汽轮机原理第一章课件.ppt

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1、第一章汽轮机级的工作原理第一章汽轮机级的工作原理汽轮机：以水蒸气为工质，将热能转变为机械能的高速旋转式原动机。汽轮机级：由喷嘴叶栅和与它相配合的动叶栅所组成，是汽轮机做功的基本单元。汽轮机由单级或若干级串联组合而成。第一节概述1-静叶栅（喷嘴）；2-动叶栅；3-隔板；4-叶轮；5-主轴第一节概述0－0截面：喷嘴进口截面（喷嘴前截面）；1－1截面：喷嘴与动叶之间截面(喷嘴出口、动叶进口)；2－2截面：动叶出口截面（动叶后截面）；喷嘴组成－－几个重要的截面这3个截面通常称为级的特征截面或计算截面，3个截面上的气流参数分别注以下标

2、0、1和2。如：p0、p1和p2分别表示喷嘴前、喷嘴后和动叶后的蒸汽压力第一节概述级的做功过程：具有一定温度和压力的蒸汽通过汽轮机级时，首先在喷嘴叶栅中将蒸汽所具有的热能转变成动能。在喷嘴通道中，蒸汽由压力p0膨胀到p1，温度由t0下降到t1，气流速度由c0上升到c1。热能动能第一节概述级的做功过程（续）：在动叶内，把蒸汽具有的动能和热能机械功动叶栅受到的作用力：①由静叶出口的高速蒸汽冲击动叶产生冲动力Ft②动叶内蒸汽继续膨胀，产生一个反动力Fr(?不一定有)第一节概述气流在动叶通道内不膨胀加速，而只随气道形状改变其流动方

3、向，气流改变流动方向对气道所产生的离心力，这个力叫做冲动力。这时蒸汽所做的机械功等于它在动叶栅中动能的变化量，这种级叫做冲动级。一、蒸汽的冲动原理和反动原理第一节概述蒸汽在动叶通道内随气道改变流动方向的同时仍然继续膨胀、加速，即气流不仅改变方向，而且因为膨胀作用其速度也有较大的增加；加速的气流流出气道时，对动叶栅施加一个与气流流出方向相反的作用力，这个作用力叫做反动力。依靠反动力做功的级叫做反动级。第一节概述喷嘴叶栅和动叶栅内蒸汽流动过程示意图第一节概述二、级的反动度焓熵图中，0点是级前蒸汽状态点，0*是蒸汽等熵滞止到初速度

4、等于零的状态点。下标：t表示级；n表示nozzle喷嘴；b表示动叶第一节概述定义：级反动度定义：等于蒸汽在动叶汽道内膨胀时的理想比焓降和整个级的滞止理想比焓降之比。Ωm平均反动度：动叶平均直径截面上的反动度。平均直径是指动叶顶部和根部处叶轮直径的平均值。反动度：衡量在动叶中膨胀的程度。第一节概述实际汽轮机中，蒸汽参数沿叶高方向截面上是变化的，动叶不同直径上的理想比焓降是不同的，因此，反动度沿动叶高度上也是不相同的。第一节概述三、汽轮机级的类型根据蒸汽在汽轮机级的流通部分中的流动方向，汽轮机级分为轴流式和辐流式两种。电站汽轮机

5、绝大多数都采用轴流式。按照蒸汽在动叶内的膨胀程度，又可将轴流式汽轮机的级分为冲动级和反动级两种。（一）冲动级和反动级1、纯冲动级Ωm＝0的级称为纯冲动级。工作特点：蒸汽在喷嘴叶栅中膨胀，在动叶栅中不膨胀而只改变流动方向。因而，动叶栅进出口压力相等，p2=p1、△hb=0，第一节概述纯冲动级结构特点：动叶叶型几乎为对称弯曲,动叶通道内各通流截面近似相同。级的作功能力大，但效率低，现代汽轮机均不采用。2、带反动度的冲动级Ωm＝0.05～0.2，这时蒸汽的膨胀大部分在喷管叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中继续膨胀；因此p1>p2、

6、。由流体力学知识可知，加速汽流可改善汽流的流动状况，既具有冲动级做功能力大和反动级效率较高的特点，得到了广泛的应用。因而，带有一定的反动度，可以提高汽轮机级的效率。第一节概述带反动度的冲动级中的蒸汽压力和速度变化示意图第一节概述3、复速级(双列速度级)由喷嘴静叶栅、装于同一叶轮上的两列动叶栅和第一列动叶栅后的固定不动的导向叶栅组成。从第一列动叶栅通道中流出的气力，其流速还相当大，为了利用这部分动能，在第一列动叶栅之后装上一列导向也上以改变气流的方向，使之顺利进入第二列叶栅通道中继续做功。复速级也采用一定的反动度。复速级具有做

7、功大的特点。第一节概述不带反动度带反动度的的复速级复速级4、反动级反动度为0.5的级称为反动级。工作特点：蒸汽在喷管和动叶中膨胀程度相同。冲动力和反动力作功各占一半。结构特点：动叶叶型与喷管叶型相同。反动级内，蒸汽在静叶和动叶通道内的膨胀程度相同，即反动级是在冲动力和反动力同时作用下做功。反动级的作功能力小，但效率高。第一节概述Δht*Δhn*Δhb0×012sh反动级内的蒸汽压力和速度变化示意图第一节概述第一节概述冲动式（ImpulseTurbine）反动式(ReactionTurbine)对比(二)压力级和速度级速度级是

8、以利用蒸汽流速为主的级，级的比焓降较大，有双列和多列之分，如复速级。压力级是以利用级组中合理分配的压力降或比焓降为主的级，效率较高，又称单列级，压力级。(三)调节级和非调节级按级通流面积是否随负荷大小而变，汽轮机级可分为调节级和非调节级。在采用喷管调节的汽轮机中，第一级的通流面积是可以随负