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叶轮机械原理第六章 涡轮 作业11：p.171, 3、6、29 （第六章第一次作业） 3. 试用热焓方程和伯努利方程分析喷嘴环和工作轮中的能量转换过程。 6. 决定涡轮基元级速度三角形的主要参数有哪些？ 29. 已知燃气流过涡轮叶栅时， ， ， ， ， ， ，并已知燃气绝热指数 ， 。试求： （1）喷嘴环中直总焓的大小及其变化；（2）工作轮中的相对总焓的大小及其变化；（3）工作轮出口的相对速度 ；（4）工作轮进出口的绝对总焓变化；（5）喷嘴环进口至工作轮出口绝对总焓变化；（6）轮缘功 ；（7）运动反力度。 主要内容 第一节 涡轮工作原理 第二节 涡轮基元级 第三节 涡轮级和多级涡轮 第四节 涡轮特性 第五节 径流式涡轮 第六节 涡轮新技术的发展和应用 主要内容 第一节 涡轮工作原理 第二节 涡轮基元级 第三节 涡轮级和多级涡轮 第四节 涡轮特性 第五节 径流式涡轮 第六节 涡轮新技术的发展和应用 第一节 涡轮工作原理 涡轮是一种将工质的焓转换为机械能的旋转式动力机械，是航空发动机、燃气轮机和蒸汽轮机等主要部件之一 第一节 涡轮工作原理 涡轮的一般形式：静子（导向器）+转子＝一级 气流冲击工作轮旋转做功 工作环境特点：高温、压力梯度 第一节 涡轮工作原理 常用的涡轮分类 第一节 涡轮工作原理 汽轮机（Steam Turbine） 第一节 涡轮工作原理 水轮机（Hydraulic Turbine） 第一节 涡轮工作原理 风力涡轮（风车，Wind Turbine） 第一节 涡轮工作原理 燃气涡轮（Gas Turbine） 第一节 涡轮工作原理 常用的涡轮分类 第一节 涡轮工作原理 燃气涡轮：HPT LPT 第一节 涡轮工作原理 动力涡轮（Power Turbine） 第一节 涡轮工作原理 常用的涡轮分类 第一节 涡轮工作原理 径流式涡轮 第一节 涡轮工作原理 常用的涡轮分类 第一节 涡轮工作原理 非冷却式和冷却式涡轮叶片 第一节 涡轮工作原理 常用的涡轮分类 第一节 涡轮工作原理 单级涡轮和多级涡轮 第一节 涡轮工作原理 常用的涡轮分类 第一节 涡轮工作原理 常规与对转涡轮 第一节 涡轮工作原理 常用的涡轮分类 第一节 涡轮工作原理 带冠与不带冠 主要内容 第一节 涡轮工作原理 第二节 涡轮基元级 第三节 涡轮级和多级涡轮 第四节 涡轮特性 第五节 径流式涡轮 第六节 涡轮新技术的发展和应用 第二节 涡轮基元级 基元级 第二节 涡轮基元级 涡轮基元的作用 导叶的作用：膨胀加速＋导向 动叶的作用：做功＋膨胀＋导向 涡轮压气机叶栅通道形状的差异 第二节 涡轮基元级 气流通过涡轮基元级膨胀作功原理 第二节 涡轮基元级 气流通过涡轮基元级速度的变化 燃气通过涡轮基元级膨胀作功，燃气的总温和总压都降低 导向器：导向、膨胀 导向器通道呈收敛形，气流膨胀加速（增大转子作功能力），气体静压p、静温T、静焓h相应降低。 气流在导向器出口处的速度v接近声速，有时甚至略超过声速。速度v具有很大的切线方向分速度。 由于涡轮的工作轮前缘以切线速度u1运动着，因此气流相对于工作轮前缘的运动速度为w1。 第二节 涡轮基元级 气流通过涡轮基元级速度的变化 工作轮：出功、膨胀、导向 气流在其中继续膨胀加速，气体静压p、静温T、静焓h进一步降低 气流通过工作轮叶栅改变流动方向 由于涡轮工作轮叶栅是收敛通道，气流在其中减压加速，不易产生分离，因此与压气机工作轮叶栅相比，涡轮工作轮叶栅可以有大得多的气流转折角Δβ，可以达到90～100° 相对速度w2大于进口相对速度w1，绝对速度v2却小于工作轮进口绝对速度v1 第二节 涡轮基元级 涡轮基元级速度三角形 第二节 涡轮基元级 涡轮基元级速度三角形 决定涡轮基元级速度三角形的主要参数 v1u a1 v2u u v1a / v2a 第二节 涡轮基元级 涡轮基元级反力度 冲击式（冲动式、冲力式） 第二节 涡轮基元级 涡轮基元级反力度 反击式（反动式、反力式） 第二节 涡轮基元级 负荷系数（能头系数、温降系数） 物理意义：涡轮级的做功能力。负荷系数大，做功能力强，典型数值范围1.4-1.7。 给定轮缘功时，可以根据无量纲参数HT、ΩT、v1a/v2a和静叶出口气流角?1，确定速度三角形 第二节 涡轮基元级 流量系数 与基元级流通能力和叶片形状有关。在一定圆周速度下，流量系数大标志