4 叶栅的气动特性及级内损失.ppt

第四节 叶栅的气动特性 一、叶栅的几何参数和汽流参数—喷嘴 一、叶栅的几何参数和汽流参数—动叶 二、叶型损失—叶型损失的机理 1、边界层（附面层）摩擦损失 边界层摩擦损失的大小 i）叶型 ii）表面光洁度 iii）叶型表面压力分布 二、叶型损失—叶型损失的机理 2、边界层脱离引起的涡流损失 二、叶型损失—叶型损失的机理 3、尾迹损失 二、叶型损失—主要影响因素 ①进汽角的影响： 定义： 冲角=叶型进口角－汽流进口角 喷嘴： 动叶： 为正时，正冲角 为负时，负冲角 1）冲角等于零时，叶栅损失最小； 2）正冲角的叶栅损失大于负冲角的叶栅损失。 设计工况时，汽流进口角和叶型进口角相等，叶栅损失最小 二、叶型损失—主要影响因素 ②相对节距影响： 小，边界层占整个汽道的比重大，叶栅损失大； 大，边界层占整个汽道的比重小，但扩压段增加，边界层易脱离，叶栅损失大。 ＝ ③安装角影响 安装角大小，改变汽道的形状＝改变叶型的压力分布，影响叶栅损失。 ④马赫数Ma的影响 当Ma 1时，Ma↑ 减薄边界层 ↓ 当Ma 1时， 冲波损失↑ 三、端部损失 影响端部损失的因素 叶型、相对节距、安装角、进气角等 相对高度 第五节 级内损失和相对内效率 一、级内损失 2、扇形损失 实际叶栅不是平面叶栅，而是环形叶栅，其节距 t 、圆周速度 u 随叶高 lb 有所不同，会偏离最佳值。 能量损失系数： 叶轮以3000转/分旋转时 ，与两侧的蒸汽摩擦带来的损失 表面摩擦、涡流运动 部分进汽度定义： 目的：增加高压级的叶片高度。 ①鼓风损失；②斥汽损失 (i)隔板漏汽损失 (ii)动叶顶部的漏汽损失 ②反动级 反动级漏汽量要比冲动级漏汽量大。 (i)内径汽封直径比隔板汽封直径大，轴封齿数相对较少，使内径处漏汽量大； (ii)动叶前后压差较大，使叶顶漏汽量大。 损失产生原因： ①过饱和损失 （过冷损失） ②挟带损失 ③制动损失 ④扰流损失 ⑤工质损失 湿气损失焓降： 损失系数： 常用去湿方法及防护措施 捕水装置 空心喷嘴 镀硬质合金 损失分析 例 全周进气的级没有部分进气损失 采用转鼓的反动式汽轮机不考虑叶轮摩擦损失 过热蒸汽区工作地级没有湿气损失 采用扭叶片的级不存在扇形损失 二、级的相对内效率和内功率 二、级的相对内效率和内功率 级的相对内效率（级效率）： 三、级内损失对最佳速比的影响 第六节 扭叶片简介 叶片设计思想 前面讨论级的气动特性和几何参数时，都是以一元流动模型为理论依据，以级的平均直径截面上的参数作为代表来进行研究和计算的。按这种计算方法设计的叶片，称为等截面直叶片，即叶片的几何参数沿叶高不变。显然，这种设计方法计算方便，叶片加工简单。 但是，对于汽轮机低压部分的级来说，蒸汽比容变化快，容积流量大，级的平均直径大，叶片长，径高比很小。汽动参数沿叶高变化大。在这种情况下，如果仍按等截面直叶片进行设计，则级的实际轮周效率比计算值要低得多。其原因就在于： 速度三角形沿叶高的变化 ②沿叶高相对节距 不同，造成的损失 例：叶顶节距74.75mm， 叶根37.44mm 平均直径处 ，如在平均直径处取 的话，其顶部和根部大大偏离最佳值，产生叶栅损失。 长叶片采用扭叶片 在平均直径处汽流进汽角 与叶型进汽角 相等，则在顶部 ，撞击动叶背部。在根部 ，撞击凹部，都将产生附加损失。 平均直径处为最佳速比 顶部和根部都严重偏离； 例：300MW机组末叶片， ， ， 叶顶圆周速度 叶根圆周速度 两者相差一倍。 ①沿叶高圆周速度 u 不同所引起的损失 当蒸汽从静叶流出时，由于存在 ，使蒸汽在静、动叶出口间隙中，受到离心力场作用，会使蒸汽径向方向流动，这种径向流动不推动叶轮旋转，不会变为轮周功，是一种损失。 c1u c1r 当 ，必须应用扭叶片。随着对机组 性