叶轮机械原理ppt课件.ppt

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1、西安交通大学能源与动力工程学院热动力工程系王新军热力叶轮机械原理PrincipleofThermalTurbomachinery等环流流型透平级汽流参数沿径向的变化规律为：计算参数●●计算点●计算点1-1截面：{2-2截面：{二、参数沿径向的变化规律1）级进口0-0截面作为给定的已知条件，所有汽流参数沿径向都不变。即：计算点●●●计算起点计算终点●●●●可以推导出:其中:下标h——代表叶根截面参数；——叶片相对半径。2）喷管出口1-1截面①压力P1根据1-1截面的运动方程:r↑-→P1↑计算点●●●计算起

2、点计算终点●●●●②速度C1其中：C1z=const；C1r=0；C1ur=const=C1uhrhr↑--→C1↓③的变化规律对任一半径处:或:r↑--→↑计算点●●●计算起点计算终点●●●●④u1的变化规律r↑--→u1（正比）↑⑤的变化规律r↑→分子增大/分母减小→↑↑→↑↑⑥动叶进口相对汽流速度W1的变化规律在时：r↑—→W1↓在时：r↑—→W1↑w2w1u2u1c2c13）级后出口2-2截面①压力P2根据等环流假定：轴向排汽（）②速度C2其中：C2u=0；C2r=0速度C2沿径向不变计算点●●●计算

3、起点计算终点●●●●压力P2沿径向不变③的变化规律角度沿径向不变④u2的变化规律r↑—→u2（正比）↑⑤的变化规律在的条件下：r↑→↓⑥动叶出口相对汽流速度W2的变化规律在轴向排汽的条件下：r↑—→W2↑◆等环流透平级各参数变化规律图示1图3.8汽流参数沿叶高的变化静叶动叶◆等环流透平级各参数变化规律图示2●●●●●●●●●●●4）反动度随半径的变化规律静叶动叶isp0t0p2p0t0p2p1hp1tp1hsp1hp1h2shp1th2sh1sh1sh反动度的定义：变形：isp0t0p2hsp1hp1h2sh

4、p1th1sh1shh2s由于：isp0t0p2hsp1hp1h2shp1th1sh1shh2sr↑→↑isp0t0p2hsp1hp1h2shp1th1sh1shh2s图3.9反动度沿叶高的变化静叶动叶5）比功的变化（）比功沿径向不变三、流动损失的影响◆在喷管出口（1-1）截面简单径向平衡方程：能量方程:()类似的推导，可以得到：◆主要参数变化规律为：r↑→↑r↑→↑↑r↑→↓r↑→↑3.3等角流型和等密流流型透平级一、等角流型等角：就是喷管出口的汽流角度沿径向是不变的。即：可以看出：①进口（0-0）截面：轴

5、向进汽（C0u=0）出口（2-2）截面：轴向排汽（C2u=0）→不存在离心力场：径向分速度Cr=0②在叶栅内部和轴向间隙（1-1）处：周向分速度Cu≠0，→产生一个离心力场，使径向分速度Cr≠0，流线向下偏移；③级通流部分的内表面和外表面是同心圆柱面。图3.10等角级通流部分示意图简化假定：①透平级内的流动是定常流动；④轴对称流动，即：③在三个特征截面上，所有汽流参数沿轴向的偏导数均等于零，即：②在1-1截面处：汽流的径向分速度Cr=0采用简单径向平衡方程来描述：◆流型计算1)在汽轮机级的进口（0-0）截面：

6、参数作为已知条件给出，或是上一级计算的结果。计算参数●●计算点2)在轴向间隙（1-1）截面：r向运动方程:(简单径向平衡方程)能量方程:(理想无损失)连续方程：z向运动方程：u向运动方程:自然满足连续方程：u向运动方程：z向运动方程：状态方程：联立运动方程能量方程有：r向运动方程:能量方程:两边同除，有：该式有两个未知数（C1和），方程一个。有：其中：得到：1-1截面：补充条件：◆对于级内的实际流动，等角流型的方程为：◆参数沿径向的变化规律:r↑→p1↑→C1↓→不变→u1↑→↑↑→W1↓()→W1↑()3)

7、在级后（2-2）截面：在2-2截面上，给出不同的补充条件，就有不同的扭曲方法和汽流参数变化规律。补充条件主要有三种：①按等功条件扭曲补充条件为：（即：）推导出：（其中：）r↑→C2↑②按等出口角度条件扭曲补充条件为：（即：）推导出：③按等背压条件扭曲r↑→C2z↓→C2↓补充条件为：（即：）推导出：在下，反动度的变化规律为：有：r↑→↑在任意半径（r）处：在根部半径（rh）处：二、等密流流型密流：通过单位面积的流体质量。即：密度与轴向分速度的乘积等密流：是指透平级的密流沿径向不变，即：◆问题的提出对等环流流型

8、0-0截面：流线均匀分布1-1截面：r↑→↑→↑流线向上偏移2-2截面：流线均匀分布存在问题：图3.7等环流级通流部分示意图子午面上流线组成的流面不是圆柱面，与采用两个同心圆柱面假定不相符合。对角流型0-0截面：流线均匀分布1-1截面：r↑→↑→↑→↓流线向下偏移2-2截面：不同补充条件，就有不同的扭曲方法。情况复杂，暂不讨论。图3.10等角级通流部分示意图子午面上流线组成的流面也不是圆柱面，与采用