汽轮机原理第五章 汽轮机的变工况特性ppt课件.ppt

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1、1Chap5汽轮机的变工况特性设计工况——经济工况等转速汽轮机的变工况蒸汽量的变化初终参数变化喷嘴的变工况特性，级与级组的变工况特性，配汽方式及其对定压运行机组变工况的影响。2§5-1变工况下级的压力与流量的关系1，缩放喷嘴处于背压高于设计值的工况下运行时效率很低:在喷嘴出口处或其渐扩段内产生冲波，超音速汽流经过激波，流速大为降低，损失很大。由图可见：2，渐缩喷嘴背压高于设计值时不出现冲波，变工况效率仍然较高；图3-1给出了缩放喷嘴速度系数φ，和其膨胀度f(f=An/Ac)、压比εn之间的关系：缩放喷嘴膨胀度f：f=An/Ac3（一）、渐缩喷

2、嘴初压不变时背压与流量的关系实际：计算误差(‰)：工程允许近似彭台门系数实际彭台门系数一、渐缩喷嘴压力与流量的关系4（二）、渐缩喷嘴前后参数都变化时的流量变化临界工况：喷嘴出口流速达到或超过临界速度时，称喷嘴处于临界工况或工况变动前后未变，或变化很小可以忽略写出蒸汽由喷嘴前滞止状态点假想膨胀到喷嘴前实际状态点的连续方程：设计工况:变动工况:因是假想膨胀，并无损失，故流量系数μn=1。尚未达到临界状态，按理想流量计算公式整理5并认为表明不同工况下的喷嘴临界流量正比于初压或滞止初压，反比于喷嘴前热力学温度的平方根或滞止热力学温度的平方根。若喷嘴前

3、压力变动是由节流引起的，或因温度变化很小而可以忽略，或因近似计算而可以忽略温度变化，则喷嘴临界流量仅正比于初压或滞止初压。6亚临界工况：喷嘴出口流速小于临界速度时，称喷嘴处于亚临界工况考虑彭台门系数β后73．渐缩喷嘴初压、背压与流量的关系1）图中AOB区域是临界工况区，临界流量与初压成正比2）图中BOC区域是亚临界工况区，同一初压下流量与背压近似成椭圆曲线关系0.8p0.6p假设某初始压力p下的蒸汽质量流量为(Gc)max。喷嘴临界流量Gc正比于初压或滞止初压在初压力变化所引起的温度变化可忽略时，在临界状态下，初压p0与临界流量成正比，所以

4、各曲线水平段与椭圆段交点处的倾角正切值反映了背压与临界压力的比值。在临界压力比为定值时，倾角一定。84．缩放喷嘴背压与流量的关系虚线BO适用于缩放喷嘴的各设计工况：对于缩放喷嘴，在p1

5、不考虑温度变化，则喷嘴在设计工况连续方程变工况下的连续方程Step1.对于动叶应用临界流量比的公式——带入的是动叶的相对热力参数Step2.根据连续方程写出喷嘴的设计工况和变工况下的流量方程，并相比较Step3.认为喷嘴和动叶的流量相等，则两个流量比相等，求出相等时的压力比2)级的工况变化前后喷嘴流速均未达到临界值而动叶内流速均达到或超过临界值时，11若不考虑温度变化，则可见级处于临界工况时，级的流量与滞止初压或初压成正比，与滞止初温或初温的平方根成反比；若不考虑温度变化，则流量只与滞止初压或初压成正比。12若级内喷嘴和动叶出口汽流速度均小于

6、临界速度，就称该级工况为亚临界工况。反动度为0时，喷嘴出口理想比容:即由p0,t0等比熵膨胀到p2的比容。级的反动度为0时，通过该级喷嘴的理想流量G/。设计工况为亚临界工况的流量方程：变工况为亚临界工况的流量方程：13分析：14若不考虑温度变化，则级内工况为亚临界工况时，变工况下蒸汽质量流量与设计工况下蒸汽质量流量之比：15级组：流量相等而依次串联排列的若干级称为级组。当级组内各级的汽流速度均小于临界速度时，称级组亚临界工况；当级组内至少有一列叶栅的出口流速达到或超过临界速度时，称为级组的临界工况。(二)级组前后压力与流量的关系1．级组内各级

7、均未达临界状态工况变动时各级级前热力学温度之比值的变化几乎相同；对于级组来说，某一级的级前压力就是前一级的级后压力。费留格尔公式:级组未达临界状态时，级组前后蒸汽参数与流量之间的关系式16费留格尔公式:简化凝汽式汽轮机，若级组的级数取得较多时，则和趋近于零。除最后一、二级外，凝汽式汽轮机各级级前压力与流量成正比（直线关系），17当级组内至少有一列叶栅的出口流速达到或超过临界速度时，称为级组的临界工况。当喷嘴、级、级组均为临界工况时，蒸汽流量正比于初压和滞止压力，反比于初温和滞止温度。设末级临界工况，其余非临界工况；末级流量与级前压力成正比第二

8、级流量与蒸汽参数的关系:流量相同:倒数第二级流量也与级前压力成正比级组前压力与通过该级组的流量成正比18亚临界工况级组中某一级(一般是最末级)的喷嘴或动叶的汽流速度