汽轮机原理第一章必威体育精装版.ppt

第一章 汽轮机级的工作原理 第一节 概述 第二节 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动 第三节 级的轮轴功率和轮轴效率 第四节 叶栅的汽动特性 第五节 级内损失和级的相对内效率 第六节 级的热力设计原理 第七节 级的热力计算示例 第八节 扭叶片级 二、热力过程分析 理想过程----可逆的等熵过程。 实际过程----存在着不可逆过程---耗散效 应，部分动能转变为热能（能量贬值）---热能被蒸汽重新吸收使实际过程喷嘴和动叶出口汽流的焓与熵相对理想过程增加，能量转换效率低于理想过程。 喷嘴理想比焓降-- 动叶理想比焓降-- 喷嘴(或动叶)效率----实际焓降与理想焓降之比 喷嘴损失-- 喷嘴前初动能-- 动叶损失-- 余速损失 -- 喷嘴损失、动叶损失、余速损失统称为级的轮周损失。 1kg蒸汽在级的理想过程中输出给动叶栅的为机械功：级的滞止理想比焓降 1kg蒸汽实际转换为动叶栅上机械功的有效焓降称为轮周有效比焓降 B.反动度----或反动率,表征蒸汽在动叶通道中的膨胀程度,定义为动叶中的理想焓降与级的等熵绝热焓降之比,用Ω来表示。即 冲动级----膨胀主要发生于喷嘴中,为提高流动效率动叶中也有少量膨胀，一般Ω＝0.05～0.30 反动级---- 动静叶中焓降相等. 结构特点:动、静叶通道的截面基本相同； 流动特点:动、静叶中增速相等. 复速级----由固定的喷嘴叶栅、导向叶栅和安装在同一叶轮上的两列动叶栅（实用中采用带反动度的冲动级）所组成的级称为复速级，又称双列速度级。 级的类型和特点 三、级的简化一元流模型和基本方程式 A. 流动过程分析 研究蒸汽膨胀的流动过程，核心问题是确定喷嘴出口的汽流速度或流量与喷嘴前后蒸汽参数及通道截面的关系。因此，流速或流量、蒸汽参数和通流截面为流动分析的三个要素。方法与流体力学及工程热力学中喷管流动的分析方法相同，叶栅通道的进口参数通常用相对于叶栅速度为零的滞止参数。 B.简化的一元流模型 基本假设：①流动是稳定的②流动是绝热的③ 流动是一元的④工质是理想气体 C.基本方程式 基本方程：连续性方程 G=Ac/v 能量方程 状态方程 PV=RT过程方程PVk=const 气体的焓 气体介质中的音速 第二节 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程 焓降与流速 热力势能 汽流动能，计算方法是先算理想过程，然后用系数修正到实际过程 理想过程 能量方程：喷嘴 利用焓和等熵过程，将流速表示成与初参数 和前后压比 的形式。则有 喷嘴出口汽流速度 实际过程 蒸汽为粘性流体，流过叶栅通道时产生摩擦，造成动能损失，使蒸汽出口速度由c1t减小为c1,即 蒸汽在叶栅通道中为绝热多变过程 多变指数随摩擦的增大而减小。工程中，通常采用对等熵绝热流动作修正的方法来处理实际流动，即用实际汽流速度与理想速度的比值表示摩擦的影响，其比值称为速度系数，喷嘴速度系数 即 动叶速度系数 喷嘴损失 渐缩喷嘴速度系数 随叶片高度ln的变化曲线 喷嘴中蒸汽参数.流速与等比熵比焓降的关系 喷嘴中的气流的临界状态汽流速度等于当地音速时的状态为临界状态，临界状态下的所有参数称为临界参数。 音 速 由工程热力学和流体力学已知，压力波是一种机械波，在介质中以音速传播。对渐缩喷嘴，在背压降低时，出口汽流速度增大，同时喷嘴出口的热力学参数最低即当地音速最低，出口截面是渐缩喷嘴的最小截面成为喉部，所以渐缩喷嘴喉部汽流速度最先达到当地音速，背压的扰动无法传播到汽流的上游，故渐缩喷嘴喉部的最大流速仅为当地音速，要使汽流速度超过音速，流道的型线自该截面后必须改为渐扩状。 临界速度 喷嘴的临界速度仅与进口参数有关，而与流动中有无损失和损失的大小无关 将喉部截面流速达到音速的 状态称为临界状态。对应的 流道进、出口压力比称为临 界压比(Critical pressure ratio) 。 临界压力 临界压比 临界压比决定于物性参数， 过热蒸汽 ， 饱和蒸汽 喷嘴的通流能力 通过喷嘴或动叶通道的质量流量决定于流道的出口面积、出口流速和对于出口点的蒸汽比容。焓降－流量计算与焓降－流速的方法相似，先计算通过流道的理想流量，然后由流量系数修正至实际流量。 对出口面积为 的喷嘴，其流过的理想质量流