02 第一章 汽轮机工作原理.ppt

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 概述 简单流动模型易用一元稳定等比熵流动的基本方程 连续方程：G*v=A*c 能量方程： h0 + c02/2 = h + c12/2 + w 状态或过程方程：p*v=const 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程 级的轮周功率和轮周效率 叶栅的气动特性 级内损失和级的相对效率 冲动级的实际热力过程线 （连接） 级效率 级的有效比焓降表示1㎏蒸汽所具有的理想能量中最后转变为轴上有效功的那部分能量，级的有效比焓降与理想能量之比称为级的相对内效率。 衡量级内能量转换完善程度的最经济指标是级的相对内效率而不是轮周效率。 级内损失对最佳速比的影响（P60图） 级的热力设计原理 扭叶片级（平面图） * 汽轮机本体作工气流的通道称为汽轮机的通流部分，他包括主气门，导管，调节气门，进汽室，各级喷嘴和动叶及汽轮机的排汽管。 汽轮机的级是由一列喷嘴叶栅和其后紧邻的一列动叶栅构成的工作单元。 动叶栅进出口汽流速度三角形 喷嘴及动叶的热力过程及热力过程线，以及蒸汽在此的流动过程 喷嘴损失，动叶损失和余速损失之和称为轮周损失。 汽流离开动叶通道时具有一定的速度，这个速度对应的动能在该级内已不能转换为机械功，称为余速损失。 级的反动度是表示蒸汽再动叶通道内膨胀程度大小的指标。 轴流式汽轮机按照级内蒸汽能量转换的特点，可分为: 纯冲动级，反动度等于零的级称为纯冲动级。 反动级，执蒸汽在喷嘴和动叶中理想比焓降相等的级。 冲动级，介于反动级和纯冲动级之间，Ω =0.05～0.3 复速级，有固定的喷嘴叶栅，导向叶栅和安装在同一叶轮上的两列动叶栅所组成的级。 临界参数的概念 蒸汽流量不变时，当喷嘴中等比熵焓降达到临界值时，喷嘴通道面积为最小，此处便是临界截面，其蒸汽流速等于当地音速。临界状态下的参数称为临界参数。 临界速度，临界压力，临界压比，临界流量，实际流量 其中， 为 喷嘴速度系数。 c1实际速度， 为理想速度。 。 汽流速度等于当地音速时的状态称为临界状态。临界状态下的所有参数称为临界参数。 彭台门系数的概念（喷嘴的实际流量与喷嘴临界流量之比） 极限膨胀压力 据一元等比熵超音速汽流过直角壁的概念，汽留在喷嘴出口产生汽六扰动，并在运动介质中以音速传播，以扰动中心为原点引射出一束射线，气流通过这些特性线后压力降低，速度增加，方向偏转。喷嘴背压越低，参加膨胀工作的斜切部分就越大。最后一根特性线越接近出口边，直至重合，斜切部分的膨胀能力就被全部用完，斜切部分达到极限膨胀，这是喷嘴出口压力称为极限膨胀压力。 单位时间内蒸汽推动叶轮旋转所做出的机械功称为轮周功率。 1千克蒸汽所作的轮周功与蒸汽在该级所消耗的理想能量之比称为级的 轮周效率 。 假想速度：假想级的理想比焓降都在喷嘴中等比熵膨胀的出口速度。 速比：圆周速度与进口汽流绝对速度之比，速比是决定出口汽流绝对速度大小和方向的重要参数，对轮轴效率的大小也有影响，对应于最高轮轴效率的速比称为最佳速比 。 h-s图中的汽轮机的热力过程 （ 纯冲动级） 纯冲动级最佳速比，反动级最佳速比，冲动级最佳速比，复速级最佳速比 与速利用的优点（P30） 单列级与复速级轮轴效率-速比关系曲线（P37) 各自的最佳速比下，复速记的轮轴效率一定比单列级的轮轴效率小，因为它不但增加了倒叶和第二列动叶种的能量，而且是第一列动叶中的损失增大。 复速级的优点，在圆周速度相同时，能承担比单列及大的多的理想比焓降，采用复速级，使汽轮机的级数减少；当他作为多级汽轮机的调节级时，蒸汽压力，温度在这一级下降较多，缩小了汽轮机在高温高压下工作的区域，节省高温材料，降低制造成本，有利于改善汽轮机的变工况特性。 叶栅的损失由叶型损失和端部损失所组成。 叶型损失（指平面汽流绕流叶栅产生的能量损失） 附面层中的摩擦损失：与叶