2 汽轮机级的工作原理20121020.ppt

级——由一列喷嘴叶栅（静叶栅）和其后的一列动叶栅构成的汽轮机基本做功单元。 级=喷嘴叶栅+动叶栅 滞止状态：假设喷嘴进口初速滞止为零的状态； 滞止参数：滞止状态下的汽流热力参数，用上标“0”或“*”来表示； 动叶理想比焓降： 喷嘴滞止理想比焓降： 1、 汽轮机级的受力分析 ⑴ 冲动力（Fi）：从喷嘴流出的高速汽流冲击在汽轮机的动叶上，给动叶施加的力。 ⑵ 反动力（Fr ）：蒸汽在动叶通道内膨胀加速，离开动叶通道时，给动叶一个与汽流运动方向相反的作用力。 ⑶ 级的受力：冲动力和反动力的合力F作用在动叶栅上，其在轮周方向上的分力Fu使动叶栅旋转而产生机械功。 1、 调节级和非调节级：按级的通流面积是否随负荷大小而变来划分。 ⑴ 调节级：通流面积随负荷变化而改变的级（如喷嘴调节的第一级）。 可通过改变其通流面积来控制进汽量 中小汽轮机用复速级作调节级； 大型汽轮机常用单列冲动级作调节级； 总是做成部分进汽。 ⑵ 非调节级：通流面积不随负荷变化而改变的级。 不通过改变进汽面积控制其进汽量 可以是全周进汽，也可以是部分进汽 ⒉ 压力级和速度级：按蒸汽动能转变为转子机械能的过程来划分 ⑴ 压力级：蒸汽动能转换为机械能只在一列动叶栅中完成 特点： 这种级在叶轮上只装一列动叶栅，故又称为单列级； 压力级可以是冲动级，也可以是反动级。 3、级的类型和特点小结 1） 连 续 方 程 式 2）能 量 方 程 式 3）状 态 及 过 程 方 程 式 4）动 量 方 程 式 5）气 动 方 程 式 二、蒸汽在喷嘴中的流动过程 二、蒸汽在喷嘴中的流动过程 二、蒸汽在喷嘴中的流动过程 （4） 喷嘴中汽流的临界状态 二、蒸汽在喷嘴中的流动过程 二、蒸汽在喷嘴中的流动过程 2. 喷嘴出口的汽流速度 （1）喷嘴出口的汽流理想速度（按等熵过程膨胀） 二、蒸汽在喷嘴中的流动过程 2. 喷嘴出口的汽流速度 （1）喷嘴出口的汽流理想速度（按等熵过程膨胀） （2） 喷嘴出口的汽流实际速度 实际流动是有损失的，汽流实际速度小于汽流理想速度。 喷嘴出口的汽流实际速度为： （2） 喷嘴出口的汽流实际速度 喷嘴出口的汽流实际速度为： 3. 通过喷嘴的流量 3. 喷嘴流量计算 1）喷嘴理想流量 3. 喷嘴流量计算 2） 喷嘴流量曲线 3. 喷嘴流量计算 （3） 通过喷嘴的实际流量的计算 3. 喷嘴流量计算 （4） 彭台门系数 （4） 彭台门系数 斜切部分对汽流的影响如下： )当?n??cr 时 AB截面上的流速小于或等于音速，压力与喷嘴背压相等，斜切部分不膨胀,只起导向作用。此时 3.极限压力计算 三、蒸汽在动叶栅中的流动 动叶通道的形状与喷嘴相似，基本流动规律也类似 重点：蒸汽动能到叶轮机械能的转换。 目标：确定蒸汽在动叶通道进口和出口的速度变化与所做功的定量关系。 一、动叶栅的进出口速度三角形 绝对速度c：蒸汽相对于喷嘴的速度； 相对速度w：蒸汽相对于动叶的速度； 圆周速度u：叶轮旋转的圆周速度。 三. 蒸汽在动叶栅中的流动过程 三. 蒸汽在动叶栅中的流动过程 三. 蒸汽在动叶栅中的流动过程 4. 动叶损失 动叶损失就是蒸汽通过动叶栅的能量损失，由于动叶损失的存在，使动叶出口的焓值由 ，则动叶损失为： 动叶损失 之比成为动叶栅的能量损失系数，即 在计算时，?通常取? = 0.85~0.95。 .蒸汽作用在动叶片上的力：可由牛顿第三定律和动量方程求得。如图所示。将汽流力分解为周向分力Fu 和轴向分力Fz 。 .蒸汽作用在动叶片上的力：可由牛顿第三定律和动量方程求得。将汽流力分解为周向分力Fu 和轴向分力Fz 。则， 蒸汽