汽轮机的工作原理(2).ppt

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1、教学目标:了解蒸汽在喷嘴和动叶中的流动和能量转换过程；了解级的结构及作用和分类，掌握纯冲动度、冲动级、反动级的概念，动叶进出口速度三角形的绘制与计算，级的轮周功率和轮周效率，汽轮机级内各项损失和级效率、级的内功率计算。知识点：反动度，冲动级，反动级蒸汽在喷嘴中的流动特性；蒸汽在动叶中的流动特性；动叶进出口速度三角形；蒸汽作用在动叶上的力，轮周功率和轮周效率；汽轮机级内各项损失和级效率，级的内功率，级内损失。重点：级的概念与分类，动叶进、出口速度三角形；级的轮周功率、轮周效率及级内各项损失。难点：动叶进、出口速度三角形；级的轮周功率、轮周效率

2、及级内各项损失的分析。汽轮机的工作原理汽轮机外形单缸、单排汽口汽轮机多缸、多排汽口汽轮机汽轮机的工作原理第一节概述一、汽轮机的级、级内能量转换过程1、汽轮机的级：静叶栅动叶栅是汽轮机作功的最小单元。汽轮机的基本作功单元－“级”能量转换的主要部件是一组喷管和一圈动叶，由它们组合而成的工作单元，称为汽轮机的一个“级”。2、级内能量转换过程：具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在静叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋

3、转机械能。3、冲动级：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。而这种级称为冲动级。4、反动级：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。通常称这种级为反动级。二、级的反动度蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降hb，和在整个级的滞止理想焓降ht*之比，即(一)冲动级与反动级

4、三、汽轮机级的类型冲动级复速级反动级冲动级1、纯冲动级（Ωm=0）特点：蒸汽在喷咀叶栅中膨胀，在动叶栅中不膨胀，只改变方向。P1=P2Δhb=0Δh*n=Δh*t作功能力大，效率较低，C2较大。2、带反动度的冲动级(0<Ωm<0.5)特点：蒸汽大部分在喷咀叶栅中膨胀，小部分在动叶栅中继续膨胀。P1>P2Δhb>0具有冲动级作功能力大和反动级效率高的特点。3、复速级（双列冲动级）特点：蒸汽在喷咀中膨胀，在第一列动叶栅中作一部分功，在固定的导向叶栅中改变蒸汽流动方向，在第二列动叶栅内继续作功，它的作功能力比单列冲动级要大，但效率低，一般用于中、

5、小型机组上。冲动级复速级反动级（Ωm=0.5）特点：蒸汽一半在喷咀叶栅中膨胀，另一半在动叶栅中膨胀。P1>P2Δhb=Δh*n=0.5Δh*t反动级效率比冲动级高，但作功能力较小。反动级(二)压力级与速度级三、汽轮机级的类型压力级—以利用级组中合理分配的压力降或焓降为主的级。（效率高，单列级）速度级—以利用蒸汽流速为主的级。（做功能力大）双列速度级多列速度级(三)调节级与非调节级三、汽轮机级的类型调节级—通流面积可以随负荷变化的级。（第一级）非调节级—通流面积不随负荷变化的级（第一级以后的各级）复速级单列级四、研究级内工作过程的基本方法1.

6、基本假设流过叶栅通道的蒸汽是具有粘性、非连续性和不稳定的三元流动的实际流体。为了研究方便，特作如下假设：（1）蒸汽在叶栅通道的流动是稳定的：即在流动过程中，通道中任意点的蒸汽参数不随时间变化而改变。（2）蒸汽在叶栅通道的流动是一元流动：即蒸汽在叶栅通道中流动时，其参数只沿流动方向变化，而在与流动方向相垂直的截面上不变化。（3）蒸汽在叶栅通道的流动是绝热流动：即蒸汽在叶栅通道中流动时与外界没有热交换。2、基本方程（1）连续性方程微分形式（2）运动方程（3）能量方程（4）状态方程第二节蒸汽在汽轮机级中的流动一、蒸汽在喷嘴中的膨胀过程喷嘴的作用是

7、让蒸汽在其通道中流动时得到膨胀加速，将热能转变为动能。喷嘴是固定不动的，蒸汽流过时，不对外作功，W=0；同时与外界无热交换，q=0。则根据能量方程式，有对于过热蒸汽，可近似看做理想气体，则上式可写成：（一）喷嘴中的汽流速度1.喷嘴出口汽流的理想速度：在进行喷嘴流动计算时，喷嘴前的参数是已知的条件。按等熵过程膨胀，根据能量方程，喷嘴出口汽流理想速度或者当用下角0与1分别表示喷嘴进出口处的状态时，上式表明，蒸汽在喷嘴出口处的动能是由喷嘴进口和出口的蒸汽参数决定的，并和喷嘴进口蒸汽的动能有关。当喷嘴进口蒸汽动能很小，并可忽略不计时，喷嘴出口的蒸汽

8、流速仅是热力学参数的函数。若喷嘴进口蒸汽的动能不能忽略不计，那么我们可以假定这一动能是由于蒸汽从某一假想状态0*等比熵膨胀到喷嘴进口状态0时所产生的，在这一假想状态下，蒸汽的初速