熱能與動力工程概論 第三章 葉片式流體機(jī)械修改課件

第三章葉片式流體機(jī)械2022/11/161第一節(jié)葉輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍第二節(jié)葉片式機(jī)的主要性能參數(shù)

第三節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理第四節(jié)蒸汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理第三章葉片式流體機(jī)械2022/11/111第一節(jié)葉輪機(jī)的在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：教材其余課件及動畫素材請查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)QQ:349134187

或者直接輸入下面地址：在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：http://www.shangfuwang第一節(jié)葉輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍2022/11/163一、葉片式流體機(jī)械概述葉片式流體機(jī)械中，能量轉(zhuǎn)換是在連續(xù)繞流葉片的介質(zhì)與葉輪之間進(jìn)行的，葉片與流體的相互作用力是慣性力。葉片使介質(zhì)的速度（大小和方向）都發(fā)生變化，產(chǎn)生這種變化葉片要克服流體的慣性力，從而引起對葉片的反作用力。最典型的葉片式流體機(jī)械：可逆式水泵水輪機(jī)工作機(jī)方向——泵動力機(jī)方向——水輪機(jī)第一節(jié)葉輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍2022/11/113一、葉片根據(jù)流體在葉輪內(nèi)壓力和速度的變化情況，葉片式流體機(jī)械可分為反擊式和沖擊式兩類流體機(jī)械。反擊式：葉輪內(nèi)流體的壓力和速度都發(fā)生變化，既交換動能又交換勢能。

2022/11/164根據(jù)流體在葉輪內(nèi)壓力和速度的變化情況，葉片式流體機(jī)械可分為反2022/11/165沖擊式：葉輪內(nèi)流體只是速度發(fā)生變化，只交換動能。2022/11/115沖擊式：葉輪內(nèi)流體只是速度發(fā)生變化，只2022/11/166二、葉片式流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)兩類部件：除轉(zhuǎn)輪外的其他過流部件：蝸殼、固定導(dǎo)葉、活動導(dǎo)葉、尾水管（水輪機(jī)）除過流部件外的其他部件：軸、軸承、密封、調(diào)節(jié)控制部件、殼體等。為適應(yīng)不同的要求，型式多樣，結(jié)構(gòu)形式種類很多。2022/11/116二、葉片式流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)1、葉輪的配置方式：多級式流體機(jī)械：目的：達(dá)到高水頭或高能頭。

要達(dá)到高水頭（揚(yáng)程或壓力）轉(zhuǎn)速要求很高，受強(qiáng)度限制，單級式所能產(chǎn)生的能量頭有限。所以用多級來實(shí)現(xiàn)，逐級升高或降壓，中間有固定導(dǎo)流葉柵。多級式配置可分為多級式配置串聯(lián)以及多級式配置并聯(lián)。

2022/11/1672022/11/1172022/11/168多級配置串聯(lián)：多級配置并聯(lián)：2022/11/118多級配置串聯(lián)：多級配置并聯(lián)：2022/11/1692、水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)（1）整體結(jié)構(gòu)按軸的安裝方向分為：立式和臥式。按水的流動方向分為：軸流式、貫流式、混流式、斜流式等。2022/11/1192、水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)1）軸流式水輪機(jī)組成：

引水室（蝸殼）、導(dǎo)水機(jī)械、轉(zhuǎn)輪、尾水管、軸、軸承、傳動機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)輪區(qū)（葉片部分）水流流線軸面投影為軸向——所以稱為軸流式水輪機(jī)。按葉片是否可在輪轂上轉(zhuǎn)動分為：轉(zhuǎn)槳、定槳兩類。水流流動過程：

蝸殼——固定導(dǎo)葉——活動導(dǎo)葉

——轉(zhuǎn)輪。2022/11/16101）軸流式水輪機(jī)2022/11/11102）貫流式水輪機(jī)（一般為臥式機(jī)組）特點(diǎn)：轉(zhuǎn)輪與軸流式相同，引水室與轉(zhuǎn)輪區(qū)、尾水管等軸向貫通，水流沒有明顯拐彎，沒有蝸殼，傘式活動導(dǎo)葉。由于外緣線速度大，密封面積大，稱為全貫流機(jī)組。全貫流機(jī)組用得少，實(shí)踐中，一般用半貫流水輪機(jī)。2022/11/16112）貫流式水輪機(jī)（一般為臥式機(jī)組）2022/11/11113）混流式水輪機(jī)除轉(zhuǎn)輪外，其他部分與軸流式相同。水流在混流式轉(zhuǎn)輪內(nèi)運(yùn)動，先徑向流入，再軸向流出。4）斜流式水輪機(jī)斜流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)與軸流式類似，轉(zhuǎn)輪葉片軸線與機(jī)器軸線成30°~60°的夾角，而水流在轉(zhuǎn)輪內(nèi)與葉片轉(zhuǎn)軸成90°角。5）切擊式水輪機(jī)小型的有雙擊式、斜擊式水輪機(jī)。水流在壓力作用下由噴嘴高速射出，形成動能水流并沖擊水斗式葉片，將動能傳遞給葉片做功。水流切線方向進(jìn)入葉片，所以稱為切擊式。2022/11/16123）混流式水輪機(jī)2022/11/1112（2）水輪機(jī)的過流部件引水室、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、尾水管組成水輪機(jī)的過流系統(tǒng)。1）引水室作用：是按需要的速度（大小、方向）將水流引入轉(zhuǎn)輪形式：開式（或明槽式）、閉式兩種。開式結(jié)構(gòu)水力損失小，但尺寸大，用于小型水電站。閉式又稱蝸殼式。2）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)作用：控制和調(diào)節(jié)水輪機(jī)流量，改變水輪機(jī)的出力，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、活動導(dǎo)葉還用來改變水流方向，適應(yīng)轉(zhuǎn)輪進(jìn)口要求的水流條件。動作：

電調(diào)速器——導(dǎo)葉接力器——控制環(huán)——連桿——轉(zhuǎn)臂——導(dǎo)葉繞自身軸旋轉(zhuǎn)——改變水流方向及過水?dāng)嗝婷娣e。2022/11/1613（2）水輪機(jī)的過流部件2022/11/11133）轉(zhuǎn)輪：根據(jù)水流在轉(zhuǎn)輪內(nèi)運(yùn)動的方向分為四種混流式轉(zhuǎn)輪：上冠、下環(huán)、葉片組成。軸流式轉(zhuǎn)輪：輪轂、葉片、泄水錐組成。輪轂內(nèi)有轉(zhuǎn)槳機(jī)構(gòu)。斜流式轉(zhuǎn)輪：葉軸與主軸交角，其余與軸流式相同。切擊式轉(zhuǎn)輪：圓盤上安裝若干水斗組成。4）尾水管作用：將轉(zhuǎn)輪出口水流引至下游，并利用轉(zhuǎn)輪出口水流的部分能量。形式：直錐形（水力性能好，開挖大）、肘形管式。5）噴嘴與噴針噴嘴與噴針用于沖擊式水輪機(jī)，噴嘴形成沖擊射流，噴針用來調(diào)節(jié)流量。2022/11/16143）轉(zhuǎn)輪：根據(jù)水流在轉(zhuǎn)輪內(nèi)運(yùn)動的方向分為四種2022/11/3、葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)（1）單級單吸懸臂式離心泵優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、零件通用性好缺點(diǎn)：受力情況不好、占地面積大（2）單級雙吸水平中開離心泵優(yōu)點(diǎn)：兩端支撐受力情況好安裝檢修方便，開蓋即可取轉(zhuǎn)子缺點(diǎn)：零件形狀復(fù)雜、重量大2022/11/16153、葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)2022/11/1115（3）軸流泵軸流泵的葉輪與軸流水輪機(jī)類似，分為轉(zhuǎn)槳和定槳，一般采用單級。（4）節(jié)段式多級泵優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、占地小可改變級數(shù)適應(yīng)不同的揚(yáng)程缺點(diǎn)：安裝檢修不方便2022/11/1616節(jié)段式多級泵（3）軸流泵2022/11/1116節(jié)段式多級泵（5）多級離心式壓縮機(jī)（6）廢氣增壓渦輪機(jī)組由一臺燃?xì)廨啓C(jī)和一臺離心式壓縮機(jī)組成。（7）航空發(fā)動機(jī)用離心式壓縮機(jī)高溫燃?xì)馔苿訙u輪旋轉(zhuǎn)，渦輪同時(shí)帶動螺旋槳和壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)。渦輪排出的燃?xì)鈴膰娍趪姵?，將再產(chǎn)生一部分推力。（8）立式軸流泵立式軸流泵的葉輪與軸流式水輪機(jī)相同。軸流泵分為轉(zhuǎn)槳與定槳兩種。（9）多級軸流式壓縮機(jī)軸流泵通常只用單級，但軸流式壓縮機(jī)通常是多級的，且級數(shù)很多。2022/11/1617（5）多級離心式壓縮機(jī)2022/11/11174、葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的過流部件（1）

吸入室作用：按要求的速度和方向?qū)⒘黧w引入葉輪型式：直錐管形、彎管形、半螺旋形及環(huán)形等形狀（2）葉輪泵和壓縮機(jī)的葉輪基本形態(tài)相同，都可分為離心式、混流式和軸流式。（3）壓水室與擴(kuò)壓元件作用：收集介質(zhì)送往下一級或管道中，同時(shí)將介質(zhì)的一部分速度能轉(zhuǎn)換成為壓力能以進(jìn)一步提高壓力。2022/11/16184、葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的過流部件2022/11/1118三、葉片式流體機(jī)械的應(yīng)用范圍1.電力行業(yè)目前的電力生產(chǎn)主要是熱力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電。在核電站中，二次蒸汽回路中需用與火電站相同的泵，一次回路中主循環(huán)泵是該回路的唯一回轉(zhuǎn)機(jī)械，高溫高壓下工作，為關(guān)鍵設(shè)備之一。下表給出了核電站用泵參數(shù)。2022/11/1619三、葉片式流體機(jī)械的應(yīng)用范圍2022/11/1119水輪機(jī)是水力發(fā)電的關(guān)鍵部件。水力發(fā)電的生產(chǎn)過程主要有主機(jī)系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)。除水輪機(jī)外，水電廠油氣水等輔機(jī)系統(tǒng)中，也要應(yīng)用大量的水泵、油泵、壓縮機(jī)等流體機(jī)械。2、水利工程水利工程（灌溉、排澇、供水），都需要相應(yīng)容量的泵。大型引水提水工程中應(yīng)用到大型高揚(yáng)程（離心泵）、大型大流量可調(diào)泵（軸流混流泵）。排水排澇應(yīng)用低揚(yáng)程大流量泵的應(yīng)用。節(jié)水灌溉技術(shù)也大量用泵或其他形式的流體機(jī)械。2022/11/1620水輪機(jī)是水力發(fā)電的關(guān)鍵部件。2022/11/11203、化學(xué)工業(yè)化工裝置大型化對泵和壓縮機(jī)的性能參數(shù)的要求越來越高?；ち鞒逃帽煤蛪嚎s機(jī)經(jīng)常需要輸送特殊的介質(zhì)，對泵和壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)制造提出了各種特殊要求。4、石油工業(yè)泵和壓縮機(jī)是石油天然氣鉆探、開采、傳輸和加工過程中的重要設(shè)備。5、鋼鐵工業(yè)鋼鐵的冶煉過程中需要大量的空氣和氧氣支持燃燒，因此需要風(fēng)機(jī)。生產(chǎn)過程中也需要消耗大量的水，在供水和水處理方面使用泵的數(shù)量也很多。高爐鼓風(fēng)機(jī)通常使用軸流壓縮機(jī)。2022/11/16213、化學(xué)工業(yè)2022/11/11216、動力工程燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)渦輪增壓機(jī)動力風(fēng)源液力傳動裝置7、制冷與低溫空調(diào)壓縮機(jī)——制冷裝置中的重要設(shè)備膨脹機(jī)——使氣體（制冷劑）實(shí)現(xiàn)絕熱等熵膨脹2022/11/16226、動力工程2022/11/11228、采礦工業(yè)礦井的排水與通風(fēng)需要配備大量的泵和風(fēng)機(jī)碴漿泵用來輸送物料9、航天技術(shù)燃料輸送泵是火箭發(fā)動機(jī)的重要組成部分，常采用液壓裝置作為執(zhí)行元件，用特殊的離心泵作為液壓系統(tǒng)動力源。10、其他環(huán)境工程其他多種高技術(shù)設(shè)備，液壓控制都離不開流體機(jī)械。2022/11/16238、采礦工業(yè)2022/11/1123第二節(jié)葉片式流體機(jī)械的主要性能參數(shù)2022/11/1624流體機(jī)械的性能參數(shù)定義：表示流體機(jī)械性能的一些參數(shù)包括：流量、能頭、轉(zhuǎn)速、功率、效率等。一、流量定義：單位時(shí)間內(nèi)通過機(jī)器的介質(zhì)的（體積或質(zhì)量）的量。流量表示質(zhì)量守恒定理如果機(jī)器不泄漏，通過機(jī)器各個(gè)過流斷面的質(zhì)量流量是相同的。第二節(jié)葉片式流體機(jī)械的主要性能參數(shù)2022/11/1124二、能量頭——葉輪式流體機(jī)械的重要參數(shù)定義：

單位質(zhì)量（或體積）介質(zhì)通過葉輪與機(jī)器所交換的能量，即機(jī)器進(jìn)出口斷面單位質(zhì)量（或體積）介質(zhì)所具有的能量差。以液體為介質(zhì)的水泵和水輪機(jī)，常用液柱高表示單位重力液體的能量，單位為m，方便直觀。對于不可壓縮流體，可以不考慮內(nèi)能的變化，能量差可以用機(jī)器的進(jìn)出口斷面的壓能、動能、位能表示。單位重量液體能量的差值H在水輪機(jī)中稱為水頭，在葉片泵中稱為揚(yáng)程2022/11/1625二、能量頭——葉輪式流體機(jī)械的重要參數(shù)2022/11/112用“1”表示進(jìn)口，“2”表示出口，則：“±”號分別表示水泵的揚(yáng)程和水輪機(jī)的水頭。水電站靜水頭——上下游水位差Hst電站水頭：此式成立條件：水庫面積大，下游河道流速小。2022/11/1626

用“1”表示進(jìn)口，“2”表示出口，則：“±”號分別表示水泵的2022/11/1627對于泵裝置，裝置揚(yáng)程的定義是泵將單位重量液體從一個(gè)容器抽送到另一個(gè)容器所做的功。2022/11/1127對于泵裝置，裝置揚(yáng)程的定義是泵將單位裝置凈揚(yáng)程的意義：

在容器中的流速相對于泵內(nèi)流速很小，則2022/11/1628裝置凈揚(yáng)程的意義：

在容器中的流速相對于泵內(nèi)流速很小，則20能量頭：

機(jī)器進(jìn)出口截面單位質(zhì)量的液體所具有的能量差，用h表示，

這是一個(gè)與重力無關(guān)的能量指標(biāo)。風(fēng)機(jī)的壓升：機(jī)器進(jìn)、出口斷面單位體積（1m3）氣體能量的差值，也簡稱壓力。2022/11/1629能量頭：

機(jī)器進(jìn)出口截面單位質(zhì)量的液體所具有的能量差，用h表2022/11/1630

2022/11/1130

當(dāng)不考慮損失時(shí)，還可寫成2022/11/1631來表示介質(zhì)能量提高的程度。當(dāng)不考慮損失時(shí)，還可寫成

當(dāng)不考慮損失時(shí)，還可寫成2022/11/1131來表示介質(zhì)能2022/11/1632

2022/11/1132

由于損失的存在，機(jī)器功率與流體功率之間有一差值ΔP。用效率來衡量損失的大小，則有上式給出整機(jī)總效率，總損失包括了機(jī)器各部分的各種能量損失。2022/11/1633

由于損失的存在，機(jī)器功率與流體功率之間有一差值ΔP。用效率來2022/11/1634泵與通風(fēng)機(jī)特性曲線2022/11/1134泵與通風(fēng)機(jī)特性曲線一、燃?xì)廨啓C(jī)概述全稱：燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，它是以連續(xù)流動的氣體為工質(zhì)帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ耐馊际絼恿C(jī)械，是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動機(jī)。工作介質(zhì)：從周圍大氣吸入的空氣與活塞式發(fā)動機(jī)相比，具有下列優(yōu)勢：（1）功率大，單臺燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功率可達(dá)數(shù)千瓦以上；（2）在功率相同的條件下，燃?xì)廨啓C(jī)的重量比活塞式發(fā)動機(jī)輕得多；（3）不需要冷卻水系統(tǒng)。第三節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理2022/11/1635一、燃?xì)廨啓C(jī)概述第三節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理2022/11二、燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)燃?xì)廨啓C(jī)有重型和輕型兩類。重型：零件較為厚重，大修周期長，壽命可達(dá)10萬小時(shí)以上。輕型：結(jié)構(gòu)緊湊而輕，所用材料較好，其中以航機(jī)的結(jié)構(gòu)為最緊湊、最輕，但壽命較短。燃?xì)廨啓C(jī)主機(jī)的三大部件：壓氣機(jī)、燃燒室、透平其他組成系統(tǒng)：控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)等。2022/11/1636二、燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)2022/11/11361、壓氣機(jī)功能：利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片對空氣作功以提高空氣壓力主要性能參數(shù)：轉(zhuǎn)速、空氣流量、增壓比和效率等（1）離心式壓氣機(jī)組成：導(dǎo)風(fēng)輪、葉輪、擴(kuò)壓器等優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單工作可靠，性能比較穩(wěn)定缺點(diǎn)：效率較低，迎風(fēng)面積大。2022/11/1637離心式壓氣機(jī)1、壓氣機(jī)2022/11/1137離心式壓氣機(jī)2022/11/1638（2）軸流式壓氣機(jī)組成：轉(zhuǎn)子（工作輪）、靜子（整流器）分類按工作原理和構(gòu)造型式分為：活塞式壓氣機(jī)、葉輪式壓氣機(jī)、羅茨式壓氣機(jī)；按氣流的相對速度：亞音速、跨亞音速和超音速。軸流式壓氣機(jī)2022/11/1138（2）軸流式壓氣機(jī)軸流式壓氣機(jī)2、燃燒室燃燒室位于壓氣機(jī)與渦輪之間，由燃燒室殼體、火焰筒、點(diǎn)火器、噴嘴、旋流器等部件及一些小零件組成。2022/11/1639圖燃燒室的結(jié)構(gòu)1-外殼；2-火焰管；3-冷卻魚鱗孔；4-點(diǎn)火器；5-過渡錐頂；6-配氣蓋板；7-燃料噴嘴；8-燃燒區(qū)；9-混合區(qū)；10-旋流器；11-一次射流孔；12-混合射流孔；13-環(huán)腔；14-燃?xì)鈱?dǎo)管2022/11/1139圖燃燒室的結(jié)構(gòu)（1）分管型燃燒室每個(gè)圓管火焰管有各自的外殼，組成一個(gè)單管。各個(gè)單管之間有聯(lián)焰管傳焰。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)試用氣量少；

強(qiáng)度和剛性好；

裝拆維護(hù)方便。缺點(diǎn)：迎風(fēng)面積最大；

空間利用率低；

重量最大；

與壓氣機(jī)出口環(huán)形氣流配合不好；

很難得到周向均勻的溫度場。2022/11/1640（1）分管型燃燒室2022/11/11402022/11/1641（2）環(huán)管型燃燒室把幾個(gè)單獨(dú)的火焰管放在一個(gè)環(huán)形外殼內(nèi)，火焰管之間有聯(lián)焰管進(jìn)行傳焰。優(yōu)點(diǎn)：迎風(fēng)面積較小；用含1~3個(gè)火焰管的試件可試驗(yàn)，無需很大的氣源；缺點(diǎn)：氣動布局差，擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)困難；出口燃?xì)庵芟驕囟葓霾蝗绛h(huán)形燃燒室好；重量比環(huán)形燃燒室重。2022/11/1141（2）環(huán)管型燃燒室2022/11/1642（3）環(huán)型燃燒室火焰管及殼體都是同心環(huán)結(jié)構(gòu)，無聯(lián)焰管。優(yōu)點(diǎn)：空間利用率最高，迎風(fēng)面積最?。?/p>

能與壓氣機(jī)配合獲得最佳氣動設(shè)計(jì)，壓力損失最??；

可獲得均勻的出口周向溫度場。缺點(diǎn)：調(diào)試時(shí)需要大型氣源；

火焰管剛性差；

裝拆維修困難。2022/11/1142（3）環(huán)型燃燒室3、

渦輪組成：導(dǎo)向器及機(jī)匣、轉(zhuǎn)子及支承系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)工作特點(diǎn)：溫度很高，分布不均勻；轉(zhuǎn)速高，因此離心負(fù)荷大，平衡困難；功率大，且級數(shù)少。技術(shù)要求：高效率

尺寸小且結(jié)構(gòu)緊湊

足夠的強(qiáng)度

熱定心好

熱應(yīng)力小

好的冷卻系統(tǒng)和合適的材料2022/11/16433、渦輪2022/11/11432022/11/1644（1）渦輪轉(zhuǎn)子渦輪轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)由工作葉片、渦輪盤以及渦輪軸組成。特點(diǎn)：工作葉片厚且橫截面彎曲大；截面沿高度變化大；通道為收斂型；做功量大，通道形式為內(nèi)徑或等中徑。（2）渦輪盤工作條件：高轉(zhuǎn)速和溫度沿半徑方向分布不均勻剖面形狀：一般為對稱、開孔且邊緣加厚

2022/11/1144（1）渦輪轉(zhuǎn)子（3）轉(zhuǎn)子（4）渦輪靜子組成：機(jī)匣、導(dǎo)向器（5）冷卻系統(tǒng)目的：提高渦輪前溫度、溫度場均勻減小熱應(yīng)力；減低零件的溫度以及使燃?xì)馀c零件分開。4、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的主要輔助系統(tǒng)（1）進(jìn)氣系統(tǒng)（2）排氣系統(tǒng)（3）啟動系統(tǒng)（4）燃料系統(tǒng)（5）電器部分、專用的控制系統(tǒng)等2022/11/1645（3）轉(zhuǎn)子4、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的主要輔助系統(tǒng)2022/11三、燃?xì)廨啓C(jī)工作原理壓氣機(jī)連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮。壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃燒,成為高溫燃?xì)?，隨即流入燃?xì)馔钙街信蛎涀鞴Γ苿油钙饺~輪帶著壓氣機(jī)葉輪一起旋轉(zhuǎn)。燃?xì)廨啓C(jī)的工作過程：簡單循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)和復(fù)雜循環(huán)。開式循環(huán)：工質(zhì)來自大氣，最后又排至大氣。影響燃?xì)廨啓C(jī)效率的兩個(gè)主要因素：

燃?xì)獬鯗亍簹鈾C(jī)的壓縮比提高燃?xì)獬鯗?，并相?yīng)提高壓縮比，可使燃?xì)廨啓C(jī)效率顯著提高。2022/11/1646三、燃?xì)廨啓C(jī)工作原理2022/11/11462022/11/16471、壓氣機(jī)工作原理壓氣機(jī)的作用：將外界空氣吸入并壓縮到一定壓力，形成連續(xù)的由前向后的空氣流動。（1）級的壓縮原理經(jīng)壓氣機(jī)多級壓縮后，空氣壓力便逐級提高到規(guī)定值。（2）進(jìn)氣導(dǎo)向器工作原理壓氣機(jī)的進(jìn)口處安裝正預(yù)旋進(jìn)氣導(dǎo)向器后，使氣流預(yù)先沿工作輪扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使進(jìn)入第一級工作輪的氣流相對速度較小，從而減小了損失，提高壓氣機(jī)的效率。2022/11/11471、壓氣機(jī)工作原理2、燃燒室工作原理將燃料與高壓空氣混合，點(diǎn)火燃燒，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的一種組件。2022/11/1648氣流在燃燒室內(nèi)的流動情況2、燃燒室工作原理2022/11/1148氣流在燃燒室內(nèi)的流3、渦輪工作原理渦輪的作用：將經(jīng)壓氣機(jī)壓縮和燃燒室加溫的燃?xì)饬鞯臒崮?，轉(zhuǎn)變?yōu)閹訅簹鈾C(jī)、附件傳動及輸出軸輸出功率。渦輪按能量轉(zhuǎn)換過程的不同分為沖擊式和反應(yīng)式兩種。2022/11/1649渦輪工作原理3、渦輪工作原理2022/11/1149渦輪工作原理2022/11/16502022/11/11502022/11/16512022/11/1151一、蒸汽輪機(jī)概述蒸汽輪機(jī)全稱叫蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)，是一種擷?。▽⑺訜岷笮纬傻模┧羝畡幽苻D(zhuǎn)換為渦輪轉(zhuǎn)動的動能的機(jī)械。它通過燃燒燃料（煤或油等），將水加熱成高壓水蒸氣，水蒸氣從噴嘴中高速噴出，推動葉輪轉(zhuǎn)動，以達(dá)到熱能轉(zhuǎn)換成動能。利用蒸汽使葉輪轉(zhuǎn)動的機(jī)器叫“蒸汽輪機(jī)”或“汽輪機(jī)”。優(yōu)點(diǎn)：功率大、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、易損件少，運(yùn)行安全可靠，調(diào)速方便、振動小、噪音小、防爆等。蒸汽輪機(jī)種類繁多，可根據(jù)其工作原理、性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類。第四節(jié) 蒸汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理2022/11/1652一、蒸汽輪機(jī)概述第四節(jié) 蒸汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理2022/1二、蒸汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)與作用原理蒸汽輪機(jī)由一個(gè)中央很厚的鋼盤和鋼盤外沿弧形葉片所組成。汽輪機(jī)包括汽輪機(jī)本體、調(diào)節(jié)保安裝置及輔助設(shè)備三大部分。汽輪機(jī)的本體結(jié)構(gòu)一般可分為靜止部分和轉(zhuǎn)動部分。靜止部分包括汽缸、進(jìn)汽部分、噴嘴、隔板、汽封、滑銷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和軸承等部件。轉(zhuǎn)動部分包括主軸、葉輪、葉片和聯(lián)軸器等。2022/11/16532022/11/1153背壓式工業(yè)汽輪機(jī)

2022/11/1654凝氣式汽輪機(jī)背壓式工業(yè)汽輪機(jī)2022/11/1154凝氣式汽輪機(jī)1、靜止部分（1）汽缸作用：將蒸汽與大氣隔絕，形成蒸汽完成能量轉(zhuǎn)換的封閉空間。此外，它還要支撐汽輪機(jī)的其他靜止部件，如：隔板、隔板套、噴嘴汽室等。汽缸一般做成水平中分形式按蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)流動的特點(diǎn)，汽缸的高中壓部分承受蒸汽的內(nèi)壓力，低壓部分有一部分缸體承受外部的大氣壓汽輪機(jī)的受力2022/11/16551、靜止部分2022/11/11552022/11/16561）高中壓缸高中壓部分為合并雙層缸結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外缸均為合金鋼鑄造而成，沿水平中分面分為上缸和下缸，上、下缸是用雙頭大螺栓連接。原理：采用雙層缸結(jié)構(gòu)，每層汽缸的壁厚和法蘭尺寸都大大減小，內(nèi)缸承受高溫，而蒸汽的高壓由內(nèi)外缸共同承擔(dān)。高中壓合并汽缸剖面圖2022/11/11561）高中壓缸高中壓合并汽缸剖面圖2）低壓缸1）結(jié)構(gòu)：低壓缸由一個(gè)外缸和兩層內(nèi)缸組成。低壓外缸和內(nèi)缸均由焊接的上缸和下缸組成，外缸垂直分為兩部分，并各在水平中分面上形成上缸和下缸。2）運(yùn)行原理低壓缸剖面圖2022/11/16572）低壓缸低壓缸剖面圖2022/11/1157（2）進(jìn)氣部分指調(diào)節(jié)汽閥后蒸汽進(jìn)入汽缸第一級噴嘴這段區(qū)域。包括調(diào)節(jié)汽閥至噴嘴室的主蒸汽導(dǎo)管、導(dǎo)管與汽缸的連接部分和噴嘴室，是汽缸中承受蒸汽壓力和溫度最高的部分。1）噴嘴室作用：從進(jìn)口管道通入蒸汽并支承噴嘴部件，高壓缸噴嘴室入口是與內(nèi)缸焊接在一起的，并在徑向和周圍方向有導(dǎo)向鍵定位。2）調(diào)節(jié)氣閥再熱主汽門和再熱調(diào)節(jié)汽門組成聯(lián)合汽門，分布在汽輪機(jī)兩側(cè)各一個(gè)，再熱調(diào)節(jié)閥的出口與中壓進(jìn)汽噴嘴之間也采用滑動連接，這兩個(gè)位置均在下缸底部2022/11/1658（2）進(jìn)氣部分2022/11/1158（3）滑銷系統(tǒng)滑銷系統(tǒng)是保證汽缸定向自由膨脹并能保持軸線不變的一種裝置。一般由立銷、橫銷、縱銷、角銷組成。立銷引導(dǎo)氣缸沿軸向和垂直方向自由膨脹；橫銷引導(dǎo)氣缸橫向自由膨脹；縱銷引導(dǎo)氣缸和軸承箱沿軸向自由膨脹；角銷也稱壓板，是防止軸承箱在軸向滑動時(shí)一端翹起。作用：保持汽缸能自由膨脹，以免形成過大應(yīng)力引起變形；保持汽缸和轉(zhuǎn)子的中心一致，避免因機(jī)體膨脹造成中心變化，導(dǎo)致機(jī)組振動或動、靜之間的摩擦；

使汽缸等靜止部件與轉(zhuǎn)子的軸向與徑向間隙符合要求。2022/11/1659（3）滑銷系統(tǒng)2022/11/1159（4）隔板與隔板套1）隔板主要部件：外環(huán)、外圍帶、靜葉柵、內(nèi)圍帶、隔板體等。隔板一般做成沿水平中分的兩塊，便于安裝拆卸隔板上的噴嘴，具有良好的空氣動力性能、足夠的表面光潔度和正確的出汽角。按其結(jié)構(gòu)一般可分為裝配型和焊接型兩種2）隔板套作用：固定隔板。分為上下兩半，二者通過中分面法蘭用螺栓和定位螺栓連接在一起。2022/11/1660（4）隔板與隔板套2022/11/1160（5）氣封汽輪機(jī)高壓端軸封稱為高壓軸封，在單缸汽輪機(jī)中稱為前軸封。低壓端軸封稱為低壓軸封，在單缸汽輪機(jī)中又稱為后軸封。裝在隔板汽封槽中的汽封稱為隔板汽封。裝在隔板上與圍帶配合防止漏汽的又稱為圍帶汽封。1）結(jié)構(gòu)目前廣泛采用的是高低齒型的梳齒結(jié)構(gòu)2）分類按其安裝位置的不同，分為通流部分汽封、隔板（或靜葉環(huán)）汽封、軸端汽封。按結(jié)構(gòu)形式不同，分為曲徑式、碳精式和水封式等。2022/11/1661

高低齒型軸封1-彈簧片；2-軸封套；3-軸封環(huán)；4-軸（5）氣封2022/11/1161高低齒型軸封2022/11/1662（6）噴嘴與噴嘴組1）噴嘴除了采用單個(gè)噴嘴的小汽輪機(jī)外，汽輪機(jī)的級都包括靜葉柵和動葉柵。靜葉柵是由若干個(gè)靜葉片（又稱導(dǎo)葉）構(gòu)成的。2）噴嘴組通常將安裝在調(diào)節(jié)氣室上的噴嘴組合簡稱為噴嘴組，它是由噴嘴組外緣、噴嘴和噴嘴組內(nèi)緣組成。2022/11/1162（6）噴嘴與噴嘴組（7）軸承作用：承受轉(zhuǎn)子全部重力并且確定轉(zhuǎn)子在氣缸中的正確位置。分類支持軸承推力軸承安裝位置支持軸承位于汽輪發(fā)電機(jī)組各轉(zhuǎn)子的端部；推力軸承位于汽輪機(jī)高、中壓或中、低轉(zhuǎn)子間的軸承座內(nèi)或前軸承座內(nèi)。支撐方式貓爪軸承座支撐方式汽缸通過外伸撐腳直接安放在基礎(chǔ)臺板上大功率汽輪機(jī)采用貓爪軸承座支撐方式2022/11/1663（7）軸承2022/11/11632、轉(zhuǎn)動部分汽輪機(jī)所有轉(zhuǎn)動部件的組合體稱為轉(zhuǎn)子。主要包括：主軸、葉輪、葉片等部件。蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子1-危急遮斷器孔；2-軸位移凸肩；3-推力盤；4-前徑向軸承；5-前汽封；6-內(nèi)汽封；7-調(diào)節(jié)級；8-轉(zhuǎn)鼓段；9-低壓段；10-后氣封；11-后徑向軸承擋；12-盤車棘輪；13-盤車油輪；14-聯(lián)軸器擋；15-后端平衡面；16-主平衡面；17-前段平衡面2022/11/16642、轉(zhuǎn)動部分蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子2022/11/1164我國國產(chǎn)機(jī)組主要采用的轉(zhuǎn)子形式：套裝式轉(zhuǎn)子——轉(zhuǎn)子上的葉輪，軸封套，連軸節(jié)等部分是分別加工，熱套在主軸上；鍛件尺寸小，加工方便，質(zhì)量容易得到保障。整鍛式轉(zhuǎn)子——葉輪、軸封、聯(lián)軸節(jié)等部件與主軸系由一整體部件加工而成，無熱套部件；強(qiáng)度和剛度較套裝轉(zhuǎn)子大，結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸短，機(jī)械加工和裝配量小。組合轉(zhuǎn)子；焊接式轉(zhuǎn)子——由若干個(gè)葉輪和兩個(gè)端軸拼焊而成。強(qiáng)度好，相對質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度大。國產(chǎn)中小型、中等參數(shù)以下的機(jī)組的轉(zhuǎn)子都采用套裝式結(jié)構(gòu)。2022/11/1665我國國產(chǎn)機(jī)組主要采用的轉(zhuǎn)子形式：2022/11/11651、葉輪葉輪的結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分：輪緣部分：是安裝葉片的部分，具有與葉根結(jié)構(gòu)相配合的形狀。輪轂部分：通過它葉輪套在軸上。輪體部分：是把輪緣與輪轂聯(lián)成一體的中間部分。2、葉片葉片由葉根、工作部分和頂部組成。1）葉根作用：將葉片固定在葉輪上常用的葉根有：T型、菌型葉根、叉形葉根、樅樹型葉根。2022/11/16661、葉輪2022/11/11662）工作部分工作部分是葉片的主要部分，蒸汽從這里通過，將動能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。3）葉頂一般做成鉚釘狀，上面有套裝圍帶作用：加強(qiáng)葉片強(qiáng)度、減少了漏汽圍帶的幾種形式：鉚接圍帶、整體圍帶、彈性拱型圍帶4）葉片的安裝方式：周向埋入法軸向埋入法徑向跨裝法2022/11/16672）工作部分2022/11/11673、調(diào)速控制系統(tǒng)目的：將汽輪機(jī)穩(wěn)定在一定轉(zhuǎn)速原理：根據(jù)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化的關(guān)系，利用轉(zhuǎn)速變化作為訊號來進(jìn)行調(diào)節(jié)。組成：起動裝置、安全裝置、保安裝置、調(diào)速器、監(jiān)視裝置1）起動裝置作用：打開速關(guān)閥原理：起動裝置由危急保安裝置來的壓力油，作為起動油進(jìn)入起動裝置，隨著操縱桿的移動，滑閥也隨之移動，依次接通起動油壓和速關(guān)油壓，將速關(guān)閥打開。2022/11/16683、調(diào)速控制系統(tǒng)2022/11/11682022/11/16692）安全裝置—速關(guān)閥 位置：水平安裝在汽輪機(jī)汽缸的進(jìn)汽管路上組成：閥體、濾網(wǎng)和油缸等作用：在運(yùn)行中出現(xiàn)事故時(shí)，最短時(shí)間內(nèi)切斷進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽。速關(guān)閥結(jié)構(gòu)圖2022/11/11692）安全裝置—速關(guān)閥 速關(guān)閥結(jié)構(gòu)圖3）保安裝置結(jié)構(gòu)與作用原理結(jié)構(gòu)：危急遮斷滑閥及其殼體通過托架裝在前軸承座上，滑閥可以在襯套中沿水平方向滑動?；y上有兩個(gè)控制凸肩，襯套與滑閥凸肩相應(yīng)的端面起對凸肩的限位和油路的密封作用。原理：當(dāng)汽輪機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，危急保安裝置開始運(yùn)作，將速關(guān)閥的速關(guān)油泄掉，使速關(guān)閥迅速關(guān)閉，切斷汽輪機(jī)進(jìn)汽。危急保安裝置

2022/11/16703）保安裝置結(jié)構(gòu)與作用原理危急保安裝置2022/11/114）電磁閥位置：兩位三通電磁閥裝在進(jìn)入保安系統(tǒng)的壓力油管路上。作用：切斷進(jìn)入危急保安裝置的壓力油。2022/11/16712022/11/11712022/11/16725）錯油門與油動機(jī)油動機(jī)通過錯油門將由調(diào)速器輸出的二次油壓信號轉(zhuǎn)換成油缸活塞的行程，并通過杠桿系統(tǒng)操縱調(diào)節(jié)氣閥的開度，使進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量與所要求的流量或功率相適應(yīng)。錯油門從二次油路中得到信號，并控制作為動力的壓力油進(jìn)入活塞上下腔。6）調(diào)速器常見的調(diào)速器型式：雙脈沖式、SRIV型、WoodwardPG-PL型、WOODWARD505電子調(diào)速器。錯油門與油動機(jī)2022/11/11725）錯油門與油動機(jī)錯油門與油動機(jī)4、輔助設(shè)備（1）沖擊式盤車裝置1）沖擊式盤車裝置結(jié)構(gòu)組成：電磁閥、壓力油缸、活塞、框架2）沖擊式盤車裝置作用原理沖擊式盤車裝置在每次運(yùn)動中都使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一定的角度，以滿足讓轉(zhuǎn)子連續(xù)而有節(jié)奏的轉(zhuǎn)動而不引起危及汽輪機(jī)的再運(yùn)行。2022/11/1673沖擊式盤車裝置結(jié)構(gòu)4、輔助設(shè)備2022/11/1173沖擊式盤車裝置結(jié)構(gòu)（2）油系統(tǒng)設(shè)備及各部分作用油系統(tǒng)組成：貯油箱、油泵、油冷卻器、油過濾器、安全閥、止回閥、調(diào)壓閥、控制閥以及高位油箱、蓄壓器、油管路等。1）油箱作用：儲油、分離空氣、水分和各種機(jī)械雜質(zhì)及氣泡。2）油泵工業(yè)汽輪機(jī)油系統(tǒng)油泵類型：主油泵、輔助油泵和事故油泵等。3）油冷卻器油冷卻器是一種表面式熱交換器，油走管外，冷卻水走管內(nèi)，用來降低油質(zhì)的溫度，使油溫保持在35~40℃之間。一臺機(jī)組中常備有兩臺以上的油冷卻器，即可保證冷卻效果，又可輪換進(jìn)行檢修。2022/11/1674（2）油系統(tǒng)設(shè)備及各部分作用2022/11/11744）油過濾器位置：安裝在油冷卻器之后常用的過濾器為網(wǎng)式或紙制濾芯，一般設(shè)置兩臺。5）高位油箱（事故油箱）位置：安裝在機(jī)組高5~8m處作用：確保機(jī)組在發(fā)生停電或停車事故時(shí)，機(jī)器每個(gè)潤滑油部位具有必要的潤滑油。6）油蓄壓器作用：在潤滑油系統(tǒng)中設(shè)有油蓄能器用來穩(wěn)定潤滑油壓力。2022/11/16754）油過濾器2022/11/1175（3）抽氣器作用：將漏入凝汽器內(nèi)的空氣和蒸汽中所含的不凝汽氣體連續(xù)不斷地抽出，保持凝汽器始終在高度真空下運(yùn)行。1）抽氣器的結(jié)構(gòu)2）工作原理2022/11/1676（3）抽氣器2022/11/11762022/11/16773）抽氣器分類射汽抽氣器：以過熱蒸汽為工作介質(zhì)射水抽氣器：以水作為工作介質(zhì)啟動抽氣器作用：在汽輪機(jī)啟動前抽出汽輪機(jī)和凝汽器內(nèi)的大量空氣，使凝汽器內(nèi)加快建立真空的速度，縮短機(jī)組的啟動時(shí)間。優(yōu)點(diǎn)：抽氣量大，結(jié)構(gòu)簡單。缺點(diǎn)：建立的真空較低，工質(zhì)不能回收，直接排入大氣，熱損失大，不經(jīng)濟(jì)。在運(yùn)行中一般情況下不使用啟動抽氣器，只將它作為一種備用設(shè)備。2022/11/11773）抽氣器分類2022/11/1678b）主抽氣器組成：兩只射汽抽氣器和兩個(gè)冷卻器，稱為二級抽氣器。兩級抽氣機(jī)示意圖1、第一級；2、中間冷卻器；3、第二級；4、外冷卻器；5、排空氣口2022/11/1178b）主抽氣器兩級抽氣機(jī)示意圖三、蒸汽輪機(jī)工作原理蒸汽輪機(jī)是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的蝸輪式機(jī)械。在蒸汽輪機(jī)中，蒸汽在噴嘴中發(fā)生膨脹，壓力降低，速度增加，熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。如圖所示，高速汽流流經(jīng)動葉片4時(shí)，由于汽流方向改變，產(chǎn)生了對葉片的沖動力，推動葉輪3旋轉(zhuǎn)做功，將蒸汽的動能變成軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，帶動機(jī)軸一起轉(zhuǎn)動。單級沖動式汽輪機(jī)示意圖1-噴嘴；2-軸；3-葉輪；4-動葉片2022/11/1679三、蒸汽輪機(jī)工作原理單級沖動式汽輪機(jī)示意圖2022/11/1單級汽輪機(jī)：只有一列噴嘴和一列動葉片組成的汽輪機(jī)多級汽輪機(jī)：由幾個(gè)單級串聯(lián)起來組成的汽輪機(jī)采用多級汽輪機(jī)的原因由于高壓蒸汽一次降壓后汽流速度極高，因而葉輪轉(zhuǎn)速極高，將超過目前材料允許的強(qiáng)度。因此采用壓力分級法，每次在噴嘴中壓力降都不大，因而汽流速度也不高。高壓蒸汽經(jīng)多級葉輪后能量既得到充分利用而葉輪轉(zhuǎn)速也不超過材料強(qiáng)度許可范圍。速度分級：如果由于蒸汽離開每一級葉片的流速仍高，為了充分利用汽流的動能，可用導(dǎo)向葉片將汽流引入第二排葉片中（每一個(gè)葉輪可安裝二排葉片）進(jìn)一步推動轉(zhuǎn)軸做功。2022/11/16802022/11/1180為了保證蒸汽輪機(jī)正常工作，需配置必要的附屬設(shè)備，如管道、閥門、凝汽器等，汽輪機(jī)及其附屬設(shè)備的組合稱為汽輪機(jī)設(shè)備。蒸汽輪機(jī)設(shè)備組成圖1-主汽閥；2-調(diào)節(jié)閥；3-汽輪機(jī)；4-凝汽器；5-抽汽器；6-循環(huán)水泵；7-凝結(jié)水泵；8-低壓加熱器；9-除氧器；10-除水泵；11-高壓加熱器2022/11/1681為了保證蒸汽輪機(jī)正常工作，需配置必要的附屬設(shè)備，如管道、閥門第三章葉片式流體機(jī)械2022/11/1682第一節(jié)葉輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍第二節(jié)葉片式機(jī)的主要性能參數(shù)

第三節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理第四節(jié)蒸汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理第三章葉片式流體機(jī)械2022/11/111第一節(jié)葉輪機(jī)的在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：教材其余課件及動畫素材請查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)QQ:349134187

或者直接輸入下面地址：在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：http://www.shangfuwang第一節(jié)葉輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍2022/11/1684一、葉片式流體機(jī)械概述葉片式流體機(jī)械中，能量轉(zhuǎn)換是在連續(xù)繞流葉片的介質(zhì)與葉輪之間進(jìn)行的，葉片與流體的相互作用力是慣性力。葉片使介質(zhì)的速度（大小和方向）都發(fā)生變化，產(chǎn)生這種變化葉片要克服流體的慣性力，從而引起對葉片的反作用力。最典型的葉片式流體機(jī)械：可逆式水泵水輪機(jī)工作機(jī)方向——泵動力機(jī)方向——水輪機(jī)第一節(jié)葉輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍2022/11/113一、葉片根據(jù)流體在葉輪內(nèi)壓力和速度的變化情況，葉片式流體機(jī)械可分為反擊式和沖擊式兩類流體機(jī)械。反擊式：葉輪內(nèi)流體的壓力和速度都發(fā)生變化，既交換動能又交換勢能。

2022/11/1685根據(jù)流體在葉輪內(nèi)壓力和速度的變化情況，葉片式流體機(jī)械可分為反2022/11/1686沖擊式：葉輪內(nèi)流體只是速度發(fā)生變化，只交換動能。2022/11/115沖擊式：葉輪內(nèi)流體只是速度發(fā)生變化，只2022/11/1687二、葉片式流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)兩類部件：除轉(zhuǎn)輪外的其他過流部件：蝸殼、固定導(dǎo)葉、活動導(dǎo)葉、尾水管（水輪機(jī)）除過流部件外的其他部件：軸、軸承、密封、調(diào)節(jié)控制部件、殼體等。為適應(yīng)不同的要求，型式多樣，結(jié)構(gòu)形式種類很多。2022/11/116二、葉片式流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)1、葉輪的配置方式：多級式流體機(jī)械：目的：達(dá)到高水頭或高能頭。

要達(dá)到高水頭（揚(yáng)程或壓力）轉(zhuǎn)速要求很高，受強(qiáng)度限制，單級式所能產(chǎn)生的能量頭有限。所以用多級來實(shí)現(xiàn)，逐級升高或降壓，中間有固定導(dǎo)流葉柵。多級式配置可分為多級式配置串聯(lián)以及多級式配置并聯(lián)。

2022/11/16882022/11/1172022/11/1689多級配置串聯(lián)：多級配置并聯(lián)：2022/11/118多級配置串聯(lián)：多級配置并聯(lián)：2022/11/16902、水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)（1）整體結(jié)構(gòu)按軸的安裝方向分為：立式和臥式。按水的流動方向分為：軸流式、貫流式、混流式、斜流式等。2022/11/1192、水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)1）軸流式水輪機(jī)組成：

引水室（蝸殼）、導(dǎo)水機(jī)械、轉(zhuǎn)輪、尾水管、軸、軸承、傳動機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)輪區(qū)（葉片部分）水流流線軸面投影為軸向——所以稱為軸流式水輪機(jī)。按葉片是否可在輪轂上轉(zhuǎn)動分為：轉(zhuǎn)槳、定槳兩類。水流流動過程：

蝸殼——固定導(dǎo)葉——活動導(dǎo)葉

——轉(zhuǎn)輪。2022/11/16911）軸流式水輪機(jī)2022/11/11102）貫流式水輪機(jī)（一般為臥式機(jī)組）特點(diǎn)：轉(zhuǎn)輪與軸流式相同，引水室與轉(zhuǎn)輪區(qū)、尾水管等軸向貫通，水流沒有明顯拐彎，沒有蝸殼，傘式活動導(dǎo)葉。由于外緣線速度大，密封面積大，稱為全貫流機(jī)組。全貫流機(jī)組用得少，實(shí)踐中，一般用半貫流水輪機(jī)。2022/11/16922）貫流式水輪機(jī)（一般為臥式機(jī)組）2022/11/11113）混流式水輪機(jī)除轉(zhuǎn)輪外，其他部分與軸流式相同。水流在混流式轉(zhuǎn)輪內(nèi)運(yùn)動，先徑向流入，再軸向流出。4）斜流式水輪機(jī)斜流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)與軸流式類似，轉(zhuǎn)輪葉片軸線與機(jī)器軸線成30°~60°的夾角，而水流在轉(zhuǎn)輪內(nèi)與葉片轉(zhuǎn)軸成90°角。5）切擊式水輪機(jī)小型的有雙擊式、斜擊式水輪機(jī)。水流在壓力作用下由噴嘴高速射出，形成動能水流并沖擊水斗式葉片，將動能傳遞給葉片做功。水流切線方向進(jìn)入葉片，所以稱為切擊式。2022/11/16933）混流式水輪機(jī)2022/11/1112（2）水輪機(jī)的過流部件引水室、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、尾水管組成水輪機(jī)的過流系統(tǒng)。1）引水室作用：是按需要的速度（大小、方向）將水流引入轉(zhuǎn)輪形式：開式（或明槽式）、閉式兩種。開式結(jié)構(gòu)水力損失小，但尺寸大，用于小型水電站。閉式又稱蝸殼式。2）導(dǎo)水機(jī)構(gòu)作用：控制和調(diào)節(jié)水輪機(jī)流量，改變水輪機(jī)的出力，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、活動導(dǎo)葉還用來改變水流方向，適應(yīng)轉(zhuǎn)輪進(jìn)口要求的水流條件。動作：

電調(diào)速器——導(dǎo)葉接力器——控制環(huán)——連桿——轉(zhuǎn)臂——導(dǎo)葉繞自身軸旋轉(zhuǎn)——改變水流方向及過水?dāng)嗝婷娣e。2022/11/1694（2）水輪機(jī)的過流部件2022/11/11133）轉(zhuǎn)輪：根據(jù)水流在轉(zhuǎn)輪內(nèi)運(yùn)動的方向分為四種混流式轉(zhuǎn)輪：上冠、下環(huán)、葉片組成。軸流式轉(zhuǎn)輪：輪轂、葉片、泄水錐組成。輪轂內(nèi)有轉(zhuǎn)槳機(jī)構(gòu)。斜流式轉(zhuǎn)輪：葉軸與主軸交角，其余與軸流式相同。切擊式轉(zhuǎn)輪：圓盤上安裝若干水斗組成。4）尾水管作用：將轉(zhuǎn)輪出口水流引至下游，并利用轉(zhuǎn)輪出口水流的部分能量。形式：直錐形（水力性能好，開挖大）、肘形管式。5）噴嘴與噴針噴嘴與噴針用于沖擊式水輪機(jī)，噴嘴形成沖擊射流，噴針用來調(diào)節(jié)流量。2022/11/16953）轉(zhuǎn)輪：根據(jù)水流在轉(zhuǎn)輪內(nèi)運(yùn)動的方向分為四種2022/11/3、葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)（1）單級單吸懸臂式離心泵優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、零件通用性好缺點(diǎn)：受力情況不好、占地面積大（2）單級雙吸水平中開離心泵優(yōu)點(diǎn)：兩端支撐受力情況好安裝檢修方便，開蓋即可取轉(zhuǎn)子缺點(diǎn)：零件形狀復(fù)雜、重量大2022/11/16963、葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)2022/11/1115（3）軸流泵軸流泵的葉輪與軸流水輪機(jī)類似，分為轉(zhuǎn)槳和定槳，一般采用單級。（4）節(jié)段式多級泵優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、占地小可改變級數(shù)適應(yīng)不同的揚(yáng)程缺點(diǎn)：安裝檢修不方便2022/11/1697節(jié)段式多級泵（3）軸流泵2022/11/1116節(jié)段式多級泵（5）多級離心式壓縮機(jī)（6）廢氣增壓渦輪機(jī)組由一臺燃?xì)廨啓C(jī)和一臺離心式壓縮機(jī)組成。（7）航空發(fā)動機(jī)用離心式壓縮機(jī)高溫燃?xì)馔苿訙u輪旋轉(zhuǎn)，渦輪同時(shí)帶動螺旋槳和壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)。渦輪排出的燃?xì)鈴膰娍趪姵觯瑢⒃佼a(chǎn)生一部分推力。（8）立式軸流泵立式軸流泵的葉輪與軸流式水輪機(jī)相同。軸流泵分為轉(zhuǎn)槳與定槳兩種。（9）多級軸流式壓縮機(jī)軸流泵通常只用單級，但軸流式壓縮機(jī)通常是多級的，且級數(shù)很多。2022/11/1698（5）多級離心式壓縮機(jī)2022/11/11174、葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的過流部件（1）

吸入室作用：按要求的速度和方向?qū)⒘黧w引入葉輪型式：直錐管形、彎管形、半螺旋形及環(huán)形等形狀（2）葉輪泵和壓縮機(jī)的葉輪基本形態(tài)相同，都可分為離心式、混流式和軸流式。（3）壓水室與擴(kuò)壓元件作用：收集介質(zhì)送往下一級或管道中，同時(shí)將介質(zhì)的一部分速度能轉(zhuǎn)換成為壓力能以進(jìn)一步提高壓力。2022/11/16994、葉片泵、風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)的過流部件2022/11/1118三、葉片式流體機(jī)械的應(yīng)用范圍1.電力行業(yè)目前的電力生產(chǎn)主要是熱力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電。在核電站中，二次蒸汽回路中需用與火電站相同的泵，一次回路中主循環(huán)泵是該回路的唯一回轉(zhuǎn)機(jī)械，高溫高壓下工作，為關(guān)鍵設(shè)備之一。下表給出了核電站用泵參數(shù)。2022/11/16100三、葉片式流體機(jī)械的應(yīng)用范圍2022/11/1119水輪機(jī)是水力發(fā)電的關(guān)鍵部件。水力發(fā)電的生產(chǎn)過程主要有主機(jī)系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)。除水輪機(jī)外，水電廠油氣水等輔機(jī)系統(tǒng)中，也要應(yīng)用大量的水泵、油泵、壓縮機(jī)等流體機(jī)械。2、水利工程水利工程（灌溉、排澇、供水），都需要相應(yīng)容量的泵。大型引水提水工程中應(yīng)用到大型高揚(yáng)程（離心泵）、大型大流量可調(diào)泵（軸流混流泵）。排水排澇應(yīng)用低揚(yáng)程大流量泵的應(yīng)用。節(jié)水灌溉技術(shù)也大量用泵或其他形式的流體機(jī)械。2022/11/16101水輪機(jī)是水力發(fā)電的關(guān)鍵部件。2022/11/11203、化學(xué)工業(yè)化工裝置大型化對泵和壓縮機(jī)的性能參數(shù)的要求越來越高?；ち鞒逃帽煤蛪嚎s機(jī)經(jīng)常需要輸送特殊的介質(zhì)，對泵和壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)制造提出了各種特殊要求。4、石油工業(yè)泵和壓縮機(jī)是石油天然氣鉆探、開采、傳輸和加工過程中的重要設(shè)備。5、鋼鐵工業(yè)鋼鐵的冶煉過程中需要大量的空氣和氧氣支持燃燒，因此需要風(fēng)機(jī)。生產(chǎn)過程中也需要消耗大量的水，在供水和水處理方面使用泵的數(shù)量也很多。高爐鼓風(fēng)機(jī)通常使用軸流壓縮機(jī)。2022/11/161023、化學(xué)工業(yè)2022/11/11216、動力工程燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)渦輪增壓機(jī)動力風(fēng)源液力傳動裝置7、制冷與低溫空調(diào)壓縮機(jī)——制冷裝置中的重要設(shè)備膨脹機(jī)——使氣體（制冷劑）實(shí)現(xiàn)絕熱等熵膨脹2022/11/161036、動力工程2022/11/11228、采礦工業(yè)礦井的排水與通風(fēng)需要配備大量的泵和風(fēng)機(jī)碴漿泵用來輸送物料9、航天技術(shù)燃料輸送泵是火箭發(fā)動機(jī)的重要組成部分，常采用液壓裝置作為執(zhí)行元件，用特殊的離心泵作為液壓系統(tǒng)動力源。10、其他環(huán)境工程其他多種高技術(shù)設(shè)備，液壓控制都離不開流體機(jī)械。2022/11/161048、采礦工業(yè)2022/11/1123第二節(jié)葉片式流體機(jī)械的主要性能參數(shù)2022/11/16105流體機(jī)械的性能參數(shù)定義：表示流體機(jī)械性能的一些參數(shù)包括：流量、能頭、轉(zhuǎn)速、功率、效率等。一、流量定義：單位時(shí)間內(nèi)通過機(jī)器的介質(zhì)的（體積或質(zhì)量）的量。流量表示質(zhì)量守恒定理如果機(jī)器不泄漏，通過機(jī)器各個(gè)過流斷面的質(zhì)量流量是相同的。第二節(jié)葉片式流體機(jī)械的主要性能參數(shù)2022/11/1124二、能量頭——葉輪式流體機(jī)械的重要參數(shù)定義：

單位質(zhì)量（或體積）介質(zhì)通過葉輪與機(jī)器所交換的能量，即機(jī)器進(jìn)出口斷面單位質(zhì)量（或體積）介質(zhì)所具有的能量差。以液體為介質(zhì)的水泵和水輪機(jī)，常用液柱高表示單位重力液體的能量，單位為m，方便直觀。對于不可壓縮流體，可以不考慮內(nèi)能的變化，能量差可以用機(jī)器的進(jìn)出口斷面的壓能、動能、位能表示。單位重量液體能量的差值H在水輪機(jī)中稱為水頭，在葉片泵中稱為揚(yáng)程2022/11/16106二、能量頭——葉輪式流體機(jī)械的重要參數(shù)2022/11/112用“1”表示進(jìn)口，“2”表示出口，則：“±”號分別表示水泵的揚(yáng)程和水輪機(jī)的水頭。水電站靜水頭——上下游水位差Hst電站水頭：此式成立條件：水庫面積大，下游河道流速小。2022/11/16107

用“1”表示進(jìn)口，“2”表示出口，則：“±”號分別表示水泵的2022/11/16108對于泵裝置，裝置揚(yáng)程的定義是泵將單位重量液體從一個(gè)容器抽送到另一個(gè)容器所做的功。2022/11/1127對于泵裝置，裝置揚(yáng)程的定義是泵將單位裝置凈揚(yáng)程的意義：

在容器中的流速相對于泵內(nèi)流速很小，則2022/11/16109裝置凈揚(yáng)程的意義：

在容器中的流速相對于泵內(nèi)流速很小，則20能量頭：

機(jī)器進(jìn)出口截面單位質(zhì)量的液體所具有的能量差，用h表示，

這是一個(gè)與重力無關(guān)的能量指標(biāo)。風(fēng)機(jī)的壓升：機(jī)器進(jìn)、出口斷面單位體積（1m3）氣體能量的差值，也簡稱壓力。2022/11/16110能量頭：

機(jī)器進(jìn)出口截面單位質(zhì)量的液體所具有的能量差，用h表2022/11/16111

2022/11/1130

當(dāng)不考慮損失時(shí)，還可寫成2022/11/16112來表示介質(zhì)能量提高的程度。當(dāng)不考慮損失時(shí)，還可寫成

當(dāng)不考慮損失時(shí)，還可寫成2022/11/1131來表示介質(zhì)能2022/11/16113

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由于損失的存在，機(jī)器功率與流體功率之間有一差值ΔP。用效率來衡量損失的大小，則有上式給出整機(jī)總效率，總損失包括了機(jī)器各部分的各種能量損失。2022/11/16114

由于損失的存在，機(jī)器功率與流體功率之間有一差值ΔP。用效率來2022/11/16115泵與通風(fēng)機(jī)特性曲線2022/11/1134泵與通風(fēng)機(jī)特性曲線一、燃?xì)廨啓C(jī)概述全稱：燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，它是以連續(xù)流動的氣體為工質(zhì)帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ耐馊际絼恿C(jī)械，是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動機(jī)。工作介質(zhì)：從周圍大氣吸入的空氣與活塞式發(fā)動機(jī)相比，具有下列優(yōu)勢：（1）功率大，單臺燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功率可達(dá)數(shù)千瓦以上；（2）在功率相同的條件下，燃?xì)廨啓C(jī)的重量比活塞式發(fā)動機(jī)輕得多；（3）不需要冷卻水系統(tǒng)。第三節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理2022/11/16116一、燃?xì)廨啓C(jī)概述第三節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理2022/11二、燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)燃?xì)廨啓C(jī)有重型和輕型兩類。重型：零件較為厚重，大修周期長，壽命可達(dá)10萬小時(shí)以上。輕型：結(jié)構(gòu)緊湊而輕，所用材料較好，其中以航機(jī)的結(jié)構(gòu)為最緊湊、最輕，但壽命較短。燃?xì)廨啓C(jī)主機(jī)的三大部件：壓氣機(jī)、燃燒室、透平其他組成系統(tǒng)：控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)等。2022/11/16117二、燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)2022/11/11361、壓氣機(jī)功能：利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片對空氣作功以提高空氣壓力主要性能參數(shù)：轉(zhuǎn)速、空氣流量、增壓比和效率等（1）離心式壓氣機(jī)組成：導(dǎo)風(fēng)輪、葉輪、擴(kuò)壓器等優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單工作可靠，性能比較穩(wěn)定缺點(diǎn)：效率較低，迎風(fēng)面積大。2022/11/16118離心式壓氣機(jī)1、壓氣機(jī)2022/11/1137離心式壓氣機(jī)2022/11/16119（2）軸流式壓氣機(jī)組成：轉(zhuǎn)子（工作輪）、靜子（整流器）分類按工作原理和構(gòu)造型式分為：活塞式壓氣機(jī)、葉輪式壓氣機(jī)、羅茨式壓氣機(jī)；按氣流的相對速度：亞音速、跨亞音速和超音速。軸流式壓氣機(jī)2022/11/1138（2）軸流式壓氣機(jī)軸流式壓氣機(jī)2、燃燒室燃燒室位于壓氣機(jī)與渦輪之間，由燃燒室殼體、火焰筒、點(diǎn)火器、噴嘴、旋流器等部件及一些小零件組成。2022/11/16120圖燃燒室的結(jié)構(gòu)1-外殼；2-火焰管；3-冷卻魚鱗孔；4-點(diǎn)火器；5-過渡錐頂；6-配氣蓋板；7-燃料噴嘴；8-燃燒區(qū)；9-混合區(qū)；10-旋流器；11-一次射流孔；12-混合射流孔；13-環(huán)腔；14-燃?xì)鈱?dǎo)管2022/11/1139圖燃燒室的結(jié)構(gòu)（1）分管型燃燒室每個(gè)圓管火焰管有各自的外殼，組成一個(gè)單管。各個(gè)單管之間有聯(lián)焰管傳焰。優(yōu)點(diǎn)：調(diào)試用氣量少；

強(qiáng)度和剛性好；

裝拆維護(hù)方便。缺點(diǎn)：迎風(fēng)面積最大；

空間利用率低；

重量最大；

與壓氣機(jī)出口環(huán)形氣流配合不好；

很難得到周向均勻的溫度場。2022/11/16121（1）分管型燃燒室2022/11/11402022/11/16122（2）環(huán)管型燃燒室把幾個(gè)單獨(dú)的火焰管放在一個(gè)環(huán)形外殼內(nèi)，火焰管之間有聯(lián)焰管進(jìn)行傳焰。優(yōu)點(diǎn)：迎風(fēng)面積較?。挥煤?~3個(gè)火焰管的試件可試驗(yàn)，無需很大的氣源；缺點(diǎn)：氣動布局差，擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)困難；出口燃?xì)庵芟驕囟葓霾蝗绛h(huán)形燃燒室好；重量比環(huán)形燃燒室重。2022/11/1141（2）環(huán)管型燃燒室2022/11/16123（3）環(huán)型燃燒室火焰管及殼體都是同心環(huán)結(jié)構(gòu)，無聯(lián)焰管。優(yōu)點(diǎn)：空間利用率最高，迎風(fēng)面積最小；

能與壓氣機(jī)配合獲得最佳氣動設(shè)計(jì)，壓力損失最??；

可獲得均勻的出口周向溫度場。缺點(diǎn)：調(diào)試時(shí)需要大型氣源；

火焰管剛性差；

裝拆維修困難。2022/11/1142（3）環(huán)型燃燒室3、

渦輪組成：導(dǎo)向器及機(jī)匣、轉(zhuǎn)子及支承系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)工作特點(diǎn)：溫度很高，分布不均勻；轉(zhuǎn)速高，因此離心負(fù)荷大，平衡困難；功率大，且級數(shù)少。技術(shù)要求：高效率

尺寸小且結(jié)構(gòu)緊湊

足夠的強(qiáng)度

熱定心好

熱應(yīng)力小

好的冷卻系統(tǒng)和合適的材料2022/11/161243、渦輪2022/11/11432022/11/16125（1）渦輪轉(zhuǎn)子渦輪轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)由工作葉片、渦輪盤以及渦輪軸組成。特點(diǎn)：工作葉片厚且橫截面彎曲大；截面沿高度變化大；通道為收斂型；做功量大，通道形式為內(nèi)徑或等中徑。（2）渦輪盤工作條件：高轉(zhuǎn)速和溫度沿半徑方向分布不均勻剖面形狀：一般為對稱、開孔且邊緣加厚

2022/11/1144（1）渦輪轉(zhuǎn)子（3）轉(zhuǎn)子（4）渦輪靜子組成：機(jī)匣、導(dǎo)向器（5）冷卻系統(tǒng)目的：提高渦輪前溫度、溫度場均勻減小熱應(yīng)力；減低零件的溫度以及使燃?xì)馀c零件分開。4、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的主要輔助系統(tǒng)（1）進(jìn)氣系統(tǒng)（2）排氣系統(tǒng)（3）啟動系統(tǒng)（4）燃料系統(tǒng)（5）電器部分、專用的控制系統(tǒng)等2022/11/16126（3）轉(zhuǎn)子4、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的主要輔助系統(tǒng)2022/11三、燃?xì)廨啓C(jī)工作原理壓氣機(jī)連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮。壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室，與噴入的燃料混合后燃燒,成為高溫燃?xì)?，隨即流入燃?xì)馔钙街信蛎涀鞴Γ苿油钙饺~輪帶著壓氣機(jī)葉輪一起旋轉(zhuǎn)。燃?xì)廨啓C(jī)的工作過程：簡單循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)和復(fù)雜循環(huán)。開式循環(huán)：工質(zhì)來自大氣，最后又排至大氣。影響燃?xì)廨啓C(jī)效率的兩個(gè)主要因素：

燃?xì)獬鯗亍簹鈾C(jī)的壓縮比提高燃?xì)獬鯗?，并相?yīng)提高壓縮比，可使燃?xì)廨啓C(jī)效率顯著提高。2022/11/16127三、燃?xì)廨啓C(jī)工作原理2022/11/11462022/11/161281、壓氣機(jī)工作原理壓氣機(jī)的作用：將外界空氣吸入并壓縮到一定壓力，形成連續(xù)的由前向后的空氣流動。（1）級的壓縮原理經(jīng)壓氣機(jī)多級壓縮后，空氣壓力便逐級提高到規(guī)定值。（2）進(jìn)氣導(dǎo)向器工作原理壓氣機(jī)的進(jìn)口處安裝正預(yù)旋進(jìn)氣導(dǎo)向器后，使氣流預(yù)先沿工作輪扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使進(jìn)入第一級工作輪的氣流相對速度較小，從而減小了損失，提高壓氣機(jī)的效率。2022/11/11471、壓氣機(jī)工作原理2、燃燒室工作原理將燃料與高壓空氣混合，點(diǎn)火燃燒，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的一種組件。2022/11/16129氣流在燃燒室內(nèi)的流動情況2、燃燒室工作原理2022/11/1148氣流在燃燒室內(nèi)的流3、渦輪工作原理渦輪的作用：將經(jīng)壓氣機(jī)壓縮和燃燒室加溫的燃?xì)饬鞯臒崮埽D(zhuǎn)變?yōu)閹訅簹鈾C(jī)、附件傳動及輸出軸輸出功率。渦輪按能量轉(zhuǎn)換過程的不同分為沖擊式和反應(yīng)式兩種。2022/11/16130渦輪工作原理3、渦輪工作原理2022/11/1149渦輪工作原理2022/11/161312022/11/11502022/11/161322022/11/1151一、蒸汽輪機(jī)概述蒸汽輪機(jī)全稱叫蒸汽渦輪發(fā)動機(jī)，是一種擷?。▽⑺訜岷笮纬傻模┧羝畡幽苻D(zhuǎn)換為渦輪轉(zhuǎn)動的動能的機(jī)械。它通過燃燒燃料（煤或油等），將水加熱成高壓水蒸氣，水蒸氣從噴嘴中高速噴出，推動葉輪轉(zhuǎn)動，以達(dá)到熱能轉(zhuǎn)換成動能。利用蒸汽使葉輪轉(zhuǎn)動的機(jī)器叫“蒸汽輪機(jī)”或“汽輪機(jī)”。優(yōu)點(diǎn)：功率大、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、易損件少，運(yùn)行安全可靠，調(diào)速方便、振動小、噪音小、防爆等。蒸汽輪機(jī)種類繁多，可根據(jù)其工作原理、性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類。第四節(jié) 蒸汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理2022/11/16133一、蒸汽輪機(jī)概述第四節(jié) 蒸汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理2022/1二、蒸汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)與作用原理蒸汽輪機(jī)由一個(gè)中央很厚的鋼盤和鋼盤外沿弧形葉片所組成。汽輪機(jī)包括汽輪機(jī)本體、調(diào)節(jié)保安裝置及輔助設(shè)備三大部分。汽輪機(jī)的本體結(jié)構(gòu)一般可分為靜止部分和轉(zhuǎn)動部分。靜止部分包括汽缸、進(jìn)汽部分、噴嘴、隔板、汽封、滑銷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和軸承等部件。轉(zhuǎn)動部分包括主軸、葉輪、葉片和聯(lián)軸器等。2022/11/161342022/11/1153背壓式工業(yè)汽輪機(jī)

2022/11/16135凝氣式汽輪機(jī)背壓式工業(yè)汽輪機(jī)2022/11/1154凝氣式汽輪機(jī)1、靜止部分（1）汽缸作用：將蒸汽與大氣隔絕，形成蒸汽完成能量轉(zhuǎn)換的封閉空間。此外，它還要支撐汽輪機(jī)的其他靜止部件，如：隔板、隔板套、噴嘴汽室等。汽缸一般做成水平中分形式按蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)流動的特點(diǎn)，汽缸的高中壓部分承受蒸汽的內(nèi)壓力，低壓部分有一部分缸體承受外部的大氣壓汽輪機(jī)的受力2022/11/161361、靜止部分2022/11/11552022/11/161371）高中壓缸高中壓部分為合并雙層缸結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外缸均為合金鋼鑄造而成，沿水平中分面分為上缸和下缸，上、下缸是用雙頭大螺栓連接。原理：采用雙層缸結(jié)構(gòu)，每層汽缸的壁厚和法蘭尺寸都大大減小，內(nèi)缸承受高溫，而蒸汽的高壓由內(nèi)外缸共同承擔(dān)。高中壓合并汽缸剖面圖2022/11/11561）高中壓缸高中壓合并汽缸剖面圖2）低壓缸1）結(jié)構(gòu)：低壓缸由一個(gè)外缸和兩層內(nèi)缸組成。低壓外缸和內(nèi)缸均由焊接的上缸和下缸組成，外缸垂直分為兩部分，并各在水平中分面上形成上缸和下缸。2）運(yùn)行原理低壓缸剖面圖2022/11/161382）低壓缸低壓缸剖面圖2022/11/1157（2）進(jìn)氣部分指調(diào)節(jié)汽閥后蒸汽進(jìn)入汽缸第一級噴嘴這段區(qū)域。包括調(diào)節(jié)汽閥至噴嘴室的主蒸汽導(dǎo)管、導(dǎo)管與汽缸的連接部分和噴嘴室，是汽缸中承受蒸汽壓力和溫度最高的部分。1）噴嘴室作用：從進(jìn)口管道通入蒸汽并支承噴嘴部件，高壓缸噴嘴室入口是與內(nèi)缸焊接在一起的，并在徑向和周圍方向有導(dǎo)向鍵定位。2）調(diào)節(jié)氣閥再熱主汽門和再熱調(diào)節(jié)汽門組成聯(lián)合汽門，分布在汽輪機(jī)兩側(cè)各一個(gè)，再熱調(diào)節(jié)閥的出口與中壓進(jìn)汽噴嘴之間也采用滑動連接，這兩個(gè)位置均在下缸底部2022/11/16139（2）進(jìn)氣部分2022/11/1158（3）滑銷系統(tǒng)滑銷系統(tǒng)是保證汽缸定向自由膨脹并能保持軸線不變的一種裝置。一般由立銷、橫銷、縱銷、角銷組成。立銷引導(dǎo)氣缸沿軸向和垂直方向自由膨脹；橫銷引導(dǎo)氣缸橫向自由膨脹；縱銷引導(dǎo)氣缸和軸承箱沿軸向自由膨脹；角銷也稱壓板，是防止軸承箱在軸向滑動時(shí)一端翹起。作用：保持汽缸能自由膨脹，以免形成過大應(yīng)力引起變形；保持汽缸和轉(zhuǎn)子的中心一致，避免因機(jī)體膨脹造成中心變化，導(dǎo)致機(jī)組振動或動、靜之間的摩擦；

使汽缸等靜止部件與轉(zhuǎn)子的軸向與徑向間隙符合要求。2022/11/16140（3）滑銷系統(tǒng)2022/11/1159（4）隔板與隔板套1）隔板主要部件：外環(huán)、外圍帶、靜葉柵、內(nèi)圍帶、隔板體等。隔板一般做成沿水平中分的兩塊，便于安裝拆卸隔板上的噴嘴，具有良好的空氣動力性能、足夠的表面光潔度和正確的出汽角。按其結(jié)構(gòu)一般可分為裝配型和焊接型兩種2）隔板套作用：固定隔板。分為上下兩半，二者通過中分面法蘭用螺栓和定位螺栓連接在一起。2022/11/16141（4）隔板與隔板套2022/11/1160（5）氣封汽輪機(jī)高壓端軸封稱為高壓軸封，在單缸汽輪機(jī)中稱為前軸封。低壓端軸封稱為低壓軸封，在單缸汽輪機(jī)中又稱為后軸封。裝在隔板汽封槽中的汽封稱為隔板汽封。裝在隔板上與圍帶配合防止漏汽的又稱為圍帶汽封。1）結(jié)構(gòu)目前廣泛采用的是高低齒型的梳齒結(jié)構(gòu)2）分類按其安裝位置的不同，分為通流部分汽封、隔板（或靜葉環(huán)）汽封、軸端汽封。按結(jié)構(gòu)形式不同，分為曲徑式、碳精式和水封式等。2022/11/16142

高低齒型軸封1-彈簧片；2-軸封套；3-軸封環(huán)；4-軸（5）氣封2022/11/1161高低齒型軸封2022/11/16143（6）噴嘴與噴嘴組1）噴嘴除了采用單個(gè)噴嘴的小汽輪機(jī)外，汽輪機(jī)的級都包括靜葉柵和動葉柵。靜葉柵是由若干個(gè)靜葉片（又稱導(dǎo)葉）構(gòu)成的。2）噴嘴組通常將安裝在調(diào)節(jié)氣室上的噴嘴組合簡稱為噴嘴組，它是由噴嘴組外緣、噴嘴和噴嘴組內(nèi)緣組成。2022/11/1162（6）噴嘴與噴嘴組（7）軸承作用：承受轉(zhuǎn)子全部重力并且確定轉(zhuǎn)子在氣缸中的正確位置。分類支持軸承推力軸承安裝位置支持軸承位于汽輪發(fā)電機(jī)組各轉(zhuǎn)子的端部；推力軸承位于汽輪機(jī)高、中壓或中、低轉(zhuǎn)子間的軸承座內(nèi)或前軸承座內(nèi)。支撐方式貓爪軸承座支撐方式汽缸通過外伸撐腳直接安放在基礎(chǔ)臺板上大功率汽輪機(jī)采用貓爪軸承座支撐方式2022/11/16144（7）軸承2022/11/11632、轉(zhuǎn)動部分汽輪機(jī)所有轉(zhuǎn)動部件的組合體稱為轉(zhuǎn)子。主要包括：主軸、葉輪、葉片等部件。蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子1-危急遮斷器孔；2-軸位移凸肩；3-推力盤；4-前徑向軸承；5-前汽封；6-內(nèi)汽封；7-調(diào)節(jié)級；8-轉(zhuǎn)鼓段；9-低壓段；10-后氣封；11-后徑向軸承擋；12-盤車棘輪；13-盤車油輪；14-聯(lián)軸器擋；15-后端平衡面；16-主平衡面；17-前段平衡面2022/11/161452、轉(zhuǎn)動部分蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子2022/11/1164我國國產(chǎn)機(jī)組主要采用的轉(zhuǎn)子形式：套裝式轉(zhuǎn)子——轉(zhuǎn)子上的葉輪，軸封套，連軸節(jié)等部分是分別加工，熱套在主軸上；鍛件尺寸小，加工方便，質(zhì)量容易得到保障。整鍛式轉(zhuǎn)子——葉輪、軸封、聯(lián)軸節(jié)等部件與主軸系由一整體部件加工而成，無熱套部件；強(qiáng)度和剛度較套裝轉(zhuǎn)子大，結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸短，機(jī)械加工和裝配量小。組合轉(zhuǎn)子；焊接式轉(zhuǎn)子——由若干個(gè)葉輪和兩個(gè)端軸拼焊而成。強(qiáng)度好，相對質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度大。國產(chǎn)中小型、中等參數(shù)以下的機(jī)組的轉(zhuǎn)子都采用套裝式結(jié)構(gòu)。2022/11/16146我國國產(chǎn)機(jī)組主要采用的轉(zhuǎn)子形式：2022/11/11651、葉輪葉輪的結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分：輪緣部分：是安裝葉片的部分，具有與葉根結(jié)構(gòu)相配合的形狀。輪轂部分：通過它葉輪套在軸上。輪體部分：是把輪緣與輪轂聯(lián)成一體的中間部分。2、葉片葉片由葉根、工作部分和頂部組成。1）葉根作用：將葉片固定在葉輪上常用的葉根有：T型、菌型葉根、叉形葉根、樅樹型葉根。2