【正文】 這時 ， 必須采用部分進(jìn)汽 。 葉根 葉頂汽封 葉型 134 葉柵氣動特性及葉柵損失 六、減少葉柵損失的方法 （一）采用彎扭葉片 全三維葉片級效率提高 2% 135 葉柵氣動特性及葉柵損失 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 低壓缸扭曲動葉片 設(shè)計特點(diǎn) ◆ 葉片為超音速設(shè)計 優(yōu)點(diǎn) ◆ 經(jīng)過優(yōu)化避免了侵蝕 ◆ 效率高 ◆ 成熟設(shè)計 內(nèi)弧 背弧 137 葉柵氣動特性及葉柵損失 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) 末級靜葉片 ◆ 疏水槽或用蒸汽加熱而使累計的凝結(jié)水氣化 138 汽輪機(jī)級內(nèi)損失和級效率 139 汽輪機(jī)級內(nèi)損失和級效率 噴嘴損失 動葉損失 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?不是每一級都同時具有這些所有損失，而是根據(jù)具體情況分別分析計算其不同的損失。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。當(dāng) εnεcr時，應(yīng)采用漸縮斜切噴嘴；當(dāng) εnεcr時，仍采用漸縮斜切噴嘴，此時，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。 射汽抽汽效應(yīng) 111 汽輪機(jī)級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)：級前蒸汽參數(shù) p0、 t0和 c0，級后壓力 p2和反動度（ p1可計算出）。 3. 葉片個數(shù)和高度的選擇 氣動特性 ?相對節(jié)距 ?計算葉片數(shù)目； 強(qiáng)度核算 ?高度。 由于體積流量小，為了不使葉片高度太小，減少端部損失。 * 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。 ldbllbtt /,// ??? ?， 分別為相對節(jié)距、相對高度、相對長度。 Δ— 出口邊厚度。 l— 葉片高度。 B— 葉柵寬度。 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，純沖動單列級的做功能力是單列反動級的（ ）倍； 相等時， 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。由圖可得最佳速度比為 ? ?111 c o s ??? cux op由于反動級的噴嘴葉型和動葉葉型相同，反動級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級在最佳速度比下的速度三角形如圖 － 所示。 分析： 0nnhE?? ?不隨速度比的變化而變化。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)級的輪周效率和最佳速度比 ?（一）純沖動級的最佳速度比 87 b) 速度三角形法：對純沖動級， ?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)級的輪周效率和最佳速度比 ?（一）純沖動級的最佳速度比 一旦噴嘴及動葉型線確定后， ?、 ?、 ?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：輪周效率最高時的速度比。 汽輪機(jī)級的輪周效率和最佳速度比 ?（一） 純沖動級的最佳速度比 84 汽輪機(jī)級的輪周效率和最佳速度比 ?（一） 純沖動級的最佳速度比 ? ? ???????? ???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， ? u ＝ 0。81 ： 汽輪機(jī)級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 。 為了描述蒸汽在汽輪機(jī)級內(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 。將汽流力分解為周向分力 Fu 和軸向分力 Fz 。 22 hh t升到*22222 )1()(21 btb hWWh ???????*bb hh ?? 與2* 1 ??? ???? bbbhh三 . 蒸汽在動葉柵中的流動過程 蒸汽在級內(nèi)的流動過程 ?—— 動葉速度系數(shù) 67 在多級汽輪機(jī)中，余速損失可以被下一級所利用，其利用程度可用 余速利用系數(shù) ?表示， ? =0~1之間。 ? 一、動葉柵的進(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：蒸汽相對于動葉的速度； ? 圓周速度 u：葉輪旋轉(zhuǎn)的圓周速度。 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。 n111 tABs i nACABs i n ?? ???????? ＝ 蒸汽在級內(nèi)的流動過程 11 cpp?( 背 壓 時 )1 1 1()dcp p p??c ） 當(dāng) ?n= ?1d 時 極限情況 11()dpp?55 蒸汽在級內(nèi)的流動過程 當(dāng) ?n??cr 時， 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，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。計算時，先在圖上查 取 ?值，然后利用下式計算： *0*RTpAGGncr ?? ??漸縮噴嘴的彭臺門系數(shù) （ 4） 彭臺門系數(shù) 53 （四）蒸汽在噴嘴斜切部分中的流動 在汽輪機(jī)級中，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。 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 ?=。 則噴嘴出口汽流理想速度為： 在進(jìn)行噴嘴流動計算時，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過程 蒸汽在級內(nèi)的流動過程 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)際流動是有損失的 ， 汽流實(shí)際速度小于汽流理想速度 。 （ 2）流動過程分析 1）依據(jù)式 b. Ma1時（亞音速流動）： 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。 ? 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)速級作調(diào)節(jié)級； ? 大型汽輪機(jī)常用單列沖動級作調(diào)節(jié)級； ? 總是做成部分進(jìn)汽。 3）效率比沖動級高，但是工作能力較小。 26 概述 三、級的分類 2. 沖動級 （ 1）純沖動級 1） Ω=0，蒸汽只在噴嘴中膨脹，而在動葉中不膨脹，只改變流動方向。 汽輪機(jī)級的受力分析 A B C D E Fi Fr w1 w2 u 蒸汽在動葉流道內(nèi)膨脹時對動葉的作用力 噴嘴 動葉 P0 , h0 c0 α1 u c1 c2 汽輪機(jī)的級 動葉通道 F Fu 二、級的反動度 概述 23 概述 （ 1）反動度的定義 二、級的反動度 2. 反動度 蒸汽在動葉通道內(nèi)膨脹時的理想焓降 ?hb， 和在整個級的滯止理想焓降 ?ht* 之比，即 bnbbnbm hhhhhh????????????***tmb hh ????? ? ** 1 tmn hh ??????—— 噴嘴的滯止理想焓降 24 概述 （ 1）反動度的定義 二、級的反動度 2. 反動度 bnbtbhhhhh?????????**r?m?t?tmr ????? 定義式： （ 2）特征截面 1）由于環(huán)行葉柵的使用，沿著葉高的方向流動特性不同。bh?= 11,tp2pnh?bh?39。bh?= bh?1p*0* ,0 tp*nh?39。 12 （ 2）三類參數(shù)： 1）焓降 —— 物理意義：做功能力 ? 級的滯止理想比焓降 ?級的理想比焓降 ? 噴嘴的滯止理想比焓降 ?噴嘴的理想比焓降 ? 動葉的理想比焓降 概 述 一、汽輪機(jī)的級 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. 動葉損失 在實(shí)際研究中常認(rèn)為 bh? 39。 2）噴嘴進(jìn)口狀態(tài)（ 0狀態(tài)）。 8 概 述 一、汽輪機(jī)的級 3. 級內(nèi)工作過程 （ 4）工質(zhì)性質(zhì)的變化： 蒸汽通過噴嘴和動葉后，其壓力、速度的變化趨勢如圖右圖所示。 6 概 述 一、汽輪機(jī)的級 3. 級內(nèi)工作過程 （ 1）功能：推動葉輪和軸轉(zhuǎn)動，以帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。 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