【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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 。 1， 蒸汽對(duì)動(dòng)葉片的作用力 蒸汽在動(dòng)葉柵通道中要改變方向 、 或者還要 膨脹加速 ， 其對(duì)動(dòng)葉片的作用力可用下式進(jìn)行計(jì)算： 圓周分力 ( 1 64 ) 或者 ( 164 a ) 軸向分力 或者 ( 1 67 ) 合力 (1 68 ) 以上各式中 ， 單位時(shí)間內(nèi)流過動(dòng)葉柵的流量； 動(dòng)葉通道軸向投影面積 。 )c o sc o s( 2211 ?? WWGF u ??)c o sc o s( 2211 ?? CCGF u ??)()s ins in( 212211 PPAWWGF zz ???? ??)()s ins in( 212211 PPAccGF zz ???? ??220 zu FFF ??GzA49 2， 輪周功和輪周功率 蒸汽通過汽輪機(jī)的級(jí)在動(dòng)葉片上所作的有效機(jī)械功稱為 輪周功 。而單位時(shí)間內(nèi)作出的輪周功稱為 輪周功率 。 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 。 輪周功 表示作功能力 ， 用 表示： 或者 ， 結(jié)合速度三角形和余弦定理 ， 輪周功 還可以用下式表示： ( J / k q ) )c o sc o s(** 2211 ?? CCuGuFN uu ???)c o sc o s( 2211 ?? wwGuN u ??)c o sc o s( 22111 ?? ccuW u ??1uW)c o sc o s( 22111 ?? wwuW u ??)]()[(21 212222211 wwccW u ????50 3， 動(dòng)葉柵出口汽流相對(duì)速度和絕對(duì)速度 通過動(dòng)葉通道的能量方程式可得到動(dòng)葉柵出口汽流 相對(duì)理想速度 為： 結(jié)合 圖 117， 焓降 稱為 動(dòng)葉柵理想焓降 ， 。 這樣 ， 其中 ， , 稱為 動(dòng)葉柵的滯止焓降 。 由于通過動(dòng)葉柵的流動(dòng)是有損失的 ， 為了說明 問題 引用動(dòng)葉速度系數(shù) ?。 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 ? = ~。 22 hh t升到*22222 )1()(21 btb hWWh ???????bb hh ?與?2* 1 ??? ???? bbbhh52 余速損失 由速度三角形可知，蒸汽在動(dòng)葉柵中作功之后，最后以絕對(duì)速度 離開動(dòng)葉，其具有的動(dòng)能稱為 余速損失 ： 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。 2c22221 Chc ??)(2 220039。 cbntu hhhhch ???? ???????考慮了噴嘴損失、動(dòng)葉損失和余速損失之后，汽輪機(jī)的級(jí)在 h s圖上的過程曲線如圖 121所示。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 = 。級(jí)的反動(dòng)度 = 。噴嘴出汽角 = ，動(dòng)葉出汽角 = 。若級(jí)的速度比 =，噴嘴速度系數(shù) = ，進(jìn)入噴嘴的初速度 =，試計(jì)算動(dòng)葉出口相對(duì)速度 及絕對(duì)速度 ，并繪制動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形 (標(biāo)出速度、角的符號(hào)和數(shù)值）。 分析噴嘴截面積的變化規(guī)律。 分析蒸汽在噴嘴斜切部分的流動(dòng)規(guī)律。 畫出漸縮噴嘴的流量曲線圖。 0p0t C0m? 1?2?11 cux ??0c2w2c2p0054 167。 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 。 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 。 一 ， 輪周效率與速度比 1， 輪周效率 ：蒸汽在汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)所作出輪周功 與它在級(jí)內(nèi)所具有的理想能量 之比稱為級(jí)的輪周效率 ,即 2， 級(jí)的理想能量 ：一般來說 ， 級(jí)的理想能量是級(jí)的理想焓降 、 進(jìn)入本級(jí)的動(dòng)能和本級(jí)余速動(dòng)能被下一級(jí)所利用部分的代數(shù)和 ，即 001EhEW uuu????0E1uW21*2212000 22 ctt hhchcE ???? ???????55 3，級(jí)的理想速度 ：為了研究方便，這里引入一個(gè)級(jí)的理想速度 ,定義： 4， 級(jí)的輪周效率 ： 或者 式中 ， 分別為噴嘴損失 、 動(dòng)葉損失和余速損失與級(jí)的理想能量之比 ， 稱其為噴嘴 、 動(dòng)葉和余速 能量損失系數(shù) 。 bnta hhhC ?????? **221aC22122211 )c osc os(2CCCCuau ???????21 )1(1 cbnu ????? ?????2cbn ??? 、 、 56 5， 速度比： 從式 （ 180)可以看到 ， 為了提高 級(jí)的輪周效率 ， 則要求減少噴嘴損失 、 動(dòng)葉損失和余速損失 。 其中 ， 前二項(xiàng)損失與相應(yīng)的速度系數(shù) ?、?有關(guān) 。 如果選定了動(dòng)靜葉柵的葉型 ， 則系數(shù) ?、 ?就確定了 。 這樣 ， 為了提高輪周效率 ， 就得盡量減少余速損失 。 而余速損失 ， 很顯然 不可能為零 。 這里從 動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形 上來分析 。 為了說明問題 ， 把動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形畫成圖 122的形式 。 其中 ， 圖 b,動(dòng)葉出口速度 剛好為軸向排汽 ， 其余速損失最少 。 只要 u/ 選用合理 ， 就能達(dá)到軸向排汽的目的 。 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 。 這樣 ，使 達(dá)到軸向排汽的速度比 u / 稱為最佳速度比 ， 用 表示 。 級(jí)的速度比通常用字母 表示 。 它是汽輪機(jī)級(jí)的一個(gè)很重要的特性 。 速度比的取值直接影響汽輪機(jī)的效率和作功能力 。 對(duì)于不同型式的級(jí) ，其最佳速度比是不相同的 。 2c2c2c1c2c opx)( 1aa cuxcux ?? 或111c1c57 二 ，輪 周 效 率 與 速 度 比 的 關(guān) 系 （ 1） 對(duì)于不考慮余速利用的純沖動(dòng)級(jí) ： 其最佳速度比是： 或 一般來說 ， 對(duì)于 反動(dòng)度不為零的沖動(dòng)級(jí) ， ~； 當(dāng) 考慮余速利用的中間級(jí) ， 。 （ 2） 對(duì)于復(fù)速級(jí) ， 其最佳速度比為 ： 通常 ， 復(fù)速級(jí)的最佳速度比為： =~ 。 （ 3） 對(duì)于反動(dòng)級(jí) ，其最佳速度比為： 若取 則 =0 .94。 11 c o s21)( ??opx 1c o s2)( ???opax.~),~)16~12 1001 ???? axx 則（若取，因此，（ ???opax )(11 c o s41)( ??opxopax )(?opax )(11 c o s)( ??opx,20, 01 ??? ??? 11 c o s)( ??opx58 作業(yè)與思考題 ： 已知汽輪機(jī)某級(jí)前壓力 = ，溫度 =470 ；級(jí)后蒸汽壓力為 = 。進(jìn)口初速動(dòng)能 = kJ/kg，級(jí)的平均直徑 = m， 級(jí)的速度比 =，噴嘴出汽角 = ，動(dòng)葉出汽角 = 。噴嘴速度系數(shù)分別為 =，機(jī)組轉(zhuǎn)速 n = 3000r/m。若排汽動(dòng)能全部利用，試求級(jí)的有效焓降和輪周效率。 已知