汽轮机级工作原理详解.ppt

第二讲 轮周效率与最佳速比 1.2.4 本讲小结 本讲所涉教材内容 PP19～ 27 基本概念 轮周效率、理想能量、喷嘴损失系数、动叶损失系数、余速损失系数、速比、假想速比、最佳速比 基本公式 理想能量、轮周效率 强化掌握 最佳速比的影响因素、反动与冲动级的最佳速比、最佳速比与汽轮机设计 PBL基于问题的学习 1. 基于速度三角形和喷嘴、动叶及余速损失的关系，分析速比是影响轮周效率的重要因素和存在着使轮周效率达到最大的速比。 2. 对比分析冲动级和反动级在轮周效率与速比变化关系和最佳速比的特征。 第三讲 最大流量与叶栅几何参数设计 1.3.1 叶栅通道的流量计算 原理 焓降决定流速和轮周功，流量决定级的功率，喷嘴、动叶出口面积是实现膨胀和通过流量的基本条件。 流量计算方法　理想流量加实际修正 对出口面积为 的喷嘴，其理想质量流量为 　 　对出口面积为 的动叶 第三讲 最大流量与叶栅几何参数设计 流量系数与实际流量 流量系数 流量系数与速度系数　理论上，　　　　因　　　　　　　　　　　　 　故 。实际中，分别由动能损失与流动试验求取，前者是流场速度分布的均方平均，后者是流场速度分布的算术平均，通常实测流量系数大于速度系数。为简化计算，速度系数和流量系数可取同值。 * 第三讲 最大流量与叶栅几何参数设计 湿蒸汽的流量系数大于1 湿蒸汽在降压膨胀过程中部分蒸汽释放汽化潜热凝结为水、湿度增大，但因流速很快、传热速度相对滞后，汽化潜热来不及传给蒸汽，使蒸汽产生过冷，比容减小，从而导致实际流量大于理想流量的局面。在湿蒸汽区，流量系数通常按 计算。 1.3.2 临界与最大流量 流动临界　压力波在蒸汽中以音速传播，当渐缩喷嘴出口汽流速度达到当地音速时，背压的扰动无法向前传播，故最大出口流速仅为当地音速。即 第三讲 最大流量与叶栅几何参数设计 临界压比　将喉部截面达到音速时为临界状态。对应流道的进、出口压力比称为临界压比(Critical pressure ratio) 。绝热等熵临界压比 过热蒸汽 饱和蒸汽 临界速度仅与进口的初参数有关 最大流量　当喉部达到临界时，蒸汽参数也不再改变，汽流速度不再增加，其流量达到最大。 第三讲 最大流量与叶栅几何参数设计 记住！最大流量仅与初参数有关。实际最大流量为理想最大流量乘流量系数，即 流量比系数与椭圆公式 流量比系数　又称彭台门系数，通过流道的流量与其最大流量的比，用β表示。 　　 　即 第三讲 最大流量与叶栅几何参数设计 速比与轮周效率.xls 椭圆公式 彭台门系数曲线近似于椭圆曲线，简化计算，用椭圆公式近似。即 流量计算方法　先由初参数求得最大流量 ，然后由前后压比计算彭台门系数β，最后 友情提醒！　因存在着临界和最大流量，计算流量时必须先计算压比，并判定是否临界 第三讲 最大流量与叶栅几何参数设计 1.3.3 斜切部分膨胀与超音速 斜切部分膨胀 当背压低于临界压力时，A点的压力扰动以音速向BC边传播，其前锋到达D点，形成压力为背压的等压线AD。蒸汽在AB与AD间压差作用下在ABD所构的渐扩流道中偏转继续膨胀增速，使之达到超音速。 第三讲 最大流量与叶栅几何参数设计 极限膨胀　当特性线的前锋与AC重合时，斜切部分的压力分布再也不受喷嘴后压力进一步降低的影响，即斜切部分的膨胀能力全部用完。对应压力称为极限膨胀压力 极限膨胀压比　斜切部分膨胀的大小决定于　，故极限膨胀也决定于　。 汽流偏转角　斜切部分膨胀使蒸汽比容增大，汽流只有改变流动方向才可增大通流面积维持正常流动　 第三讲 最大流量与叶栅几何参数设计 1.3.4 叶栅几何参数设计 喷嘴尺寸设计　功率决定流量，而流量决定叶栅高度 最小喷嘴高度 　叶高过小，叶顶和叶根的边界层和漏汽影响很大，效率很低，通常要求喷嘴高度不小于11～15mm 。 增大叶高措施 减小喷嘴出口角、降低喷嘴出口速度和采用部分进汽。 部分进汽度e 工作喷嘴所占的圆周长度与全圆周长度之比，即 第三讲 最大流量与叶栅几何参数设计 动叶尺寸设计　保证喷嘴出口蒸汽全部进入动叶　 盖度 动叶与喷嘴的高度差。叶顶盖度和叶根盖度 1.3.5 反动度的实现 原理　膨胀的大小决定于流道的形状，面积缩小、膨胀增大。动、静叶出口面积比 　是实现反动度的主要因素。 冲动级　喷嘴、动叶出口参数相近，因　　　故 * 第三讲 最大流量与叶栅几何参数设计 反动级　动叶中膨胀，　　　，比容