【正文】 C） （ 4）閥門(mén)全開(kāi)功率（ VWO） —— 鍋爐最大連續(xù)出力 （ 5）最經(jīng)濟(jì)連續(xù)功率（ ECR） 五、現(xiàn)代汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)動(dòng)部分：主軸、葉輪、動(dòng)葉片、聯(lián)軸器 靜止部分：汽缸、隔板、靜葉、軸承 六、本書(shū)的內(nèi)容： 內(nèi)容 ?原理 （第一章） ?結(jié)構(gòu) ?運(yùn)行 （第五、六章） 本體（第二章） 輔機(jī) 凝汽設(shè)備（第四章） 調(diào)節(jié)保護(hù)（第三章） 第一章 汽輪機(jī)級(jí)的工作原理 ? 級(jí)是汽輪機(jī)中最基本的工作單位 ? 級(jí)由靜葉柵（噴嘴柵）和動(dòng)葉柵組成 ? 本章著重闡述單級(jí)汽輪機(jī)的工作原理 第一節(jié)概述 一、汽輪機(jī)通流部分結(jié)構(gòu) 通流部分：蒸汽流動(dòng)做功的通道 通流部分的結(jié)構(gòu)： 級(jí)：是汽輪機(jī)中最基本的工作單元。 1軸 2葉輪 3動(dòng)葉柵 4噴嘴 二、沖動(dòng)作用原理和反動(dòng)作用原理 （一） 沖動(dòng)作用原理 ? 沖動(dòng)力的定義： 根據(jù)力學(xué)知識(shí)，當(dāng)一運(yùn)動(dòng)物體碰到另一個(gè)靜止的物體或者運(yùn)動(dòng)速度低于它的物體時(shí)，就會(huì)受到阻礙而改變其速度的大小或方向，同時(shí)給阻礙它的物體的一個(gè)作用力 ? 特點(diǎn)： 蒸汽僅把從噴嘴中獲得的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功，蒸汽在動(dòng)葉通道中不膨脹，動(dòng)葉通道不收縮 （一）沖動(dòng)作用原理 ? 噴嘴出口處： 蒸汽以相對(duì)速度 w1進(jìn)入動(dòng)葉通道，由于受到動(dòng)葉的阻礙，汽流方向不斷改變，最后以相對(duì)速度 w2流出動(dòng)葉通道， ? 在流道中蒸汽對(duì)動(dòng)葉產(chǎn)生一個(gè)輪周方向的沖動(dòng)力 F1，該力對(duì)動(dòng)葉作功使動(dòng)葉轉(zhuǎn)動(dòng) （二）反動(dòng)作用原理 ? 反動(dòng)力定義： 蒸汽在動(dòng)葉汽道內(nèi)膨脹時(shí)對(duì)動(dòng)葉的作用力。 ? 基本特點(diǎn)： 蒸汽在動(dòng)葉流道中不僅要改變方向，而且還要膨脹加速，從結(jié)構(gòu)上看動(dòng)葉通道是逐漸收縮的。 ? 在蒸汽的沖動(dòng)力和反動(dòng)力合力作用下推動(dòng)動(dòng)葉旋轉(zhuǎn)作功。 th?三、反動(dòng)度和級(jí)的類(lèi)型 二、反動(dòng)度和級(jí)的類(lèi)型 汽輪機(jī)的反動(dòng)度 蒸汽在動(dòng)葉通道內(nèi)膨脹時(shí)的理想焓降 ?hb， 和在整個(gè)級(jí)的滯止理想焓降 ?ht* 之比，即 *tbm hh????bnbbnbm hhhhhh???????????***tmb hh ???? ? ? ** 1 tmn hh ?????反動(dòng)度 ? 反動(dòng)度： 表示蒸汽在動(dòng)葉通道內(nèi)膨脹程度大小的指標(biāo)。 ? 現(xiàn)代沖動(dòng)式汽輪機(jī)中廣泛采用具有一定反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)，簡(jiǎn)稱為沖動(dòng)級(jí) ? 工作特點(diǎn) :蒸汽的膨脹主要噴嘴中進(jìn)行，在動(dòng)葉通道中僅有小部分膨脹，產(chǎn)生的反動(dòng)力較小，主要利用沖動(dòng)力作功 ? 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 作功能力比反動(dòng)級(jí)的大，效率又比純沖動(dòng)級(jí)高。反動(dòng)級(jí)的效率高于沖動(dòng)級(jí)，但整級(jí)的理想焓降較小。 ? 調(diào)節(jié)級(jí)： 中、小容量汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的第一級(jí)稱為調(diào)節(jié)級(jí)，一般采用復(fù)速級(jí)。 ? 還把汽輪機(jī)的級(jí)分為 速度級(jí) 和 壓力級(jí) 兩種。這種級(jí)稱為 速度級(jí)。 ? 工作特點(diǎn)： 蒸汽主要在噴嘴中膨脹加速：動(dòng)葉通道和導(dǎo)向葉片通道中基本不膨脹，焓降大、效率較低。 復(fù)速級(jí) 第二節(jié) 蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng) ?基本假設(shè) （ 1）蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)是穩(wěn)定流動(dòng) （ 2）蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)是一元流動(dòng) （ 3）蒸汽在級(jí)內(nèi)的流動(dòng)是絕熱流動(dòng) ? 一、可壓縮流體一元流動(dòng)的基本方程 ： v 連續(xù)性方程： 微分形式： AcG ?? 0??? ??dcdcAdA?運(yùn)動(dòng)方程： cdcRdxdp ??? ?? 能量方程： wchqch ?????22211200? 狀態(tài)方程： RTpv ? 常數(shù)?kpv? 二、蒸汽在噴嘴中的膨脹過(guò)程 蒸汽在噴嘴中的膨脹過(guò)程 （一）噴嘴中的汽流速度 ： 可由能量方程求得 ? ? 20t10t1 chh2c ??? 20n ch2 ??? *nh2 ?s h1 p1 1 2 h1t ?hn ?hc0 0 p0 P0* 0* h0 h0* ? 2. 臨界速度和臨界壓力比 ? 臨界狀態(tài)：汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲俚臓顟B(tài) ? 臨界壓力比：臨界壓力與滯止初壓之比 ? 即 *0pp crcr ??： c1=?c1t ?噴嘴速度系數(shù) 噴嘴的動(dòng)能損失 : 噴嘴的能量損失系數(shù) : ? ? *21 nn hh ???? ?? 2* 1 ?? ? ?????nnn hh? 影響速度系數(shù)的因素有：噴嘴高度、葉型、汽道形狀、表面粗糙度、前后壓力等。 ? 理想熱力過(guò)程從 0→ 1。 ? 0*點(diǎn)是 0的滯止參數(shù)點(diǎn)。 對(duì)于過(guò)熱蒸汽： 對(duì)于干飽和蒸汽： cr? ??crcr??噴嘴中的蒸汽流量 （ 1）理想情況下，當(dāng)噴嘴前后的壓力比 大于臨界壓力比時(shí)，由連續(xù)性方程 有： n? tnnt cAG t 11 ??? ?實(shí)際流量： ntnnGG ?? ????????????????????????????????????kknknnkktnttnntpkkApppkkAcAG12*0*01*01*0*011112112?????? 稱為噴嘴流量系數(shù)，它主要與蒸汽狀態(tài)及蒸汽在噴嘴中的膨脹程度有關(guān)。 彭臺(tái)門(mén)系數(shù) β 當(dāng)噴嘴進(jìn)出口壓力比處于某個(gè)數(shù)值時(shí)，其相應(yīng)的流量 Gn與同一初狀態(tài)下的臨界流量 Gnc之比值稱為流量比，也稱為彭臺(tái)門(mén)系數(shù)，記為 β。當(dāng)噴嘴出口壓力 p1大于臨界壓力 p1c時(shí)，蒸汽在斜切部分不發(fā)生膨脹。 汽流在斜切部分膨脹時(shí)將使汽流出口速度大于音速，同時(shí)汽流的方向也將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 ? ?? ? 1211*011111111111sin1211112sinsin1sin????????????????????????????kkkkddkknknkcrcrkppkkkccMacM??????????擾動(dòng)的等壓線，即汽流膨脹的特征線，也稱馬赫錐母線。 蒸汽在動(dòng)葉中的流動(dòng) 蒸汽在噴嘴中從壓力 p0膨脹到出口壓力 p1，以速度 c1流向動(dòng)葉柵。 反動(dòng)度 Ωm *tbm hh????Ωm=0時(shí)稱為純沖動(dòng)級(jí) Ωm= 動(dòng)葉出口的速度計(jì)算 由能量平衡方程可知： *2121212 22)(2 bbtt hwhwhhw ????????由于存在不可逆損失，則動(dòng)葉出口實(shí)際相對(duì)速度為： tww 22 ?? ?動(dòng)葉速度系數(shù) 這樣蒸汽流經(jīng)動(dòng)葉時(shí)的能量損失： *22222 )1(2 btb hwwh ?????? ??其能量損失系數(shù)是： 2*1 ?? ? ?????bbhh小結(jié)： 對(duì)蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉中流動(dòng)的分析對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)原理的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，是最基本同時(shí)又是最重要的，必須深刻理解其熱力過(guò)程，牢固掌握各個(gè)計(jì)算關(guān)系式及其物理意義 。則各個(gè)速度矢量之間的關(guān)系式為： 1111112211sinarcsincos2wcucucw???????? ?? ?22222222222180sinarcsin180cos2cwuwuwc????????? 當(dāng)蒸汽以速度 c2離開(kāi)本級(jí)時(shí)，蒸汽所帶走的動(dòng)能不能本級(jí)利用，稱為該級(jí)余速損失。用余速利用系數(shù) μ1表示被利用的部分，則為： 22221239。根據(jù)動(dòng)量守恒，葉片對(duì)蒸汽周向力為： ? ?? ? ? ?? ?? ? ? ?2221212222211111221122112112coscoscoscoscoscoscoscoszubzzzzzuuuuuuuuuFFFppAccGFFuwccuwccwwGccGccGFFcctmF?????????????????????????????????????則輪周功率為： ? ? ? ?22112211 coscoscoscos ???? wwGuccGuuFP uu ?????1kg蒸汽產(chǎn)生的有效功，稱為級(jí)的做功能力，為： ? ? ? ? ? ? ? ?? ?2122222122112211 21coscoscoscos wwccwwuccuW u ???????? ???? 由上式可以看出：?jiǎn)挝徽羝髁吭谝患?jí)內(nèi)所做輪周功等于沖動(dòng)力作功和反動(dòng)力作功之和。 輪周效率和速度比的定義 ? ?? ?? ?21021022