《蒸汽动力装置》第二章、看.pptVIP

第二章

汽轮机级内能量转换过程;第一节汽轮机级的基本概念;3;汽轮机低压转子（含动叶栅）;蒸汽在级中做功的热力过程线;3、冲动作用原理(impulse):当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶片上，被称为冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于蒸汽微团流进、流出动叶通道时其动能的变化量。

4.反动作用原理(reaction):

当汽流通过动叶通道时，一方面要改变方向，同时还要膨胀加速，前者会对叶片产生一个冲动力，后者会对叶片产生一个反作用力，即反动力。蒸汽通过这种级，两种力同时作功。

蒸汽对于动叶栅的作用力;二、反动度(degreeofreaction);三、汽轮机级的类型及特点;冲动式汽轮机的结构特点:因为汽流在动叶栅内膨胀量较少，所以动叶栅的截面形状是近似对称的。因为动叶栅前后压力相差较小

，没有太大的轴向力作用在转子上，所以冲动式汽轮机可以采用质量轻，结构紧凑的轮盘式转子。同样可以采用较大的径向间隙，从而提高汽轮机运行的灵活性。但是喷嘴叶栅前后存在较大的压力差，为了减少喷嘴叶栅与轴之间间隙的漏汽量，要尽量减小间隙的直径，所以设计为隔板结构，把喷嘴装在隔板的外环上，在隔板的内孔装有汽封片。;2.反动级：Ωm≈0.5。蒸汽在喷管和动叶通道中的膨胀程度相等。做功的力基本上冲动力和反动力各占一半。结构特点：动叶叶型与喷管叶型相同。效率比纯冲动级高，但做功能力较小。;11;反动级汽轮机特点:喷嘴叶栅和动叶栅可以采用相同的叶型，构成相似的喷嘴叶栅和动叶栅通道，因而可以降低汽轮机的制造成本。因为在动叶片前后存在较大的压力差，为了减小汽流对转子作用的轴向力，反动式汽轮机采用转鼓式结构，没有叶轮。喷嘴叶片直接安装在汽缸内壁，使级的轴向尺寸减小。但粗大的转鼓式转子质量大，启动时热惯性大，增加了暖机时间而影响到汽轮机运行的机动性。为了减少蒸汽漏泄量应尽量减小径向间隙。为了平衡轴向推力，还设置了平衡活塞。反动级因动叶片前后存在压力差，为了避免过大的级内损失，一般不采用部分进汽，而采??全周进汽。;（二）压力级和速度级;14;（三）调节级和非调节级;汽轮机的第一级就是调节级,机组靠改变调速汽门的开度,控制汽室的投入和喷嘴的工作,改变部分进汽度,改变进汽量,以调整负荷。用调节阀调节负荷的机组是节流调节机组,其第一级喷嘴是全部投入的,不起调节作用,当然也不是调节级。当然,也有符合调节的。

调节级是汽缸中温度最高、压力最高、做功量最大的级,又是部分进汽,所以,对其温度、压力要严格监控,防止超标造成危害。另外,监视调节级压力,也可以了解后面各级蒸汽通道的工作情况。;第二节蒸汽在级内的流动过程;一、基本假设和基本方程式;19;二、蒸汽在喷嘴中的流动过程;1.临界速度在膨胀过程中，到某一截面会出现汽流速度等于当地音速。当汽流速度等于当地音速时，则称此时的流动状态为临界状态。这时的参数为临界参数，用 等表示。临界速度的表达式为：;2，临界压力

临界压力表达式为:;1,喷嘴出口的汽流理想速度

在进行喷嘴流动计算时,喷嘴前的参数是已知条件。按等熵过程膨胀,其过程曲线如右图所示。喷嘴出口汽流理想速度表达式为

或者为;2，喷嘴出口的汽流实际速度

实际流动是有损失的，汽流实际速度小于汽流理想速度。通常用喷嘴速度系数 来考查两者之间的差别(通常取 =0.97)。这样，喷嘴出口的汽流实际速度为

3，喷嘴损失

蒸汽在喷嘴通道中流动时，动能的损失称为喷嘴损失，用 表示:

喷嘴损失与喷嘴理想焓降之比称为喷嘴能量损失系数，用 表示:;25;26;1,喷嘴的理想流量Gt计算

喷嘴的理想流量Gt可用下式计算:

式中, ----喷嘴出口处截面积;

----喷嘴出口处理想汽流速度;

----喷嘴出口处比容。还可以写成

当喷嘴前参数和出口面积一定时,理想流量只与压比,或者喷嘴背压有关。;2，喷嘴流量曲线临界流量为:

式中， 只与κ值有关。对于过热蒸汽（κ=1.3), =0.667；饱和蒸;3，通过喷嘴的实际流量的计算通过喷嘴的实际流量为:;30;（四）蒸汽在喷嘴斜切部分的流动;1,当喷嘴出口压力（背压）大于或等于临界压力时,AB截面上的流速小于或等于音速,喉部压力等于背压（）,汽流通过喷嘴,只在渐缩部分膨胀加速,而在斜切部分ABC处不膨胀加速。斜切部分只起导向作用。从喷嘴流出的汽流与动叶运动方向成一角度(称为喷嘴出汽角）。

2,当喷嘴出口压力（背压）小于临界压力时,汽流在AB截面上达临界状态,汽流在斜切部分要继续膨胀加速,蒸汽压力由临界 压力下降为 ,汽流速度由临界速度到大于音速,并且汽