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第四讲 级内损失与级相对内效率 实际级 第四讲 级内损失与级相对内效率 级内损失机理 第四讲 级内损失与级相对内效率 1.4.2 平面叶栅损失 第四讲 级内损失与级相对内效率 　汽轮机叶型设计的进化 第四讲 级内损失与级相对内效率 第四讲 级内损失与级相对内效率 扇形损失　沿叶高轮周速度不一致产生偏离最佳速比 影响因素及大小　径高比，很小 叶轮摩擦损失　叶轮高速旋转带动蒸汽流动，在其两侧腔室形成涡流产生损失 影响因素及大小　叶轮面积和转速的三次方，很小 漏汽损失　动、静间隙的前、后压差造成蒸汽泄漏 泄漏点　隔板与转子、静叶与动叶根部、动叶顶部 损失及大小　作功介质减少和扰乱流场，约占总损失30% 第四讲 级内损失与级相对内效率 措施　减小间隙，研发新型汽封，如可调汽封、刷型汽封、叶片型柔性接触式等 第四讲 级内损失与级相对内效率 第四讲 级内损失与级相对内效率 部分进汽损失　鼓风与斥汽损失，不均匀流场损失 鼓风损失　非喷嘴弧段动叶鼓风产生的能耗 斥汽损失　进入喷嘴弧段排斥动叶内滞蒸汽的能耗 不均匀流场　影响其后级的效率 第四讲 级内损失与级相对内效率 湿汽损失　湿蒸汽中的水滴运动产生的损失 湿汽级　火电机组排汽湿度随主蒸汽压力升高而增大，末级或末二级为湿汽级 ；核电机组为湿蒸汽汽轮机，高压和低压末数级为湿汽级。超临界压力机组的排汽湿度大于亚临界机组。　 第四讲 级内损失与级相对内效率 　 第四讲 级内损失与级相对内效率 撞击损失　变工况时进口汽流角偏离几何角所产生的损失 新型设计，偏离角在　　内损失很小　　 第四讲 级内损失与级相对内效率 第五讲 弯扭叶片的现代设计与原理 汽流参数沿叶高变化 　汽流切向运动产生的离心力，使反动度沿高增大，且在动、静叶间隙中形成径向流动，干扰主汽流造成损失。 端部边界的附面层　不仅产生摩擦损失，并且产生的二次流使有限高度的叶片通道流场严重偏离一元模型 端部漏汽　影响主流流场， 第五讲 弯扭叶片的现代设计与原理 第五讲 弯扭叶片的现代设计与原理 1.5.2 叶栅通道的实际流动和简化流动模型 实际流动 在子午面和绕转子轴线Z回转面内的合成运动。 子午面：通过转子轴线Z的平面；回转面：通过轴线Z的旋转面。 实际汽流速度 是子午速度 与回转速度 的矢量和，即 。 * 第四讲 级内损失与级相对内效率 1.4.1 级内损失概述 理想级 无端部边界效应 没有泄漏损失 没有附加功耗 平面叶栅 理想级损失 叶型损失 余速损失 端部边界 环形叶栅 低压蒸汽夹水 多处泄漏 汽流角不一致 叶轮摩擦耗功 喷嘴部分进汽 级内损失 叶高损失 扇形损失 泄漏损失 叶轮摩擦损失 湿汽损失 部分进汽损失 撞击损失 撞击损失　进口汽流角偏离几何进口角 湿汽损失　湿蒸汽区水滴产生的损失 漏汽损失　静叶(或隔板）、动叶端部间隙蒸汽泄漏 部分进汽损失　喷嘴不均匀进汽产生损失 扇形损失　叶根、叶顶不同径 叶高损失　叶根、叶顶端部边界 叶轮摩擦损失　叶轮高速旋转摩擦耗功 损失机理 附面层摩擦损失 附面层脱离涡流损失 尾迹损失 冲波损失 受制因素　叶片表面粗糙度、总面积、叶型、速度分布和动、静叶的匹配性 第四讲 级内损失与级相对内效率 1.4.3 级内损失 叶高及二次流损失　端面摩擦损失和二次流损失 叶高损失　端部边界层摩擦损失　 二次流损失　二次流旋涡损失 二次流　 　　蒸汽弯曲流动产生离心力，形成内弧指向背弧压力场，内弧压力高于两端部，在此压差驱动下形成内弧中部向两端部流动。 　　小容量机组若采用超临界参数蒸汽，因叶片高度过小、叶高损失过大、汽轮机效率低，机组效率反而不及低参数机组。 1.4 级内损失与级相对内效率 第四讲 级内损失与级相对内效率 第四讲 级内损失与级相对内效率 　二次流是与叶型损失同一量级的重大损失，是进一步提高效率的主要障碍。增大叶高、后加载、小直径、多级数、高反动度，以及基于F3D计算流体力学的马刀形弯扭叶片成为当今汽轮机设计的主流技术。 等截面直叶片 变截面扭叶片 变截面弯扭叶片(马刀形叶片） 第四讲 级内损失与级相对内效率 第四讲 级内损失与级相对内效率 第四讲 级内损失与级相对内效率 调节级部分进汽 第四讲 级内损失与级相对内效率 湿汽损失　剥离水膜和加速水滴；水滴撞击叶片产生制动；水滴破碎扰乱流场。正比于湿度。 降低湿汽损伤的措施　 捕水与吸水 先进材料与处理工艺 第四讲 级内损失与级相对内效率 核电汽轮机 第四讲 级内损失与级相对内效率 级内损失汇总 第四讲 级内损失与级相对内效率 第四讲 级内损失与级相对内效率 损失的特征 互补性　叶高损失与部分进汽损失，叶高损失与扇形损失，通过优