汽轮机的工作原理.pptxVIP

1;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;汽轮机的基本作功单元－“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转机械能。 ;第7页/共74页;3、冲动级： 当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状???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。;第10页/共74页;二、级的反动度;(一)冲动级与反动级;冲动级;冲动级;反动级（）;(二)压力级与速度级;(三)调节级与非调节级; 四、研究级内工作过程的基本方法 1.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 ; 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，蒸汽的初速为零。换言之，参数p0*、 v0*是以初速c0从p0、v0等比熵滞止到速度为零时的状态，我们称p0* 、 v0* 、 h0*等为滞止参数。滞止参数在h-s图上的表示如图所示 。 上两式可写为： ;2.喷嘴出口汽流实际速度： 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 ;影响速度系数的因素有：喷嘴高度、叶型、汽道形状、表面粗糙度、前后压力等。 速度系数与叶高的关系曲线如下图： ;(一)动叶进出口汽流速度三角形;符号说明: C1：喷嘴出口汽流的绝对速度 w1：喷嘴出口汽流的相对速度 C2：动叶出口汽流的绝对速度 w2：动叶出口汽流的相对速度 u：圆周速度。;蒸汽在动叶中的流动;;3、速度三角形的计算;—动叶速度系数。; 1、蒸汽对动叶的作用力; 作用在动叶上的汽流力可归结为产生旋转机械功的切向力(又称轮周力)和不产生机械功的轴向力。由动量定律求得。利用速度三角形关系进行计算。;轮周力Fu：是对动叶做功的力;轴向作用力Fz：产生轴向推力不做功;⒉ 轮周功率;分析;结论;作业;作业;第三节 级的轮周效率与最佳速度比;一、级的轮周效率 定义：蒸汽在轮周上所做之功与整个