【正文】 B— 葉柵寬度。 b— 葉柵弦長(zhǎng)。 Δ— 出口邊厚度。 a— 進(jìn)口邊寬度。 a a2— 出口邊寬度。 am— 喉部寬度。 ldbllbtt /,// ??? ?， 分別為相對(duì)節(jié)距、相對(duì)高度、相對(duì)長(zhǎng)度。 Δ a1 a 106 噴嘴葉柵 動(dòng)葉柵 0?δ 正 沖 角 0?δ 正 沖 角)(),( 1010sgsgggff ???????＝表示，和用汽流沖角 δ— 葉型進(jìn)口角與汽流進(jìn)口角之差。 前緣點(diǎn) 后緣點(diǎn) 2）汽流相關(guān)參數(shù) α0、 α1— 噴嘴葉柵進(jìn)口汽流角、出口汽流角 β1 、 β2 — 動(dòng)葉葉柵進(jìn)口汽流、出口汽流角 αs、 βs — 葉柵的安裝角 α0g、 β1g— 噴嘴葉柵葉型進(jìn)口角、葉型出口角 α1g、 β2g— 動(dòng)葉葉柵葉型進(jìn)口角、葉型出口角。 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 葉柵的安裝角 葉柵進(jìn)口汽流角 107 1．葉柵類型的選擇 依據(jù)： Ma。 * 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。 2. 汽流出口角 α β2的選擇 （ 1）高壓級(jí)：選擇出口角較小的葉型，沖動(dòng)級(jí) α1=1114176。 ，反動(dòng)級(jí) α1=1420176。 。 由于體積流量小，為了不使葉片高度太小，減少端部損失。 （ 2）中、低壓部分：選擇出口角較大的葉型， α1=1317176。 。 由于體積流量大，為了不使葉片高度太大。 3. 葉片個(gè)數(shù)和高度的選擇 氣動(dòng)特性 ?相對(duì)節(jié)距 ?計(jì)算葉片數(shù)目； 強(qiáng)度核算 ?高度。 4. 葉片寬度的選擇 通過(guò)葉片制造工藝和通用性的要求進(jìn)行選擇。 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 二、葉柵及葉型參數(shù)的選擇 tdz m??108 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 二、葉柵及葉型參數(shù)的選擇 109 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 三、反動(dòng)度的選擇 要使動(dòng)葉根部不發(fā)生吸汽和漏汽，必須抑制泵浦效應(yīng)、射汽抽汽效應(yīng)，并使隔板的漏汽全部通過(guò)平衡孔流入級(jí)后。 1）根部反動(dòng)度較大時(shí) （ a) 2)根部反動(dòng)度較小甚至為負(fù)時(shí) (b) 3）適當(dāng)?shù)母糠磩?dòng)度 (c) 110 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 三、反動(dòng)度的選擇 要使動(dòng)葉根部不發(fā)生吸汽和漏汽，必須抑制 泵浦效應(yīng) 、射汽抽汽效應(yīng)，并使隔板的漏汽全部通過(guò)平衡孔流入級(jí)后。 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）。 任務(wù)： 1）噴嘴形式的選擇。 2）通流面積和葉片高度的確定。 在進(jìn)行噴嘴尺寸計(jì)算之前，應(yīng)根據(jù)噴嘴壓力比 εn選擇噴嘴型式。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(guò)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。 112 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 α1g— 動(dòng)葉葉柵葉型進(jìn)口角 113 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 對(duì)于汽輪機(jī)高壓級(jí)，采用部分進(jìn)汽可以提高噴嘴高度（ l15mm),減少葉高損失，反動(dòng)及一般都采用全周進(jìn)汽 114 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 帶斜切部分的減縮噴嘴 115 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 五、動(dòng)葉柵尺寸的確定 116 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 五、動(dòng)葉柵尺寸的確定 ：動(dòng)葉進(jìn)口高度超過(guò)噴嘴出口高度的那部分高度 rlnb ll ????????能滿足蒸汽沿徑向擴(kuò)散的要求 能減少葉頂?shù)穆? 能避免噴嘴汽流沖擊葉根，減少流動(dòng)損失 制造與安裝時(shí)會(huì)出現(xiàn)動(dòng)靜葉徑向位置的偏差， 運(yùn)行時(shí)也會(huì)出現(xiàn)徑向變形的不一致 有利 蓋度較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生徑向分速，形成漩渦， 降低效率 影響 不利 39。nbblll???噴 嘴 出 口 高 度動(dòng) 葉 進(jìn) 口 高 度動(dòng) 葉 出 口 高 度tr??????蓋 度頂 部 蓋 度根 部 蓋 度blbl?nl117 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 五、動(dòng)葉柵尺寸的確定 存在最佳蓋度 的影響對(duì) i??的影響大對(duì)無(wú)徑向汽封時(shí)， i??的影響小對(duì)有徑向汽封時(shí)， i??i?? ? ? ?且 當(dāng) 達(dá) 到 一 定 值 時(shí) ， ，118 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 六、其他結(jié)構(gòu)因素的確定 1. 級(jí)的動(dòng)、靜葉柵面積比 2. 級(jí)的間隙（軸向間隙 δ和徑向間隙 δr） nbAAf ???1. 級(jí)的動(dòng)、靜葉柵面積比 119 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 12rz?????— 軸 向 間 隙— 徑 向 間 隙— 開(kāi) 式 軸 向 間 隙， — 閉 式 軸 向 間 隙經(jīng)濟(jì)方面：減少軸長(zhǎng)，減少葉頂漏氣損失，則 ?z?安全方面：膨脹差 z? 產(chǎn)生摩擦，機(jī)組振動(dòng)以致發(fā)生事故 的影響對(duì)和i??? ?21減小噴嘴出口尾跡的影響，有利于級(jí)效率的提高 增加摩擦 級(jí)的間隙（軸向間隙） ?r?z?1?2?120 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 121 粗糙度 壓力降落快，則汽流加速大，使附面層變薄，摩擦損失減小 壓力降落慢，則汽流加速小，汽流堆積使附面層變薄，摩擦損失增大 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 附面層 附面層摩擦損失、 附面層脫離的渦流損失、 尾跡損失、 沖波損失 122 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 內(nèi)弧 背弧 尾跡損失：汽輪機(jī)葉片的出口邊有一定的厚度。當(dāng)汽流沿著內(nèi)弧或背弧向出口邊后緣繞流時(shí)，后緣局部曲率很大，氣流在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生極大的轉(zhuǎn)向必定在后緣處產(chǎn)生一個(gè)極大的加速、降壓過(guò)程，隨后又急劇減速、擴(kuò)壓。這樣的繞流條件，對(duì)于有黏性的實(shí)際流體來(lái)說(shuō)，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。 汽輪機(jī)葉片的出口邊有一定的厚度 后緣處產(chǎn)生一個(gè)極大的加速、降壓過(guò)程，隨后又急劇減速、擴(kuò)壓 導(dǎo)致附面層分離，在尾緣后面形成漩渦區(qū)（尾跡） 在沖動(dòng)葉柵的進(jìn)出口處、反動(dòng)葉柵的出口處和汽道背弧的某些地方，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)超聲速氣流，產(chǎn)生沖波，沖波后出現(xiàn)擴(kuò)壓段，附面層增厚甚至脫離，使葉型損失增加。 后緣 123 1. 2. 補(bǔ)償流動(dòng)損失 主流區(qū)內(nèi)，橫向壓差和離心力平衡，所以沒(méi)有橫向流動(dòng)； 附面層中，流速小，離心力不足以平衡橫向壓差，所以存在由葉型腹面向背面的 橫向流動(dòng) 補(bǔ)償流動(dòng) 局部干擾主流流向 3. 對(duì)渦流動(dòng)損失 比重最大 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 124 2. 補(bǔ)償流動(dòng)損失 主流區(qū)內(nèi)，橫向壓差和離心力平衡，所以沒(méi)有橫向流動(dòng)； 附面層中，流速小，離心力不足以平衡橫向壓差，所以存在由葉型腹面向背面的 橫向流動(dòng) 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 腹面的壓力大于背面壓力 補(bǔ)償流動(dòng) 局部干擾主流流向 125 3. 對(duì)渦流動(dòng)損失 比重最大 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 126 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 127 ?t 擴(kuò)壓范圍 流動(dòng)惡化 ?p??t尾跡損失 ?p?葉型損失 三、影響葉柵損失的因素 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 btt /?（一）影響葉型損失的因素 128 epn ??? ??時(shí)，crll ? 的增大而減小的比重隨著 le ?? /端部損失 l、相對(duì)葉高1 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 （二）影響端部損失的因素 l / b?l度最主要的因素是相對(duì)高時(shí)，crll ? 上下兩端漩渦重疊、干擾、強(qiáng)化，使整個(gè)動(dòng)葉柵通道充滿漩渦 ?端部損失增大 129 影響葉柵通流能力和做功能力 四、葉柵的出口汽流角 大均會(huì)導(dǎo)致出口汽流角增）的增大（或和安裝角相對(duì)節(jié)距?22t ??影響出口汽流角的因素： 沖角對(duì)汽流出口角的影響： 沖動(dòng)式葉柵的正沖角增大，才使葉柵的壓力分布明顯惡化，背弧擴(kuò)壓段增大，分離點(diǎn)前移，迫使汽流脫離葉型背面 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 沖角一般對(duì)汽流出口角的影響不大 130 m in)()( popMa ?????????摩擦損失附面層變薄加快沿汽流方向 pMa時(shí)：opMaMa )(?時(shí)：opMaMa )(??????pMa?沖波損失局部超音速氣流的關(guān)系Ma?2? 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 五、馬赫數(shù)對(duì)葉柵特性的影響 存在一個(gè)葉型損失系數(shù)最小的最佳馬赫數(shù) 總的來(lái)說(shuō)，馬赫數(shù)對(duì)汽流出口角的影響不大 131 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 六、減少葉柵損失的方法 （一）采用后加載葉型 （ 2）最大氣動(dòng)負(fù)荷位置明顯相下游方向移動(dòng) （ 1）葉型前緣對(duì)氣流角變化不敏感，具有較大的沖角適應(yīng)性 （ 3）擴(kuò)壓區(qū)僅在靠近尾緣處才開(kāi)始，控制并減弱了附面層的增長(zhǎng)與堆積 （ 4）后部具有比較薄的尾緣，有利于降低葉型損失 132 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 整體帶圍帶的圓柱形葉片 葉頂 葉型 葉根 整體帶圍帶的扭葉片 133 葉柵氣動(dòng)特性及葉柵損失 六、減少葉柵損失的方法 （二）采用彎扭葉片 ?所有的高中低葉片級(jí)（除末三級(jí)）均為彎扭的馬刀型動(dòng)、靜葉片。 ?變反動(dòng)度（ 30%60%） ?整體圍帶葉片、全切削加工；強(qiáng)度好、動(dòng)應(yīng)力低、抗高溫蠕變性能好。 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(zhǎng)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(shù)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(guò)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。如只有在部分進(jìn)汽的級(jí)才有部分進(jìn)汽損失，工作在濕蒸汽區(qū)的級(jí)才有濕汽損失。 汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失 140 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 。 當(dāng)葉片較短 （ 一般說(shuō)葉高 l12~15)時(shí) ， 葉高損失明顯增加 。 這時(shí) ， 必須采用部分進(jìn)汽 。 葉高損失常用下面半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 ： 一 . 級(jí)內(nèi)損失 ul hlah ??? uh?)( 2* cbntu hhhhh ??? ?????? 汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失和級(jí)效率 不包括葉高損失的輪周有效焓降 ， 式中， a 經(jīng) 驗(yàn) 系 數(shù) ，