汽轮机级的工作原理精选.ppt

主要内容 一、级的概念 二、汽轮机的冲动作用原理和反动作用原理 三、反动度和级的类型 四、级的轮周功率和轮周效率 五、汽轮机的级内损失和级效率 一、级的概念 汽轮机本体中做功气流的通道称为汽轮机的通流部分。 级：由喷管和其后的动叶栅组成，完成蒸汽的热能转换成转子的机械能的最基本单元。 汽轮机有单级和多级。 级的组成 二、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理 1、冲动作用原理 当一运动物体碰到另外一个运动速度比其低的物体时，就会受到阻碍而改变其速度，同时给阻碍它的物体一个作用力，这个作用力被称为冲动力。冲动力的大小取决于运动物体的质量以及速度的变化。质量越大，冲动力越大；速度变化越大，冲动力也越大。受到冲动力作用的物体改变了速度，该物体就做了机械功。 最简单的单级冲动式汽轮机结构如图1－1。蒸汽在喷管4中产生膨胀，压力降低，速度增加，蒸汽的热能转变为蒸汽的动能。高速气流流经叶片3时，由于气流方向发生了改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能转变为轴旋转的机械能。这种利用冲动力做功的原理，称为冲动作用原理。 2、反动作用原理 反动力是由原来静止或运动速度较小的物体，在离开或通过另一物体时，骤然获得一个较大的速度增加而产生的。 在反动式汽轮机中，蒸汽在动叶构成的汽道内膨胀加速时，气流必然对动叶作用一个反动力，推动叶片运动，做机械功。这就是反动做功原理。 在反动式汽轮机中，蒸汽不仅仅在喷管中产生膨胀，压力降低，速度增加，高速气流对叶片产生一个冲动力，而且蒸汽流经叶片时也产生膨胀，使蒸汽在叶片中加速流出，对叶片还产生一个反作用力，即反动力，推动叶片旋转做功。这就是反动式汽轮机的反动作用原理。 在动叶内，把蒸汽具有的动能和热能?机械功 作用力： ①由静叶出口的高速蒸汽冲击动叶产生冲动力Fi ②动叶内蒸汽继续膨胀，产生一个反动力Fr 三、反动度和级的类型 （一）汽轮机的反动度 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降?hb， 和在整个级的滞止理想焓降?ht* 之比，即 （二）汽轮机级的类型和特点 根据蒸汽在级通流部分的流动方向，将汽轮机分成轴流式和辐流式两种。 1.按反动度的大小进行分类：冲动级和反动级 2.按蒸汽的动能转换为转子机械能的过程分类：压力级和速度级 3.按通流面积是否随负荷而变分类：调节级和非调节级 1、冲动级和反动级 纯冲动级： 反动度 的级称纯冲动级 冲动级 带反动度的冲动级（冲动级）： 在冲动级中带少量反动度 反动级：反动度 的级称反动级 2、压力级和速度级 （1）压力级：蒸汽的动能转换为转子的机械能的过程在级内只进行一次的级。 （2）速度级：蒸汽的动能转换为转子的机械能的过程在级内进行一次以上的级。 复速级：由固定的喷管、导叶和安装在同一叶轮上的 两列动叶组成的级称为复速级。 3、调节级和非调节级 （1）调节级：通流面积能随负荷改变的级，如喷管调节的第一级。 （2）非调节级：通流面积能不随负荷改变的级，可以全周进汽，也可以部分进汽。 复速级 复速级由喷管、导叶和两列动叶组成。蒸汽在喷管膨胀后，进入第一列动叶作功，流出第一列动叶时速度还相当大。用一列导叶改变蒸汽流动方向后进入第二列动叶继续作功。 特点： 作功能力很大，但效率较低，常用作中小汽轮机调节级。 喷管采用缩放喷管。 引入一定的反动度。 四、级的轮周功率与轮周效率 （一）蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率 （二）级的轮周效率 定义：蒸汽在轮周上所做的功与整个级所消耗的蒸汽理想能量（级的理想能量）之比，即 （三）速比 五、汽轮机的级内损失和级效率 （一）级内损失 级内损失主要有叶栅损失、余速损失、扇形损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、湿汽损失等 1、叶栅损失 叶栅损失包括喷管损失和动叶损失，从产生原因看，它有叶型损失、叶端损失和冲波损失所组成。 ⑴ 叶型损失 ①附面层中的摩擦损失 ②附面层分离时的涡流损失 ③尾迹损失 ⑵ 叶端损失 ①端部附面层中的摩擦损失 ②二次流损失 ⑶冲波损失 叶栅中汽流产生冲波时突然被压缩所产生的能