葉輪機械原理-第二章單級蒸汽透平(編輯修改稿)
2025-02-12 15:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 tt ??三、雙列復速級的輪周效率 噴管損失： 2/)1( 212 sn ch ???動葉 Ⅰ 損失： 2/)1( 222 sb wh ???導葉損失： 2/)1( 212 sn ch ????? ?動葉 Ⅱ 損失： 2/)1( 222 sb wh ????? ?余速損失： 2/222 chc ?輪周效率： **2scbnbnsu hhhhhhh ????????? 摩擦損失、鼓風損失和弧端損失 一、葉輪摩擦損失 圖 葉輪摩擦損失示意圖 ◆ 摩擦損失 原因 ： ① 蒸汽 粘性 、汽流速度沿軸向 梯度 葉輪表面的摩擦阻力消耗部分輪周功。 AA 汽缸壁面 靜 止 葉輪壁面 旋 轉(zhuǎn) AA 截面 周向 ② 葉輪兩側(cè)的旋渦區(qū)，產(chǎn)生渦流，也消耗一部分輪周功。 徑 向 ◆ 摩擦損失 位置 ： 葉輪的兩個端面 /葉輪前后的兩個空間。 汽缸壁面 靜 止 葉輪壁面 旋 轉(zhuǎn) AA 截面 周向 ◆ 摩擦損失： 克服葉輪摩擦阻力和渦流所消耗的輪周功。 ◆ 摩擦損失功率的計算方法（通常用實驗方法來確定）： 斯托道拉（ Stodola）整理的經(jīng)驗公式： ?231 )100( mf dukN ?◆ 摩擦損失功率影響因素： ① 轉(zhuǎn)速 n ② 級平均直徑 dm ③ 密度 ρ ◆ 葉輪摩擦損失系數(shù)： *sff GhN??二、鼓風損失 原因 : 鼓風損失是部分進汽透平級所特有的一種損失。 → 當透平級是部分進汽（ ）時， 噴管葉柵是布置在某一弧段上； 從噴管流出的高速蒸汽也僅僅分布在這一弧段上。 1?e→ 動葉布置在葉輪整個圓周上的。 這種情況下，動葉通道不是連續(xù)地通過工作汽體。 → 對應進汽弧段的動葉柵， 就有高速汽流進入， 汽流膨脹、作功。 該進汽部分的動葉柵正常工作。 → 對應非進汽弧段的動葉柵，沒有汽流進入， 但該部分葉柵通道內(nèi)存在著 “ 基本靜止的汽體 ” 。 這部分的動葉柵就像 “ 風扇葉片 ” 一樣起鼓風作用， 使 “ 基本靜止的汽體 ” 通過動葉通道。 → 非進汽弧段的動葉起了風扇作用， 相應地就消耗了一部分能量，稱為鼓風損失。 ◆ 鼓風損失產(chǎn)生的位置： 非進汽弧段 ◆ 鼓風損失功率（半經(jīng)驗公式） : 2 10)100()1( ??? ?uldekNmv◆ 對單列有護罩的透平級（用護罩相當于鼓風區(qū)域減小）： 圖 采用護罩的部分 進汽級的示意圖 2* 10)100()( ???? ?uldeekNmv◆ 對雙列復速級（有護罩）： 22* 10)100)(()( ?????? ?ulldeekNmv◆ 鼓風損失系數(shù)： *svv GhN??◆ 摩擦鼓風損失：摩擦損失和鼓風損失合稱 ???????? *23 )100(])([ uldeeBAdkN mmvf其中 : k3 —— 考慮工質(zhì)性質(zhì)系數(shù) （過熱蒸汽： k3 = ；飽和蒸汽： k3 =~） A， B —— 經(jīng)驗系數(shù)（ A = ， B = ） —— 平均密度。單列級： 雙列級： ?221 ??? ??42121 ????? ??????圖 噴管組兩端的不穩(wěn)定汽流 三、弧端損失 ◆ 原因 : 弧端損失也是部分進汽透平級所特有的一種損失。 → 當透平級是部分進汽（ ）時，動葉柵不是連續(xù)工作。 當動葉柵轉(zhuǎn)到 進汽弧段 時，汽流在動葉內(nèi)膨脹、 作功 ； 當動葉柵轉(zhuǎn)到 非進汽弧段 時，沒有汽流進入動葉柵 作功 。 1?e→ 對應非進汽弧段：動葉通道內(nèi)充滿了 “ 呆滯 ” 的汽體。 當動葉柵 從非進汽弧段 轉(zhuǎn)向 進汽弧段 時， 從噴管出來的高速汽流為了能夠進入動葉通道， 就必須推動和加速 “ 呆滯 ” 在動葉通道中的汽體， 消耗一部分能量。 圖 噴管組兩端的不穩(wěn)定汽流 → 當動葉柵從 進汽弧段 轉(zhuǎn)向 非進汽弧段 時， 由噴管組最后一個噴管通道出來的蒸汽， 受到動葉柵旋轉(zhuǎn)的影響以及汽流的不穩(wěn)定性， 也引起一部分能量損失。 圖 噴管組兩端的不穩(wěn)定汽流 → 這兩種能量損失合稱為透平級的弧端損失（斥汽損失）。 ◆ 弧段損失產(chǎn)生的位置： 1）從 非進汽弧段 向 進汽弧段 的過渡區(qū)域； 2）從 進汽段 向 非進汽段 的過渡區(qū)域。 ◆ 弧段損失的功率（半經(jīng)驗公式）： ensen GhN ?*?◆ 弧段能量損失系數(shù)： 雙列復速級： 單列級： ?????? 1s i n 11223aumenxneldlBk ????????????1s i n 1122223aumenxneldlBlBk ??? 四、級的相對內(nèi)效率 oi?→ 輪周損失： 噴管損失 、動葉 Ⅰ 損失 、 導葉損失 、動葉 Ⅱ 損失 、 余速損失 nGh bGhnhG? bhG?2cGh→ 結(jié)構(gòu)損失： uu NN )( ??)( 2* cbnbns hhhhhhG ????????→ 摩擦損失： fN→ 鼓風損失： → 弧端損失： vNenN→ 透平 級的理想焓降 （作功能力）： *sGh1）透平級相對內(nèi)效率 *** )()(22senvfcbnbnscbnbnsoi GhNNNhhhhhhGhhhhhhG ????????????????????** )(2senvfcbnbnsGhNNNhhhhhhG ???????????*senvfuGhNNNN ????envfu ???? ???? 2） 、 、 對相對內(nèi)效率 的影響 f? v? oi?en?從前面的分析來看： )( 3aff x?? ?)( 3avv x?? ?)( aenen x?? ?3af x??3av x??aen x??圖 三項損失對相對內(nèi)效率的影響 可以看出： ① 級相對內(nèi)效率 輪周效率； ② 最佳速比 有所降低 ； optax )(③ 三項損失對相對內(nèi)效率 影響大 。 3）雙列復速級的試驗曲線 圖 相對內(nèi)效率計算曲線與試驗曲線 可以看出： ① 兩條曲線是比較接近的； ② 和 的最佳值 基本相符； max)( oi? optax )(③ 試驗本身存在一定的誤差。 4）最佳部分進汽度 opte)(◆ 部分進汽透平級，當噴管出口面積一定情況下， 有： 111 s i n ?? cdGvelm? 常數(shù)??
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