葉輪機械原理71課件

1第七章渦輪工作原理及特性2渦輪工作原理及特性渦輪是一種將工質(zhì)的焓轉(zhuǎn)換為機械能的旋轉(zhuǎn)式動力機械，是航空發(fā)動機、燃氣輪機和蒸汽輪機等主要部件之一3渦輪工作原理及特性渦輪的一般形式：靜子（導向器）+轉(zhuǎn)子＝一級。氣流以高速沖擊工作輪旋轉(zhuǎn)做功工作環(huán)境特點：壓力梯度、溫度表7-1常用的渦輪分類概念根據(jù)工質(zhì)根據(jù)工質(zhì)在葉柵中速度亞音渦輪和超音渦輪根據(jù)驅(qū)動對象高壓渦輪和低壓渦輪/燃氣渦輪和動力渦輪根據(jù)工質(zhì)流動方向軸流式渦輪和向心式渦輪根據(jù)反力度可分為沖動式渦輪和反力式渦輪根據(jù)是否冷卻非冷卻式渦輪和冷卻式渦輪根據(jù)級數(shù)單級渦輪和多級渦輪根據(jù)氣動布局常規(guī)渦輪和對轉(zhuǎn)渦輪根據(jù)結(jié)構(gòu)形式帶冠和不帶冠蒸汽輪機、燃氣輪機、水輪機、風車67.1渦輪的基元級基元級流動

氣流通過渦輪基元級速度的變化導葉的作用：膨脹加速＋降溫＋導向動葉的作用：做功＋膨脹＋導向渦輪壓氣機葉柵通道形狀的差異哪是壓力面？

氣流通過渦輪基元級膨脹作功原理從能量方程推導得到的膨脹功公式為：條件？進出口輪緣速度相等壓氣機和渦輪輪緣功的比較？10速度三角形渦輪基元級速度三角形決定渦輪基元級速度三角形的主要參數(shù)有五個：C1u、α、C2u、u和C1a/C2a。

壓氣機速度△由哪些參數(shù)決定？載荷系數(shù)/負荷系數(shù)物理意義：渦輪級的做功能力典型數(shù)值范圍1.4-1.7HT↑，沖擊渦輪速度三角形給定輪緣功時，可以根據(jù)無量綱參數(shù)HT，ΩT和C1a/C2a，靜葉出口氣流角1確定速度三角形。負荷系數(shù)大，做功能力強當一定時，，氣流偏離軸向，動能損失大14流量因子/流量系數(shù)與基元級流通能力和葉片形狀有關,在一定圓周速度下，大的流量因子標志著設計者想通過增大氣流軸向分速的辦法來減小葉片高度應用渦輪葉柵中的流動等熵馬赫數(shù)定義：葉柵通道形式：渦輪葉柵中的流動18渦輪葉柵中的流動197.2渦輪基元級的損失葉型損失邊界層內(nèi)的摩擦損失和分離損失

尾跡損失及尾跡和主流的摻混損失

波阻損失

影響損失的因素1）相對前緣半徑的影響2）相對尾緣半徑的影響3）Ma數(shù)的影響4）Re數(shù)的影響5）湍流度的影響6）攻角的影響

Ma~1.0損失系數(shù)隨設計馬赫數(shù)的變化出口馬赫數(shù).Ma~1.1-1.2Ma>1.2損失系數(shù)22渦輪和壓氣機的對比渦輪壓氣機能量轉(zhuǎn)換葉柵通道流動過程級的構(gòu)成葉型輪緣功工作環(huán)境級數(shù)多級流程效率焓＝》機械能收斂式膨脹加速靜葉＋動葉厚、彎度大大高溫少擴展單級：0.88-0.91多級：0.91-0.94機械能＝》壓力勢能＋熱能擴散式擴壓減速動葉＋靜葉薄、彎度小小低溫多縮小