第一章汽轮机级的工作原理ppt课件.ppt

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1、第一章汽轮机级的工作原理教学目标：①能叙述汽轮机的基本工作原理②能描述蒸汽在喷嘴中的流动特点③会画速度三角形④能说出级内损失的内容⑤会计算轮周功率和级效率⑥会比较纯冲动级与反动级的作功能力与效率2021/8/121第一章汽轮机级的工作原理重点：①汽轮机的基本工作原理②蒸汽在喷嘴中的流动特点③动叶片速度三角形④级内损失、级内热力过程⑤轮周功率和级效率⑥纯冲动级与反动级的作功能力与效率的比较2021/8/122第一章汽轮机级的工作原理本节内容：第一节概述第二节汽轮机级的工作过程第三节级的轮周功率与轮周效率第四

2、节汽轮机的级内损失和级效率2021/8/1231.1概述一、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理级是汽轮机中最基本的工作单位级的组成：在结构上它是由喷管和其后的动叶栅所组成汽轮机从结构上分类单级汽轮机多级汽轮机2021/8/1241.1概述基本概念：按一定的距离和一定的角度安装在叶轮上形成动叶栅，并构成许多相同的蒸汽通道动叶：喷管：静叶片构成的蒸汽通道静叶按一定的距离和一定的角度排列形成静叶栅（静叶栅固定不动）静叶栅（喷嘴叶栅）：转子：动叶栅装在叶轮上，与叶轮以及转轴组成汽轮机的转动部分2021/8/1251

3、.1概述当一运动的物体碰到另一个静止的或速度不同的物体时，就会受到阻碍而改变其速度的大小和方向，同时给阻碍它运动的物体一个作用力结论：质量越大，冲动力越大；速度越大，冲动力越大冲动力：2021/8/1261.1概述反动力：由于膨胀加速产生的作用力蒸汽在动叶通道中流动→给动叶栅一个冲动力→在动叶栅中膨胀→给动叶栅一个反动力→两个力的合力F作用在动叶栅上→使动叶栅旋转而产生机械功反动做功原理：2021/8/127二、反动度和级的类型1.1概述（一）反动度：用来衡量蒸汽在动叶栅中的膨胀程度蒸汽在动叶栅中膨胀时的

4、理想焓降蒸汽在整个级中膨胀时的滞止理想焓降2021/8/1281.1概述（二）汽轮机级的类型及特点1、冲动级和反动级（1）冲动级:反动度等于零的级蒸汽只在喷管叶栅中膨胀，在动叶栅中不膨胀而只改变其流动方向，当不考虑损失时，动叶通道进出口压力相等，相对速度也相等工作特点：动叶叶型几乎为对称弯曲，即动叶通道内各通流截面近似相同结构特点：2021/8/1291.1概述（2）反动级反动级：反动度约等于0.5的级结构特点：动叶叶型与喷管叶型相同蒸汽在喷管和动叶通道中的膨胀程度相等工作特点：2021/8/12101.

5、1概述2、压力级和速度级（1）压力级:蒸汽的动能转换为转子的机械能的过程在级内只进行一次的级特点：压力级可以是冲动级，也可以是反动级（2）速度级:蒸汽的动能转换为转子的机械能的过程在级内进行一次以上的级特点：速度级可以是双列的和多列的2021/8/1211了解汽轮机级的类型和特点熟悉汽轮机级的结构名词掌握汽轮机的基本工作原理小结：1.1概述2021/8/1212基本假设和基本方程式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

6、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。`1.2汽轮机的工作过程2021/8/12131.2汽轮机的工作过程一、可压缩流体一元流动的基本方程基本方程式：（1）状态方程——pv=RT（3）动量方程——cdc=-vdp*（2）连续性方程——（4）能量守恒方程——2021/8/12141.2汽

7、轮机的工作过程二、蒸汽在喷管中的膨胀过程图为蒸汽在喷管中的热力过程线，O点是喷管前蒸汽的状态点，0*是喷管前的滞止状态点。具有初速c0、初压p0、初焓h0的蒸汽在喷管中膨胀到背压p1，在无损失的情况下，沿着等熵线O—1t膨胀到1t点，喷管的焓降为，在有损失的情况下，膨胀的热力过程沿O—1线进行，喷管出口实际状态点为1。2021/8/12151.2汽轮机的工作过程（一）喷管中的气流速度1、喷管出口气流的理想速度蒸汽在喷管中的能量转换规律为喷嘴出口的理想速度c1t为：2、临界速度和临界压力临界压力为：即为临界

8、压力比，它是气流达到音速时的压力与滞止压力之比2021/8/12161.2汽轮机的工作过程3、喷管出口气流的实际速度喷嘴实际出口速度为：喷嘴速度系数动能损失为：2021/8/12171.2汽轮机的工作过程（二）喷嘴截面积的变化规律2021/8/12181.2汽轮机的工作过程（二）喷嘴截面积的变化规律（1）当汽流速度小于音速，即Ma<1时，若要使汽流能继续加速，即dc>0，则必须dA<0,也就是说喷嘴截面积必须沿流动方向逐渐减小