【正文】 (4 17) 式中， ? 只與 k值有關(guān)。 n?n?1?? ncr ??n?cr? mthqmcrqmthqn? cr?*0*0*0*01112vpAvpkkAq nkknm c r ????????????30 3．通過噴嘴的實際流量的計算 通過噴嘴的實際流量為： (4–18) 式中： 稱為 噴嘴流量系數(shù) 。 11vv tn ?? ?n?n?1 1 111 1 1 1t t tm c r n n m n m t htc v vcq A A q qv v v v? ??? ? ? ?31 (五）蒸汽在噴嘴斜切部分的流動 圖 4–6 帶 斜切部分 的噴嘴 為了使噴嘴中流出的汽流順利進入動葉通道 ， 在噴嘴出口處必須有一段 斜切部分 ,如圖 46所示 。 圖 4–6 32 1,當斜切壓力等于背壓 （ ） 時 ， 汽流只在漸縮部分膨脹加速 ， 而 在斜切部分 ABC處不膨脹 ， 斜切部分只起 導向作用 。 bpp 1?分析 ： bp133 二、蒸汽在動葉柵中的流動與能量轉(zhuǎn)換過程 1， 動葉進 、 出口速度三角形 汽輪機級的動葉進 、 出口速度三角形如圖 4—8所示 。 其動葉進口 相對速度 和 方向角 為： (4—19) (4—20) 1c1c 1?1?1w1?221 1 1 12 c o sw c u u c ?? ? ?1 1 1 111 1 1s i n s i na r c s i n a r c t a nc o sccw c u?????? ?34 蒸汽最后以 相對速度 和 方向角 流出動葉通道。 C2和可用下式求得： 其動葉 出口絕對速度 和 方向角 （ 4—21） （ 4—22） 2，動葉柵出口汽流相對理想速度為 因 則有： 12 ww ?2w1?2?21212 )(2 whhw tt ???*tb hh ????*21*2 22 btmt hwhw ??????2w 2?222 2 2 22 c o sc w u u w ?? ? ?22222s i na r c t a nc o swwu???? ?35 3， 動葉出口的 實際相對速度 w2 動葉中的 熱力過程曲線 如右圖 4—8 *22 2 bt hww ??? ??36 4，輪周功和輪周功率 ? 輪周功 :蒸汽通過汽輪機的級在動葉片上所作的有效機械功稱為 輪周功 。每 1kq蒸汽所作出的輪周功 Wu： 或者 一般來說， 沖動級 的 比 反動級 的小，所以沖動級的作功能力比反動級大。 6，余速損失 : 蒸汽在動葉柵中作功之后，最后以絕對速度 C離開動葉，其具有的動能稱為余速損失： 在多級汽輪機中，余速可以被下一級所利用，其利用程度用 余速利用系數(shù) ? = 0~1表示。 8，級的輪周有效焓降 ： = )(2 2200 cbnt hhhhc ???? ??????? uh39 三、級的輪周效率和速度比 為了描述蒸汽在級內(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。 bnta hhhc ??????**2213， 級的理想速度 2cbn ??? 、21 )1(1 cbnu ????? ?????1 1 2 222122 ( c o s c o s )uau c ccc???????41 為了提高輪周效率，則應(yīng)減少噴嘴損失、動葉損失和余速損失。則只能減少余速損失（ 使 C2 最小）。因此，只要 u/ C1選用合理，就能做到軸向排汽。而能使 C2達到軸向排汽的 速度比 u/ C1稱為 最佳速度比 ，用 表示。 不同級的最佳速度比 ： ? 純沖動級 （ 4–35） ? 復速級 (4–36) ? 反動級 (4–37) opx )( 1aa cuxcu // 11 ?? 、或者opx )( 1opx )( 1opx )( 11c o s21 ??1c o s41 ??1c o s??43 四、級內(nèi)損失和級效率 （ 一 ） 級內(nèi)損失 前面提到的 噴嘴損失 、 動葉損失 、 余 速損失 都是級內(nèi)損失。當然，不是每一個級都同時具有這所有損失，而是根據(jù)具體情況而定。 1，葉高損失 : 將噴嘴和動葉中 與葉高有關(guān) 的損失稱為級的 葉高損失 、或叫端部損失，通常用 ?hl表示。試驗證明， 葉高損失與高度有密切關(guān)系 ，當葉片較長時，二次渦流對主汽的影響較少，故葉高損失小。這時，必須采用部分進汽，以增加葉高，減小葉高損失。 汽流參數(shù)和葉片幾何參數(shù)（ 節(jié)距 、 進汽角 ） 沿葉高是變化的 。 在進行汽輪機設(shè)計時 ， 通常以級的平均直徑處的各種參數(shù)作為依據(jù)的 。 但對于葉片較長的級 ， 其計算結(jié)果的誤差就會很大 ，不能滿足設(shè)計要求 。 而其他截面上 ， 由于偏離設(shè)計條件將會引起 附加損失 。為了減少扇形損失 ， 對于 徑高比 ?10的級 ， 應(yīng)采用 扭葉片 。 要克服摩擦就要耗功 。 在葉輪兩側(cè)的汽室中就形成了 渦流運動 ， 如圖 4–11所示 。 這樣就造成了 葉輪摩擦損失 ，通常用 ?hf表示 。 3， 葉輪摩擦損失 圖 4–12 在葉輪兩側(cè)的汽室內(nèi)的 速度分布 46 為了保證葉高 L12~15mm,設(shè)計時，就得采用部分進汽以減小葉高損失。部分進汽損失是由 ‘ 鼓風 ’ 損失 和 ‘ 斥汽 ’ 損失 所組成的。斥汽損失發(fā)生在安裝有噴嘴葉片的弧段內(nèi)。這樣就形成了斥汽損失 。 汽輪機動靜之間有間隙。在隔板前后有很大的壓差，又有間隙。這部分蒸汽 不作功 ，減少了作功蒸汽量。 leakh?? 為了減少部分進汽損失，則部分進汽度 e不宜太大； ? 但在有些級中， 為了減小葉高損失 ， 部分進汽度 e又不宜太小。 5， 漏汽損失 （ 兩部分組成 ） 48 ? 葉頂損失 （ ?ht） 另外，由于反動度， 動葉前后有壓力差 。這部分蒸汽也 不作功 ，形成了 葉頂損失 （ ?ht） 。通常采用 齒形軸封 。 6，濕汽損失 ?hk 蒸汽在汽輪機中最后幾級時便進入 濕蒸汽區(qū) ，將產(chǎn)生濕汽損失（ ?hk）。 ? 齒形軸封的采用 50 水滴沖蝕葉片 這樣，從速度三角形上分析： ? 水滴從噴嘴中流出時，正好 打擊動葉背弧 ，阻止動葉前進，減小了有用功； ? 而水滴從動葉流出之后又 打擊下一級噴嘴的背弧 。 去濕措施 ? 采用去濕裝置，如 捕水槽、捕水室 等，以減少蒸汽中的水分。如，在動葉片進汽邊背弧 加焊硬質(zhì)合金、電火花處理 等。因此，進入級的蒸汽所具有的 理想能量 就不可能百分之百地轉(zhuǎn)化為 有效功 。從而，使動葉出口 排汽焓值 升高。 0點為級前滯止狀態(tài)點， 3為有 余速利用時的下一級級前進口 狀態(tài)點。 ih?52 式中 ， ——級內(nèi)各項損失之和 。在進行汽輪機熱力設(shè)計時，只有合理地選用葉型、速度比、反動度、進汽度、葉高和有關(guān)結(jié)構(gòu)才能得到較高的級效率。 = ?h?級的相對內(nèi)效率 （ 級效率 ） miqih?*001 []iith hhEE???? ? ? ? ?3600m i iiqhP ??53 五、長葉片級 （一）長葉片的采用 前面討論級的氣動特性和幾何參數(shù)時，都是以 一元流動 模型為理論依據(jù)，以級的平均直徑截面上的參數(shù)作為代表來進行研究和計算的。按這種計算方法設(shè)計的葉片，稱為 等截面直葉片 ，即葉片的幾何參數(shù)沿葉高不變。 54 如果長葉片級仍然按等截面直葉片進行設(shè)計，則級的實際輪周效率比計算值要低得多。 如果仍以平均直徑處的速度三角形有關(guān)參數(shù)作為依據(jù)來進行設(shè)計，并采用等截面直葉片。這樣都會造成損失。根據(jù)葉柵試驗得知，每一種葉柵都有一個 最佳的相對節(jié)距 。只要偏離這一最佳值，都會引起損失，造成效率下降。 有離心力 ， 就會產(chǎn)生 徑向流動 。 而且 ， 葉片越長 ， 徑向流動造成的損失就越大 。 為了得到效率較高的長葉片級 ， 就必須把長葉片級設(shè)計成型線沿葉高變化的 變截面葉片 ， 即 扭葉片 。 56 （二） 長葉片級的設(shè)計方法 長葉片級的設(shè)計普遍采用 徑向平衡法 。由此得出汽流參數(shù)沿葉高的變化規(guī)律。 簡單徑向平衡法是假設(shè)動 、 靜葉柵軸向間隙中汽流作 軸對稱的圓柱面流動 ， 其徑向分速為零 ， 子午線曲線半徑無窮大 。 57 58 作業(yè)與思考 1. 寫出噴嘴出口速度計算式：噴嘴出口理想速度，噴嘴出口實際速度，臨界速度； 2. 寫出流量計算式：噴嘴理想流量，實際流量； 3. 寫出噴嘴損失、動葉損失、余速損失的計算式； 4. 畫出動葉進出口速度三角形； 5. 畫出漸縮噴嘴的流量曲線； 6. 畫出級的實際熱力過程曲線； 7. 敘述蒸汽在噴嘴斜切部分的流動規(guī)律； 8. 敘述噴嘴截面積變化規(guī)律； 9. 敘述汽輪機級內(nèi)各種損失產(chǎn)生的原因 . 59 第 三 節(jié) 多 級 汽 輪 機 多級汽輪機的示意圖 一 、 多級汽輪機的特點和工作過程 1，多級汽輪機的采用 為了提高功率，就必須增加進汽量和理想焓降。 為了 有效地利用理想焓降，提高功率 ，采用多級汽輪機。這樣， 60 （ 1）使每一級都能在 最佳速度比 附近工作，以提高效率。 多級汽輪機的分類 ： 有 沖動式 和 反動式 兩種。 ? 調(diào)節(jié)級與壓力級： 多級汽輪機通常采用 噴嘴調(diào)節(jié) （控制進汽量），故稱這種汽輪機的第一級為 調(diào)節(jié)級 ，而把其余的級稱為 壓力級 。 61 2， 多級汽輪機的工作過程 ? 蒸汽進入汽輪機后 ， 依次通過各級膨脹作功 ， 壓力和溫度逐級降低 ，比容不斷增加 。 即葉片的高度越來越長 。 62 63 3，多級汽輪機的 熱力過程曲線 ? 進汽機構(gòu)的 節(jié)流損失 ? 排汽機構(gòu)的 壓力損失 ? 級實際膨脹過程 ? 總的 理想焓降 ? 整機的 有效焓降 ? 余速動能有效地利用 64 二、多級汽輪機的損失 （ 一 ） 前后端軸封的漏汽損失 1， 前后端軸封的采用 由于結(jié)構(gòu)要求 ， 大軸必須從汽缸內(nèi)向外伸出 ， 使汽輪機支持在軸承座上 。 汽缸的高壓端 ， 蒸汽 向外泄漏 。 在排汽端 ， 缸內(nèi)為 真空 ， 空氣將通過間隙流入汽缸內(nèi) ， 破壞真空 ， 也會降低機組的經(jīng)濟性 。這種汽封稱為 前后端軸封 。 65 2 ， 齒 形軸封 汽輪機中常見的端軸封是齒 形軸封，它是由許多固