汽轮机级内能量转换过程专业知识讲座课件

本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。第二章第二章汽轮机级内能量转换过程汽轮机级内能量转换过程第一节 汽轮机级的基本概念本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。一、汽 轮 机 的 级 由静叶栅和动叶栅组成 是汽轮机作功的最小单元。2本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。汽轮机的结构简介汽轮机的结构简介级：由一列静叶栅和一列动叶栅组成，完成蒸汽的热能转换成转子的机械能的最基本单元。汽轮机：单级：喷嘴（静叶、静叶片、静叶栅、喷管）动叶（动叶片、动叶栅、工作叶片）多级：静子，由汽缸、隔板、静叶、轴承等组 成。转子，由主轴、叶轮、叶片、联轴器、盘车等组成。辅机本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1 1，汽轮机的级，汽轮机的级：静叶栅 动叶栅 是汽轮机作功的最小单元。6本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2 2，级内能量转换过程，级内能量转换过程：具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋转机械能。7本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。二、蒸汽的冲动作用原理和反动作二、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理用原理（一）冲动作用原理冲动力：改变其速度的大小和方向则产生一冲动力或汽流改变流动方向对汽道产生一离心力，此力为冲动力。此力的大小取决于单位时间内通过动叶通道的蒸汽质量及其速度的变化。（二）反动作用原理反动力：因汽流膨胀产生一相反力（汽体压力变化），如火箭、喷气式发动机。此力的大小取决于汽体压力的变化。作用在动叶片上的力有：冲动力 反动力本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。单级冲动式汽轮机示意图单级冲动式汽轮机示意图1-汽缸；汽缸；2-叶轮；叶轮；3-轴；轴；4-喷嘴；喷嘴；5-动叶片；动叶片；6-排汽口排汽口本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。三、汽轮机级的类型和特点三、汽轮机级的类型和特点（一）汽轮机级的反动度1.定义：蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想焓降hb和整个级的理想滞止焓降h*t之比。m增加，则hb增加，蒸汽对动叶的反动力也越大。平均反动度：动叶平均直径截面上的理想焓降。2.意义：衡量在动叶中膨胀的程度。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。反 动 度13本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（二）汽轮机级的类型（轴流式和辅流式）轴流式有以下几种：1.冲动级、带反动度的冲动级和反动级冲动级 纯冲动级：m=0 特点：蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀，在动叶栅中不膨胀而只改变其流动方向。结构：动叶叶型对称弯曲。做功能力大、效率相对较低。带反动度的冲动级：m=0.050.2 特点：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行，作功能力比反动级大，效率比纯冲动级高。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。冲动级：冲动级：当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶片上，被称为冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变化量。而这种级称为冲动级。15本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。反动级 m=0.5特点：蒸汽在喷嘴和动叶中的膨胀程度相同。结构：喷嘴和动叶采用的叶型相同。反动级：当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向，同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲动力，后 者会对叶片产生一个反作用力，即反动力。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。通常称这种级为反动级。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。纯冲动级中蒸汽压力和纯冲动级中蒸汽压力和速度变化示意图速度变化示意图 1-静叶持环；静叶持环；2-动叶；动叶；3-喷嘴喷嘴反动级中蒸汽压反动级中蒸汽压力和速度变化示意图力和速度变化示意图 带反动度的冲动级中带反动度的冲动级中蒸汽压力和速度变化示意图蒸汽压力和速度变化示意图 1-喷嘴；喷嘴；2-动叶动叶3-隔板；隔板；4-叶轮；叶轮；5-轴；轴；本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。三、冲动式多级汽轮机图图1-9 冲动式多级汽轮机通流部分示意图冲动式多级汽轮机通流部分示意图1-转子；转子；2-隔板；隔板；3-喷嘴；喷嘴；4-动叶片；动叶片；5-汽缸；汽缸；6-蒸汽室；蒸汽室；7-排汽管；排汽管；8-轴封；轴封；9隔板封隔板封本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。四、反动式多级汽轮机1-鼓型转子；鼓型转子；2-动叶片；动叶片；3-静叶片静叶片4-平衡活塞；平衡活塞；5-汽缸；汽缸；6-蒸汽室；蒸汽室；7-连接管连接管图图1-10 反动式汽轮机通流部分示意图反动式汽轮机通流部分示意图本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.压力级和速度级压力级（单列级）：蒸汽的动能转换为转子的机械能的过程在级内只进行一次的级。速度级（复速级）：蒸汽的动能转换为转子的机械能的过程在级内进行一次以上的级。如双列、三列速度级。3.调节级和非调节级调节级：通流面积能随负荷改变的级，如喷嘴调节的第一级。非调节级：通流面积能不随负荷改变的级，可以全周进汽，也可以部分进汽。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。双列速度级的单级汽轮机 在速度级喷嘴中蒸汽的速度由C0增加至C1，蒸汽经过第一列动叶栅后，其动能未被充分利用，从第一列动叶栅流出的汽流速度C2仍相当大，有足够的动能再去推动叶片，但此时汽流速度C2的方向与叶片旋转的方向相反，因此让汽流经过一列固定不动的导向叶片，以改变汽流的方向。在导向叶片通道中，汽流速度的大小不变，汽流离开导向叶片时的方向正好对着第二列动叶片的进口。这样第一列动叶栅出口的余速动能就可以在第二列动叶栅中继续转变为机械功。这种双列速度级的功率可比单列冲动级大许多。如果蒸汽离开第二列动叶栅时的速度仍比较大，那么还可以装设第二列导向叶片和第三列动叶片，这就是三列速度级。由于蒸汽在速度级中的速度很大，并且需要经过几列动叶片和导向叶片，因此速度级的能量损失较大，列数越多，损失越大。所以为了结构简单和运行的经济性，几乎不用三列及三列以上的速度级。1一轴；2一叶轮；3一第一列动叶片；4一喷嘴；5一汽缸；6第二列动叶片；7一导向叶片本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。第二节第二节 蒸汽在级内的流动过程蒸汽在级内的流动过程一 ，基 本 假 设 和 基 本 方 程 式 流过叶栅通道的蒸汽是具有粘性、非连续性和不稳定的三元流动的实际流体。为了研究方便，特作如下假设假设：1.蒸汽在叶栅通道的流动是稳定的：即在流动过程中，通道中任意点的蒸汽参数不随时间变化而改变。2.蒸汽在叶栅通道的流动是一元流动：即蒸汽在叶栅通道中流动时，其参数只沿流动方向变化，而在与流动方向相垂直的截面上不变化。3.蒸汽在叶栅通道的流动是绝热流动：即蒸汽在叶栅通道中流动时与外界没有热交换。24本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。基本方程式：1.1.连连 续续 方方 程程 式式 2.2.能能 量量 方方 程程 式式 3.3.状状 态态 及及 过过 程程 方方 程程 式式 4.4.动动 量量 方方 程程 式式 5.5.气气 动动 方方 程程 式式 25本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（二）喷嘴截面积的变化规律本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。由动量方程：M=c/a为马赫数 喷嘴截面积变化规律：1.M1时为亚音速流动，dA0，渐缩2.M1时为超音速流动，dA0，渐扩3.M=1时，dA=0，喉部4.M1M1，为缩放（拉法尔）本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（1）当汽流速度小于音速，即M0，则必须dA/dx1时，若要使汽流能继续加速，即dc/dx0，则必须dA/dx0，也就是说喷嘴截面积必须沿流动方向逐渐增加，即做成渐扩喷嘴。（3）当汽流速度在喷嘴某截面上刚好等于音速，即M=1，这时，dA/dx=0。表明横截面A不变化，即A达到最少值。因此，简单的渐缩喷嘴是得不到超音速汽流的。为了达到超音速，除了喷嘴出口蒸汽压力必须小于临界压力外，还必须在喷嘴形状上加以保证，即作成缩放喷嘴。汽流通过缩放喷嘴时，在喷嘴喉部达音速，然后在渐扩部分达超音速。28本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。压力、焓降、截面积、汽流速度、音压力、焓降、截面积、汽流速度、音速、比容沿流动的变化规律速、比容沿流动的变化规律29本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。二、蒸汽在喷嘴中的流动过程二、蒸汽在喷嘴中的流动过程 初始点：0（p0，t0）0*（p*0，t*0）绝热、等熵膨胀：01t实际过程（有损失）：01 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（一）喷嘴中汽流速度的计算由能量方程20201012112002)(20,022ntttttchchhcqwchch+=+-=+=+本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1.喷嘴出口的理想速度注意：焓和速度的单位 =用初始状态参数计算本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.临界速度和 临界压比临界状态：某一截面上汽流速度等于当地音速。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。喷 嘴 中 汽 流 的 临 界 状 态 （2）临界速度ccr：汽流的音速为 ，用滞止参数表示有关参数时，代入音速公式，则有 上式中，为滞止状态下的音速。当 知时，一定值。在膨胀过程中，到某一截面会出现汽流速度等于当地音速。当汽流速度等于当地音速时，则称此时的流动状态为临界状态。这时的参数为临界参数，用 等表示。临界速度为：34本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（3）临界压比：cr临界压力为：对于等熵膨胀过程来说，有 ，则上式为 上式表明，临界压力只与蒸汽指数k和初压有关。临界压力与初压之比称为临界压力比临界压力比，用 表示：对于过热蒸汽（k=1.3)则 =0.546;对于饱和蒸汽（k=1.135)则 =0.577.35本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3.喷嘴出口的实际速度摩擦阻力使蒸汽出口焓值升高喷嘴速度系数：喷嘴出口实际速度与喷嘴出口的理想速度之比。喷嘴损失：喷嘴能量损失系数：本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。蒸汽为粘性流体，流过叶栅通道时产生摩擦，造成动能损失，即蒸汽在叶栅通道中为绝热多变过程 多变指数随摩擦的增大而减小。工程中用对等熵绝热流动作修正的方法来处理实际流动，即用实际汽流速度与理想汽流速度的比值表示摩擦的影响，其比值称为速度系数 ，即 对应的喷嘴、动叶损失为 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。速度系数的影响因素 速度系数与叶栅通道表面的光滑程度及叶型等紧密相关。表面越光洁，摩擦就越小；叶型是否合理，决定了叶栅通道的流场和压力场分布，附面层增厚、附面层脱离均会导致摩擦损失增大、速度系数减小。前者提高加工精度，后者研究空气动力特性、开发先进叶型。蒸汽的膨胀程度越大，有利于减薄附面层，提高速度系数。动叶中，速度系数将随反动度增大而增大。在汽轮机中，喷嘴的速度系数在0.920.98之间，一般取0.97；动叶的速度系数在0.850.95之间，反动度大时可取上限。v速度系数与喷嘴或动叶效率 由速度系数和喷嘴或动叶效率定义可知由热力学推导得知，多变指数与速度系数的关系为本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。的大小由图查出，ln降低，则降低，喷嘴损失增加。为减少喷嘴损失，ln 12mm。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（三）喷嘴流量的计算本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1.喷嘴的理想流量*0*0111*011k*0*0*0*011121212vpkkAGGkppvpkkAGvpvpkkncrttkkcrnnkkn2nntkk-+-+=+=-=）（时当）（eeeee本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。过热蒸汽：饱和蒸汽：临界流量只与初参数有关，当n降低时Gt增加临界流量 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。喷嘴流量曲线喷嘴流量曲线 当喷嘴前的参数 和喷嘴出口截面积 一定时，通过喷嘴的流量 只取决于喷嘴前后压力比。它们的关系如图中ABC曲线所示。当压力比从1逐渐缩小时，流量逐渐增加，当喷嘴前后压力比等于临界压力比（)，达最大值，如B所示。这时的流量称为临临界界流流量量，用 表示。当喷嘴前后压力比小于临界压力比时，流量保持最大值不变，如AB所示。其临界流量为：式中，只与k值有关。对于过热蒸汽（k=1.3),=0.667；饱和蒸汽（k=1.135),=0.635。45本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.流过喷嘴的实际流量 流量系数n：实际流量与理想流量之比。在过热区：n=0.97在湿蒸汽区：n=1.02，由于过冷使v1t/v1 1 本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。由摩擦使蒸汽温度升高，故总有 ，理论上 实际中，速度系数与流量系数分别由两种不同试验得到，速度系数是由动能损失试验求得，反映了流场速度分布的均方平均；流量系数是由流动试验测取，反映了流场速度分布的算术平均。事实上，在过热蒸汽区，大量试验显示，流量系数小于速度系数，故在简化计算中一般将速度系数和流量系数取为相同数值；在湿蒸汽区，在降压膨胀过程中应有部分蒸汽释放汽化潜热、并凝结为水，但因流速很快、传热速度相对滞后，汽化潜热来不及传给蒸汽，使蒸汽产生过冷，比容减小，从而导致流量系数大于速度系数的局面。在湿蒸汽区，流量系数通常用下式计算本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。喷嘴和动叶流量系数本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。多变过程给定的喷嘴本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3.彭台门系数通过喷嘴的任一流量与同一初始状态下的临界流量之比。亚临界时1超临界时=1本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(四)蒸 汽 在 喷 嘴 斜 切 部 分 的 流 动 为了使喷嘴中流出的汽流顺利进入动叶通道，在喷嘴出口处必须有一段斜切部分,如图所示。这样，实际喷嘴由两部分所组成：一部分是渐缩部分ABDE，AB为最小截面处。另一部分为斜切部分ABC。由于斜切部分的存在，它将给汽流产生影响。52本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1，当喷嘴出口压力（背压）大于或等于临界压力时，AB截面上的流速小于或等于音速，喉部压力等于背压（），汽流通过喷嘴，只在渐缩部分膨胀加速，而在斜切部分ABC处不膨胀加速。斜切部分只起导向作用只起导向作用。从喷嘴流出的汽流与动叶运动方向成一角度(称为喷嘴出汽角 ）。2，当喷嘴出口压力（背压）小于临界压力时，汽流在AB截面上达临界状态，汽流在斜切部分要继续膨胀加速要继续膨胀加速，蒸汽压力由临界 压力下降为 ，汽流速度由临界速度到大于音速，并且汽流方向要发生扰动和偏转，如图所示。53本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(五)斜切部分汽流偏转角的近似计算假定喷嘴中汽流是稳定流，则喷嘴中任何断面的蒸汽流量均应相等。根据连续方程式，喷嘴在其最小断面Acr和出口断面An的汽流流量也应相等，若考虑在斜切部分中流动近似为等熵流动，则其值分别为Gt=Acrccrcr=lnccrcrtnsin1Gt=Anc1t1t=lnc1t1ttnsin(1-1)本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。贝尔公式：在实际情况中，lnln本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(六)喷嘴斜切部分的膨胀极限及极限压力膨胀极限：随着背压的降低，当最后一根特性线逐渐向出汽边AC靠近，当背压降低到使最后一根特性线与出口边AC重合时，斜切部分的膨胀能力就用完了。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。极限压比：膨胀极限时的压比。膨胀不足：在喷嘴之外的膨胀。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。极限压比：极限压力本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1 喷嘴出口汽流速度及面积变化规律1）喷嘴出口的理想速度喷嘴出口的理想速度2）喷嘴出口实际速度喷嘴出口实际速度3）喷嘴面积的变化规律喷嘴面积的变化规律复习本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2 喷嘴中汽流的临界状态本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3 喷嘴流量计算1）喷嘴的理想流量喷嘴的理想流量2）喷嘴的实际流量喷嘴的实际流量3）喷嘴的临界流量喷嘴的临界流量本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4 蒸汽在喷管斜切部分中的膨胀1）蒸汽在斜切部分膨胀条件蒸汽在斜切部分膨胀条件2）汽流偏转角汽流偏转角 3）喷管斜切部分的膨胀极限及极限压力喷管斜切部分的膨胀极限及极限压力本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。三、蒸汽在动叶栅中的能量转换三、蒸汽在动叶栅中的能量转换 动叶片可视为“旋转的喷嘴”将C转换成W，则一切运算规律与蒸汽在喷嘴中的情况一样。在动叶中，蒸汽的动能转化成转子的机械能，这种转化表现为动叶进出口汽流速度的变化。必须透彻理解在能量转换方面的进出口速度三角形和动叶的受力。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（一）反 动 度68本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。余速损失级的类型：本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。各类型级的特点：1）纯冲动级 m=0 p1=p2 hb=0 hn*=ht*余速损失c22/2较大。作功能力较大，但效率较低。2）带反动度的冲动级 m=0.050.20 p1p2 hn hb 具有冲动级作功能力大，反动级效率高的特点。3）复速级 作功能力比单列冲动级大4）反动级 m=0.5 p1p2 hb=hn*动静叶栅：互为镜内映射状叶栅 冲动力和反动力合力作用 作功能力较小，效率比冲动级高。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。纯冲动级中蒸汽压力和纯冲动级中蒸汽压力和速度变化示意图速度变化示意图 1-静叶持环；静叶持环；2-动叶；动叶；3-喷嘴喷嘴反动级中蒸汽压反动级中蒸汽压力和速度变化示意图力和速度变化示意图 带反动度的冲动级中带反动度的冲动级中蒸汽压力和速度变化示意图蒸汽压力和速度变化示意图 1-喷嘴；喷嘴；2-动叶动叶3-隔板；隔板；4-叶轮；叶轮；5-轴；轴；本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(二二)动叶栅中的热力过程动叶栅中的热力过程本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。动叶栅出口汽流相对速度和绝对速度本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。动叶速度系数：动叶出口实际相对速度与动叶出口理想相对速度之比。动叶损失：动叶能量损失系数：本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。的大小与叶型、叶高、反动度、表面光洁度等有关，通常取0.850.95余速损失：中间级：余速可被下一级利用；孤立级：余速不被下一级利用。用来表示余速利用的程度。2222chc=本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(三三)动叶栅中的通流能力动叶栅中的通流能力喷嘴和动叶的流量系数本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。第二节 动叶进出口速度三角形 81本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（一）动叶栅进出口速度三角形（一）动叶栅进出口速度三角形本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(二)蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率蒸汽流过动叶栅的汽流图蒸汽流过动叶栅的汽流图本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(二)蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率蒸汽流过动叶栅的汽流图蒸汽流过动叶栅的汽流图本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(二二)蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(二二)蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）轮周功率轮周功率Nu：单位时间内汽流对动叶片所作的有效功。单位时间内汽流对动叶片所作的有效功。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(二二)蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）轮周功率轮周功率Nu：本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。物理意义：蒸汽带入动叶栅的动能；：蒸汽带出动叶栅的动能；：蒸汽在动叶栅中因理 想焓降hb而造成的实际动能的增加。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(二二)蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）级的热力过程线级的热力过程线本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(二二)蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）（续）a)a)带反动度的冲动级带反动度的冲动级b)b)纯冲动纯冲动级级级的热力过程线级的热力过程线本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。级的轮周效率级的轮周效率定义：蒸汽在级内所作的轮周功Wu1与蒸汽在该级中所具有的理想能量E0之比。202*221*221122111221*221200000112)coscos()coscos(222cbncbntutuuttuuuEhhhhchccuccuwchchCEEhEwzzzdddhmaahaammmh-=-=-=-=-=-+=或本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。小结 第一节 概述：掌握冲动作用原理与反动作用原理，滞止参数概念。反动度概念与定义。按反动度对汽轮机级的分类。公式必须理解后熟练地牢记，下图必须理解清楚。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。第二节 汽轮机级的工作过程 （一）蒸汽在喷嘴中的膨胀过程 蒸汽在喷嘴中的流动是汽轮机级的原理的基础内容之一，其重点可列为五小点：喷嘴出口汽流速度的计算；临界压力和临界压力比；喷嘴截面积的变化规律；蒸汽在喷嘴斜切部分的膨胀；通过喷嘴的流量。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。它们是根据蒸汽流动的基本方程而衍生了压力能转换为动能的诸多概念，要掌握其流动过程的普遍规律，透彻理解其物理意义。公式必须理解后熟练地牢记，焓熵图必须理解清楚。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。级的热力过程线级的热力过程线本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。级的轮周有效焓降：1kg蒸汽所做的轮周功。()()()21121221*2*2200*2200whhhhhhhhchhhhhhhhchbbbb tmbnn nntmncb ntu+=-=-=-=-=-+=jf jm m本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。纯冲动级：本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(1)喷嘴叶栅的结构和喷嘴通道的形状；(2)喷嘴前后的压力(，p1)；(3)喷嘴的进出口速度(c0和c1t、c1)；(4)喷嘴能量损失系数(n)；(5)喷嘴的压力比(n、cr)；(6)喷嘴通道截面积变化规律(ncr、ncr)；(7)蒸汽在喷嘴斜切部分的膨胀(n、1d；1、1max)；(8)喷嘴中的流量Gn；(9)蒸汽在喷嘴中热力过程h-s图表示。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（二）蒸汽在动叶栅中的流动和能量转换过程蒸汽在动叶汽道中的流动是汽轮机级原理的基础内容之一。动叶通道可视为旋转的喷嘴，蒸汽在两者通道中的流动规律，均可类比。动叶通道在能量转换方面的进出口速度三角形和动叶的受力必须透彻理解。公式必须理解后熟练地牢记，图必须理解清楚。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。(1)动叶栅通道的结构和形状；(2)动叶通道前后的压力(，p2)；(3)动叶通道进出口速度(w1和w 2t、w 2)；(4)动叶能量损失系数(b)；(5)动叶通道中的流量Gb；(6)蒸汽作用在动叶片上的力(Fu、FZ)；(7)蒸汽所作的轮周功(Pu、Pul)；(8)余速损失及余速利用系数。(9)蒸汽流经动叶通道在h-s图中的热力过程。