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1、汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 汽轮机原理汽轮机原理Principle of steam turbine广东工业大学能源工程系广东工业大学能源工程系GDUT GDUT Dept. of Energy EngineeringDept. of Energy Engineering2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/71 1汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 第二章第二章 汽轮机级的工作原理汽轮机级的工作原理2-1 级的基本概念级的基本概念2-2蒸汽在级内的流动蒸汽在级内的流动2-3 级的轮轴效率和最佳
2、速度比级的轮轴效率和最佳速度比2-4 叶栅尺寸的确定叶栅尺寸的确定2-5 叶栅气动特性及叶栅损失叶栅气动特性及叶栅损失2-6 级内各项损失和热效率级内各项损失和热效率2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/72 2汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 本章主要内容本章主要内容了解：了解：了解：了解：级的热力设计；级的热力设计；级的热力设计；级的热力设计；理解：理解：理解：理解：汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机“ “级级级级” ”的概念；的概念；的概念；的概念；掌掌掌掌握握握握：蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机通通通通流流流流部部部部
3、分分分分中中中中的的的的流流流流动动动动规规规规律律律律和和和和能能能能量量量量转转转转换换换换过过过过程程程程；速速速速度度度度三三三三角角角角形形形形法法法法；级级级级的的的的轮轮轮轮周周周周功功功功率率率率和和和和最最最最佳佳佳佳速速速速度度度度比比比比的的的的计计计计算算算算方程；方程；方程；方程；熟熟熟熟练练练练掌掌掌掌握握握握：汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机级级级级的的的的轮轮轮轮周周周周效效效效率率率率和和和和最最最最佳佳佳佳速速速速度度度度比比比比的的的的计计计计算算算算；轮轮轮轮周周周周效效效效率率率率方方方方程程程程及及及及轮轮轮轮周周周周效效效效率率率率同同同同速速速速度度度度
4、比比比比的的的的关关关关系系系系；级级级级内内内内的的的的各各各各种种种种损损损损失、影响因素及提高汽轮机效率的主要途径。失、影响因素及提高汽轮机效率的主要途径。失、影响因素及提高汽轮机效率的主要途径。失、影响因素及提高汽轮机效率的主要途径。本本本本章章章章知知知知识识识识点点点点为为为为：蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在级级级级内内内内流流流流动动动动的的的的基基基基本本本本假假假假设设设设和和和和基基基基本本本本方方方方程程程程式式式式、蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的滞滞滞滞止止止止参参参参数数数数、喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴速速速速度度度度系系系系数数数数和和和和临临临临界界界界压压压压力力力力比比比比、反反反
5、反动动动动度度度度、速速速速度度度度三三三三角角角角形形形形、轮轮轮轮周周周周功功功功率率率率、级级级级内内内内各各各各项项项项损损损损失失失失、级级级级效效效效率率率率、级级级级的的的的内功率和热力过程线。内功率和热力过程线。内功率和热力过程线。内功率和热力过程线。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/73 3汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 汽轮机的热力过程回顾汽轮机的热力过程回顾1.1. 容积小容积小容积小容积小2. 2. 流量大流量大流量大流量大3. 3. 有保温层有保温层有保温层有保温层q q 0 0w ws s = = w
6、 wi i = = - -h h = = h h1 1 - - h h2 2 0 0轴功来自于焓降！轴功来自于焓降！轴功来自于焓降！轴功来自于焓降！2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/74 4汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 2-1 级的基本概念及蒸汽在级内的流动级的基本概念及蒸汽在级内的流动级级级级是是是是汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机中中中中最最最最基基基基本本本本的工作单位；的工作单位；的工作单位；的工作单位；级级级级由由由由静静静静叶叶叶叶栅栅栅栅（喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴栅栅栅栅）和动叶栅组成；和动叶栅组成；和动叶栅组成；和动叶栅组成；
7、本本本本章章章章着着着着重重重重阐阐阐阐述述述述单单单单级级级级汽汽汽汽轮机的工作原理。轮机的工作原理。轮机的工作原理。轮机的工作原理。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/75 5汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 一、汽轮机的级一、汽轮机的级汽轮机的级汽轮机的级2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/76 6汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 级内能量转换过程级内能量转换过程 具具具具有有有有一一一一定定定定压压压压力力力力、温温温温度度度度的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽通通通通过过
8、过过汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的级级级级时时时时，首首首首先先先先在在在在静静静静叶叶叶叶栅栅栅栅通通通通道道道道中中中中得得得得到到到到膨膨膨膨胀胀胀胀加加加加速速速速，将将将将蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的热热热热能能能能转转转转化化化化为为为为高高高高速速速速汽汽汽汽流流流流的的的的动动动动能能能能，然然然然后后后后进进进进入入入入动动动动叶叶叶叶通通通通道道道道，在在在在其其其其中中中中改改改改变变变变方方方方向向向向或或或或者者者者既既既既改改改改变变变变方方方方向向向向同同同同时时时时又又又又膨膨膨膨胀胀胀胀加加加加速速速速，推推推推动动动动叶叶叶叶轮轮轮轮旋旋旋旋转转转转，将将将将
9、高高高高速速速速汽汽汽汽流流流流的的的的动动动动能转变为旋转机械能。能转变为旋转机械能。能转变为旋转机械能。能转变为旋转机械能。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/77 7汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/78 8汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 汽轮机下隔板2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/79 9汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 2021/6/72021/6/7202
10、1/6/72021/6/71010汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/71111汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 1212二、级的反动度二、级的反动度蒸汽在级中做功的热力过程线蒸汽在级中做功的热力过程线蒸汽在级中做功的热力过程线蒸汽在级中做功的热力过程线冲动力冲动力冲动力冲动力FiFi：作用在汽道上的离心力：作用在汽道上的离心力：作用在汽道上的离心力：作用在汽道上的离心力反动力反动力反动力反动力FrFr：与气流方向相反：与气流方向相反：与气流方向相反：与气流方向相
11、反2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/71212汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 1313反动度：衡量动叶栅中蒸汽膨胀程度反动度：衡量动叶栅中蒸汽膨胀程度二、级的反动度二、级的反动度蒸汽在级中做功的热力过程线蒸汽在级中做功的热力过程线蒸汽在级中做功的热力过程线蒸汽在级中做功的热力过程线2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/71313汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 1414冲动级和反动级分类冲动级和反动级分类 冲动级不同的形式冲动级不同的形式冲动级不同的形式冲动级不同的形式
12、 ： 1.1.纯冲动级纯冲动级纯冲动级纯冲动级：通通通通常常常常把把把把反反反反动动动动度度度度 mm等等等等于于于于零零零零的的的的级级级级称称称称为为为为纯纯纯纯冲冲冲冲动动动动级级级级。对对对对于于于于纯纯纯纯冲冲冲冲动动动动级级级级来来来来说说说说，p p1 1= = p p2 2 、hhb b = = 0 0 、hhn n*= *= hht t* * ， mm=0=0，蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽流流流流出出出出动动动动叶叶叶叶的的的的速速速速度度度度C C 具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的动动动动能能能能，C C未未未未被被被被利利利利用用用用而而而而损损损损失失失失，称称称称这这这这
13、种种种种损失为损失为损失为损失为余速损失余速损失余速损失余速损失，用，用，用，用hhc2c2 表示。表示。表示。表示。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/71414汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 1515冲动级和反动级分类冲动级和反动级分类 2 .2 .冲动级（带反动度的冲动级）冲动级（带反动度的冲动级）冲动级（带反动度的冲动级）冲动级（带反动度的冲动级） 为为为为了了了了提提提提高高高高级级级级的的的的效效效效率率率率，通通通通常常常常，冲冲冲冲动动动动级级级级也也也也带带带带有有有有一一一一定定定定的的的的反反反反动动动动度
14、度度度（ mm = = 0.05 0.05 0.30 0.30 ) ) ，这这这这种种种种级级级级称称称称为为为为带带带带反反反反动动动动度度度度的的的的冲冲冲冲动动动动级级级级，它它它它具具具具有有有有作作作作功功功功能能能能力力力力大大大大、效效效效率率率率高的特点。高的特点。高的特点。高的特点。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/71515汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 16163 . 3 . 反反反反 动动动动 级级级级 通通通通常常常常把把把把反反反反动动动动度度度度 = = 0.50.5的的的的级级级级称称称称为为为
15、为反反反反动动动动级级级级。对对对对于于于于反反反反动动动动级级级级来来来来说说说说，蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在静静静静叶叶叶叶和和和和动动动动叶叶叶叶通通通通道道道道的的的的膨膨膨膨胀胀胀胀程程程程度度度度相相相相同同同同。反反反反动动动动级级级级是是是是在在在在冲冲冲冲动动动动力力力力和和和和反反反反动动动动力力力力同同同同时时时时作作作作用用用用下下下下作作作作功功功功。反反反反动动动动级级级级的的的的效效效效率率率率比比比比冲动级高，但作功能力小。冲动级高，但作功能力小。冲动级高，但作功能力小。冲动级高，但作功能力小。 冲动级和反动级冲动级和反动级 2021/6/72021/6/7202
16、1/6/72021/6/71616汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 1717 4. 4. 复复复复 速速速速 级级级级 由由由由一一一一组组组组静静静静叶叶叶叶栅栅栅栅和和和和安安安安装装装装在在在在同同同同一一一一叶叶叶叶轮轮轮轮上上上上的的的的两两两两列列列列动动动动叶叶叶叶栅栅栅栅及及及及一一一一组组组组介介介介于于于于第第第第一一一一、二二二二列列列列动动动动叶叶叶叶栅栅栅栅之之之之间间间间、固固固固定定定定在在在在汽汽汽汽缸缸缸缸上上上上的的的的导导导导向向向向叶叶叶叶栅栅栅栅所所所所组组组组成成成成的的的的级级级级，称称称称为为为为复复复复速速速
17、速级级级级，复复复复速速速速级级级级也也也也采采采采用用用用一一一一定定定定的的的的反反反反动动动动度度度度。复复复复速速速速级级级级具有作功能力大的特点。具有作功能力大的特点。具有作功能力大的特点。具有作功能力大的特点。 冲动级和反动级冲动级和反动级 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/71717汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 流流流流过过过过叶叶叶叶栅栅栅栅通通通通道道道道的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽是是是是具具具具有有有有粘粘粘粘性性性性、非非非非连连连连续续续续性性性性和和和和不不不不稳稳稳稳定的三元流动的实际流体。为了研究方
18、便，特作如下定的三元流动的实际流体。为了研究方便，特作如下定的三元流动的实际流体。为了研究方便，特作如下定的三元流动的实际流体。为了研究方便，特作如下假设假设假设假设： 1 1 . . 蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在叶叶叶叶栅栅栅栅通通通通道道道道的的的的流流流流动动动动是是是是稳稳稳稳定定定定的的的的：即即即即在在在在流流流流动动动动过过过过程程程程中中中中，通道中任意点的蒸汽参数不随时间变化而改变。通道中任意点的蒸汽参数不随时间变化而改变。通道中任意点的蒸汽参数不随时间变化而改变。通道中任意点的蒸汽参数不随时间变化而改变。 2. 2. 蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在叶叶叶叶栅栅栅栅通通通通道道道道的的
19、的的流流流流动动动动是是是是一一一一元元元元流流流流动动动动：即即即即蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在叶叶叶叶栅栅栅栅通通通通道道道道中中中中流流流流动动动动时时时时，其其其其参参参参数数数数只只只只沿沿沿沿流流流流动动动动方方方方向向向向变变变变化化化化，而而而而在在在在与与与与流流流流动动动动方方方方向向向向相垂直的截面上不变化。相垂直的截面上不变化。相垂直的截面上不变化。相垂直的截面上不变化。 3. 3. 蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在叶叶叶叶栅栅栅栅通通通通道道道道的的的的流流流流动动动动是是是是绝绝绝绝热热热热流流流流动动动动：即即即即蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在叶叶叶叶栅栅栅栅通通通通道中流动时与外
20、界没有热交换。道中流动时与外界没有热交换。道中流动时与外界没有热交换。道中流动时与外界没有热交换。 2-22-2蒸汽在级内的流动过程蒸汽在级内的流动过程基本假设基本假设2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/71818汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 基本方程式基本方程式1 . 1 . 连连连连 续续续续 方方方方 程程程程 式式式式 2 . 2 . 能能能能 量量量量 方方方方 程程程程 式式式式 3 . 3 . 状状状状 态态态态 及及及及 过过过过 程程程程 方方方方 程程程程 式式式式基本假设和基本方程式基本假设和基本方程式20
21、21/6/72021/6/72021/6/72021/6/71919汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 一蒸汽在喷嘴中的膨胀过程一蒸汽在喷嘴中的膨胀过程对于对于对于对于过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽，可近似看做，可近似看做，可近似看做，可近似看做理想气体理想气体理想气体理想气体，则上式可写成：，则上式可写成：，则上式可写成：，则上式可写成： 喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的作作作作用用用用是是是是让让让让蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在其其其其通通通通道道道道中中中中流流流流动动动动时时时时得得得得到到到到膨膨膨膨胀胀胀胀加加加加速速速速，将，将，将，将热能热能热能热能转变
22、为转变为转变为转变为动能动能动能动能。喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴是是是是固固固固定定定定不不不不动动动动的的的的，在在在在理理理理想想想想条条条条件件件件下下下下蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽流流流流过过过过时时时时，不不不不对对对对外外外外作作作作功功功功，WW = = 0 0；同同同同时时时时与与与与外外外外界界界界无无无无热热热热交交交交换换换换，q q = = 0 0。则则则则根根根根据据据据能能能能量方程式量方程式量方程式量方程式 ：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/72020汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 喷嘴出口汽流速度喷嘴出口汽流速度喷
23、嘴出口的汽流理想速度（稳定绝热流动）：喷嘴出口的汽流理想速度（稳定绝热流动）：喷嘴出口的汽流理想速度（稳定绝热流动）：喷嘴出口的汽流理想速度（稳定绝热流动）： 在在在在进进进进行行行行喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴流流流流动动动动计计计计算算算算时时时时，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴前前前前的的的的参参参参数数数数 p(p(初初初初速速速速）是是是是已已已已知知知知的的的的条条条条件件件件。按按按按等等等等熵熵熵熵过过过过程程程程膨膨膨膨胀胀胀胀，则则则则喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口汽流理想速度为：口汽流理想速度为：口汽流理想速度为：口汽流理想速度为：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7212
24、1汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 喷嘴中蒸汽热力过程喷嘴中蒸汽热力过程P0,P1分分别别是是喷喷嘴嘴进进出出口口压力；压力；理想热力过程从理想热力过程从01；实际热力过程是实际热力过程是02。h hs sh h1 1p p1 11 12 2h h1t1thhn n0 0p p0 0h h0 02021/6/72021/6/72021/6/72021/6/72222汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 蒸汽滞止参数蒸汽滞止参数0*0*（p p0 0* *、v v0 0、h h0 0* *）为为为为蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽滞滞滞滞止止止
25、止状态点（理想状态，状态点（理想状态，状态点（理想状态，状态点（理想状态，c=0c=0）hhc0c0P P0 0* *0*0*h hs sh h1 1p p1 11 12 2h h1t1thhn n0 0p p0 0h h0 0h h0 0* *2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/72323汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 蒸汽滞止参数蒸汽滞止参数hhc0c0P P0 0* *0*0*h hs sh h1 1p p1 11 12 2h h1t1thhn n0 0p p0 0h h0 0h h0 0* *喷嘴压力比喷嘴压力比喷嘴压力比
26、喷嘴压力比2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/72424汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 喷嘴速度系数及动能损失喷嘴速度系数及动能损失喷嘴实际出口速度为：喷嘴实际出口速度为：喷嘴实际出口速度为：喷嘴实际出口速度为：喷嘴速度系数喷嘴速度系数喷嘴速度系数喷嘴速度系数实实实实际际际际流流流流动动动动是是是是有有有有损损损损失失失失的的的的，汽汽汽汽流流流流实实实实际际际际速速速速度度度度小小小小于于于于汽汽汽汽流流流流理理理理想想想想速速速速度度度度。通通通通常常常常用用用用喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴速速速速度度度度系系系系数数数数 来来来来考考考
27、考查查查查两两两两者者者者之之之之间的差别。间的差别。间的差别。间的差别。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/72525汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 影影影影响响响响速速速速度度度度系系系系数数数数的的的的因因因因素素素素有有有有：喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴高高高高度度度度、叶叶叶叶型型型型、汽道形状、表面粗糙度、前后压力等。汽道形状、表面粗糙度、前后压力等。汽道形状、表面粗糙度、前后压力等。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：速度系数与叶高的关系曲线如下图：速度系数与叶高的关系曲线如下图：速度系数与叶高的
28、关系曲线如下图：喷嘴速度系数及动能损失喷嘴速度系数及动能损失2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/72626汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 动能损失（喷嘴损失）为：动能损失（喷嘴损失）为：动能损失（喷嘴损失）为：动能损失（喷嘴损失）为：喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴损损损损失失失失与与与与喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降之之之之比比比比称称称称为为为为喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴能能能能量量量量损损损损失系数：失系数：失系数：失系数：喷嘴速度系数及动能损失喷嘴速度系数及动能损失hhc0c0P P0 0* *0*0*h hs sh h1 1p
29、p1 11 12 2h h1t1thhn n0 0p p0 0h h0 0h h0 0* *2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/72727汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 喷嘴中的临界条件和喷嘴临界压力比喷嘴中的临界条件和喷嘴临界压力比汽流的音速：汽流的音速：汽流的音速：汽流的音速： 在在在在膨膨膨膨胀胀胀胀过过过过程程程程中中中中，到到到到某某某某一一一一截截截截面面面面会会会会出出出出现现现现汽汽汽汽流流流流速速速速度度度度等等等等于于于于当当当当地地地地音音音音速速速速。当当当当汽汽汽汽流流流流速速速速度度度度等等等等于于于于
30、当当当当地地地地音音音音速速速速时时时时，则则则则称称称称此此此此时时时时的的的的流流流流动动动动状状状状态态态态为为为为临临临临界界界界状态状态状态状态。这时的。这时的。这时的。这时的临界速度临界速度临界速度临界速度为：为：为：为： 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/72828汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 临界压力比临界压力比对对对对于于于于过过过过热热热热蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽（k=1.3)k=1.3)则则则则 ncnc =0.546;=0.546;对对对对于于于于饱饱饱饱和蒸汽和蒸汽和蒸汽和蒸汽（k =1.135 )k =1.
31、135 )则则则则 ncnc=0.577=0.577。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/72929汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 通过喷嘴的蒸汽流量通过喷嘴的蒸汽流量喷嘴出口的理想流量（连续性方程）：喷嘴出口的理想流量（连续性方程）：喷嘴出口的理想流量（连续性方程）：喷嘴出口的理想流量（连续性方程）：喷嘴前后压力比。喷嘴前后压力比。喷嘴前后压力比。喷嘴前后压力比。绝热过程状态方程：绝热过程状态方程：绝热过程状态方程：绝热过程状态方程：喷嘴理想流量：喷嘴理想流量：喷嘴理想流量：喷嘴理想流量：2021/6/72021/6/72021
32、/6/72021/6/73030汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 喷嘴流量曲线喷嘴流量曲线当当当当 喷喷喷喷 嘴嘴嘴嘴 前前前前 的的的的 参参参参 数数数数p p0 0* *、v v0 0* * 和和和和喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口截截截截面面面面积积积积A An n 一一一一定定定定时时时时，通通通通过过过过喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的流流流流量量量量只只只只取取取取决决决决于于于于喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴前前前前后后后后压压压压力力力力比比比比 n n 。它它它它们们们们的的的的关关关关系系系系如如如如图中图中图中图中ABCABC曲线所示。曲线所示。曲线所示。
33、曲线所示。当当当当压压压压力力力力比比比比从从从从1 1逐逐逐逐渐渐渐渐缩缩缩缩小小小小时时时时，流流流流量量量量逐逐逐逐渐渐渐渐增增增增加加加加，当当当当喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴前前前前后后后后压压压压力力力力比比比比等等等等于于于于临临临临界界界界压压压压力力力力比比比比，达达达达最最最最大大大大值值值值，如如如如B B所所所所示示示示。这这这这时时时时的的的的流流流流量量量量称称称称为为为为临临临临界界界界流流流流量量量量，用用用用GGnctnct表表表表示示示示。当当当当喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴前前前前后后后后压压压压力力力力比比比比小小小小于于于于临临临临界界界界压力比时压力比时压力比时压力比时，流
34、量保持最大值不变，如，流量保持最大值不变，如，流量保持最大值不变，如，流量保持最大值不变，如ABAB所示。所示。所示。所示。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/73131汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 临界流量临界流量式式式式 中中中中 ， 只只只只 与与与与 k k值值值值 有有有有 关关关关 。 对对对对 于于于于 过过过过 热热热热 蒸蒸蒸蒸 汽汽汽汽（ k k=1.3), =1.3), =0.667=0.667； 饱饱饱饱 和和和和 蒸蒸蒸蒸 汽汽汽汽 （ k k=1.135) =1.135) , , =0.635=0.6
35、35。临界临界临界临界流量流量流量流量为：为：为：为：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/73232汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 通过喷嘴的实际流量的计算通过喷嘴的实际流量的计算通过喷嘴的实际流量为：通过喷嘴的实际流量为：通过喷嘴的实际流量为：通过喷嘴的实际流量为：喷嘴流量系数喷嘴流量系数喷嘴流量系数喷嘴流量系数对对对对于于于于过过过过热热热热蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽，取取取取 n n = = 0.970.97；对对对对于于于于饱饱饱饱和和和和蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽，取取取取 n n= 1.02= 1.02。 n n为为为为喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的
36、的的的流流流流量量量量系系系系数数数数，其其其其大大大大小小小小与与与与喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的几几几几何何何何参参参参数数数数、汽汽汽汽体体体体参参参参数数数数及及及及汽汽汽汽体体体体物物物物理理理理性性性性质质质质等等等等因因因因素素素素有有有有关关关关，另另另另外还与喷嘴出口的外还与喷嘴出口的外还与喷嘴出口的外还与喷嘴出口的实际密度与等熵密度之比实际密度与等熵密度之比实际密度与等熵密度之比实际密度与等熵密度之比有关。有关。有关。有关。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/73333汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 通过喷嘴的实际
37、流量及流量系数通过喷嘴的实际流量及流量系数考虑了流量系数之后，通过喷嘴的实际流量为：考虑了流量系数之后，通过喷嘴的实际流量为：考虑了流量系数之后，通过喷嘴的实际流量为：考虑了流量系数之后，通过喷嘴的实际流量为：对于对于对于对于过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽： 对于对于对于对于饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/73434汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 彭台门系数彭台门系数 同同同同一一一一初初初初始始始始状状状状态态态态。其其其其中中中中， 称称称称为为为为彭彭彭彭台台台台门门门门系系系系数数数
38、数。对对对对于于于于亚亚亚亚临临临临界界界界流动流动流动流动， 1,1,对于对于对于对于临界流动临界流动临界流动临界流动， =1=1。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/73535汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 与与与与 n n的的的的关关关关系系系系绘绘绘绘成成成成如如如如图图图图 所所所所示示示示的的的的曲曲曲曲线线线线。计计计计算算算算时时时时，先先先先在在在在图图图图上查上查上查上查 取取取取 （过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽过热蒸汽）值，然后利用下式计算：值，然后利用下式计算：值，然后利用下式计算：值，然后利用下式计算： 彭台
39、门系数彭台门系数2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/73636汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 3737二、蒸汽在动叶栅中的流动过程二、蒸汽在动叶栅中的流动过程绝对速度绝对速度绝对速度绝对速度c c：蒸汽相对于喷嘴的速度；：蒸汽相对于喷嘴的速度；：蒸汽相对于喷嘴的速度；：蒸汽相对于喷嘴的速度；相对速度相对速度相对速度相对速度ww：蒸汽相对于动叶的速度；：蒸汽相对于动叶的速度；：蒸汽相对于动叶的速度；：蒸汽相对于动叶的速度；圆周速度圆周速度圆周速度圆周速度u u：叶轮旋转的圆周速度。：叶轮旋转的圆周速度。：叶轮旋转的圆周速度。：叶轮旋
40、转的圆周速度。（一）速度三角形（一）速度三角形（一）速度三角形（一）速度三角形2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/73737汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine s sww1 12 2/2/2P P1 1* *1*1*h hh h2 2p p2 2222 2h h2t2thhb b1 1p p1 1h h1 1h h1 1* *hhb b* *通通通通过过过过动动动动叶叶叶叶通通通通道道道道的的的的能能能能量量量量方方方方程程程程式式式式可可可可得得得得到到到到动动动动叶叶叶叶栅栅栅栅出出出出口口口口汽汽汽汽流流流流相相相相对对对对理理
41、理理想速度想速度想速度想速度为：为：为：为： 二、蒸汽在动叶中的热力过程二、蒸汽在动叶中的热力过程2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/73838汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 3939二、蒸汽在动叶中的热力过程二、蒸汽在动叶中的热力过程动叶出口的实际相对速度动叶出口的实际相对速度动叶出口的实际相对速度动叶出口的实际相对速度为为为为动叶损失为：动叶损失为：动叶损失为：动叶损失为：能量损失系数能量损失系数能量损失系数能量损失系数：动叶损失动叶损失动叶损失动叶损失s sww1 12 2/2/2P P1 1* *1*1*h hh h2 2
42、p p2 2222 2h h2t2thhb b1 1p p1 1h h1 1h h1 1* *hhb b* *2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/73939汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 4040（一）速度三角形（一）速度三角形动叶进出口速度三角形动叶进出口速度三角形2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/74040汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 动叶进出口速度三角形动叶进出口速度三角形动叶进出口速度三角形动叶进出口速度三角形（一）速度三角形（一）速度三角形2021/6/
43、72021/6/72021/6/72021/6/74141汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 4242（一）速度三角形（一）速度三角形余速损失余速损失 当蒸汽以速度当蒸汽以速度当蒸汽以速度当蒸汽以速度c c c c2 2 2 2离开本级时，蒸汽所带离开本级时，蒸汽所带离开本级时，蒸汽所带离开本级时，蒸汽所带走的动能不能本级利用，走的动能不能本级利用，走的动能不能本级利用，走的动能不能本级利用，称为该级余速损失。称为该级余速损失。称为该级余速损失。称为该级余速损失。 在多级汽轮机中，前一级的余速损失常可以部分在多级汽轮机中，前一级的余速损失常可以部分在多级汽轮机
44、中，前一级的余速损失常可以部分在多级汽轮机中，前一级的余速损失常可以部分或全部被下一级所利用。用余速利用系数或全部被下一级所利用。用余速利用系数或全部被下一级所利用。用余速利用系数或全部被下一级所利用。用余速利用系数1 1 1 1表示被利用表示被利用表示被利用表示被利用的部分，则为：的部分，则为：的部分，则为：的部分，则为：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/74242汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 4343（一）速度三角形（一）速度三角形（1 1 1 1）相邻两个级的平均直径接近相等，蒸汽在半径方）相邻两个级的平均直径接近相等，
45、蒸汽在半径方）相邻两个级的平均直径接近相等，蒸汽在半径方）相邻两个级的平均直径接近相等，蒸汽在半径方向上运动距离不大；向上运动距离不大；向上运动距离不大；向上运动距离不大；（2 2 2 2）喷嘴进口的方向与上一级蒸汽余速方向相符；）喷嘴进口的方向与上一级蒸汽余速方向相符；）喷嘴进口的方向与上一级蒸汽余速方向相符；）喷嘴进口的方向与上一级蒸汽余速方向相符；（3 3 3 3）相邻两级都是全周进汽；）相邻两级都是全周进汽；）相邻两级都是全周进汽；）相邻两级都是全周进汽；（4 4 4 4）相邻两个级的蒸汽流量没有变化，即级间没有回）相邻两个级的蒸汽流量没有变化，即级间没有回）相邻两个级的蒸汽流量没有变
46、化，即级间没有回）相邻两个级的蒸汽流量没有变化，即级间没有回热抽汽。热抽汽。热抽汽。热抽汽。全满足，全满足，全满足，全满足， 1 1=1=1；（；（；（；（3 3）不满足，）不满足，）不满足，）不满足， 1 1=0=0；（；（；（；（4 4）不）不）不）不满足时，满足时，满足时，满足时， 1 1=0.5=0.5；（；（；（；（1 1）（）（）（）（2 2）条件难以判定，一般取）条件难以判定，一般取）条件难以判定，一般取）条件难以判定，一般取 1 1=0.3-0.8=0.3-0.8。影响余速损失的几种情况影响余速损失的几种情况影响余速损失的几种情况影响余速损失的几种情况2021/6/72021/
47、6/72021/6/72021/6/74343汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 4444（二）轮周功率（二）轮周功率 单位时间内蒸汽推动叶轮旋单位时间内蒸汽推动叶轮旋单位时间内蒸汽推动叶轮旋单位时间内蒸汽推动叶轮旋转所做的机械功，称为转所做的机械功，称为转所做的机械功，称为转所做的机械功，称为轮周功率轮周功率轮周功率轮周功率。根据动量守恒，蒸汽对叶片周向根据动量守恒，蒸汽对叶片周向根据动量守恒，蒸汽对叶片周向根据动量守恒，蒸汽对叶片周向功率为：功率为：功率为：功率为：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/74444汽轮机原理 | Pr
48、inciple of Steam Turbine 4545（二）轮周功率（二）轮周功率则轮周功率为：则轮周功率为：则轮周功率为：则轮周功率为：1kg1kg蒸汽产生的有效功，称为级的做功能力，为：蒸汽产生的有效功，称为级的做功能力，为：蒸汽产生的有效功，称为级的做功能力，为：蒸汽产生的有效功，称为级的做功能力，为： 由上式可以看出：单位蒸汽流量在一级内所由上式可以看出：单位蒸汽流量在一级内所由上式可以看出：单位蒸汽流量在一级内所由上式可以看出：单位蒸汽流量在一级内所做轮周功等于冲动力作功和反动力作功之和。做轮周功等于冲动力作功和反动力作功之和。做轮周功等于冲动力作功和反动力作功之和。做轮周功等于
49、冲动力作功和反动力作功之和。冲动力作功冲动力作功冲动力作功冲动力作功反动力作功反动力作功反动力作功反动力作功2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/74545汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 思考题思考题名词解释名词解释名词解释名词解释1 1什什什什么么么么是是是是汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的级级级级？汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的级级级级可可可可分分分分为为为为哪哪哪哪几几几几类？各有何特点？类？各有何特点？类？各有何特点？类？各有何特点？2. 2. 喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴速速速速度度度度系系系系数数数数、动动动动叶叶叶叶速速速速度度
50、度度系系系系数数数数、喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴流流流流量量量量系系系系数、动叶流量系数意义及查图。数、动叶流量系数意义及查图。数、动叶流量系数意义及查图。数、动叶流量系数意义及查图。名词解释名词解释名词解释名词解释1 1反动度反动度反动度反动度2 2临界压比临界压比临界压比临界压比2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/74646汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 2-3 级的轮周效率和最佳速度比级的轮周效率和最佳速度比一、轮周效率一、轮周效率一、轮周效率一、轮周效率二、最佳速度比二、最佳速度比二、最佳速度比二、最佳速度比三、速度级的轮周效率及最
51、佳速度比三、速度级的轮周效率及最佳速度比三、速度级的轮周效率及最佳速度比三、速度级的轮周效率及最佳速度比2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/74747汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 一、轮周效率一、轮周效率根据能量平衡，从损失角度考虑级的根据能量平衡，从损失角度考虑级的根据能量平衡，从损失角度考虑级的根据能量平衡，从损失角度考虑级的轮周功轮周功轮周功轮周功为为为为单位蒸汽量流过某级所产生的轮周功与蒸汽在该级中理单位蒸汽量流过某级所产生的轮周功与蒸汽在该级中理单位蒸汽量流过某级所产生的轮周功与蒸汽在该级中理单位蒸汽量流过某级所产生的
52、轮周功与蒸汽在该级中理想可用能之比，称为该级的想可用能之比，称为该级的想可用能之比，称为该级的想可用能之比，称为该级的轮周效率轮周效率轮周效率轮周效率。根据能量平衡，级的理想可用能为根据能量平衡，级的理想可用能为根据能量平衡，级的理想可用能为根据能量平衡，级的理想可用能为2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/74848汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 速度比速度比速度比速度比x x1 1=u/c=u/c1 1反映了余速损失的大小反映了余速损失的大小反映了余速损失的大小反映了余速损失的大小当量速度比当量速度比当量速度比当量速度比x xa
53、 a=u/c=u/ca a, ,其中当量速度其中当量速度其中当量速度其中当量速度轮周效率与喷嘴能量损失、动叶能量损失和余速损失有关。轮周效率与喷嘴能量损失、动叶能量损失和余速损失有关。轮周效率与喷嘴能量损失、动叶能量损失和余速损失有关。轮周效率与喷嘴能量损失、动叶能量损失和余速损失有关。能量损失与速度系数有关。能量损失与速度系数有关。能量损失与速度系数有关。能量损失与速度系数有关。叶栅确定以后，速度系数也就确定。叶栅确定以后，速度系数也就确定。叶栅确定以后，速度系数也就确定。叶栅确定以后，速度系数也就确定。二、最佳速度比二、最佳速度比2021/6/72021/6/72021/6/72021/6
54、/74949汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （一）纯冲动级最佳速度比（一）纯冲动级最佳速度比2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/75050汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （一）纯冲动级最佳速度比（一）纯冲动级最佳速度比 由上式可见：由上式可见：由上式可见：由上式可见： 对对对对 u u 的影响最大。提高的影响最大。提高的影响最大。提高的影响最大。提高 和和和和 及降低及降低及降低及降低 1 1 和和和和 2 2 均可提高均可提高均可提高均可提高 u u 。一旦喷嘴及动叶型线。一旦喷嘴及动叶型线
55、。一旦喷嘴及动叶型线。一旦喷嘴及动叶型线确定后，这些参数也就随之而定，唯有确定后，这些参数也就随之而定，唯有确定后，这些参数也就随之而定，唯有确定后，这些参数也就随之而定，唯有x x1 1可以选择：可以选择：可以选择：可以选择：（1 1）当）当）当）当x x1 1=0=0时，时，时，时， u u 0 0。（2 2）当）当）当）当 x x1 1=cos =cos 1 1 时，时，时，时， u u 0 0 。（3 3）所以，当）所以，当）所以，当）所以，当x x1 1从零变化到从零变化到从零变化到从零变化到 cos cos 1 1 的过程中，必的过程中，必的过程中，必的过程中，必存在一个使存在一个
56、使存在一个使存在一个使 u u 达最大值的速度比。即最佳速度比。达最大值的速度比。即最佳速度比。达最大值的速度比。即最佳速度比。达最大值的速度比。即最佳速度比。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/75151汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 最佳速度比：最佳速度比：最佳速度比：最佳速度比：轮周效率最高时的速度比。用轮周效率最高时的速度比。用轮周效率最高时的速度比。用轮周效率最高时的速度比。用(x(x1 1) )opop 表示。表示。表示。表示。求解方法：求解方法：求解方法：求解方法：函数求极值法和速度三角形法函数求极值法和速度三角形法
57、函数求极值法和速度三角形法函数求极值法和速度三角形法。1 1 函函函函数数数数求求求求极极极极值值值值法法法法：将将将将 u u 的的的的表表表表达达达达式式式式对对对对x x1 1求求求求导导导导，并并并并令令令令其其其其为为为为零零零零即即即即可可可可得最佳速度比的值。即得最佳速度比的值。即得最佳速度比的值。即得最佳速度比的值。即可求得最佳速度比：可求得最佳速度比：可求得最佳速度比：可求得最佳速度比：（一）纯冲动级最佳速度比（一）纯冲动级最佳速度比2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/75252汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 2
58、 2 速速速速度度度度三三三三角角角角形形形形法法法法：对对对对纯纯纯纯冲冲冲冲动动动动级级级级， 2 2 1 1 ，w2w2 w1w1，则则则则在在在在相相相相同的同的同的同的 1 1 和和和和c1c1下，改变下，改变下，改变下，改变x1 x1 ，就可作出如下的速度三角形。，就可作出如下的速度三角形。，就可作出如下的速度三角形。，就可作出如下的速度三角形。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/75353汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 由由由由图图图图可可可可知知知知：当当当当 2 29090 时时时时，c2c2最最最最小小小小，轮
59、轮轮轮周周周周效效效效率率率率最最最最高高高高，此此此此时的速度比即为时的速度比即为时的速度比即为时的速度比即为最佳速度比最佳速度比最佳速度比最佳速度比。由图可知：。由图可知：。由图可知：。由图可知：最最最最佳佳佳佳速速速速度度度度比比比比的的的的物物物物理理理理意意意意义义义义为为为为：使使使使动动动动叶叶叶叶出出出出口口口口的的的的绝绝绝绝对对对对速速速速度度度度c2c2的的的的方方方方向向向向角角角角 2 29090 ，即即即即轴轴轴轴向向向向排排排排汽汽汽汽，从从从从而而而而使使使使c2c2值值值值最最最最小小小小，轮轮轮轮周周周周效效效效率率率率最最最最高时的速度比。高时的速度比。高
60、时的速度比。高时的速度比。1 1c c2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/75454汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 不不不不随随随随速速速速度度度度比比比比的的的的变化而变化。变化而变化。变化而变化。变化而变化。随随随随速速速速度度度度比比比比的的的的增增增增大大大大而而而而减减减减小小小小，u u不不不不变变变变c1c1变变变变化化化化或或或或者者者者c1c1不变，不变，不变，不变，u u变变变变。随随随随速速速速度度度度比比比比的的的的增增增增大大大大先先先先逐逐逐逐渐渐渐渐减减减减小小小小，达达达达到到到到最最最最小值后又逐
61、渐增大。小值后又逐渐增大。小值后又逐渐增大。小值后又逐渐增大。速速速速度度度度比比比比x1x1与与与与轮轮轮轮周周周周效效效效率率率率的的的的关关关关系系系系可可可可绘绘绘绘制制制制成成成成如如如如下下下下图图图图所所所所示示示示的的的的曲曲曲曲线线线线。它是一条抛物线。其中：它是一条抛物线。其中：它是一条抛物线。其中：它是一条抛物线。其中：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/75555汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 理想速度比理想速度比理想速度比理想速度比xaxa：XaXa与与与与x1x1的关系为：的关系为：的关系为：的关系为：
62、最最最最佳佳佳佳假假假假想想想想速速速速度度度度比比比比（冲动级）：（冲动级）：（冲动级）：（冲动级）：（一）纯冲动级最佳速度比（一）纯冲动级最佳速度比2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/75656汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （二）余速利用影响（二）余速利用影响余速的全部利用余速的全部利用余速的全部利用余速的全部利用：l提提提提高高高高了了了了级级级级的的的的轮轮轮轮周周周周效效效效率；率；率；率；l中中中中间间间间级级级级效效效效率率率率曲曲曲曲线线线线在在在在最最最最大大大大值值值值附附附附近近近近变变变变化化化化平平平平
63、稳；稳；稳；稳；l使使使使最最最最佳佳佳佳速速速速度度度度比比比比增增增增大大大大; ;l曲线不再对称。曲线不再对称。曲线不再对称。曲线不再对称。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/75757汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （二）反动级的速度比与轮周效率的关系（二）反动级的速度比与轮周效率的关系由由由由于于于于反反反反动动动动级级级级的的的的喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴叶叶叶叶型型型型和和和和动动动动叶叶叶叶叶叶叶叶型型型型相相相相同同同同，反反反反动动动动级级级级的的的的余余余余速速速速基基基基本本本本上上上上都都都都能能能能得得得得到到到
64、到利利利利用用用用，即即即即 0 0 1 11 1根根根根据据据据最最最最佳佳佳佳速速速速度度度度比比比比的的的的物物物物理理理理意意意意义义义义可可可可得得得得反反反反动动动动级级级级在在在在最最最最佳佳佳佳速速速速度度度度比比比比下下下下的的的的速速速速度度度度三三三三角角角角形形形形如如如如图图图图所所所所示示示示。由由由由图可得最佳速度比为图可得最佳速度比为图可得最佳速度比为图可得最佳速度比为w w2 2=c=c1 1u uc c1u1uu uc c1 1w w1 1=c=c2 22021/6/72021/6/72021/6/72021/6/75858汽轮机原理 | Principle
65、 of Steam Turbine a a（二）反动级的速度比与轮周效率的关系（二）反动级的速度比与轮周效率的关系2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/75959汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 三、复速级三、复速级u u一一一一般般般般不不不不大大大大于于于于300m/s300m/s，冲冲冲冲动动动动级级级级(x1)(x1)opop=0.45-0.5=0.45-0.5，c c1 1=750-600m/s=750-600m/s，n=3000r/min,L=1.9mn=3000r/min,L=1.9m2021/6/72021/6/720
66、21/6/72021/6/76060汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 三、速度级（复速级）的最佳速度比三、速度级（复速级）的最佳速度比为便于分析，对速度级做如下假设：为便于分析，对速度级做如下假设：为便于分析，对速度级做如下假设：为便于分析，对速度级做如下假设：（1 1）蒸汽只在喷嘴中膨胀）蒸汽只在喷嘴中膨胀）蒸汽只在喷嘴中膨胀）蒸汽只在喷嘴中膨胀（2 2）在级中没有能量损失）在级中没有能量损失）在级中没有能量损失）在级中没有能量损失（3 3）各各各各动动动动叶叶叶叶导导导导叶叶叶叶进进进进出出出出口口口口角角角角度相等度相等度相等度相等2021/6/720
67、21/6/72021/6/72021/6/76161汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 速度级（复速级）的最佳速度比速度级（复速级）的最佳速度比经过同样的分析可以得到：经过同样的分析可以得到：经过同样的分析可以得到：经过同样的分析可以得到：最佳假想速度比为最佳假想速度比为最佳假想速度比为最佳假想速度比为2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/76262汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 速度级（复速级）的热力过程速度级（复速级）的热力过程2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/763
68、63汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 习题习题思考题：思考题：思考题：思考题：什什什什么么么么是是是是最最最最佳佳佳佳速速速速度度度度比比比比？纯纯纯纯冲冲冲冲动动动动级级级级、反反反反动动动动级级级级和和和和复复复复速级的最佳速度比的值是多少？速级的最佳速度比的值是多少？速级的最佳速度比的值是多少？速级的最佳速度比的值是多少？ 习题：习题：习题：习题：已已已已知知知知汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机某某某某级级级级前前前前压压压压力力力力5.2MPa5.2MPa，温温温温度度度度470470， 级级级级 后后后后 蒸蒸蒸蒸 汽汽汽汽 压压压压 力力力力 为为为为
69、4.4MPa4.4MPa， 进进进进 口口口口 初初初初 速速速速 动动动动 能能能能1.2kJ/kg1.2kJ/kg，级级级级的的的的平平平平均均均均直直直直径径径径0.999m0.999m，级级级级的的的的速速速速度度度度比比比比0.5170.517，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出汽汽汽汽角角角角10.810.80 0，动动动动叶叶叶叶出出出出汽汽汽汽角角角角17.917.90 0，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴速速速速度度度度系系系系数数数数和和和和动动动动叶叶叶叶速速速速度度度度系系系系数数数数为为为为0.970.97，机机机机组组组组转转转转速速速速3000r/m3000r/m，若若若若排排排排汽汽汽汽
70、动动动动能能能能全全全全部部部部利利利利用用用用，试试试试求求求求级级级级的的的的有有有有效效效效焓降和轮周效率。焓降和轮周效率。焓降和轮周效率。焓降和轮周效率。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/76464汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 1-4叶栅几何尺寸的确定叶栅几何尺寸的确定汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机热热热热力力力力设设设设计计计计的的的的任任任任务务务务，除除除除了了了了确确确确定定定定级级级级的的的的效效效效率率率率、功功功功率率率率和和和和蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽对对对对叶叶叶叶片片片片的的的的作作作作用用用用力力力力之之之之外
71、外外外，还还还还必必必必须选定动静叶片的型线、有关几何尺寸大小。须选定动静叶片的型线、有关几何尺寸大小。须选定动静叶片的型线、有关几何尺寸大小。须选定动静叶片的型线、有关几何尺寸大小。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/76565汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 1-4叶栅尺寸的确定叶栅尺寸的确定前前提提条条件件：蒸蒸汽汽流流量量G，参参数数p0、t0、p2；转转速速 n ，初初速速c0 ，级级的的平平均均直直径径dm ，反反动动度度m。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/76666汽轮机原理 | Pri
72、nciple of Steam Turbine 6767一、一、叶栅几何特性叶栅几何特性1 1、叶叶叶叶型型型型、型型型型线线线线：叶叶叶叶片片片片横横横横断断断断面面面面的的的的形形形形状状状状、周周周周线线线线分分分分别别别别称称称称为叶型、型线；为叶型、型线；为叶型、型线；为叶型、型线；2 2、等等等等截截截截面面面面叶叶叶叶片片片片和和和和变变变变截截截截面面面面叶叶叶叶片片片片：叶叶叶叶型型型型及及及及面面面面积积积积沿沿沿沿叶叶叶叶高高高高不不不不变的叶片称为等截面叶片，反之为变截面叶片。变的叶片称为等截面叶片，反之为变截面叶片。变的叶片称为等截面叶片，反之为变截面叶片。变的叶片称
73、为等截面叶片，反之为变截面叶片。3 3、亚音速叶栅、近音速叶栅、超音速叶栅。、亚音速叶栅、近音速叶栅、超音速叶栅。、亚音速叶栅、近音速叶栅、超音速叶栅。、亚音速叶栅、近音速叶栅、超音速叶栅。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/76767汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 6868d dm m 平均直径；平均直径；平均直径；平均直径；l l 叶高；叶高；叶高；叶高；t t 节距；节距；节距；节距；B B 叶片宽度；叶片宽度；叶片宽度；叶片宽度；b b 弦长；弦长；弦长；弦长； 出口边厚度；出口边厚度；出口边厚度；出口边厚度；a a、a1
74、a1、a2a2进出口宽度。进出口宽度。进出口宽度。进出口宽度。4 4，叶栅几何参数：，叶栅几何参数：，叶栅几何参数：，叶栅几何参数：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/76868汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 69695 5，无因次几何特性：，无因次几何特性：，无因次几何特性：，无因次几何特性： 相对节距；相对节距；相对节距；相对节距； 相对叶高；相对叶高；相对叶高；相对叶高； 径高比。径高比。径高比。径高比。6 6，汽流角度：，汽流角度：，汽流角度：，汽流角度：、 喷嘴、动叶进口汽流角；喷嘴、动叶进口汽流角；喷嘴、动叶进口汽流角
75、；喷嘴、动叶进口汽流角；、 喷嘴、动叶出口汽流角；喷嘴、动叶出口汽流角；喷嘴、动叶出口汽流角；喷嘴、动叶出口汽流角；、 喷嘴、动叶叶型进口角；喷嘴、动叶叶型进口角；喷嘴、动叶叶型进口角；喷嘴、动叶叶型进口角；、 喷嘴、动叶叶型出口角；喷嘴、动叶叶型出口角；喷嘴、动叶叶型出口角；喷嘴、动叶叶型出口角；、 喷嘴、动叶叶型安装角。喷嘴、动叶叶型安装角。喷嘴、动叶叶型安装角。喷嘴、动叶叶型安装角。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/76969汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 二、叶栅型式的选择二、叶栅型式的选择（一）叶栅型式的选择（一）叶栅
76、型式的选择（一）叶栅型式的选择（一）叶栅型式的选择 n n ncnc，选用渐缩喷嘴。，选用渐缩喷嘴。，选用渐缩喷嘴。，选用渐缩喷嘴。0.450.45n n 0.577 0.577，仍然可选用带斜切部分的喷嘴。，仍然可选用带斜切部分的喷嘴。，仍然可选用带斜切部分的喷嘴。，仍然可选用带斜切部分的喷嘴。 n n0.3-0.40.3-0.4时，则必须选用缩放喷嘴。时，则必须选用缩放喷嘴。时，则必须选用缩放喷嘴。时，则必须选用缩放喷嘴。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/77070汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 7171二、叶栅型式的选择二
77、、叶栅型式的选择（二）汽流出口角（二）汽流出口角（二）汽流出口角（二）汽流出口角 1 1、 2 2高压部分：冲动级高压部分：冲动级高压部分：冲动级高压部分：冲动级 1=11-141=11-140 0，反动级，反动级，反动级，反动级 1=14-201=14-200 0中低压部分：中低压部分：中低压部分：中低压部分： 1=13-171=13-170 0 2= 2= 1-1-（3-53-5 ）0 0， 1 1：蒸汽进入动叶不碰撞：蒸汽进入动叶不碰撞：蒸汽进入动叶不碰撞：蒸汽进入动叶不碰撞2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/77171汽轮机原理 | Principle of
78、Steam Turbine 7272二、叶栅型式的选择二、叶栅型式的选择（三）叶片个数、高度、宽度的选择（三）叶片个数、高度、宽度的选择（三）叶片个数、高度、宽度的选择（三）叶片个数、高度、宽度的选择叶叶叶叶片片片片个个个个数数数数：根根根根据据据据气气气气动动动动特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线查查查查相相相相对对对对截截截截距距距距，计计计计算算算算叶叶叶叶片片片片个数取整数个数取整数个数取整数个数取整数叶片高度：满足强度要求，窄叶片，减少端部损失叶片高度：满足强度要求，窄叶片，减少端部损失叶片高度：满足强度要求，窄叶片，减少端部损失叶片高度：满足强度要求，窄叶片，减少端部损失叶片宽度：气
79、动叶片宽度：气动叶片宽度：气动叶片宽度：气动+ +强度要求强度要求强度要求强度要求2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/77272汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 7373三、反动度选择三、反动度选择三三三三种种种种情情情情况况况况：根根根根部部部部反反反反动动动动度度度度大大大大，漏漏漏漏汽汽汽汽；根根根根部部部部反反反反动动动动度度度度小小小小，吸吸吸吸汽汽汽汽；不吸不漏不吸不漏不吸不漏不吸不漏，此时根部反动度，此时根部反动度，此时根部反动度，此时根部反动度=0.03-0.05=0.03-0.052021/6/72021/6/72
80、021/6/72021/6/77373汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 式中，式中，式中，式中，G-G-级的蒸汽流量，（级的蒸汽流量，（级的蒸汽流量，（级的蒸汽流量，（ kg / s ) kg / s ) ； v v1t1t- - 喷嘴出口处的蒸汽比容，喷嘴出口处的蒸汽比容，喷嘴出口处的蒸汽比容，喷嘴出口处的蒸汽比容，mm3 3/kg /kg n n-流流流流量量量量系系系系数数数数，对对对对于于于于过过过过热热热热蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽， n n = = 0.97 0.97 , , 对对对对于于于于饱饱饱饱和和和和蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽， n n =1.02 ; =1
81、.02 ; c c1t1t-喷嘴出口汽流理想速度喷嘴出口汽流理想速度喷嘴出口汽流理想速度喷嘴出口汽流理想速度 (m / s )(m / s )。( (一一一一) )渐缩喷嘴渐缩喷嘴渐缩喷嘴渐缩喷嘴（1 1）当当当当喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴前前前前后后后后压压压压力力力力比比比比等等等等于于于于或或或或大大大大于于于于临临临临界界界界压压压压力力力力比比比比时时时时，与与与与喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口汽汽汽汽流流流流速速速速度度度度c c1t1t相相相相垂垂垂垂直直直直的的的的截截截截面面面面A An n为为为为最最最最小小小小截截截截面面面面，如如如如图图图图所所所所示示示示，其其其其面面面面积
82、为：积为：积为：积为：四、喷嘴叶栅尺寸的确定：四、喷嘴叶栅尺寸的确定：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/77474汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 上上上上式式式式中中中中，GG、d dn n已已已已知知知知， n n查查查查下下下下表表表表得得得得到到到到， 1 1由由由由所所所所选选选选用用用用喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴型型型型线来确定。而喷嘴型线又由喷嘴前后压力比来确定。线来确定。而喷嘴型线又由喷嘴前后压力比来确定。线来确定。而喷嘴型线又由喷嘴前后压力比来确定。线来确定。而喷嘴型线又由喷嘴前后压力比来确定。若整级喷嘴个数若整级喷嘴个数
83、若整级喷嘴个数若整级喷嘴个数Z Zn n ，每个汽道喉部面积为：，每个汽道喉部面积为：，每个汽道喉部面积为：，每个汽道喉部面积为：则级的喷嘴出口总面积为：则级的喷嘴出口总面积为：则级的喷嘴出口总面积为：则级的喷嘴出口总面积为： 上上上上式式式式中中中中，t tn n为为为为喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴节节节节距距距距，Z Zn nt tn n为为为为安安安安装装装装有有有有喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的弧弧弧弧长长长长。当当当当级级级级为为为为全全全全周周周周进进进进汽汽汽汽时时时时，Z Zn nt tn n= =ddn n （d dmm为为为为级级级级的的的的平平平平均均均均直直直直径径径径）。当当当当级级级
84、级为为为为部部部部分分分分进进进进汽汽汽汽( ( e e 1 1 ) ) 时时时时，Z Zn nt tn n=e=eddn n ( ( e e 为为为为部部部部分分分分进进进进汽汽汽汽度度度度）。当考虑了部分进汽之后，则喷嘴叶高为：当考虑了部分进汽之后，则喷嘴叶高为：当考虑了部分进汽之后，则喷嘴叶高为：当考虑了部分进汽之后，则喷嘴叶高为：四、喷嘴叶栅尺寸的确定：四、喷嘴叶栅尺寸的确定： 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/77575汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine (2)(2)当当当当喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴前前前前后后后后压压压压力力力力
85、比比比比为为为为： 0.450.45 n n 0.577 0.577 ，这这这这时时时时，利利利利用用用用其其其其斜斜斜斜切切切切部部部部分分分分继继继继续续续续膨膨膨膨胀胀胀胀而而而而得得得得到到到到超超超超音音音音速速速速汽汽汽汽流流流流。这这这这时时时时喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口汽流角要发生偏转。喷嘴喉部截面积和叶高分别为：汽流角要发生偏转。喷嘴喉部截面积和叶高分别为：汽流角要发生偏转。喷嘴喉部截面积和叶高分别为：汽流角要发生偏转。喷嘴喉部截面积和叶高分别为： 喷嘴出口喷嘴出口喷嘴出口喷嘴出口汽流偏转角汽流偏转角汽流偏转角汽流偏转角由下式确定：由下式确定：由下式确定：由下式确定：
86、上式中上式中上式中上式中, ,v vcr cr -喷嘴喉部截面处的比容；喷嘴喉部截面处的比容；喷嘴喉部截面处的比容；喷嘴喉部截面处的比容； c ccrcr - -喷嘴临界速度。喷嘴临界速度。喷嘴临界速度。喷嘴临界速度。四、喷嘴叶栅尺寸的确定：四、喷嘴叶栅尺寸的确定：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/77676汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 其中，其中，其中，其中，v v2t2t - - 动叶栅出口理想比容；动叶栅出口理想比容；动叶栅出口理想比容；动叶栅出口理想比容； ww2t2t- - 动叶栅出口相对速度；动叶栅出口相对速度；动
87、叶栅出口相对速度；动叶栅出口相对速度； b b- - 流流流流量量量量系系系系数数数数，对对对对于于于于过过过过热热热热蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽， b b =0.930.95,=0.930.95,对对对对于饱和于饱和于饱和于饱和 蒸汽，蒸汽，蒸汽，蒸汽， b b = 0.940.98 = 0.940.98 ； e e- - 部分进汽度。部分进汽度。部分进汽度。部分进汽度。 动叶出汽角动叶出汽角动叶出汽角动叶出汽角22由所选定的叶型确定。由所选定的叶型确定。由所选定的叶型确定。由所选定的叶型确定。当动叶通过斜切部分获得超音速时，计算过程同喷嘴叶栅。当动叶通过斜切部分获得超音速时，计算过程同喷嘴叶栅。当动
88、叶通过斜切部分获得超音速时，计算过程同喷嘴叶栅。当动叶通过斜切部分获得超音速时，计算过程同喷嘴叶栅。五、动叶栅几何参数的确定五、动叶栅几何参数的确定 动动动动叶叶叶叶栅栅栅栅几几几几何何何何参参参参数数数数的的的的计计计计算算算算方方方方法法法法和和和和静静静静叶叶叶叶栅栅栅栅相相相相似似似似。但但但但动动动动叶叶叶叶栅栅栅栅通通通通道道道道中中中中的的的的流流流流动动动动多多多多为为为为亚亚亚亚音音音音速速速速流流流流动动动动。动动动动叶叶叶叶栅栅栅栅出出出出口口口口截截截截面面面面积积积积和和和和叶叶叶叶高可按下式计算：高可按下式计算：高可按下式计算：高可按下式计算：2021/6/7202
89、1/6/72021/6/72021/6/77777汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 盖度的选择盖度的选择盖度的选择盖度的选择：叶叶叶叶顶顶顶顶盖盖盖盖度度度度：为为为为了了了了保保保保证证证证由由由由喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴流流流流出出出出的的的的汽汽汽汽流流流流能能能能够够够够全全全全部部部部进进进进入入入入动动动动叶叶叶叶；减减减减小小小小喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴和动叶间顶部间隙的漏汽量。和动叶间顶部间隙的漏汽量。和动叶间顶部间隙的漏汽量。和动叶间顶部间隙的漏汽量。 叶叶叶叶根根根根盖盖盖盖度度度度：这这这这主主主主要要要要是是是是考考考考虑虑虑虑到到到到喷喷喷喷嘴嘴嘴
90、嘴出出出出口口口口汽汽汽汽流流流流的的的的扩扩扩扩散散散散，以以以以及及及及制制制制造造造造和和和和安安安安装装装装中中中中的的的的误误误误差差差差，使使使使得得得得隔隔隔隔板板板板中中中中心心心心和和和和动动动动叶叶叶叶的的的的旋旋旋旋转转转转中中中中心心心心不不不不一一一一定定定定相相相相等等等等，有有有有了了了了一一一一定定定定盖盖盖盖度度度度后可使汽流都能进入动叶通道后可使汽流都能进入动叶通道后可使汽流都能进入动叶通道后可使汽流都能进入动叶通道 。盖盖盖盖度度度度：在在在在汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机级级级级的的的的设设设设计计计计中中中中，动动动动叶叶叶叶进进进进口口口口的的的的高高高高
91、度度度度总总总总是是是是大大大大于于于于喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口的的的的高高高高度度度度，这这这这两两两两者者者者之之之之间间间间的的的的高高高高度度度度差差差差称称称称为为为为盖盖盖盖度度度度。在在在在叶叶叶叶顶顶顶顶和和和和叶根部分的差值分别称为叶根部分的差值分别称为叶根部分的差值分别称为叶根部分的差值分别称为叶顶盖度和叶根盖度叶顶盖度和叶根盖度叶顶盖度和叶根盖度叶顶盖度和叶根盖度。五、动叶栅几何参数的确定五、动叶栅几何参数的确定2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/77878汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 对于对于对于
92、对于圆柱形围带圆柱形围带圆柱形围带圆柱形围带l lb b= =l ln n+(+( t+t+ r) r)对于对于对于对于圆锥形围带圆锥形围带圆锥形围带圆锥形围带l lb b= =l ln n+(+( t+t+ r)+r)+B Bb btgtg式式式式中中中中：tt、rr分分分分别别别别为为为为叶叶叶叶片片片片顶顶顶顶部部部部和和和和根根根根部部部部盖盖盖盖度度度度，根根根根据据据据一一一一般般般般经经经经验验验验，取取取取值值值值范范范范围围围围见见见见下下下下表表表表（叶叶叶叶高高高高与与与与盖盖盖盖度度度度之之之之间间间间的的的的关关关关系系系系）；B Bb b为动叶的宽度；为动叶的宽度；
93、为动叶的宽度；为动叶的宽度；喷嘴高度喷嘴高度喷嘴高度喷嘴高度l ln n5050515190909191150150150150叶顶盖度叶顶盖度叶顶盖度叶顶盖度 t t1.51.52 22 22.52.52.52.53.53.5叶根盖度叶根盖度叶根盖度叶根盖度 r r0.50.51 11 11.51.51.51.5直径之差直径之差直径之差直径之差( (d db b- -d dn n) )1 11 11 11 12 2五、动叶栅几何参数的确定五、动叶栅几何参数的确定盖度的选择盖度的选择盖度的选择盖度的选择：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/77979汽轮机原理 | P
94、rinciple of Steam Turbine 对于对于对于对于圆柱形围带圆柱形围带圆柱形围带圆柱形围带l lb=b=l ln+(n+( t+t+ r) r)对于对于对于对于圆锥形围带圆锥形围带圆锥形围带圆锥形围带l lb=b=l ln+(n+( t+t+ r)+r)+B Bb btgtg式式式式中中中中：tt、rr分分分分别别别别为为为为叶叶叶叶片片片片顶顶顶顶部部部部和和和和根根根根部部部部盖盖盖盖度度度度，根根根根据据据据一一一一般般般般经经经经验验验验，取取取取值值值值范范范范围围围围见见见见下下下下表表表表（叶叶叶叶高高高高与与与与盖盖盖盖度度度度之之之之间间间间的的的的关关关关
95、系系系系）；BbBb为动叶的宽度；为动叶的宽度；为动叶的宽度；为动叶的宽度； 为为为为围围围围带带带带倾倾倾倾角角角角，对对对对于于于于短短短短叶叶叶叶栅栅栅栅，不不不不应应应应大大大大于于于于10101212，对对对对于于于于长长长长叶叶叶叶栅栅栅栅，倾倾倾倾角角角角 可达可达可达可达25253535。五、动叶栅几何参数的确定五、动叶栅几何参数的确定盖度的选择盖度的选择盖度的选择盖度的选择：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/78080汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 1-5 叶栅气动特性及叶栅损失叶栅气动特性及叶栅损失 着力于：
96、能量损失着力于：能量损失一、叶型损失一、叶型损失方法：理论方法：理论+实验实验2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/78181汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 二、叶栅损失二、叶栅损失1.附面层中摩擦损失附面层中摩擦损失附面层中摩擦损失附面层中摩擦损失形形形形成成成成原原原原因因因因：损损损损失失失失的的的的大大大大小小小小与与与与叶叶叶叶型型型型表表表表面面面面粗粗粗粗糙糙糙糙度度度度和和和和压压压压力力力力分分分分布布布布有有有有关关关关。汽汽汽汽流流流流流流流流经经经经汽汽汽汽道道道道时时时时，在在在在叶叶叶叶型型型型表表表表面
97、面面面形形形形成成成成附附附附面层并随着气流方向逐渐增厚。面层并随着气流方向逐渐增厚。面层并随着气流方向逐渐增厚。面层并随着气流方向逐渐增厚。预预预预防防防防措措措措施施施施：增增增增加加加加气气气气流流流流速速速速度度度度可可可可以以以以可可可可以以以以减减减减小小小小该该该该损损损损失失失失，同同同同时时时时减减减减小小小小气气气气流流流流流流流流经经经经面面面面积积积积也也也也是是是是有有有有利利利利的的的的，因因因因此此此此应应应应减减减减小小小小叶栅中叶片数并增大相对栅距。叶栅中叶片数并增大相对栅距。叶栅中叶片数并增大相对栅距。叶栅中叶片数并增大相对栅距。（一）叶型损失（一）叶型损失
98、2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/78282汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （一）叶型损失（一）叶型损失2. 2. 附面层脱离引起的涡流损失附面层脱离引起的涡流损失附面层脱离引起的涡流损失附面层脱离引起的涡流损失附附附附面面面面层层层层中中中中气气气气流流流流动动动动能能能能因因因因摩摩摩摩擦擦擦擦阻阻阻阻力力力力而而而而逐逐逐逐步步步步被被被被消消消消耗耗耗耗，当当当当动动动动能能能能在在在在附附附附面面面面层层层层沿沿沿沿弧弧弧弧线线线线下下下下降降降降到到到到零零零零时时时时，气气气气流流流流已已已已无无无无流流流流动动动
99、动能能能能力力力力，只只只只能能能能被被被被后后后后面面面面的的的的气气气气流流流流推推推推挤挤挤挤出出出出原原原原来来来来的的的的位位位位置置置置，其其其其压压压压力力力力不不不不能能能能恢恢恢恢复复复复，因因因因而而而而产产产产生生生生倒倒倒倒流流流流，气气气气流流流流脱脱脱脱离离离离壁壁壁壁面面面面，形成漩涡。形成漩涡。形成漩涡。形成漩涡。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/78383汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （一）叶型损失（一）叶型损失2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/78484汽轮机原理
100、 | Principle of Steam Turbine （一）叶型损失（一）叶型损失3. 3. 尾迹损失尾迹损失尾迹损失尾迹损失由由由由于于于于叶叶叶叶栅栅栅栅出出出出口口口口边边边边缘缘缘缘总总总总有有有有一一一一定定定定的的的的厚厚厚厚度度度度，所所所所以以以以沿沿沿沿叶叶叶叶型型型型背背背背弧弧弧弧和和和和凹凹凹凹弧弧弧弧流流流流来来来来的的的的气气气气流流流流，因因因因附附附附面面面面层层层层的的的的影影影影响响响响，在在在在叶叶叶叶片片片片后后后后缘缘缘缘点点点点离离离离开开开开叶叶叶叶型型型型时时时时，必必必必然然然然产产产产生生生生脱脱脱脱离离离离，其其其其脱脱脱脱离离离离点
101、点点点的的的的位位位位置置置置与与与与出出出出口口口口边边边边上上上上附附附附面面面面层层层层的的的的流流流流态态态态有有有有关关关关，附附附附面面面面层层层层的的的的脱脱脱脱离离离离将将将将使使使使叶叶叶叶片片片片出出出出口口口口边边边边后后后后的的的的压压压压力力力力下下下下降降降降，在在在在凸凸凸凸凹凹凹凹两两两两面面面面上上上上附附附附面面面面层层层层的的的的相相相相互互互互作作作作用用用用下下下下，叶叶叶叶片片片片出出出出口口口口边边边边后后后后就就就就会会会会形形形形成成成成涡涡涡涡流区，称为尾迹。流区，称为尾迹。流区，称为尾迹。流区，称为尾迹。2021/6/72021/6/720
102、21/6/72021/6/78585汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （二）端部损失（二）端部损失叶叶叶叶栅栅栅栅通通通通道道道道上上上上下下下下两两两两个个个个断断断断面面面面附附附附面面面面层层层层中中中中摩摩摩摩擦擦擦擦损损损损失失失失即即即即端端端端部部部部损损损损失失失失，由由由由于于于于叶叶叶叶栅栅栅栅通通通通道道道道凹凹凹凹弧弧弧弧上上上上的的的的压压压压力力力力大大大大于于于于背背背背弧弧弧弧上上上上的的的的压压压压力力力力，气气气气流流流流在在在在端端端端面面面面附附附附面面面面层层层层内内内内流流流流速速速速小小小小，它它它它所所所所产产
103、产产生生生生的的的的离离离离心心心心力力力力不不不不足足足足以以以以平平平平衡衡衡衡凹凹凹凹凸凸凸凸两两两两面面面面的的的的压压压压差差差差。于于于于是是是是气气气气流流流流在在在在上上上上下下下下端端端端面面面面的的的的附附附附面面面面层层层层内内内内产产产产生生生生自自自自凹凹凹凹弧弧弧弧向向向向背背背背弧弧弧弧的的的的横横横横向流动，成为二次流。向流动，成为二次流。向流动，成为二次流。向流动，成为二次流。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/78686汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （二）端部损失（二）端部损失2021/6/7
104、2021/6/72021/6/72021/6/78787汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 1-6 级内损失和效率级内损失和效率凡凡凡凡是是是是级级级级内内内内与与与与流流流流动动动动时时时时能能能能量量量量转转转转换换换换有有有有直直直直接接接接联联联联系系系系的的的的损损损损失失失失，称称称称之为级的之为级的之为级的之为级的内部损失内部损失内部损失内部损失。否则称为。否则称为。否则称为。否则称为外部损失外部损失外部损失外部损失。前前前前 面面面面 提提提提 到到到到 的的的的 喷喷喷喷 嘴嘴嘴嘴 损损损损 失失失失 h hn n 、 动动动动 叶叶叶叶 损
105、损损损 失失失失 h hb b 、 余余余余 速速速速 损损损损 失失失失 h hc2c2都都都都 是是是是 级级级级 内内内内 损损损损 失失失失 。 除除除除 此此此此 之之之之 外外外外 ， 级级级级 内内内内 损损损损 失失失失 还还还还 包包包包 括括括括 ：叶叶叶叶 高高高高 损损损损 失失失失hhl l、扇扇扇扇 形形形形 损损损损 失失失失hh 、 叶叶叶叶 轮轮轮轮 摩摩摩摩 擦擦擦擦 损损损损 失失失失hhf f 、 部部部部 分分分分 进进进进 汽汽汽汽 损损损损 失失失失hhe e 、 漏漏漏漏 汽汽汽汽 损损损损 失失失失hh 、 湿湿湿湿 汽汽汽汽 损损损损 失失失
106、失hhx x 当当当当 然然然然 ， 不不不不 是是是是 每每每每 一一一一 都都都都 同同同同 时时时时 具具具具 有有有有 这这这这 所所所所 有有有有 损损损损 失失失失 ， 而而而而 是是是是 根根根根 据据据据 具具具具 体体体体 情情情情 况况况况 分分分分 别别别别 分分分分 析析析析 计计计计 算算算算 其其其其 不不不不 同同同同 的的的的 损损损损 失失失失 。 如如如如 只只只只 有有有有 在在在在 部部部部 分分分分 进进进进 汽汽汽汽 的的的的 级级级级 才才才才 有有有有 部部部部 分分分分 进进进进 汽汽汽汽 损损损损 失失失失 ， 工工工工 作作作作 在在在在
107、湿湿湿湿 蒸蒸蒸蒸 汽汽汽汽 区区区区 的的的的 级级级级 才才才才 有有有有 湿湿湿湿 汽汽汽汽 损损损损 失失失失 。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/78888汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine ( (一一) )喷嘴损失、动叶损失、余速损失喷嘴损失、动叶损失、余速损失2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/78989汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 式式式式 中中中中 ，a a经经经经验验验验系系系系数数数数 ， a a = = 1.2 1.2 ( ( 单单单单列列列
108、列级级级级 ，不不不不含含含含扇扇扇扇形形形形损损损损失失失失） ； a a = 1 . 6 = 1 . 6 （单列级，含扇形损失（单列级，含扇形损失（单列级，含扇形损失（单列级，含扇形损失 ) ) ； a = 2 ( a = 2 ( 双列级双列级双列级双列级 ）；）；）；）； hhu u- - 不包括叶高损失的轮周有效焓降不包括叶高损失的轮周有效焓降不包括叶高损失的轮周有效焓降不包括叶高损失的轮周有效焓降 ， l ln n - - 叶栅高度叶栅高度叶栅高度叶栅高度 ( mm ) ( mm ) 。（二）叶高损失（二）叶高损失 将将将将喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴和和和和动动动动叶叶叶叶中中中中与与与与叶叶
109、叶叶高高高高有有有有关关关关的的的的损损损损失失失失称称称称为为为为级级级级的的的的叶叶叶叶高高高高损损损损失失失失 或或或或叫叫叫叫端端端端部部部部损损损损失失失失 。当当当当叶叶叶叶片片片片较较较较短短短短（一一一一般般般般说说说说叶叶叶叶高高高高l l 12-15)10 10 12 12 时时时时， 级级级级应应应应该该该该采采采采用用用用等等等等截截截截面面面面直直直直叶叶叶叶片片片片。等等等等截截截截面面面面直直直直叶叶叶叶片片片片的的的的设设设设计计计计和和和和加加加加工工工工都都都都比比比比较较较较容容容容易易易易，但但但但存存存存在在在在着着着着扇扇扇扇形形形形损损损损失失失失
110、；当当当当 1010的的的的级级级级，则应采用则应采用则应采用则应采用扭叶片扭叶片扭叶片扭叶片 。 扇形损失大小与径高比有关，半经验公式为：扇形损失大小与径高比有关，半经验公式为：扇形损失大小与径高比有关，半经验公式为：扇形损失大小与径高比有关，半经验公式为：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/79696汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （五）叶轮摩擦损失（五）叶轮摩擦损失hf 同同同同时时时时，靠靠靠靠近近近近叶叶叶叶轮轮轮轮轮轮轮轮面面面面侧侧侧侧的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽质质质质点点点点随随随随叶叶叶叶轮轮轮轮一一一一起起起起转
111、转转转动动动动时时时时，受受受受到到到到离离离离心心心心力力力力作作作作用用用用而而而而产产产产生生生生径径径径向向向向运运运运动动动动。这这这这样样样样，靠靠靠靠近近近近隔隔隔隔板板板板处处处处的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽质质质质点点点点的的的的旋旋旋旋转转转转速速速速度度度度小小小小，自自自自然然然然要要要要向向向向旋旋旋旋转转转转中中中中心心心心处处处处流流流流动动动动以以以以保保保保持持持持蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的连连连连续续续续性性性性。于于于于是是是是，在在在在叶叶叶叶轮轮轮轮两两两两侧侧侧侧的的的的汽汽汽汽室室室室中中中中就就就就形形形形成成成成了了了了涡涡涡涡流流流流运运运运动动动
112、动，如如如如图图图图所所所所示示示示。蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的涡涡涡涡流运动要消耗一部分轮周功流运动要消耗一部分轮周功流运动要消耗一部分轮周功流运动要消耗一部分轮周功 。 由由由由于于于于蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽粘粘粘粘性性性性，叶叶叶叶轮轮轮轮在在在在汽汽汽汽室室室室中中中中作作作作高高高高速速速速旋旋旋旋转转转转时时时时，存存存存在在在在着着着着叶叶叶叶轮轮轮轮轮轮轮轮面面面面与与与与蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽及及及及蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽之之之之间间间间的的的的相相相相对对对对运运运运动动动动而而而而产产产产生生生生的的的的摩摩摩摩擦擦擦擦。克克克克服服服服摩摩摩摩擦擦擦擦和和和和带带带带动动动动蒸蒸蒸蒸汽汽汽
113、汽质质质质点点点点运运运运动动动动，就就就就要要要要耗耗耗耗功功功功 。产生原因产生原因产生原因产生原因2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/79797汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 叶轮摩擦损失可用以下经验公式计算叶轮摩擦损失可用以下经验公式计算叶轮摩擦损失可用以下经验公式计算叶轮摩擦损失可用以下经验公式计算 ：式中，式中，式中，式中，P Pf f- -叶轮因摩擦而消耗的功率，叶轮因摩擦而消耗的功率，叶轮因摩擦而消耗的功率，叶轮因摩擦而消耗的功率，kWkW； - -是是是是一一一一个个个个与与与与蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽性性性性质质质质、
114、叶叶叶叶轮轮轮轮四四四四周周周周蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的流流流流动动动动情情情情况况况况有有有有关关关关的的的的系系系系数数数数。过过过过热热热热蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽，且且且且=1.0=1.01.21.2；对对对对于于于于饱饱饱饱和和和和蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽或或或或湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽，且且且且=1.3=1.31.51.5； A A- -考考考考虑虑虑虑结结结结构构构构影影影影响响响响的的的的系系系系数数数数，与与与与S S/ /d d( (S S为为为为汽汽汽汽室室室室的的的的间间间间隙隙隙隙距距距距离离离离) )有有有有关关关关，其值一般为其值一般为其值一般为其值一般为0.50.51.51.5
115、，计算时可取，计算时可取，计算时可取，计算时可取A A=1=1； d d- -叶轮直径，叶轮直径，叶轮直径，叶轮直径，mm； u u- -圆周速度，圆周速度，圆周速度，圆周速度，m/sm/s； v v2 2- -级后的蒸汽比容，级后的蒸汽比容，级后的蒸汽比容，级后的蒸汽比容，mm3 3/kg/kg。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/79898汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （五）叶轮摩擦损失（五）叶轮摩擦损失hf一般情况下，可用下式计算：一般情况下，可用下式计算：一般情况下，可用下式计算：一般情况下，可用下式计算： 能量形式：
116、能量形式：能量形式：能量形式： 损失系数：损失系数：损失系数：损失系数： 对于反动式级，由于没有叶轮，对于反动式级，由于没有叶轮，Pf=0 ！2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/79999汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （六）部分进汽损失（六）部分进汽损失he采采用用部部分分进进汽汽，就就产产生生了了部部分分进进汽汽损损失失，由由“鼓鼓风风”损损失失和和“斥斥汽汽”损损失失两两部部分分所所组组成的成的 。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7100100汽轮机原理 | Principle of Steam
117、 Turbine 1. 鼓风损失鼓风损失在在在在部部部部分分分分进进进进汽汽汽汽的的的的级级级级中中中中，对对对对于于于于没没没没有有有有工工工工作作作作汽汽汽汽流流流流通通通通过过过过的的的的那那那那部部部部分分分分工工工工作作作作叶叶叶叶片片片片，在在在在旋旋旋旋转转转转时时时时将将将将带带带带动动动动周周周周围围围围的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽一一一一起起起起转转转转动动动动，当当当当叶叶叶叶片片片片的的的的进进进进出出出出口口口口角角角角度度度度不不不不相相相相等等等等时时时时，就就就就会会会会像像像像鼓鼓鼓鼓风风风风机机机机一一一一样样样样，将将将将蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽从从从从叶叶叶叶轮轮轮
118、轮的的的的一一一一侧侧侧侧鼓鼓鼓鼓到到到到另另另另一一一一侧侧侧侧，这这这这种种种种鼓鼓鼓鼓风风风风作作作作用用用用必必必必定定定定将将将将消消消消耗耗耗耗一一一一部部部部分分分分有有有有功功功功功功功功率率率率，形形形形成成成成鼓风损失鼓风损失鼓风损失鼓风损失。 试试试试验验验验表表表表明明明明，鼓鼓鼓鼓风风风风损损损损失失失失大大大大部部部部分分分分是是是是由由由由于于于于摩摩摩摩擦擦擦擦引引引引起起起起的的的的，e e e e越越越越小小小小，损失越大。损失越大。损失越大。损失越大。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7101101汽轮机原理 | Princi
119、ple of Steam Turbine 对对对对于于于于反反反反动动动动级级级级，不不不不采采采采用用用用部部部部分分分分进进进进汽汽汽汽，因因因因此此此此也也也也就就就就没没没没有有有有鼓鼓鼓鼓风损失。风损失。风损失。风损失。 1. 鼓风损失鼓风损失减减减减小小小小损损损损失失失失措措措措施施施施：对对对对于于于于采采采采用用用用较较较较多多多多部部部部分分分分进进进进汽汽汽汽级级级级的的的的一一一一些些些些小小小小机机机机组组组组，常常常常使使使使用用用用一一一一种种种种“ “护护护护套套套套装装装装置置置置” ”，如如如如图图图图所所所所示示示示，以减少鼓风所消耗的功率。以减少鼓风所消
120、耗的功率。以减少鼓风所消耗的功率。以减少鼓风所消耗的功率。 单单单单级级级级汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机总总总总是是是是设设设设计计计计成成成成部部部部分分分分进进进进汽汽汽汽，甚甚甚甚至至至至部部部部分分分分进进进进汽汽汽汽度度度度往往往往往往往往小小小小于于于于0.50.5，形形形形成较大的鼓风损失。成较大的鼓风损失。成较大的鼓风损失。成较大的鼓风损失。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7102102汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 1. 鼓风损失鼓风损失鼓风损失计算：鼓风损失计算：鼓风损失计算：鼓风损失计算： 式中式中式中式中P
121、 Pww- -鼓风损失，鼓风损失，鼓风损失，鼓风损失，kWkW； e e- -部分进汽度；部分进汽度；部分进汽度；部分进汽度； e eh h- -为有护套的弧段长度占整个圆周长度的百分数；为有护套的弧段长度占整个圆周长度的百分数；为有护套的弧段长度占整个圆周长度的百分数；为有护套的弧段长度占整个圆周长度的百分数； l l- -叶片高度，叶片高度，叶片高度，叶片高度，mm； d d- -叶轮直径，叶轮直径，叶轮直径，叶轮直径，mm； v v2 2- -级后蒸汽比容，级后蒸汽比容，级后蒸汽比容，级后蒸汽比容，mm3 3/kg/kg。 当叶片旁汽室容积较大时，采用较大的系数。当叶片旁汽室容积较大时，
122、采用较大的系数。当叶片旁汽室容积较大时，采用较大的系数。当叶片旁汽室容积较大时，采用较大的系数。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7103103汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 2. 斥汽损失斥汽损失蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽带带带带动动动动动动动动叶叶叶叶汽汽汽汽道道道道中中中中被被被被夹夹夹夹带带带带着着着着一一一一起起起起旋旋旋旋转转转转的的的的呆呆呆呆滞滞滞滞汽汽汽汽体体体体推推推推出出出出动动动动叶叶叶叶栅栅栅栅并并并并使使使使之之之之加加加加速速速速引引引引起起起起损损损损失失失失；在在在在喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴弧弧弧弧段段段段的的
123、的的出出出出口口口口端端端端，小小小小部部部部分分分分蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽被被被被带带带带入入入入汽汽汽汽室室室室内内内内而而而而产产产产生生生生涡涡涡涡流流流流，这这这这种种种种蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽流流流流动动动动的的的的不不不不稳稳稳稳定定定定也也也也引引引引起起起起部部部部分分分分能能能能量量量量损损损损失失失失。这这这这两两两两部部部部分分分分能能能能量量量量损损损损失失失失之之之之和和和和称称称称为为为为斥斥斥斥汽损失汽损失汽损失汽损失，或弧端损失或弧端损失或弧端损失或弧端损失。部分进汽也是该项损失的根源。部分进汽也是该项损失的根源。部分进汽也是该项损失的根源。部分进汽也是该项损失的根源。
124、2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7104104汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 2. 斥汽损失斥汽损失斥汽损失可按下式计算：斥汽损失可按下式计算：斥汽损失可按下式计算：斥汽损失可按下式计算： 式中式中式中式中hhs s- -斥汽损失，斥汽损失，斥汽损失，斥汽损失，kJ/kgkJ/kg； s s- -损失系数；损失系数；损失系数；损失系数； B Bb b- -动叶宽度，动叶宽度，动叶宽度，动叶宽度，mm； l lb b- -动叶高度，动叶高度，动叶高度，动叶高度，mm； A Ab b- -喷嘴出口面积，喷嘴出口面积，喷嘴出口面积，
125、喷嘴出口面积，m2m2； x xa a- -级的假想速度比；级的假想速度比；级的假想速度比；级的假想速度比； mm- -喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴组组组组进进进进出出出出口口口口弧弧弧弧端端端端的的的的对对对对数数数数，若若若若该该该该级级级级为为为为全全全全周周周周进进进进汽汽汽汽，则则则则 mm=0=0，斥汽损失也为零。，斥汽损失也为零。，斥汽损失也为零。，斥汽损失也为零。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7105105汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （七）湿汽损失（七）湿汽损失 蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机最最
126、最最后后后后几几几几级级级级时时时时便便便便进进进进入入入入湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽区区区区，这这这这里将产生湿汽损失里将产生湿汽损失里将产生湿汽损失里将产生湿汽损失 。产生。产生。产生。产生湿汽损失的原因湿汽损失的原因湿汽损失的原因湿汽损失的原因在于在于在于在于 ： （1 1）过饱和损失）过饱和损失）过饱和损失）过饱和损失2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7106106汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （七）湿汽损失（七）湿汽损失（2 2）摩擦阻力损失）摩擦阻力损失）摩擦阻力损失）摩擦阻力损失（3 3）制动损失）制动损失）制动损
127、失）制动损失2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7107107汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （七）湿汽损失（七）湿汽损失湿气损失的计算湿气损失的计算湿气损失的计算湿气损失的计算 ： 式中式中式中式中hhx x- -湿汽损失，湿汽损失，湿汽损失，湿汽损失，kJ/kgkJ/kg； hh i i- -不考虑湿汽损失的级的有效焓降，不考虑湿汽损失的级的有效焓降，不考虑湿汽损失的级的有效焓降，不考虑湿汽损失的级的有效焓降，kJ/kgkJ/kg； x xmm- -级的平均干度，级的平均干度，级的平均干度，级的平均干度，x xmm=(=(x
128、x0 0+ +x x2 2)/2)/2。从从从从上上上上式式式式可可可可知知知知，湿湿湿湿汽汽汽汽损损损损失失失失的的的的大大大大小小小小与与与与蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的湿湿湿湿度度度度(1-x(1-xmm) )成成成成正正正正比比比比。湿湿湿湿度度度度越越越越大大大大，湿湿湿湿汽汽汽汽损损损损失失失失也也也也越越越越大大大大。为为为为减减减减小小小小湿湿湿湿汽汽汽汽损损损损失失失失就就就就必须设法降低蒸汽的湿度！必须设法降低蒸汽的湿度！必须设法降低蒸汽的湿度！必须设法降低蒸汽的湿度！2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7108108汽轮机原理 | Principle
129、 of Steam Turbine （七）湿汽损失（七）湿汽损失减小对动叶冲蚀的措施：减小对动叶冲蚀的措施：减小对动叶冲蚀的措施：减小对动叶冲蚀的措施： (1)(1)减少湿蒸汽中的水分。减少湿蒸汽中的水分。减少湿蒸汽中的水分。减少湿蒸汽中的水分。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7109109汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （七）湿汽损失（七）湿汽损失(2)(2)提高动叶的抗冲蚀能力。提高动叶的抗冲蚀能力。提高动叶的抗冲蚀能力。提高动叶的抗冲蚀能力。 减小对动叶冲蚀的措施：减小对动叶冲蚀的措施：减小对动叶冲蚀的措施：减小对动叶
130、冲蚀的措施： (3)(3)减小水珠的冲蚀作用。减小水珠的冲蚀作用。减小水珠的冲蚀作用。减小水珠的冲蚀作用。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7110110汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （八）漏汽损失（八）漏汽损失hs 在在在在前前前前面面面面讨讨讨讨论论论论蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的级级级级内内内内流流流流动动动动时时时时，我我我我们们们们认认认认为为为为蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽都都都都全全全全部部部部通通通通过过过过喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴和和和和动动动动叶叶叶叶的的的的通通通通道道道道，但但但但实实实实际际
131、际际情情情情况况况况并并并并非非非非如如如如此此此此，在在在在级级级级内内内内存存存存在在在在着着着着漏漏漏漏汽汽汽汽。由由由由于于于于冲冲冲冲动动动动级级级级和和和和反反反反动动动动级级级级的的的的结结结结构构构构不不不不同同同同，级级级级内内内内漏漏漏漏汽汽汽汽的的的的大大大大小小小小和和和和影影影影响响响响也也也也不不不不同同同同，因因因因此此此此对对对对这这这这两两两两种种种种级级级级的的的的漏漏漏漏汽汽汽汽情情情情况况况况分分分分别别别别进进进进行行行行讨讨讨讨论。论。论。论。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7111111汽轮机原理 | Princip
132、le of Steam Turbine （八）漏汽损失（八）漏汽损失hs隔隔隔隔板板板板和和和和轮轮轮轮轴轴轴轴之之之之间间间间存存存存在在在在间间间间隙隙隙隙，产产产产生生生生漏漏漏漏汽汽汽汽不不不不通通通通过过过过喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴，没没没没有有有有参参参参与与与与作作作作功功功功，成成成成为为为为一一一一种种种种能能能能量量量量损损损损失失失失。同同同同时时时时，这这这这部部部部分分分分漏漏漏漏汽汽汽汽会会会会干干干干扰扰扰扰主主主主汽汽汽汽流流流流，这这这这就就就就是是是是隔隔隔隔板漏汽损失板漏汽损失板漏汽损失板漏汽损失。冲动级冲动级冲动级冲动级另另另另一一一一方方方方面面面面，动动动动
133、叶叶叶叶顶顶顶顶部部部部与与与与静静静静子子子子之之之之间间间间存存存存在在在在着着着着轴轴轴轴向向向向间间间间隙隙隙隙和和和和径径径径向向向向间间间间隙隙隙隙。从从从从喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴流流流流出出出出的的的的蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽就就就就会会会会有有有有一一一一些些些些不不不不进进进进入入入入动动动动叶叶叶叶汽汽汽汽道道道道，而而而而是是是是通通通通过过过过动动动动叶叶叶叶与与与与隔隔隔隔板板板板、动动动动叶叶叶叶与与与与汽汽汽汽缸缸缸缸的的的的轴轴轴轴向向向向和和和和径径径径向向向向间间间间隙隙隙隙泄泄泄泄漏漏漏漏至至至至级级级级后后后后。这这这这部部部部分漏汽也没有参与作功，形成分漏汽也没有参
134、与作功，形成分漏汽也没有参与作功，形成分漏汽也没有参与作功，形成动叶顶部漏汽损失动叶顶部漏汽损失动叶顶部漏汽损失动叶顶部漏汽损失。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7112112汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （八）漏汽损失（八）漏汽损失hs在在在在叶叶叶叶轮轮轮轮盘盘盘盘上上上上开开开开设设设设平平平平衡衡衡衡孔孔孔孔，以以以以便便便便让让让让隔隔隔隔板板板板漏漏漏漏汽汽汽汽从从从从平衡孔漏出，而不干扰主流平衡孔漏出，而不干扰主流平衡孔漏出，而不干扰主流平衡孔漏出，而不干扰主流 。 漏漏漏漏汽汽汽汽损损损损失失失失是是是是由
135、由由由于于于于压压压压力力力力差差差差和和和和间间间间隙隙隙隙的的的的存存存存在在在在而而而而引引引引起起起起的的的的。减减减减少少少少漏漏漏漏汽汽汽汽损损损损失失失失、减减减减小小小小漏漏漏漏汽汽汽汽量量量量，就就就就应应应应该该该该减减减减小小小小间间间间隙隙隙隙面面面面积积积积和和和和蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽压压压压力力力力差。通常采用差。通常采用差。通常采用差。通常采用齿形轴封齿形轴封齿形轴封齿形轴封来解决这一问题来解决这一问题来解决这一问题来解决这一问题 。解决措施：解决措施：2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7113113汽轮机原理 | Principle of
136、 Steam Turbine 式中式中式中式中z zp p- -轴封齿数；轴封齿数；轴封齿数；轴封齿数； p p- -轴封流量系数，一般取从轴封流量系数，一般取从轴封流量系数，一般取从轴封流量系数，一般取从=0.7=0.70.80.8； A Ap p- -轴封间隙面积，轴封间隙面积，轴封间隙面积，轴封间隙面积，m2m2； p p- -轴封间隙，轴封间隙，轴封间隙，轴封间隙，mm； d dp p- -轴封齿的平均直径，轴封齿的平均直径，轴封齿的平均直径，轴封齿的平均直径，mm； hhn n*-*-喷嘴滞止理想比焓降，喷嘴滞止理想比焓降，喷嘴滞止理想比焓降，喷嘴滞止理想比焓降，kJ/kgkJ/kg
137、； v v1t1t- -喷嘴出口理想比容，喷嘴出口理想比容，喷嘴出口理想比容，喷嘴出口理想比容，mm3 3/kg/kg。 （八）漏汽损失（八）漏汽损失hs漏汽量的计算漏汽量的计算漏汽量的计算漏汽量的计算2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7114114汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （八）漏汽损失（八）漏汽损失hs1kg1kg蒸汽产生的隔板漏汽损失蒸汽产生的隔板漏汽损失蒸汽产生的隔板漏汽损失蒸汽产生的隔板漏汽损失hhp p为为为为 式中式中式中式中hh i i- -不包括漏汽损失时的级的有效比焓降，不包括漏汽损失时的级的有效比焓降
138、，不包括漏汽损失时的级的有效比焓降，不包括漏汽损失时的级的有效比焓降，kJ/kgkJ/kg； GG- -通过该级的蒸汽流量，通过该级的蒸汽流量，通过该级的蒸汽流量，通过该级的蒸汽流量，kg/skg/s； A An n- -喷嘴出口面积，喷嘴出口面积，喷嘴出口面积，喷嘴出口面积，mm2 2。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7115115汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （八）漏汽损失（八）漏汽损失hs叶顶漏汽量叶顶漏汽量叶顶漏汽量叶顶漏汽量 GGt t为为为为 式式式式中中中中 t t- -动动动动叶叶叶叶顶顶顶顶部部部部间间间
139、间隙隙隙隙的的的的流流流流量量量量系系系系数数数数，一一一一般般般般取取取取 t t/ / n n=0.6=0.6， n n为喷嘴流量系数；为喷嘴流量系数；为喷嘴流量系数；为喷嘴流量系数； t t- -动叶顶部的反动度；动叶顶部的反动度；动叶顶部的反动度；动叶顶部的反动度； t t- -动叶顶部的漏汽间隙，动叶顶部的漏汽间隙，动叶顶部的漏汽间隙，动叶顶部的漏汽间隙，mm。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7116116汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （八）漏汽损失（八）漏汽损失hs动叶顶部的漏汽损失则为动叶顶部的漏汽损失则为动
140、叶顶部的漏汽损失则为动叶顶部的漏汽损失则为 该级总的漏汽损失为该级总的漏汽损失为该级总的漏汽损失为该级总的漏汽损失为 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7117117汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine （八）漏汽损失（八）漏汽损失hs反动级反动级反动级反动级由于动叶前后的压差比较大，同时由于动叶前后的压差比较大，同时由于动叶前后的压差比较大，同时由于动叶前后的压差比较大，同时内径轴封直径比冲动级隔板轴封的内径轴封直径比冲动级隔板轴封的内径轴封直径比冲动级隔板轴封的内径轴封直径比冲动级隔板轴封的直径要大，轴封齿数相对较少，因直径要大，
141、轴封齿数相对较少，因直径要大，轴封齿数相对较少，因直径要大，轴封齿数相对较少，因此，反动级的漏汽损失比冲动级大。此，反动级的漏汽损失比冲动级大。此，反动级的漏汽损失比冲动级大。此，反动级的漏汽损失比冲动级大。 t t为动叶顶部的径向间隙；为动叶顶部的径向间隙；为动叶顶部的径向间隙；为动叶顶部的径向间隙；l ln n为动叶高度。为动叶高度。为动叶高度。为动叶高度。 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7118118汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 三、级效率和热力过程线三、级效率和热力过程线 1.1.级内损失对级的最佳速度比的影响级内
142、损失对级的最佳速度比的影响级内损失对级的最佳速度比的影响级内损失对级的最佳速度比的影响 考虑级内其他各项损失考虑级内其他各项损失考虑级内其他各项损失考虑级内其他各项损失的影响后，级的效率和速度比的影响后，级的效率和速度比的影响后，级的效率和速度比的影响后，级的效率和速度比的关系将发生变化，其规律是的关系将发生变化，其规律是的关系将发生变化，其规律是的关系将发生变化，其规律是效率的最大值降低，对应的效率的最大值降低，对应的效率的最大值降低，对应的效率的最大值降低，对应的最最最最佳速度比值减小佳速度比值减小佳速度比值减小佳速度比值减小 。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6
143、/7119119汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 三、级效率和热力过程线三、级效率和热力过程线2.级的内效率、内功率和热力过程线级的内效率、内功率和热力过程线 2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7120120汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 级的热力过程线级的热力过程线级的热力过程线级的热力过程线三、级效率和热力过程线三、级效率和热力过程线2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7121121汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 思考题和作业
144、题思考题和作业题1 1汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的级级级级内内内内损损损损失失失失一一一一般般般般包包包包括括括括哪哪哪哪几几几几项项项项？造造造造成成成成这这这这些些些些损损损损失的原因是什么，如何减小或者克服这些损失？失的原因是什么，如何减小或者克服这些损失？失的原因是什么，如何减小或者克服这些损失？失的原因是什么，如何减小或者克服这些损失？ 作作作作业业业业：某某某某级级级级蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降为为为为hht t =76kJ/kg=76kJ/kg，蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽进进进进入入入入喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的初初初初速速速速度度度度为为为为 c c0 0
145、= = 70m/s70m/s，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口方方方方向向向向角角角角 1 1=18=18，反反反反动动动动度度度度为为为为mm= = 0.20.2，动动动动叶叶叶叶出出出出汽汽汽汽角角角角 2 2 = = 1 166， 动动动动 叶叶叶叶 的的的的 平平平平 均均均均 直直直直 径径径径 为为为为 d dmm=1080 =1080 mmmm， 转转转转 速速速速n=3000r/minn=3000r/min，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的速速速速度度度度系系系系数数数数 = = 0.950.95，动动动动叶叶叶叶的的的的速速速速度度度度系系系系数数数数 = = 0.940.94，求求
146、求求动动动动叶叶叶叶出出出出口口口口汽汽汽汽流流流流的的的的绝绝绝绝对对对对速速速速度度度度c c2 2，动动动动叶叶叶叶出出出出口口口口汽汽汽汽流流流流的的的的方方方方向向向向角角角角 2 2 ，绘绘绘绘出出出出动动动动叶叶叶叶进进进进出出出出口口口口蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的速度三角形。的速度三角形。的速度三角形。的速度三角形。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7122122汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 本章习题本章习题1.1.临界压比临界压比临界压比临界压比2.2.级的反动度级的反动度级的反动度级的反动度3.3.汽轮机级内有哪些
147、损失？汽轮机级内有哪些损失？汽轮机级内有哪些损失？汽轮机级内有哪些损失？2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7123123汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 选择题选择题1 1电厂常用汽轮机属于下列那种类型？电厂常用汽轮机属于下列那种类型？电厂常用汽轮机属于下列那种类型？电厂常用汽轮机属于下列那种类型？A. A. 离心式离心式离心式离心式B. B. 轴流式轴流式轴流式轴流式C. C. 辐流式辐流式辐流式辐流式D. D. 周流式周流式周流式周流式2. 2. 火力发电厂汽轮机的主要任务是：火力发电厂汽轮机的主要任务是：火力发电厂汽轮机的主
148、要任务是：火力发电厂汽轮机的主要任务是：A. A. 将热能转化成电能将热能转化成电能将热能转化成电能将热能转化成电能B. B. 将热能转化成机械能将热能转化成机械能将热能转化成机械能将热能转化成机械能C. C. 将电能转化成机械能将电能转化成机械能将电能转化成机械能将电能转化成机械能D. D. 将机械能转化成电能将机械能转化成电能将机械能转化成电能将机械能转化成电能3. 3. 具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时A. A. 压力下降，速度下降压力下降，速度下降压力下降，速度下降压
149、力下降，速度下降B. B. 压力上升，速度下降压力上升，速度下降压力上升，速度下降压力上升，速度下降C. C. 压力下降，速度上升压力下降，速度上升压力下降，速度上升压力下降，速度上升D. D. 压力上升，速度上升压力上升，速度上升压力上升，速度上升压力上升，速度上升2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7124124汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 1.1.级的反动度是：级的反动度是：级的反动度是：级的反动度是： A. A. 蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在动动动动叶叶叶叶通通通通道道道道内内内内膨膨膨膨胀胀胀胀时时时时的的的的理理理理想想
150、想想焓焓焓焓降降降降与与与与蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在整整整整个个个个级级级级的的的的滞滞滞滞止止止止理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降之比。之比。之比。之比。 B. B. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。 C. C. 蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在动动动动叶叶叶叶通通通通道道道道内内内内膨膨膨膨胀胀胀胀时时时时的的的的实实实实际际际际焓焓焓焓降降降降与与与与蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在整整整整
151、个个个个级级级级的的的的滞滞滞滞止止止止理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降之比。之比。之比。之比。 D. D. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。2.2.通常当级的焓降很大、喷嘴出口速度很高时采用：通常当级的焓降很大、喷嘴出口速度很高时采用：通常当级的焓降很大、喷嘴出口速度很高时采用：通常当级的焓降很大、喷嘴出口速度很高时采用： A. A. 纯冲动级纯冲动级纯冲动级纯冲动级B. B.
152、带反动度的冲动级带反动度的冲动级带反动度的冲动级带反动度的冲动级 C. C. 复速级复速级复速级复速级D. D. 反动级反动级反动级反动级3.3.汽轮机的级中做功能力最大的级为：汽轮机的级中做功能力最大的级为：汽轮机的级中做功能力最大的级为：汽轮机的级中做功能力最大的级为： A. A. 纯冲动级纯冲动级纯冲动级纯冲动级B. B. 带反动度的冲动级带反动度的冲动级带反动度的冲动级带反动度的冲动级 C. C. 复速级复速级复速级复速级D. D. 反动级反动级反动级反动级4.4.反动级动叶入口压力为反动级动叶入口压力为反动级动叶入口压力为反动级动叶入口压力为P1P1，出口压力为，出口压力为，出口压力
153、为，出口压力为P2P2，则，则，则，则P1P1和和和和P2P2有有有有_关系。关系。关系。关系。 A. P1A. P1P2P2B. P1B. P1P2P2 C. P1 C. P1P2P2D. P1=0.5P2D. P1=0.5P22021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7125125汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 5.5.当当当当喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的压压压压力力力力比比比比 n n大大大大于于于于临临临临界界界界压压压压力力力力比比比比 crcr时时时时，则则则则喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的出出出出口口口口蒸蒸蒸蒸汽流速汽流速汽流速汽
154、流速C1 C1 A. C1 CcrA. C1 CcrC. C1CcrD. C1Ccr D. C1Ccr 6.6.当当当当渐渐渐渐缩缩缩缩喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口压压压压力力力力p1p1小小小小于于于于临临临临界界界界压压压压力力力力pcrpcr时时时时，蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴斜切部分发生膨胀，下列哪个说法是正确的？斜切部分发生膨胀，下列哪个说法是正确的？斜切部分发生膨胀，下列哪个说法是正确的？斜切部分发生膨胀，下列哪个说法是正确的？A. A. 只要降低只要降低只要降低只要降低p1p1，即可获得更大的超音速汽流，即可获得更大的超音速汽流，即可获得更大的超音速汽流，即可获
155、得更大的超音速汽流B. B. 可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有限的可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有限的可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有限的可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有限的C. C. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度CcrCcrD. D. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度Ccr Ccr 7.7
156、.蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是A. A. 喷嘴后压力小于临界压力喷嘴后压力小于临界压力喷嘴后压力小于临界压力喷嘴后压力小于临界压力B. B. 喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴后后后后压压压压力力力力等等等等于于于于临临临临界界界界压力压力压力压力C. C. 喷嘴后压力大于临界压力喷嘴后压力大于临界压力喷嘴后压力大于临界压力喷嘴后压力大于临界压力D. D. 喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴后后后后压压压压力力力力大大大大于于于于喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴前压力前压力前压力前压力2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7126
157、126汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 8.8.关关关关于于于于喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴临临临临界界界界流流流流量量量量，在在在在喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口面面面面积积积积一一一一定定定定的的的的情情情情况况况况下下下下，请请请请判断下列说法哪个正确：判断下列说法哪个正确：判断下列说法哪个正确：判断下列说法哪个正确：A A喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关B B喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关喷嘴临界流量只与喷嘴终参数
158、有关C C喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关D. D. 喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴临临临临界界界界流流流流量量量量既既既既与与与与喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴初初初初参参参参数数数数有有有有关关关关，也也也也与与与与喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴终终终终参参参参数数数数有有有有关关关关9.9.蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽流流流流动动动动过过过过程程程程中中中中，能能能能够够够够推推推推动动动动叶叶叶叶轮轮轮轮旋旋旋旋转转转转对对对对外外外外做做做做功功功功的的的的有有有有效效效效力力力力是是是是_。A. A. 轴向力轴向力轴向力轴向力B. B. 径向力径向力径向力
159、径向力C. C. 周向力周向力周向力周向力D. D. 蒸汽压差蒸汽压差蒸汽压差蒸汽压差10.10.在在在在其其其其他他他他条条条条件件件件不不不不变变变变的的的的情情情情况况况况下下下下，余余余余速速速速利利利利用用用用系系系系数数数数增增增增加加加加，级级级级的的的的轮轮轮轮周效率周效率周效率周效率 u uA. A. 增大增大增大增大B. B. 降低降低降低降低C. C. 不变不变不变不变D. D. 无法确定无法确定无法确定无法确定2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7127127汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 11.11.下列
160、哪个措施可以减小叶高损失下列哪个措施可以减小叶高损失下列哪个措施可以减小叶高损失下列哪个措施可以减小叶高损失 A. A. 加长叶片加长叶片加长叶片加长叶片B. B. 缩短叶片缩短叶片缩短叶片缩短叶片 C. C. 加厚叶片加厚叶片加厚叶片加厚叶片D. D. 减薄叶片减薄叶片减薄叶片减薄叶片12.12.下列哪种措施可以减小级的叶高损失？下列哪种措施可以减小级的叶高损失？下列哪种措施可以减小级的叶高损失？下列哪种措施可以减小级的叶高损失？ A. A. 级反动度选用较大值级反动度选用较大值级反动度选用较大值级反动度选用较大值B. B. 增加叶栅中的叶片数增加叶栅中的叶片数增加叶栅中的叶片数增加叶栅中的
161、叶片数 C. C. 减小叶片高度减小叶片高度减小叶片高度减小叶片高度D. D. 采用部分进汽采用部分进汽采用部分进汽采用部分进汽13.13.部分进汽度越小，则：部分进汽度越小，则：部分进汽度越小，则：部分进汽度越小，则：A.A.鼓风损失越小，斥汽损失越小鼓风损失越小，斥汽损失越小鼓风损失越小，斥汽损失越小鼓风损失越小，斥汽损失越小B.B.鼓风损失越小，斥汽损失越大鼓风损失越小，斥汽损失越大鼓风损失越小，斥汽损失越大鼓风损失越小，斥汽损失越大 C. C. 鼓风损失越大，斥汽损失越大鼓风损失越大，斥汽损失越大鼓风损失越大，斥汽损失越大鼓风损失越大，斥汽损失越大 D. D. 鼓风损失越大，斥汽损失越
162、小鼓风损失越大，斥汽损失越小鼓风损失越大，斥汽损失越小鼓风损失越大，斥汽损失越小14.14.汽轮机级采用部分进汽度的原因是汽轮机级采用部分进汽度的原因是汽轮机级采用部分进汽度的原因是汽轮机级采用部分进汽度的原因是A. A. 叶片太长叶片太长叶片太长叶片太长B. B. 叶片太短叶片太短叶片太短叶片太短C. C. 存在鼓风损失存在鼓风损失存在鼓风损失存在鼓风损失D. D. 存在斥汽损失存在斥汽损失存在斥汽损失存在斥汽损失2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7128128汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 17.17.下列哪种措施可以减小级
163、的扇形损失下列哪种措施可以减小级的扇形损失下列哪种措施可以减小级的扇形损失下列哪种措施可以减小级的扇形损失 A. A. 采用部分进汽采用部分进汽采用部分进汽采用部分进汽B. B. 采用去湿槽采用去湿槽采用去湿槽采用去湿槽 C. C. 采用扭叶片采用扭叶片采用扭叶片采用扭叶片D. D. 采用复速级采用复速级采用复速级采用复速级18.18.扭曲叶片适用于汽轮机的下列哪种级？扭曲叶片适用于汽轮机的下列哪种级？扭曲叶片适用于汽轮机的下列哪种级？扭曲叶片适用于汽轮机的下列哪种级？ A. A. 径高比比较小的级径高比比较小的级径高比比较小的级径高比比较小的级 B. B. 径高比比较大的级径高比比较大的级径
164、高比比较大的级径高比比较大的级 C. C. 工作在湿蒸汽区的级工作在湿蒸汽区的级工作在湿蒸汽区的级工作在湿蒸汽区的级D. D. 调节级调节级调节级调节级2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7129129汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 19.19.下列哪种措施可以减小叶轮摩擦损失？下列哪种措施可以减小叶轮摩擦损失？下列哪种措施可以减小叶轮摩擦损失？下列哪种措施可以减小叶轮摩擦损失？ A. A. 级反动度选用较大值级反动度选用较大值级反动度选用较大值级反动度选用较大值 B. B. 增加叶栅中的叶片数增加叶栅中的叶片数增加叶栅中的叶片数
165、增加叶栅中的叶片数 C. C. 尽量减小叶轮与隔板间腔室的容积尽量减小叶轮与隔板间腔室的容积尽量减小叶轮与隔板间腔室的容积尽量减小叶轮与隔板间腔室的容积 D. D. 采用部分进汽采用部分进汽采用部分进汽采用部分进汽20.20.降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？A. A. 加隔板汽封加隔板汽封加隔板汽封加隔板汽封B. B. 减小轴向间隙减小轴向间隙减小轴向间隙减小轴向间隙C. C. 选择合适的反动度选择合适的反动度选择合适的反动度选择合适的反动度D. D. 在非工作段的动
166、叶两侧加装护罩装置在非工作段的动叶两侧加装护罩装置在非工作段的动叶两侧加装护罩装置在非工作段的动叶两侧加装护罩装置21.21.下列哪种措施可以减小鼓风损失？下列哪种措施可以减小鼓风损失？下列哪种措施可以减小鼓风损失？下列哪种措施可以减小鼓风损失？A. A. 安装叶顶围带安装叶顶围带安装叶顶围带安装叶顶围带B. B. 选用扭叶片选用扭叶片选用扭叶片选用扭叶片C. C. 减小叶片高度减小叶片高度减小叶片高度减小叶片高度D. D. 在无喷嘴弧段部分的动叶两侧加护罩在无喷嘴弧段部分的动叶两侧加护罩在无喷嘴弧段部分的动叶两侧加护罩在无喷嘴弧段部分的动叶两侧加护罩2021/6/72021/6/72021/
167、6/72021/6/7130130汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 22.22.减少轴封漏汽的措施是减少轴封漏汽的措施是减少轴封漏汽的措施是减少轴封漏汽的措施是A. A. 增加轴封齿数增加轴封齿数增加轴封齿数增加轴封齿数B. B. 减少轴封齿数减少轴封齿数减少轴封齿数减少轴封齿数C. C. 加大轴封直径加大轴封直径加大轴封直径加大轴封直径D. D. 以上途径都不可以以上途径都不可以以上途径都不可以以上途径都不可以23.23.在叶轮上开平衡孔，可以减小在叶轮上开平衡孔，可以减小在叶轮上开平衡孔，可以减小在叶轮上开平衡孔，可以减小A. A. 叶高损失叶高损失叶高
168、损失叶高损失B. B. 部分进汽损失部分进汽损失部分进汽损失部分进汽损失C. C. 漏汽损失漏汽损失漏汽损失漏汽损失D. D. 湿汽损失湿汽损失湿汽损失湿汽损失24.24.工工工工作作作作在在在在湿湿湿湿蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽区区区区的的的的汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的级级级级，受受受受水水水水珠珠珠珠冲冲冲冲刷刷刷刷腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀最最最最严严严严重重重重的部位是：的部位是：的部位是：的部位是：A. A. 动叶顶部背弧处动叶顶部背弧处动叶顶部背弧处动叶顶部背弧处B. B. 动叶顶部内弧处动叶顶部内弧处动叶顶部内弧处动叶顶部内弧处C. C. 动叶根部背弧处动叶根部背弧处动叶根部背弧处动叶根部背弧
169、处D. D. 喷嘴背弧处喷嘴背弧处喷嘴背弧处喷嘴背弧处2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7131131汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 计算题计算题1.1.汽汽汽汽 轮轮轮轮 机机机机 某某某某 纯纯纯纯 冲冲冲冲 动动动动 级级级级 喷喷喷喷 嘴嘴嘴嘴 进进进进 口口口口 蒸蒸蒸蒸 汽汽汽汽 的的的的 焓焓焓焓 值值值值 为为为为3369.3 3369.3 kJ/kgkJ/kg，初初初初速速速速度度度度c0 c0 = = 50 50 m/sm/s，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的实实实实际际际际速速速速度
170、度度度为为为为c1 c1 = = 470.21 470.21 m/sm/s，速速速速度度度度系系系系数数数数0.970.97，本本本本级级级级的的的的余余余余速速速速未未未未被被被被下下下下一一一一级级级级利利利利用用用用，该该该该级级级级内内内内功功功功率率率率为为为为Pi Pi = = 1227.2 1227.2 kWkW，流流流流量量量量D1 D1 = = 47 47 T/hT/h，求求求求：喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴损损损损失失失失为为为为多多多多少少少少? ? 喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的实实实实际际际际焓焓焓焓？该该该该级的相对内效率？级的相对内效率？级的相对内效
171、率？级的相对内效率？2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7132132汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 2.2.某某某某 冲冲冲冲 动动动动 级级级级 级级级级 前前前前 压压压压 力力力力 p p0 0=0.35MPa=0.35MPa， 级级级级 前前前前 温温温温 度度度度t t0 0=169C, =169C, 喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴后后后后压压压压力力力力p p1 1=0.25MPa, =0.25MPa, 级级级级后后后后压压压压力力力力p p2 2=0.56MPa, =0.56MPa, 喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴理理理理想想想想焓焓焓焓降降
172、降降hhn n =47.4kJ/kg, =47.4kJ/kg, 喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴损损损损失失失失hhn n =3.21kJ/kg, =3.21kJ/kg, 动动动动叶叶叶叶理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降h h b b =13.4kJ/kg, =13.4kJ/kg, 动动动动叶叶叶叶损损损损失失失失h h b b =1.34kJ/kg, =1.34kJ/kg, 级级级级的的的的理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降hht t=60.8kJ/kg=60.8kJ/kg，初初初初始始始始动动动动能能能能hhc0c0=0=0，余余余余速速速速动动动动能能能能hhc2c2=2.09kJ/kg, =2.09kJ
173、/kg, 其其其其他他他他各各各各种种种种损损损损失失失失h=2.05 h=2.05 kJ/kgkJ/kg。计计计计算算算算：级级级级的的的的反反反反动动动动度度度度mm，若若若若本本本本级级级级余余余余速速速速动动动动能能能能被被被被下下下下一一一一级级级级利利利利用用用用的的的的系系系系数数数数 1 1为为为为0.970.97，计计计计算算算算级级级级的的的的相相相相对对对对内效率内效率内效率内效率 ri ri。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7133133汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 3.3.某某某某反反反反动动动动级
174、级级级理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降hht t=62.1kJ/kg=62.1kJ/kg，初初初初始始始始动动动动能能能能hhc0c0=1.8 =1.8 kJ/kg, kJ/kg, 蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽流流流流量量量量G=4.8kg/sG=4.8kg/s，若若若若喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴损损损损失失失失hhnn=5.6kJ/kg, =5.6kJ/kg, 动动动动叶叶叶叶损损损损失失失失hhbb=3.4kJ/kg=3.4kJ/kg，余余余余速速速速损损损损失失失失hhc2c2=3.5kJ/kg=3.5kJ/kg，余余余余速速速速利利利利用用用用系系系系数数数数 1 1=0.5=0.5，计算该级的轮周功率和轮
175、周效率。，计算该级的轮周功率和轮周效率。，计算该级的轮周功率和轮周效率。，计算该级的轮周功率和轮周效率。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7134134汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 4.4.某某某某级级级级蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽的的的的理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降为为为为hht t =76kJ/kg=76kJ/kg，蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽进进进进入入入入喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的初初初初速速速速度度度度为为为为 c c0 0= = 70m/s70m/s，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口方方方方向向向向角角角角 1 1=18=18，反反反
176、反动动动动度度度度为为为为mm= = 0.20.2，动动动动叶叶叶叶出出出出汽汽汽汽角角角角 2 2 = = 1 166，动动动动叶叶叶叶的的的的平平平平均均均均直直直直径径径径为为为为d dmm=1080 =1080 mmmm，转转转转速速速速n=3000r/minn=3000r/min，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴的的的的速速速速度度度度系系系系数数数数 = = 0.950.95，动动动动叶叶叶叶的的的的速速速速度度度度系系系系数数数数 = = 0.940.94，求求求求动动动动叶叶叶叶出出出出口口口口汽汽汽汽流流流流的的的的绝绝绝绝对对对对速速速速度度度度c c2 2，动动动动叶叶叶叶出出出出口口口
177、口汽汽汽汽流流流流的的的的方方方方向向向向角角角角 2 2 ，绘绘绘绘出出出出动动动动叶叶叶叶进进进进出口蒸汽的速度三角形。出口蒸汽的速度三角形。出口蒸汽的速度三角形。出口蒸汽的速度三角形。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7135135汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 5.5.已已已已知知知知汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机某某某某级级级级的的的的理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降为为为为84.3 84.3 kJ/kgkJ/kg，初初初初始始始始动动动动能能能能1.8 1.8 kJ/kgkJ/kg，反反反反动动动动度度度度0.040.04
178、，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴速速速速度度度度系系系系数数数数0.960.96，动动动动叶叶叶叶速速速速度度度度系系系系数数数数0.960.96，圆圆圆圆周周周周速速速速度度度度为为为为171.8 171.8 m/sm/s，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口角角角角 1 1=15=15，动动动动叶叶叶叶出出出出口口口口角角角角 2 2= = 1 1- -33，蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽流流流流量量量量G G = = 4.8 4.8 kg/skg/s。求求求求：喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴出出出出口口口口相相相相对对对对速度？动叶出口相对速度？轮周功率？速度？动叶出口相对速度？轮周功率？速度？动叶出口相对速度？轮周功率？速度？动叶
179、出口相对速度？轮周功率？2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7136136汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 6.6.已已已已知知知知喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴进进进进口口口口蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽焓焓焓焓值值值值h0=3336kJ/kgh0=3336kJ/kg，蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽初初初初速速速速 度度度度 c0=70m/sc0=70m/s； 喷喷喷喷 嘴嘴嘴嘴 后后后后 理理理理 想想想想 焓焓焓焓 值值值值 h1t=3256 h1t=3256 kJ/kgkJ/kg，喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴速速速速度度度度系系系系数数数数=0.97=0.97。试试试试计计计计算算算算喷喷喷喷嘴前蒸汽滞止焓，喷嘴出口实际速度。嘴前蒸汽滞止焓，喷嘴出口实际速度。嘴前蒸汽滞止焓，喷嘴出口实际速度。嘴前蒸汽滞止焓，喷嘴出口实际速度。2021/6/72021/6/72021/6/72021/6/7137137汽轮机原理 | Principle of Steam Turbine 部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
