动力机械3-变工况.ppt

重点讨论：变工况下级组前后参数与流量的关系 级组：多级汽轮机中一些流量相等，工况变化时通流面积不变的相邻若干级的组合。 级组的临界压力：当级组中任一级处于临界状态时级组的最高背压。 级组的临界压力比：级组的临界压力pzcr与级组的初压之比，用?zcr表示。其大小与级组中级数的多少有关。 （一）变工况前后级组均达到了临界状态 （二）变工况前后级组未达临界状态 此时级组的流量随背压的变化关系可近似看做一椭圆曲线 对于凝汽式汽轮机 三、变工况时各级焓降的变化 凝汽式压力流量变化线示意图 弗留格尔公式的应用条件 （1）在同一工况下，通过级组中各级的流量应相同。 （2）在不同工况下，级组中各级的通流面积应保持不变 （3）严格地讲，弗留格尔公式只适用于具有无穷多级数的级组 （4）工况变化前后级组均未达到临界状态。 弗留格尔公式的应用 （1）监视汽轮机通流部分运行是否正常 （2）可推算出不同流量下各级级前压力，求得各级的压差、焓降，从而确定相应的功率、效率及零部件的受力情况。当然也可由压力推算出通过级组的流量。 机组的彭台门系数与机组压比的关系： 凝汽式机组的各中间级 上式表明，在工况变动时凝汽式汽轮机各中间级的压力比不变~对应的焓降变化不大； 主意：在负荷偏离设计值较大时，中间级的焓降也要发生变化。 图5.12 汽轮机级组示意图 图5.13 代表级组的通流容器 图5.14 凝汽式汽轮机各级组压力-流量关系曲线 图5.15 调节级后温度对中间级组压力-流量关系曲线 图5.16 背压式汽轮机各级压力-流量关系曲线 图5.17 背压式汽轮机各级焓降-流量关系曲线 图5.18 透平级在非设计工况下的速度三角形 图5.19 变工况下， 与 的关系曲线 解得： 分析1：极限压比有两个解 → 代表极限压比 → 代表设计压比 ● ● ● ● ● ● ● ● ● 分析2：当 时， ， 表示是收缩喷管，两个解合为一个解。 分析3：如果以扩压段任一个截面的压比和面积代入上式， 得： 分析4：缩放喷管的极限压比与 有关 临界压比/几何尺寸 → 对特定的缩放喷管，极限压比是一个确定值； → 对不同的缩放喷管，其极限压比也不同。 3）缩放喷管变工况时的压力~流量关系 ① 在初压 一定下，背压 的变化引起流量的变化 彭台门系数: 椭圆公式表示: ② 初压和初温变化， 对应的临界流量的变化： ③ 当初压、背压都变化时， 流量的变化： ④ 同样画出缩放喷管的流量锥图或流量网线图。 图5.9 缩放喷嘴的流量网锥 三、变工况时喷管速度系数的变化 图5.11 喷管速度系数的 曲线 第二节 汽轮机级的变工况 喷嘴前、后压力发生变化引起流量的变化。反之，当流经喷嘴的流量变化时，喷嘴和动叶前后的压力也要随之变化，从而引起级内各个参数发生变化。 一、设计工况和变动工况均为临界工况（其喷嘴或动叶必定处于临界状态） 　1.喷嘴在临界工况下工作时 2、动叶在临界状态（喷嘴未达临界） 只要采用动叶的相对参数，可直接应用喷嘴变工况的结论： 从“1*”→到“1”之间： 有： 而： 又： 得： 则： 得： 则： 同理，用喷嘴参数表示则有： 当c0变化不大 最后： 小结： 当级在临界状态下工作时，不论临界状态是发生在喷嘴中还是动叶中，其流量均与级前压力成正比，而与级后压力无关。 二、设计工况和变动工况均为亚临界工况 ---级内喷嘴和动叶均未达到临界状态 ---表示级的反动度为零时(p1=p2)时级内实际流量。 而实际流量与临界流量的关系： 【复习(补充)】 喷管实际通流能力 是喷管流量系数。它与蒸汽性质、叶栅流道形状等有关。 对过热蒸汽： 湿蒸汽： 根据连续方程： 其中： 图1.12 蒸汽的流量系数曲线 显然：当 时， 当 时， 主意：此式虽然在假定级前初速为零的条件下推导出来的，且有其他若干简化条件。但是，计算表面，使用此式所得结果与实验数据基本相符。主要是因为所略部分之间具有相互补偿作用。 显然，若有关简化条件不满足，采用此公式计算误差较大。 可见：当级内未达临界时，级内流量不仅与出参数有关，且与级后参数有关； 三、一种工况级达临界；另一种工况为亚临界工况 第三节 汽轮机级组的变工况 结论：在变工况下，如果级组的最后一级始终处于临界状态，则通过该级组的流量与级组中所有各级的级前压力成正比。 利用椭圆方程可得： 弗留格尔公式，它表明：当工况变化前后级组均未