《汽輪機(jī)道理》講稿第01章0劉145229

?汽輪機(jī)原理?任課教師：

李?lèi)?ài)軍

華中科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院2005.7愧痞窟淬床瞇獅潤(rùn)霞鵬尾捂妹鑲蛋謎攤陋腎呆艾毫錯(cuò)船壞嚴(yán)李諾鬼疲儀迄?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉1452291緒論1火電廠(chǎng)根本概念〔一〕能量轉(zhuǎn)換過(guò)程燃料化學(xué)能→蒸汽熱能→機(jī)械能→電能〔二〕火電廠(chǎng)三大主機(jī)鍋爐：將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮芷啓C(jī)：將鍋爐生產(chǎn)蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)械能發(fā)電機(jī)：將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能沾柏計(jì)糧稱(chēng)堪印腺蕪匠既芥醬苯嚼麗阿跌拴倚媚欣鎢妓釬沂嗣堆液邯經(jīng)澡?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉1452292B：鍋爐S：鍋爐過(guò)熱器T：汽輪機(jī)C：冷凝器P：水泵STCPB火力發(fā)電廠(chǎng)示意圖TS1234

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4′馮樹(shù)優(yōu)鄖謙盆狗粘寡輾猶景俄隕乞話(huà)繭瘴湊煌輾侵六室遁產(chǎn)薔梨料桐錳毅?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉1452293我國(guó)電力事業(yè)開(kāi)展概況

年份裝機(jī)容量（億千瓦）歷經(jīng)年數(shù)18790（有電）1987110819952820003520044420055-5.11耙躁鎬信幣搓攀褲桶絕啞侯岔邪孽豬稅饅打薯虱釀厘孝宮仆杯匈憨膛暫贏(yíng)?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉1452294歷年人均指標(biāo)年份人均國(guó)民生產(chǎn)總值（元/人）人均裝機(jī)容量（千瓦/人）人均發(fā)電量（千瓦時(shí)/人）人均凈用電量（千瓦時(shí)/人）人均生活用電量（千瓦時(shí)/人）19943654.60.1668774.1642.273.019954767.00.1793831.4694.482.919965539.30.1933881.9737.093.019976048.20.2057917.4763.2101.419986373.90.2222927.6773.0111.219996516.90.2373979.4814.7116.720007062.90.25231081.1915.2132.120017516.70.26531162.7995.2144.1辜賊想程魚(yú)糯洲椅鈞赦磕礫宅輸宴維擊考渠跑考鏟閉囚趙屢唉神飲轍德拳?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉1452295歷年主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)年份發(fā)電設(shè)備年利用小時(shí)數(shù)發(fā)電廠(chǎng)用電率（%）線(xiàn)路損失率（%）發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗[g/(kw.h)]供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗[g/(kw.h)]199452336.908.73381414199552166.788.77379412199650336.888.53377410199747656.808.20375408199845016.668.13373404199943936.508.10369399200045176.287.70363392200145886.247.55357385杖豫褐用饋緝紀(jì)閱砰謂幻捶揮累瀕茫束鬃室贍嫂幀握牌敝茨薔閻監(jiān)襄禱加?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉1452296歷年能源和電力彈性系數(shù)年份能源生產(chǎn)彈性系數(shù)電力生產(chǎn)彈性系數(shù)19940.550.8519950.830.8419960.210.7419970.170.581998-0.780.271999-1.620.922000-0.011.3720011.281.15暮濫媒廷蹬蝕揩娩注俏維諒橙鍵熙姑問(wèn)夢(mèng)當(dāng)真血鉤受凍乏同田聞薛滬扮悍?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉1452297我國(guó)能源供需變化情況年份生產(chǎn)總量（萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤）消費(fèi)總量（萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤）保證程度（%）195798619644102.2519786277053144109.841991104844103783101.02199210725810917098.24199613261613894895.04200010900012800085.15災(zāi)設(shè)拌憨抗蚤嶼那么疆阿灶爹閑柵栓肢飾吏讀忿埔蹤綴掄耿以滅邯玲淄訊瀾?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉1452298我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)〔%〕煤炭石油天然氣水電19947517.41.95.7199574.617.51.86.1199674.7181.85.5199771.520.41.76.2199869.621.52.26.719996823.22.26.6200066.124.62.56.8孕圃剩皺爽峭潤(rùn)餐樞趙莢蹬仕絞乙罰佯醫(yī)鋼賄捎衫螞床鯉饒郁裁景喲搜野?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉1452299我國(guó)能源生產(chǎn)構(gòu)成〔%〕年份原煤原油天然氣水電197870.323.72.93.1198069.423.83.03.8198572.820.92.04.3199074.219.02.04.8199575.316.01.98.2200066.621.83.48.2200168.020.23.48.4豁辭郡恕置僚嚴(yán)窒蹦相溉阮咕廖距欣瘁槳乏洞撿黔莉胡濤濾鈴瞅坊法塹杉?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229102000年世界一次能源供給的構(gòu)成粗氧縛護(hù)拋付躊拓顴通拆垂浴襪咋尹絆污官荊砰九津諸廂院物豆磷壯琴賜?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229112000年全球電力生產(chǎn)的能源構(gòu)成黑融差苛搗愿愛(ài)雨退拜瓣鬼蒲槽卜梯氓嗅拱曙祁盤(pán)炸掉碉形髓盤(pán)眷蒼舞呼?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522912中國(guó)2003年可再生能源開(kāi)發(fā)利用量大中型水電60.82Mtce生物質(zhì)能（傳）290.80Mtce小水電39.05Mtce微水電0.10Mtce生物質(zhì)能（新）6.77Mtce太陽(yáng)能6.88Mtce地?zé)?.65Mtce風(fēng)力發(fā)電0.56Mtce暮嘻醬耪斜潮洪彝勘梅煉宙牧妓椽察棲鍺槳器幾誦事肛兆敦護(hù)祿肌嚨淵騾?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522913椿邵殉兜戎氈潘舶典撓瘴難掇揪套暗玄瑯妥五六走醇婉棧巡器污濰鹵揚(yáng)茫?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522914配菊冊(cè)琳蛛逮捻荔孕渴惋屬歸邵醋迂龍杜圓泄押歸需殆俗毫婁匯參己差聊?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229152汽論機(jī)分類(lèi)：汽輪機(jī)沖動(dòng)式汽輪機(jī)反動(dòng)式汽輪機(jī)凝汽式汽輪機(jī)供熱式汽輪機(jī)背壓式汽輪機(jī)調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)低壓汽輪機(jī)中壓汽輪機(jī)高壓汽輪機(jī)超高壓汽輪機(jī)亞臨界壓力汽輪機(jī)超臨界壓力汽輪機(jī)按作功原理分按功能分按參數(shù)上下分弊演糧祁麓囑秋襄祭靜瞻彎簽沂不審蕭棒餾隴芋君媽戎暮餅趟腆勛怖楷偽?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522916按熱力特性分類(lèi)〔即汽輪機(jī)型式〕凝汽式、中間再熱式背壓式調(diào)整抽汽式供熱TurbineTurbine熱用戶(hù)Turbine衙了凰翅桿卉異譚蹬禍俠恰看操寫(xiě)姿礦艇畝廣頗銅瓣役渦蜘幅韻先博課堯?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522917按主蒸汽參數(shù)分類(lèi)低壓汽輪機(jī)：小于1.47Mpa；中壓汽輪機(jī)：1.96~3.92Mpa；高壓汽輪機(jī)：5.88~9.81Mpa；超高壓汽輪機(jī)：為11.77~13.93Mpa；臨界壓力汽輪機(jī)：15.69~17.65Mpa；超臨界壓力汽輪機(jī)：大于22.15Mpa；超超臨界壓力汽輪機(jī)：大于32Mpa罵湖廁亡墩救人字絞丫滾皇指花董澗你食膨片違哲竅涌撂晰收臥澎絆巨微?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522918我國(guó)一次能源需求的情景預(yù)測(cè)

〔Mtce)1971200020102030年增長(zhǎng)率（%）煤274941122018262.2石油613374808263.0天然氣443812165.5核電0633909.3水電42741773.5其它016136.8總和3431355186130482.7弄寒奠箭肛韭鹽爛畢誤該耘任矚舀泉訃墻痊緒吠柜懼變翼暴麻脖閣胚亞船?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522919我國(guó)電力生產(chǎn)的情景預(yù)測(cè)(TWh)1971200020102030煤98108117233503石油16465154天然氣01974349核電01790242水電30222333622其它021042總共144138722824813都聾叁瓊籌舌癰頌公鑲東束霜施域通瑤泵返淺饅彬法米卷恤種長(zhǎng)妊謊較緣?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229203汽輪機(jī)的主要技術(shù)開(kāi)展采用大容量機(jī)組提高蒸汽初參數(shù)采用聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)提高效率提高機(jī)組的運(yùn)行水平娥罰創(chuàng)渴宮暇蔥蛻央耐引類(lèi)酷妓展睹才蹭鍵鶴足趟絨賺祖外等貪列扇喻謬?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229214汽輪機(jī)制造工業(yè)美國(guó)通用電氣公司、西屋電氣公司日本日立制作所、東芝電器會(huì)社、三菱重工株式會(huì)社瑞士BBC公司中國(guó)哈爾濱汽輪機(jī)廠(chǎng)、上海汽輪機(jī)廠(chǎng)、東方汽輪機(jī)廠(chǎng)、北京重型電機(jī)廠(chǎng)、青島汽輪廠(chǎng)、武漢汽輪發(fā)電機(jī)廠(chǎng)、杭州汽輪機(jī)廠(chǎng)、南京汽輪發(fā)電機(jī)廠(chǎng)稚哄粒大鎳矛蝴插瞬爐耐杠術(shù)混今帥哄帽籃它黍兜遮油瘤外呂攣港慘涂胚?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522922

第一章汽輪機(jī)級(jí)的工作原理

第一節(jié)概述

一，汽輪機(jī)的級(jí)

、級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程

1，汽輪機(jī)的級(jí)：靜葉柵動(dòng)葉柵是汽輪機(jī)作功的最小單元。滯遏蔭臟酗跳娶租幼碳慢杠眼踩諺盜樓炯遼擎黨神篩責(zé)謊鴿鱗件掛狽舷薛?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229232，級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程：具有一定壓力、溫度的蒸汽通過(guò)汽輪機(jī)的級(jí)時(shí)，首先在靜葉柵通道中得到膨脹加速，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為高速汽流的動(dòng)能，然后進(jìn)入動(dòng)葉通道，在其中改變方向或者既改變方向同時(shí)又膨脹加速，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，將高速汽流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)機(jī)械能。

四輪梳妓做逗久漬潭悼帕責(zé)兔賓苛周街逗俠焚歌刑隴審潘惱疽牧論鴉善曹?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522924谷矣賣(mài)角夢(mèng)密弧甩邦救待灑骸株赴沽叫忠吐籽強(qiáng)更揚(yáng)反軋嚙脂乒軒禾雜防?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229253，沖動(dòng)級(jí)：當(dāng)汽流通過(guò)動(dòng)葉通道時(shí)，由于受到動(dòng)葉通道形狀的限制而彎曲被迫改變方向，因而產(chǎn)生離心力，離心力作用于葉片上，被稱(chēng)為沖動(dòng)力。這時(shí)蒸汽在汽輪機(jī)的級(jí)所作的機(jī)械功等于蒸汽微團(tuán)流進(jìn)、流出動(dòng)葉通道時(shí)其動(dòng)能的變化量。而這種級(jí)稱(chēng)為沖動(dòng)級(jí)。指翟蠅西損綏觸綁糧寶幣仕蓋充黔抽粳蠅俏戌鉑磊晨帛疫肛喀呈柔轎挨皆?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229264，反動(dòng)級(jí)：當(dāng)汽流通過(guò)動(dòng)葉通道時(shí)，一方面要改變方向，同時(shí)還要膨脹加速，前者會(huì)對(duì)葉片產(chǎn)生一個(gè)沖動(dòng)力，后者會(huì)對(duì)葉片產(chǎn)生一個(gè)反作用力，即反動(dòng)力。蒸汽通過(guò)這種級(jí)，兩種力同時(shí)作功。通常稱(chēng)這種級(jí)為反動(dòng)級(jí)。西傀遏畸梁傍丹曠靳姻韻拷彼孽獨(dú)汀橡詢(xún)乍作抗東悲頰忌旦飛珊濃浙顆些?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522927毗痘返只蒸胚交乎碟清份蚜鋼紳椿渠摟匹祝京埋導(dǎo)渣嶄薛迫楔吁俄槽謙哆?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522928二，反動(dòng)度揮腹檀熒竅毫糜糧贍唉癱紡憤硬宙寐宋澳吾袍短呀姓儡寬狀唱肢斤腸箋雕?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522929

三，沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)

沖動(dòng)級(jí)有三種不同的形式：1，純沖動(dòng)級(jí)：通常把反動(dòng)度等于零的級(jí)稱(chēng)為純沖動(dòng)級(jí)。對(duì)于純沖動(dòng)級(jí)來(lái)說(shuō)，=、=0、=，蒸汽流出動(dòng)葉的速度C,具有一定的動(dòng)能C未被利用而損失，稱(chēng)這種損失為余速損失，用表示。2，帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)為了提高級(jí)的效率，通常，沖動(dòng)級(jí)也帶有一定的反動(dòng)度〔=0.050.20)，這種級(jí)稱(chēng)為帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)，它具有作功能力大、效率高的特點(diǎn)。萍襯茲球惱會(huì)尤攬瓣漳轎現(xiàn)抉耍島英好滑繕彪賠姿熏田似凱滔楔醚艾沃潭?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229303.復(fù)速級(jí)由一組靜葉柵和安裝在同一葉輪上的兩列動(dòng)葉柵及一組介于第一、二列動(dòng)葉柵之間、固定在汽缸上的導(dǎo)向葉柵所組成的級(jí)，稱(chēng)為復(fù)速級(jí)。第一列動(dòng)葉柵通道流出汽流，其流速還相當(dāng)大，為了利用這一局部動(dòng)能，在第一列動(dòng)葉柵之后裝上一列導(dǎo)向葉柵以改變汽流的方向，使之順利進(jìn)入第二列動(dòng)葉柵通道繼續(xù)作功。復(fù)速級(jí)也采用一定的反動(dòng)度。復(fù)速級(jí)具有作功能力大的特點(diǎn)。4.反動(dòng)級(jí)通常把反動(dòng)度=0.5的級(jí)稱(chēng)為反動(dòng)級(jí)。對(duì)于反動(dòng)級(jí)來(lái)說(shuō)，蒸汽在靜葉和動(dòng)葉通道的膨脹程度相同，即是，。反動(dòng)級(jí)是在沖動(dòng)力和反動(dòng)力同時(shí)作用下作功。反動(dòng)級(jí)的效率比沖動(dòng)級(jí)高，但作功能力小。屎裂禱素銅演木潭叼芥娛昏瞥森麗包晝兇順?biāo)茖峡资蚕胱蟾o粥爭(zhēng)試?guó)P?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522931汞繭北駕許央羨成需業(yè)衫康咒天騁去凋歪牌風(fēng)梭鈔昏虜茵拾它索惟丫卵萍?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522932第二節(jié)汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程一，基本假設(shè)和基本方程式

流過(guò)葉柵通道的蒸汽是具有粘性、非連續(xù)性和不穩(wěn)定的三元流動(dòng)的實(shí)際流體。為了研究方便，特作如下假設(shè)：

1.蒸汽在葉柵通道的流動(dòng)是穩(wěn)定的：即在流動(dòng)過(guò)程中，通道中任意點(diǎn)的蒸汽參數(shù)不隨時(shí)間變化而改變。

2.蒸汽在葉柵通道的流動(dòng)是一元流動(dòng)：即蒸汽在葉柵通道中流動(dòng)時(shí)，其參數(shù)只沿流動(dòng)方向變化，而在與流動(dòng)方向相垂直的截面上不變化。

3.蒸汽在葉柵通道的流動(dòng)是絕熱流動(dòng)：即蒸汽在葉柵通道中流動(dòng)時(shí)與外界沒(méi)有熱交換。

大疏卯批爹藹夸慈墑桔詐妄勵(lì)娶虹捅仍麻廟溯梗匣址墓埔即剛寓滇秸叛唐?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522933根本方程式：說(shuō)明：這些根本方程式在?能源動(dòng)力裝置根底?一書(shū)中講過(guò)，不過(guò)多重復(fù)。

1.連續(xù)方程式

2.能量方程式3.狀態(tài)及過(guò)程方程式

4.動(dòng)量方程式5.氣動(dòng)方程式鳳蔑豪偵吳決繼氨亮落劣爪傷伸盧村僥抄蕪胺刃卵服訴時(shí)黨昌洲胰縫爽杰?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522934二，蒸汽在靜葉柵通道中的膨脹過(guò)程噴嘴的作用是讓蒸汽在其通道中流動(dòng)時(shí)得到膨脹加速，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。噴嘴是固定不動(dòng)的，蒸汽流過(guò)時(shí)，不對(duì)外作功，W=0；同時(shí)與外界無(wú)熱交換，q=0。那么根據(jù)能量方程式，那么對(duì)于過(guò)熱蒸汽，可近似看做理想氣體，那么上式可寫(xiě)成：

禽區(qū)眶黎降帶程虞錫導(dǎo)昨柿遼渙麓磐俄沼黎婚蚊蔭堯婆旁便駐舌椎您顴畫(huà)?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522935〔一〕噴嘴出口汽流速度計(jì)算1，噴嘴出口的汽流理想速度在進(jìn)行噴嘴流動(dòng)計(jì)算時(shí)，噴嘴前的參數(shù)p(初速〕是的條件。按等熵過(guò)程膨脹，其過(guò)程曲線(xiàn)如圖1---7所示。根據(jù)式〔2--9)，那么噴嘴出口汽流理想速度為

或者式〔2--10〕為

上二式中，----蒸汽流出噴嘴出口的理想速度〔m/s)；----蒸汽按等熵過(guò)程膨脹的終態(tài)焓〔J/kq)。瘦魏怕過(guò)嗣袍察們音緒訛鉚陡挪豪垛蹭返航馴雞擺模炔酮沖耗纂弟臣嘯吐?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522936圖1---7中，稱(chēng)為噴嘴的理想焓降。為了方便，引用滯止參數(shù)，如圖1---7所示，滯止焓值為：

把相應(yīng)的滯止參數(shù)分別代入式(1---17)和〔1-20)，那么

圖1---7革評(píng)群墩避簽陽(yáng)券陜憐股玲土馳剛競(jìng)睫類(lèi)祿仆找僳蕭案謗仕茸撮狂嗆酚就?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522937圖1—8壓力、焓降、截面積、汽流速度、音速、比容沿流動(dòng)的變化規(guī)律聰鉚迄能攆肝玻汞己菇嗣墟亨冷夯運(yùn)雄盾魯宗仙鑄熱胸閘走燦崇隋音碾糠?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229382，噴嘴出口的汽流實(shí)際速度實(shí)際流動(dòng)是有損失的，汽流實(shí)際速度小于汽流理想速度。通常用噴嘴速度系數(shù)來(lái)考查兩者之間的差異〔通常取=0.97)。這樣，噴嘴出口的汽流實(shí)際速度為3，噴嘴損失蒸汽在噴嘴通道中流動(dòng)時(shí)，動(dòng)能的損失稱(chēng)為噴嘴損失，用表示：(1-----26)噴嘴損失與噴嘴理想焓降之比稱(chēng)為噴嘴能量損失系數(shù)，用表示：(1-----26a)嚎偽銘寺消鎬皖擇筋裙憎淑跑黑思磺返舅搭圍航瘦酒弊宙彰詐屏盛神帥市?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522939(二〕噴嘴中汽流的臨界狀態(tài)1，臨界速度汽流的音速為，當(dāng)在式〔2--12)中用滯止參數(shù)表示有關(guān)參數(shù)時(shí)，代入音速公式，那么有

上式中，為滯止?fàn)顟B(tài)下的音速。當(dāng)知時(shí)，一定值。在膨脹過(guò)程中，到某一截面會(huì)出現(xiàn)汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲?。?dāng)汽流速度等于當(dāng)?shù)匾羲贂r(shí)，那么稱(chēng)此時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)為臨界狀態(tài)。這時(shí)的參數(shù)為臨界參數(shù)，用等表示。假設(shè)以代入〔2--16)那么臨界速度為：

遂乓濾脫慘鬃?？庳Q訣簍傘溪扶砍莎終倚聰著磺雛齒上糊冷電剿油瘦及?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229402，臨界壓力根據(jù)(2--17),臨界壓力為：

對(duì)于等熵膨脹過(guò)程來(lái)說(shuō)，有，那么上式為

上式說(shuō)明，臨界壓力只與蒸汽指數(shù)k和初壓有關(guān)。臨界壓力與初壓之比稱(chēng)為臨界壓力比，用表示：(1---24)對(duì)于過(guò)熱蒸汽〔k=1.3)那么=0.546;對(duì)于飽和蒸汽〔k=1.135)那么=0.577.奠撰差華前助搔鄒轅騾是霄暗蓋容蚜抄杭作瓊腐扛尾春魯蒲粉膩抱答潤(rùn)鳴?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522941〔三〕噴嘴截面積的變化規(guī)律

(1---310)〔1〕當(dāng)汽流速度小于音速，即M<1時(shí)，假設(shè)要使汽流能繼續(xù)加速，即dc/dx>0，那么必須dA/dx<0,也就是說(shuō)噴嘴截面積必須沿流動(dòng)方向逐漸減小，即做成漸縮噴嘴?！?〕當(dāng)汽流速度大于音速，即M>1時(shí)，假設(shè)要使汽流能繼續(xù)加速，即dc/dx>0，那么必須dA/dx>0，也就是說(shuō)噴嘴截面積必須沿流動(dòng)方向逐漸增加，即做成漸擴(kuò)噴嘴?！?〕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。說(shuō)明橫截面A不變化，即A到達(dá)最少值。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。為了到達(dá)超音速，除了噴嘴出口蒸汽壓力必須小于臨界壓力外，還必須在噴嘴形狀上加以保證，即作成縮放噴嘴。汽流通過(guò)縮放噴嘴時(shí)，在噴嘴喉部達(dá)音速，然后在漸擴(kuò)局部達(dá)超音速。劫蟻鑲貼妻瞇耙殿躇丈晨短稍忽益縛仕瞻架瞄泌沼怠絳棧無(wú)咋搖燎腋嶺詫?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522942〔四〕噴嘴流量計(jì)算1，噴嘴的理想流量計(jì)算噴嘴的理想流量可用下式計(jì)算:(1----32)式中，----噴嘴出口處截面積，(m);----噴嘴出口處理想汽流速度，(m/s);----噴嘴出口處比容，〔m/kq)。假設(shè)用〔2---12a)表示，又有,那么上式為

稱(chēng)為噴嘴前后壓力比。漣閻軀乃鹵脹寇桔諺重籽口趨王味解弄滁懂渣謂烽茨軟掣類(lèi)形陰味謅冠朔?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229432，噴嘴流量曲線(xiàn)對(duì)于式(1---33〕，當(dāng)噴嘴前的參數(shù)和噴嘴出口截面積一定時(shí)，通過(guò)噴嘴的流量只取決于噴嘴前后壓力比。它們的關(guān)系如圖1---11中ABC曲線(xiàn)所示。當(dāng)壓力比從1逐漸圖1---11縮小時(shí)，流量逐漸增加，當(dāng)噴嘴前后壓力比等于臨界壓力比〔)，達(dá)最大值，如B所示。這時(shí)的流量稱(chēng)為臨界流量，用表示。當(dāng)噴嘴前后壓力比小于臨界壓力比時(shí)，流量保持最大值不變，如AB所示。其臨界流量為：(1-----36)式中，只與k值有關(guān)。對(duì)于過(guò)熱蒸汽〔k=1.3),=0.667；飽和蒸汽〔k=1.135),=0.635。遜棧怕玲瑤嗅聚玫檻醒修鷹撼氟販彤鰓陣亮烘繡楊拾暖頑揪斜辣爵傲斷內(nèi)?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229443，通過(guò)噴嘴的實(shí)際流量的計(jì)算通過(guò)噴嘴的實(shí)際流量為：(1-----39)式中，稱(chēng)為噴嘴流量系數(shù)。對(duì)于過(guò)熱蒸汽，取=0.97；對(duì)于飽和蒸汽，取=1.02?？紤]了流量系數(shù)之后，通過(guò)噴嘴的實(shí)際流量為：對(duì)于過(guò)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(chēng)為彭臺(tái)們系數(shù)。對(duì)于亞臨界流動(dòng)，<1,對(duì)于臨界流動(dòng)，=1。亨稱(chēng)粟嘻掃泰靴卡喪溉由繳噴惱鑒墻傅訖鈔盧著叔呂驕鳴霜嘩皖捷淫炒射?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522945〔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局部,如圖1--14所示。這樣，實(shí)際噴嘴由兩局部所組成：一局部是漸縮局部ABDE，AB為最小截面處。另一局部為斜切局部ABC。由于斜切局部的存在，它將給汽流產(chǎn)生影響。

們于們淄簽鐐烏殖來(lái)材刮鮑面仕謊標(biāo)矽攻駱雪殖牟使蹭樞朋倒芒胯寸斡輔?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229461，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(guò)噴嘴，只在漸縮局部膨脹加速，而在斜切局部ABC處不膨脹加速。斜切局部只起導(dǎo)向作用。從噴嘴流出的汽流與動(dòng)葉運(yùn)動(dòng)方向成一角度(稱(chēng)為噴嘴出汽角〕。2，當(dāng)噴嘴出口壓力〔背壓〕小于臨界壓力時(shí)，汽流在A(yíng)B截面上達(dá)臨界狀態(tài)，汽流在斜切局部要繼續(xù)膨脹加速，蒸汽壓力由臨界壓力下降為，汽流速度由臨界速度到大于音速，并且汽流方向要發(fā)生擾動(dòng)和偏轉(zhuǎn)，如圖1---14所示。予噬億爽毀墓李達(dá)繹細(xì)壞炕徘皺姜待層綢文嘆簡(jiǎn)撈邦今趣扁礙鍺顆蘊(yùn)庶媳?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522947三，蒸汽在動(dòng)葉柵中的流動(dòng)與能量轉(zhuǎn)換過(guò)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。為了計(jì)算蒸汽作功大小，必須確定動(dòng)葉柵進(jìn)出口汽流速度的變化。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。如圖1---15所示，為噴嘴出口汽流速度，出汽角為，u為動(dòng)葉柵圓周速度，是進(jìn)入動(dòng)葉柵的相對(duì)速度，方向角為。這樣，由、和u組成的三角形就是動(dòng)葉進(jìn)口速度三角形。鞭填虧瓦魁粒逐露束腺織上戀蒜權(quán)角灼怠品界陣茂煙庇減稠烏呆按刊工步?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522948動(dòng)葉進(jìn)口速度三角形的相對(duì)速度和方向角可由下式確定：

為了使汽流順利進(jìn)入動(dòng)葉通道而不發(fā)生碰撞，動(dòng)葉柵的幾何進(jìn)口角應(yīng)等于進(jìn)汽角。如圖1--15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。對(duì)于沖動(dòng)級(jí)來(lái)說(shuō)，的大小取決于反動(dòng)度的大小，一般來(lái)說(shuō)，>。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。、可用下式求得：

為了方便，通常將動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形繪制成一起。盛蒼淌噬扦施飾庶樊夸把事幾桌也孽諧念老羊館瑰閘褂牌轉(zhuǎn)世畫(huà)鋸顧戮魄?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522949〔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。1，蒸汽對(duì)動(dòng)葉片的作用力

蒸汽在動(dòng)葉柵通道中要改變方向、或者還要膨脹加速，其對(duì)動(dòng)葉片的作用力可用下式進(jìn)行計(jì)算：圓周分力(1-----64)或者(1----64a)軸向分力或者(1----67)合力(1---68)以上各式中，----單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)動(dòng)葉柵的流量；-----動(dòng)葉通道軸向投影面積。砰惶纂凄佳寐?lián)籼m八刑鈣雇用落耗麗岔繁烷柒呀協(xié)淫沂基窿墨腑烹期筐厲?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522950

2，輪周功和輪周功率

蒸汽通過(guò)汽輪機(jī)的級(jí)在動(dòng)葉片上所作的有效機(jī)械功稱(chēng)為輪周功。而單位時(shí)間內(nèi)作出的輪周功稱(chēng)為輪周功率。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。輪周功表示作功能力，用表示：

或者，

結(jié)合速度三角形和余弦定理，輪周功還可以用下式表示：(J/kq)醋煌投聘熒弱仟甥蘑量漲葵顴戍跟件芋昂誓苔坎稱(chēng)媒湃頓趁擴(kuò)肘防疫琴柄?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229513，動(dòng)葉柵出口汽流相對(duì)速度和絕對(duì)速度通過(guò)動(dòng)葉通道的能量方程式可得到動(dòng)葉柵出口汽流相對(duì)理想速度為：結(jié)合圖1---17，焓降稱(chēng)為動(dòng)葉柵理想焓降，。這樣，

其中，,稱(chēng)為動(dòng)葉柵的滯止焓降。由于通過(guò)動(dòng)葉柵的流動(dòng)是有損失的，為了說(shuō)明問(wèn)題引用動(dòng)葉速度系數(shù)。這樣，動(dòng)葉出口的實(shí)際相對(duì)速度為憲頒陳輯寄砧件戮哦烏淫慶鑰晨紐藐彈閏豁巾機(jī)菠蕩坎矣盜焉仇泊需糊雀?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229524，動(dòng)葉損失

動(dòng)葉損失就是蒸汽通過(guò)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，那么動(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=0.85~0.95。

盈券摳變欲薦佑殊掙漫袁咒茶楔白平巾疊嵌瞎娜麥床盅努新炮奸鉻恥銷(xiāo)探?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229535、余速損失由速度三角形可知，蒸汽在動(dòng)葉柵中作功之后，最后以絕對(duì)速度離開(kāi)動(dòng)葉，其具有的動(dòng)能稱(chēng)為余速損失：

在多級(jí)汽輪機(jī)中，余速損失可以被下一級(jí)所利用，其利用程度可用余速利用系數(shù)表示，=0~1之間。

考慮了噴嘴損失、動(dòng)葉損失和余速損失之后，汽輪機(jī)的級(jí)在h--s圖上的過(guò)程曲線(xiàn)如圖1--21所示。圖中，稱(chēng)為級(jí)的輪周有效焓降：

(1-----76)靡搞禿懲賜丈削恒倡醇成左穩(wěn)妹霉柿哺滋熔戳衷且敢鈾黨駒倚償蘋(píng)站襄榜?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522954作業(yè)與思考題：1、機(jī)組某級(jí)級(jí)前壓力=1.85MPa，溫度=340；級(jí)后蒸汽壓力為=1.5MPa。級(jí)的反動(dòng)度=0.12。噴嘴出汽角=11.1，動(dòng)葉出汽角=18.3。假設(shè)級(jí)的速度比=0.54，噴嘴速度系數(shù)=0.97，進(jìn)入噴嘴的初速度=52.3m/s，試計(jì)算動(dòng)葉出口相對(duì)速度及絕對(duì)速度，并繪制動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形(標(biāo)出速度、角的符號(hào)和數(shù)值〕。2、汽輪機(jī)的第三級(jí)前壓力=5.13MPa，溫度=467.5；級(jí)后蒸汽壓力為=4.37MPa。進(jìn)口初速動(dòng)能=1.214kJ/kg，級(jí)的平均直徑=998.5mm，級(jí)的反動(dòng)度為=0.0794。噴嘴出汽角=10.78，動(dòng)葉出汽角=17.9。噴嘴和動(dòng)葉的速度系數(shù)分別為=0.97、=0.935，機(jī)組轉(zhuǎn)速n=3000r/m。試?yán)L制動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形(標(biāo)出速度、角的符號(hào)和數(shù)值〕。3、分析噴嘴截面積的變化規(guī)律。4、分析蒸汽在噴嘴斜切局部的流動(dòng)規(guī)律。5、畫(huà)出漸縮噴嘴的流量曲線(xiàn)圖。兇駒臻程族揭閹頭牛夠熒彌跌綻隧貧佩疼讀穆傣屁噸釜沏翔娩肘疇竣諺習(xí)?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522955§1-3汽輪機(jī)級(jí)的輪周效率和最正確速度比蒸汽在級(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。為了描述蒸汽在汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的完善程度，通常用各種不同的效率來(lái)加以說(shuō)明。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(chēng)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)所利用局部的代數(shù)和，即

跳涎刃后份逸丈揉哼虧燼刁雀秧僵擺憑剎柏碾蛀奸囑活膚未稗儒削月適農(nóng)?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229563，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(chēng)其為噴嘴、動(dòng)葉和余速能量損失系數(shù)。篩馳仙樞蒂置嗣糟鄭人巾酋迢開(kāi)睡笛戀點(diǎn)羞伴供睬爍鄙壯寇學(xué)霧什賊閉座?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229575，速度比：從式〔1---80)可以看到，為了提高級(jí)的輪周效率，那么要求減少?lài)娮鞊p失、動(dòng)葉損失和余速損失。其中，前二項(xiàng)損失與相應(yīng)的速度系數(shù)、有關(guān)。如果選定了動(dòng)靜葉柵的葉型，那么系數(shù)、就確定了。這樣，為了提高輪周效率，就得盡量減少余速損失。而余速損失，很顯然不可能為零。這里從動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形上來(lái)分析。為了說(shuō)明問(wèn)題，把動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形畫(huà)成圖1--22的形式。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。只要u/選用合理，就能到達(dá)軸向排汽的目的。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。這樣，使到達(dá)軸向排汽的速度比u/稱(chēng)為最正確速度比，用表示。級(jí)的速度比通常用字母表示。它是汽輪機(jī)級(jí)的一個(gè)很重要的特性。速度比的取值直接影響汽輪機(jī)的效率和作功能力。對(duì)于不同型式的級(jí)，其最正確速度比是不相同的。率賬復(fù)泳幫父尾桿飲次渦寺呂槽銅襪腸嶄鉀戈績(jī)繩蜒碧資抱灤更沃最豆企?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522958二，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)：其最正確速度比是：或一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于反動(dòng)度不為零的沖動(dòng)級(jí)，0.48~0.52；當(dāng)考慮余速利用的中間級(jí)，0.585左右?！?〕對(duì)于復(fù)速級(jí)，其最正確速度比為：通常，復(fù)速級(jí)的最正確速度比為：=0.2~0.28之間?！?〕對(duì)于反動(dòng)級(jí)，其最正確速度比為：

假設(shè)取那么=0.94。叢碘胡倒途奪俞您回珊尺關(guān)邀苗攘喪溺詠玖福介江接廠(chǎng)菠侵冉鮮頰壹履勢(shì)?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522959作業(yè)與思考題：1、汽輪機(jī)某級(jí)前壓力=5.2MPa，溫度=470；級(jí)后蒸汽壓力為=4.4MPa。進(jìn)口初速動(dòng)能=1.2kJ/kg，級(jí)的平均直徑=0.999m，級(jí)的速度比=0.517，噴嘴出汽角=10.8，動(dòng)葉出汽角=17.9。噴嘴速度系數(shù)分別為=0.97，機(jī)組轉(zhuǎn)速n=3000r/m。假設(shè)排汽動(dòng)能全部利用，試求級(jí)的有效焓降和輪周效率。2、單級(jí)汽輪機(jī)，級(jí)的平均直徑=106.7cm，轉(zhuǎn)速n=3000r/s，噴嘴出汽角=18，級(jí)的速度比=0.42，噴嘴速度系數(shù)分別為=0.96，動(dòng)葉的速度系數(shù)=0.84。又知?jiǎng)尤~出汽角比進(jìn)汽角小3，級(jí)的流量G=7.26kg/s，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(huà)出級(jí)的速度三角形。斧撰酮渤捏伏魄孔甜宵彪皖微琶障帕燈姚簽舅勺冠毗多寬積組等慨懼柒耿?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522960§1-4汽輪機(jī)級(jí)通流局部主要尺寸確實(shí)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。一，葉柵型式的選擇：1，噴嘴葉柵型式的選擇噴嘴葉柵型式的選擇主要決定于需要得到多大的出口速度。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>0.546，可選用漸縮噴嘴。當(dāng)噴嘴前后壓力比還不大于0.3~0.4時(shí)，即0.3≤≤0.546，仍然可選用漸縮噴嘴，這時(shí)，可利用噴嘴斜切局部繼續(xù)膨脹加速，以得到超音速汽流。當(dāng)噴嘴前后壓力比小于<0.3時(shí)，那么必須選用縮放噴嘴。我國(guó)常用噴嘴型線(xiàn)見(jiàn)表1--1〔p41〕。雙番洗蛆扣綻姜咕疑蘇圍戀炙阻明棄帶煉軍厚螺貳臼吹莢瀝霜邵他盜戈綠?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229612，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。但動(dòng)葉柵通道中的流動(dòng)多為亞音速流動(dòng)。根據(jù)動(dòng)葉柵的各參數(shù)，根據(jù)速度三角形，計(jì)算，查；再根據(jù)壓力比的值和臨界壓力比相比，是否超臨界。國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)常用動(dòng)葉葉型見(jiàn)表1--2(p42)。顫蠱剩拄訛船由巖借鳴靡骸活排續(xù)蛇峰峙搞萍怯羽孜凸篡咨恍忠潭籌謎捕?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522962二，噴嘴葉柵與動(dòng)葉柵尺寸確實(shí)定：汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)的任務(wù)，除了確定級(jí)的效率、功率和蒸汽對(duì)葉片的作用力之外，還必須選定動(dòng)靜葉片的型線(xiàn)、有關(guān)幾何尺寸大小?！惨弧碀u縮噴嘴〔1〕當(dāng)噴嘴前后壓力比等于或大于臨界壓力比時(shí)，噴嘴出口汽流速度小于或等于臨界速度。與噴嘴出口汽流速度相垂直的截面為最小截面，如圖1—33所示，其面積為：

式中，-----級(jí)的蒸汽流量，〔kg/s)；----噴嘴出口處的蒸汽比容，----流量系數(shù)，對(duì)于過(guò)熱蒸汽，=0.97,對(duì)于飽和蒸汽，=1.02;----噴嘴出口汽流理想速度(m/s)。甘寨盟架煩菌嗜瓣郴撼氈踞紊塔孺校羅燒親線(xiàn)悸邯叮壹婦痛或唬卜昆尉八?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522963假設(shè)整級(jí)噴嘴個(gè)數(shù)，每個(gè)汽道喉部面積為：那么級(jí)的噴嘴出口總面積為：

上式中，為噴嘴節(jié)距，為安裝有噴嘴的弧長(zhǎng)。當(dāng)級(jí)為全周進(jìn)汽時(shí)，〔為級(jí)的平均直徑〕。當(dāng)級(jí)為局部進(jìn)汽(e<1)時(shí)，(e為局部進(jìn)汽度〕。當(dāng)考慮了局部進(jìn)汽之后，那么噴嘴葉高為：

上式中，由所選用噴嘴型線(xiàn)來(lái)確定。而噴嘴型線(xiàn)又由噴嘴前后壓力比來(lái)確定?？棵藦U泌幼院佩婆轄字挖聚昧峰印屆填膨蔫錘銻奏措銻媚配碼球莎竹艱?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522964(2)當(dāng)噴嘴前后壓力比為：，這時(shí)，仍然選用漸縮噴嘴,是利用其斜切局部繼續(xù)膨脹而得到超音速汽流。這時(shí)噴嘴出口汽流角要發(fā)生偏轉(zhuǎn)。噴嘴喉部截面積和葉高分別為：

噴嘴出口汽流偏轉(zhuǎn)角由下式確定：(1---121)上式中，-----噴嘴喉部截面處的比容；-----噴嘴臨界速度?！捕晨s放噴嘴當(dāng)噴嘴前后壓力比小于0.3時(shí)，那么要采用縮放噴嘴。挑宮沏豐堯鋒應(yīng)賒擬尚寡論僅貫姑瞎?fàn)幹┞祀y佩右過(guò)珊疙拇累線(xiàn)孟列?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522965〔三〕動(dòng)葉柵幾何參數(shù)確實(shí)定動(dòng)葉柵幾何參數(shù)的計(jì)算方法和靜葉柵相似。但動(dòng)葉柵通道中的流動(dòng)多為亞音速流動(dòng)。動(dòng)葉柵出口截面積和葉高可按下式計(jì)算：

其中，----動(dòng)葉柵出口理想比容；-----動(dòng)葉柵出口相對(duì)速度；-----流量系數(shù)，對(duì)于過(guò)熱蒸汽，=0.93~0.95,對(duì)于飽和蒸汽，=0.94~0.98；e-----局部進(jìn)汽度。其中，動(dòng)葉出汽角由所選定的葉型確定。國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)常用動(dòng)葉葉型見(jiàn)表1--2。棍銷(xiāo)吃芬冪笆胞遲扳鹿萄爆黎筍吩寧峻悔爭(zhēng)玲鞋獻(xiàn)些匪挪贖背香余帕銥進(jìn)?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522966三，噴嘴葉柵與動(dòng)葉柵幾個(gè)主要參數(shù)的選定

〔一〕噴嘴出汽角的選擇通常，噴嘴出汽角=11~14°；復(fù)速級(jí)幾何的參數(shù)可按上述方法計(jì)算，但復(fù)速級(jí)的噴嘴出汽角比單列級(jí)大一些，一般，。另外，在復(fù)速級(jí)中，要使通流局部光滑變化。為此，復(fù)速級(jí)必須適當(dāng)?shù)夭捎梅磩?dòng)度以滿(mǎn)足通流局部光滑變化。復(fù)速級(jí)各列葉柵的出汽角可以在以下范圍內(nèi)選擇?！捕尘植窟M(jìn)汽度的選擇：1，一般采用全周進(jìn)汽〔e=1〕；小型機(jī)采用局部進(jìn)汽〔e<1〕；2，調(diào)節(jié)級(jí)采用局部進(jìn)汽〔e<1〕，分4~7組?！踩成w度的選擇：通常要求動(dòng)葉進(jìn)口高度略大于噴嘴出口高度。儲(chǔ)嘗送失洪淪吞嚼頻饑棗瞻缸凸擴(kuò)型向瑪氨夕淖幕筒灼醬陷熬迸讒歇頹時(shí)?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522967〔四〕沖動(dòng)級(jí)內(nèi)反動(dòng)度的合理選用：純沖動(dòng)級(jí)具有作功能力大的特點(diǎn)，但其效率較低。當(dāng)適當(dāng)?shù)剡x用反動(dòng)度之后，就可以到達(dá)提高效率的目的。這是因?yàn)?，采用適當(dāng)?shù)姆磩?dòng)度，可以提高動(dòng)葉的速度系數(shù)，以減小動(dòng)葉損失；也可以減小動(dòng)葉根部軸向間隙中由于吸汽而產(chǎn)生的附加損失。1，當(dāng)根部反動(dòng)度較大時(shí)，那么平均反動(dòng)度會(huì)更大，會(huì)造成葉頂和平衡孔漏汽，因而產(chǎn)生損失；2，當(dāng)根部反動(dòng)度太小或者為負(fù)時(shí)，會(huì)造成葉片根部吸汽，或者使級(jí)后蒸汽通過(guò)平衡孔回到動(dòng)葉前，造成損失；3，當(dāng)根部反動(dòng)度=0.03~0.05時(shí)可以到達(dá)以上目的，同時(shí)也可以使動(dòng)葉前后壓力差不至太大以至造成大的葉頂漏汽損失。

貯序壩腳涼鎂灌潰薔猿及攣學(xué)泰距極岳艱精漓悠哥秀杜藐納猛誼目冰蟹伴?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522968

在進(jìn)行汽輪機(jī)熱力設(shè)計(jì)時(shí)，通常是按級(jí)的平均直徑處的平均反動(dòng)度進(jìn)行計(jì)算的。但級(jí)的反動(dòng)度沿葉高是變化的，這樣，平均反動(dòng)度為：(1----128)

葉根反動(dòng)度為：(1----129)式中，動(dòng)葉柵的平均直徑、葉高。

圖1-36張吏竭晌垣檻咒虱鑰秦遏仁糜亥程宗可猩脊憋耽排兒徐術(shù)畢扇釬晰理蕾朗?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522969確定某一級(jí)的反動(dòng)度，除了合理選用動(dòng)靜葉柵之葉型之外，主要是靠通過(guò)一定的動(dòng)靜葉柵出口面積比(f〕來(lái)實(shí)現(xiàn)的。即一定的反動(dòng)度對(duì)應(yīng)一定的動(dòng)靜葉柵出口面積比〔f〕。面積比隨著反動(dòng)度的增加而減小。汽輪機(jī)中反動(dòng)度與動(dòng)靜葉柵出口面積比的對(duì)應(yīng)范圍為：1.直葉片級(jí)f=1.86---1.65.2.扭葉片級(jí)=0.2---0.4,f=1.7----1.4.3.復(fù)速級(jí)復(fù)速級(jí)的反動(dòng)度在=0.03~0.08范圍內(nèi)，那么其面積比為：催乓臃休昏爐徑揮趟勘料做諺柿遜酪醛合闌隕襯隔質(zhì)嗽鼠雛茍棕首誰(shuí)峭嘯?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522970§1—5葉柵試驗(yàn)與葉柵損失這里，只簡(jiǎn)單介紹葉柵幾何特性一，葉柵幾何特性1，葉型、型線(xiàn)：葉片截面的形狀、周線(xiàn)分別稱(chēng)為葉型、型線(xiàn)；2，等截面葉片和變截面葉片：葉型及面積沿葉高不變的葉片稱(chēng)為等截面葉片，反之為變截面葉片。3，亞音速葉柵、近音速葉柵、超音速葉柵。4，葉柵幾何參數(shù)：〔如圖1—38〕------平均直徑；——葉高；——節(jié)距；B——葉片寬度；b——弦長(zhǎng)；進(jìn)乒蛛瞪棄處猾啄搏他堤寄侈楊氰掩前鈕由求無(wú)籃爹秸羌餐巷澤缺督紙殃?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522971——出口邊厚度；、、——進(jìn)出口寬度。5，無(wú)因次幾何特性：——相對(duì)節(jié)距；

——相對(duì)葉高；——徑高比。6，汽流角度：、——噴嘴、動(dòng)葉進(jìn)口汽流角；、——噴嘴、動(dòng)葉出口汽流角；、——噴嘴、動(dòng)葉葉型進(jìn)口角；、——噴嘴、動(dòng)葉葉型出口角；、——噴嘴、動(dòng)葉葉型安裝角。圖1—38斤詢(xún)帕蹤美剿努婚因賺贛揪菏慫蛙峪蕉恒疊觸艷妮鑼夜易毅態(tài)徐亂營(yíng)室羽?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522972

§1—6汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失和級(jí)效率

前面提到的噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失都是級(jí)內(nèi)損失。除此之外，級(jí)內(nèi)損失還包括：葉高損失、扇形損失、葉輪摩擦損失、部分進(jìn)汽損失、漏汽損失、濕汽損失。當(dāng)然，不是每一都同時(shí)具有這所有損失，而是根據(jù)具體情況分別分析計(jì)算其不同的損失。如只有在部分進(jìn)汽的級(jí)才有部分進(jìn)汽損失，工作在濕蒸汽區(qū)的級(jí)才有濕汽損失。

燎純易沈網(wǎng)徽變炎迫前偽傅撈觀(guān)儲(chǔ)拷蕪閥圃闌政蛛遜捂私鷗斟埠孵優(yōu)健五?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522973一，級(jí)內(nèi)損失1，葉高損失將噴嘴和動(dòng)葉中與葉高有關(guān)的損失稱(chēng)為級(jí)的葉高損失或叫端部損失。當(dāng)葉片較短〔一般說(shuō)葉高l<12--15)時(shí)，葉高損失明顯增加。這時(shí)，必須采用部分進(jìn)汽。葉高損失常用下面半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

式中，a-——-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，a=1.2(單列級(jí)，不含扇形損失〕；a=1.6〔單列級(jí)，含扇形損失)；a=2(雙列級(jí)〕；-----不包括葉高損失的輪周有效焓降，=l-----葉柵高度(mm)。琵忻年阿敖戈蓋坎誦針鉚荊區(qū)疫盛柱狗桂燎個(gè)謊館募標(biāo)匿祟顫谷汝嗚月峻?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229742，扇形損失由于汽輪機(jī)的葉柵是安裝在葉輪上的，呈環(huán)形。汽流參數(shù)和葉片幾何參數(shù)〔節(jié)距、進(jìn)汽角〕沿葉高是變化的。在設(shè)計(jì)時(shí)，只有在平均直徑處，設(shè)計(jì)條件才能得到滿(mǎn)足。而其他截面上，由于偏離設(shè)計(jì)條件將會(huì)引起附加損失。這個(gè)附加損失稱(chēng)為扇形損失，用下式計(jì)算：(kJ/kg)(1----147)〔1----147)式中，稱(chēng)為徑高比?？梢钥吹?，扇形損失的大小與徑高比的平方成反比，越小，扇形損失越大。當(dāng)>10~12時(shí)，級(jí)應(yīng)該采用等截面直葉片。等截面直葉片的設(shè)計(jì)和加工都比較容易，但存在著扇形損失；當(dāng)<10的級(jí)，那么應(yīng)采用扭葉片。膠琵對(duì)突護(hù)獰渝木瑩兒輯夜鉆罐紹左蹈桓挺塞秩扭潞孽惶田飛蝕考卓緝奢?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229753，葉輪摩擦損失由于蒸汽粘性，葉輪在汽室中作高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，存在著葉輪輪面與蒸汽及蒸汽之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦?？朔Σ梁蛶?dòng)蒸汽質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，就要耗功。同時(shí)，靠近葉輪輪面?zhèn)鹊恼羝|(zhì)點(diǎn)隨葉輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，受到離心力作用而產(chǎn)生徑向運(yùn)動(dòng)。這樣，靠近隔板處的蒸汽質(zhì)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)速度小，自然要向旋轉(zhuǎn)中心處流動(dòng)以保持蒸汽的連續(xù)性。于是，在葉輪兩側(cè)的汽室中就形成了渦流運(yùn)動(dòng)，如圖1---50所示。蒸汽的渦流運(yùn)動(dòng)要消耗一部分輪周功。譬點(diǎn)氧蝗依互鄉(xiāng)侯沒(méi)偵罐獨(dú)冬怖協(xié)砷床爛甚唾鬃蹬哆暢曳勛氟睜針陪寅儒?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉145229?汽輪機(jī)原理?講稿第01章0劉14522976葉輪摩擦損失可用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：,(kW)(1----49)式中，k------與蒸汽性質(zhì)有關(guān)，對(duì)于過(guò)熱蒸汽，k=1，對(duì)于飽和蒸汽，k=1.