《能源与动力装置基础——涡轮机》
5、蒸汽在喷嘴斜切部分的流动
D A B C E
D
p0
E
B
F
C
(1)p1=p1b, p1>pcr
斜切部分：导向
α1
A
p1
δ1
(2)p1<pcr
斜切部分：膨胀加速，汽流发生偏转
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二、蒸汽在动叶栅中的流动与能量转换过程 1 、动叶进出口速度三角形
1
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2、喷嘴中汽流的临界状态
临界状态：汽流速度等于当地音速时的流动状态

能量方程式
理想气体 音速公式
1 2 2 k (c1 c2 ) h0 h1 ( p0 v0 p1v1 ) 2 k 1
p

k
常数
a k
2
p

2 *2 0
a a c k 1 2 k 1
h
Δh’b
Δhb
p2
2
s
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5、蒸汽对动叶片产生的作用力 冲动力、反动力
冲动级、反动级
6、冲动级和反动级
冲动级
纯冲动级 带反动度的冲动级 复速级
Ωm=0.5
Ωm=0 Ωm =0.05~0.20
反动级
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第二节 级内能量转换过程及效率
假设
pcr 2 cr * p0 k 1
k k 1
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3、喷嘴截面积的变化规律
喷嘴截面积与汽流速度c和马赫数Ma 有关： 1 dA 1 dc 2
A dx ( Ma 1) c dx
汽流能够在喷嘴中加速的条件：
（1）Ma <1：渐缩喷嘴
（2）Ma >1：渐扩喷嘴
（3）Ma =1：缩放喷嘴
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4、喷嘴流量计算
喷嘴理想流量
qmth
喷嘴流量曲线
c1t An v1t
kg/s
qmth An
喷嘴前后压力比
* 2 k p0 k k ( ) n n * k 1 v0
2
k 1
* n p1 / p0
α1
β1
α2
β2
α*2
β*2
c1 u w1
c2
w2 u
出口绝对速度：
c 2 w22 u 2 2uw2 cos 2
* w sin * 2 2 arctan 2 * w2 cos 2 u
α1 β1
α2
β2
α*2
β*2
c1 u
w1
c2
w2 u
u
2rn 60
进口相对速度： w1 进汽角：
c12 u 2 2uc1 cos 1
c1 sin 1 c1 sin 1 1 arcsin arctan w1 c1 cos1 u
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《能源与动力装置基础——涡轮机》 qmth qmcr
B
临界流量
qmcr An 2 k k 1
k 1 k 1 * * p0 p0 An * * v0 v0
A
C
n
喷嘴实际流量
εn= εcr
εn=1
c1t v1t v1t c1 qm An An qm n qm v1 v1 v1t v1 v1t n 喷嘴流量系数: v1
1、喷嘴出口汽流速度计算
喷嘴出口的汽流理想速度
c1t 2(h0 h1t ) c
c1t
* 2hn
p0* h0*
0*
ΔhC0
2 0
p0 0
h0
Δhn* Δhn
喷嘴出口的汽流实际速度
c1 c1t
p12Βιβλιοθήκη h1th1喷嘴损失
1 2 2 1 2 hn (c1t c1 ) c1t (1 2 ) (1 2 )hn* 2 2
蒸汽在叶栅通道的流动是稳定的
蒸汽在叶栅通道的流动是一元流动 蒸汽在叶栅通道的流动是绝热流动
主要内容
蒸汽在静叶栅通道中的膨胀过程
蒸汽在动叶栅中的流动与能量转换过程
级的轮周效率和速度比 级内其他损失和级效率
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一、蒸汽在静叶栅通道中的膨胀过程

过程特点
喷嘴固定不动 蒸汽不对外作功 与外界无热交换
超超临界压力汽轮机：大于32 Mpa
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一、汽轮机级的工作原理 1、级的组成
静叶栅 动叶栅 2、级的工作原理
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3、级的通流部分热力过程曲线
0*
p0* p0 0'
Δhn*
Δht*
p1 1
4、级的反动度
Δh b Δh b Ωm * * Δh t Δh n Δh b

p0*
h0*
0*
ΔhC0
p0 0
h0
Δhn* Δhn

能量方程式
1 2 2 k (c1 c2 ) h0 h1 ( p0h v0 p1v1 ) 2 k 1 k h1t 2 c2 ) h0 h1 ( p0 v0 p1v1 ) k 1
p1
2
1 s
h1
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临界速度

2 * 2k * * ccr a0 p0v0 kpcr vcr k 1 k 1
临界压力

2 *v pcr p0 k 1 vcr
* 0

2 pcr p k 1
* 0
k k 1
临界压力比:临界压力与初压之比
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汽轮机
涡透 轮平 机机 燃气轮机
火电厂的原动机 驱动工作机 火电厂的原动机 船舶、飞机发动机 能量回收 制冷低温领域
透平膨胀机 水轮机
水电厂的原动机
涡轮机构成图示
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第一节 概述
火电厂（汽轮机） 1、能量转换过程
燃料化学能 → 蒸汽热能 → 机械能 → 电能
2、三大主机
锅轮炉：将燃料的化学能转变为蒸汽的热能
汽轮机：将蒸汽热能转化为转子的旋转机械能
发电机：将旋转机械能转化为电能
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3、汽轮机的分类

按汽轮机功能（热力特性）分类（即汽轮机型式）
凝汽式、供热式

按蒸汽参数分类
中压汽轮机：1.96 ~ 3.92 Mpa；
高压汽轮机：5.88 ~ 9.81 Mpa； 超高压汽轮机：为11.77 ~ 13.93 Mpa； 临界压力汽轮机：15.69 ~ 17.65 Mpa； 超临界压力汽轮机：大于22.15 Mpa；