【正文】 ；再根據(jù)壓力比 的值和臨界壓力比相比 ， 是否超臨界 。 0p 0t 2p n 0cmd m?n?n?n?n?60 2， 動(dòng)葉柵型式的選擇 動(dòng)葉柵型式的選擇的方法和靜葉柵相似 。 ?當(dāng)噴嘴前后壓力比小于 ， 則必須選用縮放噴嘴 。即根據(jù)噴嘴前后壓力比 來(lái)確定： ?當(dāng)需要得到小于或等于音速汽流時(shí) ， 即 ， 可選用漸縮噴嘴 。 14 汽輪機(jī)級(jí)通流部分主要尺寸的確定 前提條件：蒸汽流量 G， 參數(shù) 、 、 ；轉(zhuǎn)速 ， 初速 ，級(jí)的平均直徑 ， 反動(dòng)度 。又知?jiǎng)尤~出汽角比進(jìn)汽角小 3 ，級(jí)的流量 G=，試求蒸汽作用在動(dòng)葉片上的切向力 ，輪周功率 和輪周效率 ，并畫出級(jí)的速度三角形。若排汽動(dòng)能全部利用，試求級(jí)的有效焓降和輪周效率。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 = 。 （ 3） 對(duì)于反動(dòng)級(jí) ，其最佳速度比為： 若取 則 =0 .94。 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(lái)說(shuō) ， 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) ， 。 速度比的取值直接影響汽輪機(jī)的效率和作功能力 。 級(jí)的速度比通常用字母 表示 。 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 。 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 。 這里從 動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形 上來(lái)分析 。 這樣 ， 為了提高輪周效率 ， 就得盡量減少余速損失 。 其中 ， 前二項(xiàng)損失與相應(yīng)的速度系數(shù) ?、?有關(guān) 。 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(lái)說(shuō) ， 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) 。 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 。 畫出漸縮噴嘴的流量曲線圖。 分析噴嘴截面積的變化規(guī)律。噴嘴出汽角 = ，動(dòng)葉出汽角 = 。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 = 。 2c22221 Chc ??)(2 220039。 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 ? = ~。 這樣 ， 其中 ， , 稱為 動(dòng)葉柵的滯止焓降 。 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 。 )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 。 1?1w112211 c o s2 ?ucucw ???uccWc??? 11 111 111 c oss i na r c t a ns i na r c s i n????2w 2?2w2?1?g1?2w 1w2c222222 c o s2 ?uWuWc ???uWW?? 22 222 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 。 這樣 ， 汽流從動(dòng)葉通道中流出的絕對(duì)速度的大小和方向可以從圖解得到 。 如圖所示 ， 蒸汽最后以相對(duì)速度 （ 動(dòng)葉出汽角 ） 流出動(dòng)葉通道 。 這樣 ， 由 、 和 u組成的三角形就是 動(dòng)葉進(jìn)口速度三角形 。 動(dòng)葉柵進(jìn)出口速度三角形表示動(dòng)葉柵進(jìn)出口處汽流 絕對(duì)速度 、 相對(duì)速度 和 圓周速度 u 之間的關(guān)系的 。 bpp 11 ?1?1pcrp46 三 ，蒸汽在動(dòng)葉柵中的流動(dòng)與能量轉(zhuǎn)換過 程 （ 一 ） 動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形 從噴嘴中來(lái)的高速汽流 ， 進(jìn)入動(dòng)葉通道中 ， 其方向和大小都要發(fā)生變化 ， 其結(jié)果是將蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功 。從噴嘴流出的汽流與動(dòng)葉運(yùn)動(dòng)方向成一角度 (稱為噴嘴出汽角 ）。 45 1，當(dāng)噴嘴出口壓力（背壓）大于或等于臨界壓力時(shí) ， AB截面上的流速小于或等于音速，喉部壓力等于背壓（ ），汽流通過噴嘴，只在漸縮部分膨脹加速，而在斜切部分 ABC處不膨脹加速。 另一部分為斜切部分 ABC。 ttttttnn GGvvvvvcAvcAG ??? ????1111111111vv tn ?? ? n?n?*0*vpAGncr ?*0*vpAGncr ?*0*vpAGncr ??44 （ 五 ） 蒸 汽 在 噴 嘴 斜 切 部 分 的 流 動(dòng) 為了使噴嘴中流出的汽流順利進(jìn)入動(dòng)葉通道 ， 在噴嘴出口處必須有一段斜切部分 ,如圖所示 。 考慮了流量系數(shù)之后 ， 通過噴嘴的實(shí)際流量為： 對(duì)于 過熱蒸汽 ： 對(duì)于 飽和蒸汽 ： 另外還可以用單一的計(jì)算公式表示： (1 42 ） 其中 ， ?稱為 彭臺(tái)們系數(shù) 。 crn ?? ? tG*0*0 vp 、tGnAcrtG*0*0*0*011)12( vpAvpkkAG nkknc r t ???? ??43 3， 通過噴嘴的實(shí)際流量的計(jì)算 通過噴嘴的實(shí)際流量為： ( 1 39 ) 式中 ， 稱為 噴嘴流量系數(shù) 。 其臨界流量為： ( 1 3 6 ) 式中 ， ?只與 k值有關(guān) 。 這時(shí)的流量稱為 臨界流量 ， 用 表示 。 它們的關(guān)系如 圖 111中 ABC曲線所示 。 稱 為 噴嘴前后壓力比 。 噴嘴出口處理想汽流速度 ， (m/s) 。汽流通過縮放噴嘴時(shí) ， 在噴嘴喉部 達(dá)音速 ， 然后在漸擴(kuò)部分達(dá) 超音速 。 根據(jù)上述分析可知 ， 簡(jiǎn)單的漸縮噴嘴是得不到超音速汽流的 。 （ 3） 當(dāng)汽流速度在噴嘴某截面上剛好等于音速 ， 即 M=1， 這時(shí) ， dA/dx =0。對(duì)于 飽和蒸汽 （ k = )則 = . crcr vvpkp*0*0)12(??kcrcr ppvv 1*0*0 )(?1*0 )12( ???kkcr kppcr?1*0)12( ???? kkcrn kpp?cr?cr?40 （ 三 ） 噴 嘴 截 面 積 的 變 化 規(guī) 律 噴嘴截面積與汽流速度 c和馬赫數(shù) Ma有關(guān)： （ 1） 當(dāng)汽流速度小于音速 ， 即 M1時(shí) ， 若