【正文】 為了方便 ， 通常將 動葉進出口速度三角形繪制成一起 。為了計算蒸汽作功大小 ， 必須確定動葉柵進出口汽流速度的變化 。 這樣 ， 實際噴嘴由兩部分所組成：一部分是漸縮部分 ABDE， AB為最小截面處 。 當(dāng)噴嘴前后壓力比小于臨界壓力比時 ， 流量保持最大值不變 ， 如 AB所示 。 dxdccMdxdAA1)1(1 2 ??汽流能夠在噴嘴中加速的條件： （ 1） Ma 1：漸縮噴嘴 （ 2） Ma 1：漸擴噴嘴 （ 3） Ma =1：縮放噴嘴 41 （ 四 ） 噴 嘴 流 量 計 算 1， 噴嘴的理想流量 計算 噴嘴的理想流量 可用下式計算 : 式中 ， 噴嘴出口處截面積 ， (m) 。 臨界壓力與初壓之比稱為 臨界壓力比 ， 用 表示： ( 1 24 ) 對于 過熱蒸汽 （ k=)則 =。 則根據(jù)能量方程式 ， 則 對于 過熱蒸汽 ， 可近似看做理想氣體 ， 則上式可寫成： 211200 2121 ChCh ???)(1)(21 1100102221 vpvpk khhCC ??????36 噴嘴出口汽流速度計算 ?噴嘴出口的汽流理想速度 (一 ) 噴嘴內(nèi)流動分析 ?噴嘴出口的汽流實際速度 20101 )(2 chhc tt ???0* 0 1‘ p1 p0* p0 h1 Δhn* 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 。 反動級是在沖動力和反動力同時作用下作功 。 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 。 25 26 3，沖動級： 當(dāng)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 。 2180。C。通常稱這種級為反動級。 復(fù)速級具有作功能力大的特點 。 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 。當(dāng)汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲贂r ， 則稱此時的流動狀態(tài)為 臨界狀態(tài) 。 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 。 它們的關(guān)系如 圖 111中 ABC曲線所示 。 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) 。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 ）。 如圖所示 ， 蒸汽最后以相對速度 （ 動葉出汽角 ） 流出動葉通道 。 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 。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 = 。 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 。 這里從 動葉進出口速度三角形 上來分析 。 速度比的取值直接影響汽輪機的效率和作功能力 。若排汽動能全部利用，試求級的有效焓降和輪周效率。 ?當(dāng)噴嘴前后壓力比小于 ， 則必須選用縮放噴嘴 。 噴嘴出口汽流理想速度 (m / s )。 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 。 ； 復(fù)速級幾何的參數(shù)可按上述方法計算，但復(fù)速級的噴嘴出汽角比單列級大一些，一般， 。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 。 面 積 比 隨 著 反 動 度 的 增 加 而 減 小 。 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 。 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 。 ??h0Eh ?? ?? ?2)1(?? ? ?bb ld /??2)1( ?? ? ?74 3， 葉 輪 摩 擦 損 失 fh?由 于 蒸 汽 粘 性 ， 葉 輪 在 汽 室 中 作 高 速 旋 轉(zhuǎn) 時 ， 存 在 著 葉 輪 輪 面 與 蒸 汽 及 蒸 汽 之 間 的 相 對 運 動 而 產(chǎn) 生 的 摩 擦 。 “ 鼓 風(fēng) ” 損 失 發(fā) 生 在 沒 有 噴 嘴 葉 片 的 弧 段 內(nèi) 。 Z 噴 嘴 組 數(shù) ； C 經(jīng) 驗 系 數(shù) ， 單 列 級 ， C = 0 . 0 12 , 雙 列 級 ， C = 。 為 了 解 決 這 一 問 題 ， 要 在 葉 輪 盤 上 開 設(shè) 平 衡 孔 ， 以 便 讓 隔 板 漏 汽 從 平 衡 孔 漏 出 ， 而 不 干 擾 主 流 。 由 于 壓 差 的 作 用 ， 有 間 隙 存 在 ， 就會漏汽 如 圖 1 53 所 示 。 “ 斥 汽 損 失 ” 發(fā) 生 在 安 裝 有 噴 嘴 葉 片 的 弧 段 內(nèi) 。 同 時 ， 靠 近 葉 輪 輪 面 側(cè) 的 蒸 汽 質(zhì) 點 隨 葉 輪 一 起 轉(zhuǎn) 動 時 ， 受 到 離 心 力作 用 而 產(chǎn) 生 徑 向 運 動 。 在 設(shè) 計 時 ， 只 有 在 平 均 直 徑 處 ， 設(shè) 計 條 件 才 能 得 到 滿 足 。 當(dāng) 然 ， 不 是 每 一 都 同 時 具 有 這 所 有 損 失 ， 而 是 根 據(jù) 具 體 情 況 分 別 分 析 計 算 其 不 同 的 損 失 。 1— 5 葉柵試驗與葉柵損失 這里 ， 只簡單介紹葉柵幾何特性 一 ， 葉柵幾何特性 1， 葉型 、 型線 ：葉片截面的形狀 、 周線分別稱為葉型 、 型線； 2， 等截面葉片和變截面葉片 ：葉型及面積沿葉高不變的葉片稱為等截面葉片 ， 反之為變截面葉片 。 這是因為 ， 采用適當(dāng)?shù)姆磩佣?， 可以提高動葉的速度系數(shù) ?， 以減小動葉損失；也可以減小動葉根部軸向間隙中由于吸汽而產(chǎn)生的附加損失 。為此，復(fù)速級必須適當(dāng)?shù)夭捎梅磩佣纫詽M足通流部分光滑變化。 ?? ncr ??*0*0m in /)( vpGAn ?1m ins i n)(?? mnn deAl ?tcrcrtCvCv11111 s i n)s i n ( ??? ??crvcrC64 （ 三 ） 動葉柵幾何參數(shù)的確定 動葉柵幾何參數(shù)的計算方法和靜葉柵相似。當(dāng)級為 全周進汽時 ， （ 為級的平均直徑）。 0p 0t 2p n 0cmd m?n?n?n?n?60 2， 動葉柵型式的選擇 動葉柵型式的選擇的方法和靜葉柵相似 。又知動葉出汽角比進汽角小 3 ，級的流量 G=，試求蒸汽作用在動葉片上的切向力 ，輪周功率 和輪周效率 ，并畫出級的速度三角形。 2c2c2c1c2c opx)( 1aa cuxcux ?? 或111c1c57 二 ，輪 周 效 率 與 速 度 比 的 關(guān) 系 （ 1） 對于不考慮余速利用的純沖動級 ： 其最佳速度比是： 或 一般來說 ， 對于 反動度不為零的沖動級 ， ~； 當(dāng) 考慮余速利用的中間級 ， 。 其中 ， 圖 b,動葉出口速度 剛好為軸向排汽 ， 其余速損失最少 。 一 ， 輪周效率與速度比 1， 輪周效率 ：蒸汽在汽輪機級內(nèi)所作出輪周功 與它在級內(nèi)所具有的理想能量 之比稱為級的輪周效率 ,即