【正文】 200 EhEhEh ccbbnn?????? ??? 、 汽輪機級的輪周效率和最佳速度比 式中， 分別為噴嘴損失、動葉損失和余速損失與級的理想能量之比，稱為噴嘴、動葉和余速 能量損失系數(shù) 。則， ? ?2211 co sco s ?? ccGF u ??? ?2211 c o sc o s ?? wwGF u ??? ? ? ?212211 s i ns i n ppAwwGF zz ???? ??? ? ? ?212211 s i ns i n ppAccGF zz ???? ??或 或 蒸汽對動葉片的總作用力 Fb為： 22zub FFF ?? 蒸汽在級內的流動過程 四 . 輪周功率 71 單位時間內圓周力 Fu在動葉片上所做的功，它等于 圓周力 Fu與 動葉圓周速度 u的乘積，稱為輪周功率，其表達式為： ? ?2211 c o sc o s ?? ccGuuFP uu ???或 ? ?2211 co sco s ?? wwGuuFP uu ???1Kg蒸汽所作的輪周功率，稱為級的作功能力，其大小為： ? ?22111 c o sc o s ?? ccuGPP uu ???或 ? ?22111 c o sc o s ?? wwuGPP uu ??? 蒸汽在級內的流動過程 四 . 輪周功率 72 蒸汽在級內的流動過程 四 . 輪周功率 分析： ),( 21 ??fP u ? ? ?2211 c o sc o s ?? ccGuuFP uu ???? ?2211 co sco s ?? wwGuuFP uu ???沖動級：由于動葉轉折較大，所以 β1 和 β2較小，作功能力較大 反動級：由于動葉轉折較沖動級小，所以 β1 和 β2較大，作功能力較小 73 在葉片的進出口速度三角形中應用余弦定理， ? ? ? ?? ?212222212wwccGP u ????? ? ? ?? ?21222221121 wwccPu ???? 蒸汽在級內的流動過程 四 . 輪周功率 1c1?1?1wu2?2cu2w2?2 2 21 1 1 12 2 22 2 2 22 c o s2 c o sw c u u cw c u u c??? ? ?? ? ?2121c)(21 2122 ?? ?2221c——蒸汽帶入動葉通道的能量 ——蒸汽帶出動葉通道的能量 ——蒸汽在動葉通道中因理想焓降 而造成的實際動能的增加 bh?即可得到輪周功率的另一種表達形式： 74 蒸汽在級內所具有的理想能量不能百分之百地轉變?yōu)檩喼芄?，存在著損失 。 蒸汽在級內的流動過程 四 . 輪周功率 70 1 .蒸汽作用在動葉片上的力：可由牛頓第三定律和動量方程求得。如圖所示。 通常：調節(jié)級和排汽級 → ? =0 抽汽級 → ? =0~ 中間級 → ? =1 222 21 Chc ??三 . 蒸汽在動葉柵中的流動過程 蒸汽在級內的流動過程 5. 余速損失 蒸汽在動葉柵中作功之后，最后以絕對速度 c2 離開動葉，其具有的動能稱為 余速損失 ： 1c1?1?1wu2?2cu2w2??的大小將影響到下一級的滯止狀態(tài)點 68 考慮了噴嘴損失、動葉損失和余速損失之后，汽輪機的級在 hs圖上的過程曲線如圖所示。 1c1?1?1wu2?2cu2w2?1c1?1?1wu2?2cu2w2?66 4. 動葉損失 動葉損失就是蒸汽通過動葉柵的能量損失 ， 由于動葉損失的存在 ，使動葉出口的焓值由 ， 則動葉損失為： 動葉損失 之比成為 動葉柵的能量損失系數(shù) ， 即 在計算時 ， ?通常取 ? = ~。 60ndu m?? uwc ??? ?? 蒸汽在級內的流動過程 1c1?1?1wu2?2cu2w2?61 三 . 蒸汽在動葉柵中的流動過程 1c 蒸汽在級內的流動過程 1. 動葉進口速度三角形 1?1?1wu 1）進口速度三角形構成 1c u1c1wu1c構成進口速度三角形 1? 1?1? 2）根據(jù)噴嘴參數(shù)計算絕對速度 1w和動葉進口氣流方向角 1?221 1 1 12 c o s ( )w c u c u ?? ? ?3）根據(jù)進口速度三角形計算相對速度 1c1? 根據(jù)經(jīng)驗參數(shù)等取初值 tcc 11 ??62 三 . 蒸汽在動葉柵中的流動過程 蒸汽在級內的流動過程 2. 動葉出口速度三角形 1）出口速度三角形構成 1cu1c構成進口速度三角形 2c u 2w2? 2?1?2）根據(jù)動葉參數(shù)計算相對速度 2w和出口方向角 2?3）根據(jù)出口口速度三角形計算絕對速度 2?2?2cu2w2?022 2 bt hww ??? ??21 6 o????2C222 2 2 22 c o s ( )c w u w u ?? ? ?222s in ( )2 a r c s in wc?? ?63 動葉與噴嘴的不同之處是動葉本身以圓周速度 u運動 把坐標建立在動葉上，把蒸汽參數(shù)以對動葉的相對參數(shù)表示 理想相對速度 實際相對速度 ?——動葉速度系數(shù) 汽流速度的計算 設蒸汽在動葉通道內為等比熵流動 ? ? ? ? 02021020211 2222 nnttt hchhhchhc ??????????0210212 222 btmbt hwhwhw ?????????022 2 bt hww ??? ??三、蒸汽在動葉柵中的流動 蒸汽在級內的流動過程 蒸汽在動葉柵中的熱力過程 64 動葉速度系數(shù)與動葉高度、級的反動度、葉型、動葉片的表面粗糙度等因素有關 在計算時， ? 通常取 ? = ~。 ? 目標：確定蒸汽在動葉通道進口和出口的速度變化與所做功的定量關系。 最小截面： ? ? 1111 s i ns i n ?????ttcrcrcc??出口截面 : crcrnncrcrnctlcAG???1s i n??? ? ttnnttnctlcAG11111s i n ?????????在實際結構中，ln?ln180。 偏轉的原因：圖 117（ b） 。且汽流方向發(fā)生偏轉 ,噴嘴汽流偏轉角 δ1。且汽流方向發(fā)生偏轉 ,噴嘴汽流偏轉角 δ1。 蒸汽在級內的流動過程 54 ? 斜切部分對汽流的影響如下： a )當 ?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 ,只起導向作用。 用單一的計算公式計算噴嘴流量 K值確定后 )(nf ?? ?52 蒸汽在級內的流動過程 ? ?與 ?n的關系 繪成如圖 所示的曲線。 48 3. 噴嘴流量計算 2） 噴嘴流量曲線 蒸汽在級內的流動過程 C B 1*100ntppG? ?????1()n c rcrt t c rppGG??????? 流 量 最 大 ：n?? OB AB tG? BC 49 tn11???? ?tn GG ?? ?n 為噴嘴的流量系數(shù)，其大小與噴嘴的幾何參數(shù)、汽體參數(shù)及汽體物理性質等因素有關，另外還與噴嘴出口的實際密度與等熵密度之比有關。 式中： — 為噴嘴出口處密度，（ kg/ m3) 和多變過程的方程式 由： )(12 12*0*0 kknknnt vpkkAG ???? ??*01 ppn ??式中： — 噴嘴前后壓力比 47 和噴嘴出口截面積 3. 噴嘴流量計算 1） 噴嘴理想流量 )( nnt fG ??*0*0 vp 、tGnA**n**kknt c r vpAvp)k(kAG 00001112 ?????? 蒸汽在級內的流動過程 *2 / ( 1 ) /0*02()1k k kt n n npkGAkv ??????? ???當噴嘴前的參數(shù) 通過噴嘴的流量 只取決于噴嘴前后壓力比 一定時， n?令 可求得最大流量時的壓力比 nckkn k ?? ?????????? 1120?nntddG?臨界壓力比 噴嘴的臨界流量 =噴嘴所能通過的最大流量。 噴嘴出口的汽流實際速度為： tcc 11 ?? 蒸汽在級內的流動過程 ?—噴嘴速度系數(shù) (通常取 ?= ) ? 影響速度系數(shù)的因素：噴嘴高度、葉型、汽道形狀、表面粗糙度、前后壓力等。 42 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 ???tc1th1二、蒸汽在噴嘴中的流動過程 蒸汽在級內的流動過程 —— 蒸汽流出噴嘴出口的理想速度（ m / s )； —— 蒸汽按等熵過程膨脹的終態(tài)焓（ J/kg )。 二、蒸汽在噴嘴中的流動過程 蒸汽在級內的流動過程 1．汽流參數(shù)與噴嘴形狀的關系 0?cdc0?AdA0?AdA0?AdA)Ma(cdcAdA 12 ??END 3 a. 截面變化 =f (速度的變化，馬赫數(shù) )。 ⑵ 速度級 (復速級 )： 動能轉換為機械能在一級多列動葉柵中完成 ? 特點： ?有兩列動葉柵的速度級稱為雙列級或復速級 ?復速級由一列噴嘴、一列導向葉柵核兩列動葉柵組成 ?復速級都是 沖動式的， 帶有一定的反動度（提高效率） ?做功能力大（較 單列級而言 ），通常在一級內要求承擔很大焓降時采用； 概述 四、級的其他分類方法 33 概述 四、級的其他分類方法 2．單列級和速度級 34 級的類型和特點小結 反動度 結構特點 做功能力（焓降） 效率 純沖動級 Ωm=0 隔板葉輪型 較高 較低 反動級 Ωm= 轉鼓型 最低 最高 沖動級 Ωm=～ 隔板葉輪型 較低 較高 復速級 Ωm=～ 隔板葉輪型 最高 最低 概述 35 汽輪機級內能量轉換過程 一、級內模型的簡化和基本方程式 1．模型常用簡化假設 實際過程 簡化過程 粘性流體 理想流體 三元流動 一元流動 可壓縮性 有時假設為不可壓縮流體 不絕熱 絕熱 不穩(wěn)定過程 穩(wěn)定過程 一元穩(wěn)定等比熵流動的模型 36 1） 連 續(xù) 方 程 式 2） 能 量 方 程 式 3） 狀 態(tài) 及 過 程 方 程 式 4） 動 量 方 程 式 5） 氣 動 方 程 式 . c o n s tvcAAcG ??? ?Wchch ???? 22211200RTpv ? .c o n s tpv k ?0c d cdp ???acMa ??? k v ppka? 蒸汽在級內的流動過程 一、級內模型的簡化和基本方程式 2. 基本方程 0??? ??dcdcAdA37 二、蒸汽在噴嘴中的流動過程 蒸汽在級內的流動過程 dxdcAG ?? 0??? ??dcdcA