汽轮机工作原理.pptxVIP

2025/9/291汽轮机原理任课教师：张丁旺联系电话：021-mail：

第一章汽轮机工作原理2025/9/292概述汽轮机——一种将蒸汽的热能转变为机械功的旋转式原动机优点——单机功率大，热经济性高，运行平稳可靠，使用寿命长，单位功率造价低，能使用各种廉价燃料等。缺点——体积庞大、变负荷能力差，必须配套有锅炉、凝汽器、水泵、给水处理等大型设备以及给水回热等复杂的热力系统。因而机动性差，不便用于移动式装备中。用途：现代火力发电厂和核电厂的主要原动机可作为大型船舶及军舰的推进动力冶金、化工等部门用以驱动各种大型工作机供热式汽轮机还可满足生产和生活用汽、用热的需要，实现高效益的热电联合生产。

汽轮机发展史2025/9/293第一台轴流式汽轮机由瑞典工程师拉伐尔(DeLaval)1883年创造冲动式，容量3.7kW，转速26000r/min，轮周速度475m/s。拉伐尔解决了等强度轮盘，挠性轴和缩放喷嘴等较复杂的技术问题。第一台多级反动式汽轮机由英国工程师查尔斯·帕森斯(CharlesParsons)1884年设计1903年至1907年间，出现了热能电能联合生产的汽轮机，即背压式及调节抽汽式汽轮机；1920年左右，出现了给水回热式汽轮机；1925年，生产出第一台中间再热式汽轮机20世纪70年代，美国生产了最大单机功率为1300MW的双轴汽轮机，1980年前苏联制造的1200MW五缸六排汽一次中间再热超临界单轴汽轮机投入运行1955年，上汽厂制造了中国第一台功率为6MW的汽轮机，此后我国分别设计制造出了50MW、100MW、125MW、200MW和300MW等容量的凝汽式汽轮机及不同容量和型式的供热式汽轮机。80年代，我国引进消化技术，自行制造出了300MW及600MW亚临界凝汽式机组。目前我国已具备生产百万级机组的能力。上汽厂、哈汽厂和东方厂——北重、青汽和武——杭汽、南汽等美国的通用电气公司(GE)，西屋电气公司(WH)。瑞士ABB、法国的阿尔斯通——大西洋公司(AA)。俄罗斯的列宁格勒金属工厂(ЛМ3)。日本的三大企业：日立、东芝及三菱等。

1.1预备知识2025/9/2941.状态及过程方程式1.1.1热力学及流体力学的一些基本公式理想气体的状态方程理想气体的定压比热式中k—等熵指数。对于过热蒸汽k=1.3；对干饱和蒸汽k=1.135;对湿蒸汽k=1.035+0.1x，x表示膨胀过程初态蒸汽干度R—气体常数。R=?R/?=8410/?[J/(kg?K)]?R为通用气体常数=8410J/(kmol?K)，?为气体分子量。对水蒸汽?=18.016，R=461.26[J/(kg?K)]。理想气体的焓等熵膨胀过程方程

2.连续性方程2025/9/295即质量平衡方程:连续性方程的微分形式:表明了稳定流动中通流截面与汽流速度及蒸汽比容之间的变化关系——蒸汽流动变化与作用于流体上的力的关系式?对等熵流动，R=0，则式中负号说明在无损失的流动过程中，压力和速度的变化方向相反3.运动方程式微元段上的力:压力p及阻力dR，重力垂直流动方向，在运动方向上的分量为零或

4.能量方程式2025/9/296对于稳定流动，进入系统的能量必然等于离开系统的能量。若忽略汽流进出系统的势能变化，则系统的能量方程可写为：研究气体的流动经常用到临界概念，因此必须首先给出音速表达式。音速实际上就是压力波的传播速度。根据小压力扰动理论，音速a可以表示为：将等熵过程微分方程式M=1时的气流状态称为临界状态，此时气流速度c称为临界速度ccr，参数都称为临界参数，如pcr，vcr等。5.音速与马赫数M代入上式得音速标志了工质可压缩性的大小，是流体的一个状态参数对理想气体，k=cp/cv只是温度的函数，故音速也只是温度的函数流体的速度c与当地音速a的比值叫作马赫数M。即

1.1.2促使流动变化的条件2025/9/2971.力学条件(速度变化与压力变化之关系)将运动方程式代入等熵过程分方程式有由运动方程式知：在气体流动中，如果流速是增加的，则压力必然降低，如果压力升高，则流速必然降低。2.几何条件(截面变化与流速之间的关系)代入连续性方程有可见，c↑时A应扩大还是缩小取决于M?1?