(jí)的最佳速度比 一旦噴嘴及動(dòng)葉型線確定后， ?、 ?、 ?1 和 ?2參數(shù)也就隨之而定，唯有 x1的變化而變化 86 ? 最佳速度比：輪周效率最高時(shí)的速度比。 分析： 0nnhE?? ?不隨速度比的變化而變化。 ① 1:1 ② 1:2 ③ 1:4 ④ 1:8 (2)當(dāng)圓周速度和噴嘴出汽角相同時(shí)，純沖動(dòng)單列級(jí)的做功能力是單列反動(dòng)級(jí)的（ ）倍； 相等時(shí)， 104 2. 葉型及葉型參數(shù) （ 1）葉型：葉片的橫斷面形狀，包括等截面葉型和變截面葉型。 l— 葉片高度。 ldbllbtt /,// ??? ?， 分別為相對節(jié)距、相對高度、相對長度。 由于體積流量小，為了不使葉片高度太小，減少端部損失。 射汽抽汽效應(yīng) 111 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 四、噴嘴葉柵尺寸的確定 已知參數(shù)：級(jí)前蒸汽參數(shù) p0、 t0和 c0，級(jí)后壓力 p2和反動(dòng)度（ p1可計(jì)算出）。這樣的繞流條件，對于有黏性的實(shí)際流體來說，必然導(dǎo)致附面層分離，在尾緣后面形成漩渦區(qū)，稱為尾跡。 這時(shí) ， 必須采用部分進(jìn)汽 。 葉根 葉頂汽封 葉型 134 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 六、減少葉柵損失的方法 （一）采用彎扭葉片 全三維葉片級(jí)效率提高 2% 135 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 六、減少葉柵損失的方法 （一）采用彎扭葉片 設(shè)計(jì)特點(diǎn) ◆ 扭葉片整體帶圍帶 高、中和低壓缸中低壓部分所用的葉片 優(yōu)點(diǎn) ◆ 長葉片的葉型損失減少 ◆ 效率高 葉頂 葉型 葉根 136 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 六、減少葉柵損失的方法 （一）采用彎扭葉片 進(jìn)汽側(cè) 出汽側(cè) 進(jìn)汽側(cè) 出汽側(cè) 縱樹形葉根 低壓缸扭曲動(dòng)葉片 設(shè)計(jì)特點(diǎn) ◆ 葉片為超音速設(shè)計(jì) 優(yōu)點(diǎn) ◆ 經(jīng)過優(yōu)化避免了侵蝕 ◆ 效率高 ◆ 成熟設(shè)計(jì) 內(nèi)弧 背弧 137 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 六、減少葉柵損失的方法 （一）采用彎扭葉片 設(shè)計(jì)特點(diǎn) ◆ 沿圓周方向彎曲一致了葉根部可能發(fā)生的分流現(xiàn)象 優(yōu)點(diǎn) ◆ 葉型損失低 ◆ 中空葉型 疏水槽 進(jìn)汽側(cè) 出汽側(cè) 末級(jí)靜葉片 ◆ 疏水槽或用蒸汽加熱而使累計(jì)的凝結(jié)水氣化 138 汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失和級(jí)效率 139 汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失和級(jí)效率 噴嘴損失 動(dòng)葉損失 余速損失 葉高損失 扇形損失 葉輪摩擦損失 部分進(jìn)汽損失 漏汽損失 濕汽損失 lh???hfh?eh?leakh?xh?bh?2ch?nh?不是每一級(jí)都同時(shí)具有這些所有損失，而是根據(jù)具體情況分別分析計(jì)算其不同的損失。當(dāng) εnεcr時(shí)，應(yīng)采用漸縮斜切噴嘴；當(dāng) εnεcr時(shí)，仍采用漸縮斜切噴嘴，此時(shí)，蒸汽通過在斜切部分膨脹獲得超聲速汽流；當(dāng) εn，才采用縮放斜切噴嘴，這是因?yàn)榭s放噴嘴加工較困難，且工況效率低，故在汽輪機(jī)中應(yīng)盡量避免采用縮放斜切噴嘴。 3. 葉片個(gè)數(shù)和高度的選擇 氣動(dòng)特性 ?相對節(jié)距 ?計(jì)算葉片數(shù)目； 強(qiáng)度核算 ?高度。 * 亞聲速葉柵 — Ma * 跨聲速葉柵 — Ma∈ [,] * 超聲速葉柵 — Ma 由于超聲速葉柵的工藝性能和變工況性能較差，且亞聲速葉柵可利用其斜切部分的繼續(xù)膨脹實(shí)現(xiàn)超聲速，仍可采用亞聲速葉柵。 Δ— 出口邊厚度。 B— 葉柵寬度。由圖可得最佳速度比為 ? ?111 c o s ??? cux op由于反動(dòng)級(jí)的噴嘴葉型和動(dòng)葉葉型相同，反動(dòng)級(jí)的余速基本上都能得到利用，即＝ ＝根據(jù)最佳速度比的物理意義可得反動(dòng)級(jí)在最佳速度比下的速度三角形如圖 － 所示。即 ? ? 0c o sc o s1c o s212111211????????????????????????xxdxddxd u? ?2c o s 1imop1??x可求得最佳速度比： 汽輪機(jī)級(jí)的輪周效率和最佳速度比 ?（一）純沖動(dòng)級(jí)的最佳速度比 87 b) 速度三角形法：對純沖動(dòng)級(jí)， ?2 ? ?1 ， w2?w1， 則在相同的 ?1 和 c1下，改變 x1 ，就可作出如圖所示的速度三角形。 汽輪機(jī)級(jí)的輪周效率和最佳速度比 ?（一） 純沖動(dòng)級(jí)的最佳速度比 84 汽輪機(jī)級(jí)的輪周效率和最佳速度比 ?（一） 純沖動(dòng)級(jí)的最佳速度比 ? ? ???????? ???121112c o sc o s1c o s2?????? xxu? ?? ?? ?1 1 2 2211 1 2 2212112112 c os c os2 c os c osc os2c os 1c osutttu c ccu w wcucuc???????????????? ? ?????1 1 1 11111c o s c o stw c uccuxc????????????? ???85 輪周效率的表達(dá)式為： ? ?212211 c o sc o s2tu cccu ??? ??? ? ???????? ???121112c o sc o s1c o s2?????? xxu分析： （ 1）當(dāng) x1=0時(shí)， ? u ＝ 0。 為了描述蒸汽在汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的完善程度 ， 通常用各種不同的效率來加以說明 。 22 hh t升到*22222 )1()(21 btb hWWh ???????*bb hh ?? 與2* 1 ??? ???? bbbhh三 . 蒸汽在動(dòng)葉柵中的流動(dòng)過程 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)過程 ?—— 動(dòng)葉速度系數(shù) 67 在多級(jí)汽輪機(jī)中，余速損失可以被下一級(jí)所利用，其利用程度可用 余速利用系數(shù) ?表示， ? =0~1之間。 56 可利用連續(xù)性方程求解，即通過最小截面的流量應(yīng)與出口截面的流量相等。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。 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 。 ? 可通過改變其通流面積來控制進(jìn)汽量 ? 中小汽輪機(jī)用復(fù)速級(jí)作調(diào)節(jié)級(jí)； ? 大型汽輪機(jī)常用單列沖動(dòng)級(jí)作調(diào)節(jié)級(jí)； ? 總是做成部分進(jìn)汽。 26 概述 三、級(jí)的分類 2. 沖動(dòng)級(jí) （ 1）純沖動(dòng)級(jí) 1） Ω=0，蒸汽只在噴嘴中膨脹，而在動(dòng)葉中不膨脹，只改變流動(dòng)方向。bh?= 11,tp2pnh?bh?39。 12 （ 2）三類參數(shù)： 1）焓降 —— 物理意義：做功能力 ? 級(jí)的滯止理想比焓降 ?級(jí)的理想比焓降 ? 噴嘴的滯止理想比焓降 ?噴嘴的理想比焓降 ? 動(dòng)葉的理想比焓降 概 述 一、汽輪機(jī)的級(jí) 4. 熱力過程線 0th?th?*nh?nh?2）熵增過程 —— 物理意義：不可逆過程 3）損失 a. 噴嘴損失 b. 動(dòng)葉損失 在實(shí)際研究中常認(rèn)為 bh? 39。 8 概 述 一、汽輪機(jī)的級(jí) 3. 級(jí)內(nèi)工作過程 （ 4）工質(zhì)性質(zhì)的變化： 蒸汽通過噴嘴和動(dòng)葉后，其壓力、速度的變化趨勢如圖右圖所示。 5 ? 通流部分 ：汽輪機(jī)本體中作功汽流的通道 稱為汽輪機(jī)的通流部分，包括主汽門、調(diào)節(jié)汽門、進(jìn)汽導(dǎo)管、進(jìn)汽室、各級(jí)噴嘴和動(dòng)葉及汽輪機(jī)的排汽管。 1—軸 2—葉輪 3—?jiǎng)尤~片 4—噴嘴 幾個(gè)基本概念 ? 噴嘴 ： 由固定不動(dòng)的靜葉柵構(gòu)成的蒸汽通道 。（沖動(dòng)式汽輪機(jī)） w2 w1 特征截面或計(jì)算截面： 噴嘴前： 00； 噴嘴后（動(dòng)葉前）： 11； 動(dòng)葉后： 22。bh?= bh?*0* ,0 tp2pnh?bh?13 （ 2）三類參數(shù)： 1）焓降 —— 物理意義：做功能力 ? 級(jí)的滯止理想比焓降 ?級(jí)的理想比焓降 ? 噴嘴的滯止理想比焓降 ?噴嘴的理想比焓降 ? 動(dòng)葉的理想比焓降 概 述 一、汽輪機(jī)的級(jí) 4. 熱力過程線 0th?th?*nh?nh?2）熵增過程 —— 物理意義：不可逆過程 3）損失 a. 噴嘴損失 b. 動(dòng)葉損失 在實(shí)際研究中常認(rèn)為 bh? 39。bh?18 余速損失 概述 一、級(jí)的工作過程 4. 熱力過程線 2）熵增過程 —— 物理意義：不可逆過程 3）損失 a. 噴嘴損失 b. 動(dòng)葉損失 噴嘴中的能量損失 210t1t2 動(dòng)葉中的能量損失 19 ? 動(dòng)葉理想比焓降： 0202cch? ?01nth h h? ? ?11nth h h? ??01nnh h h h?? ? ? ?12bth h h? ? ?? 滯