6MW凝汽式汽轮机热力设计.doc

汽轮机原理课程设计说明书前 言汽轮机原理是一门涉及基础理论面较广，而专业实践性较强的课程。该课程的教学必须有相应的实践教学环节相配合，而课程设计就是让学生全面运用所学的锅炉原理知识设计一台汽轮机，因此，它是汽轮机原理课程理论联系实际的重要教学环节。它对加强学生的能力培养起着重要的作用。本设计说明书详细的记录了汽轮机的结构特征和工作过程，内容包括汽轮机蒸汽流量的初步计算、调节级计算、压力级的计算等。由于知识掌握程度有限以及两周的设计时间对于我们难免有些仓促，此次设计一定存在一些错误和遗漏，希望指导老师给予指正。 编者: 目录第一章概述1 1.1设计题目1 1.2热力设计内容及主要要求1 1.3主要设计参数1第二章 汽轮机蒸汽流量的初步计算2 2.1近似热力计算曲线3 2.2汽轮机总近汽量的初步估算4 2.3回热系统的热平衡初步计算5第三章 调节级计算 11 3.1排气口数和末级叶片11 3.2配气方式和调节级选项11 3.3调节级热力计算14第四章 压力级计算19 4.1各级平均直径的确定19 4.2级数的确定及比焓降的确定19 5.1各级热力计算20参考文献28第一章 概述1.1 设计题目 ：6MW凝汽式汽轮机热力设计1.2 热力设计的内容及主要要求汽轮机热力设计的任务是，按给定的设计条件，确定通流部分的集合尺寸，力求获得高的相对内效率。汽轮机的通流部分即汽轮机本体中汽流的通道，包括调节阀级的通流部分和排汽部分。就汽轮机课程设计而言，其任务通常是指各级几何尺寸的确定及级效率和内功率的计算。汽轮机设计的主要内容与设计程序大致包括：(1)分析与确定汽轮机热力设计的基本参数，这些参数包括汽轮机容量、进汽参数、转速、排汽压力、或冷却水温度及给水温度等；(2)分析并选择汽轮机的型式、配汽机构形式、通流部分及有关参数；(3)拟定汽轮机近似热力过程曲线和原则性回热系统，进行汽耗量及热经济性的初步计算；(4)根据汽轮机运行特性经济要求及结构强度等因素，比较和确定调节级型式、比焓降、叶型及尺寸等；(5)根据通流部分形状和回热抽汽点的要求，确定压力级即非调节级的级数和排汽口数，并进行各级比焓降分配；(6)对各级进行详细的热力计算，求出各级通流部分的几何尺寸相对内效率和内功率，确定汽轮机实际的热力过程曲线；(7)根据各级热力计算的结果，修正各回热抽汽点压力以符合实际热力过程曲线的要求，并修正回热系统的热力平衡计算； 1.3 主要技术参数：额定功率：6MW 设计功率：4. 5MW 新汽压力：3.43MPa 新汽温度：435 排汽压力：0.0070MPa 冷却水温：25 机组转速：3000r/min 回热抽汽级数：5 给水温度：159 第二章 汽轮机蒸汽流量的初步计算2.1近似热力过程曲线的拟定(1)进排汽机构及连接管道的各项损失蒸汽流过个阀门及连接管道时，会产生节流损失和压力损失。表2-1列出了这些损失通常选取范围。表2-1 汽轮机各阀门及连接管道中节流损失和压力估取范围损 失 名 称符 号估 算 范 围主汽管和调节阀节流损失P=（0.030.05）排汽管中压力损失P=（0.020.06）回热抽汽管中压力损失P=（0.040.08） (htmac) t0P0htmacP0himac0Pc0shP0PcPc图2-1 进排汽机构损失的热力过程曲线2.2汽轮机相对内效率的估算汽轮机相对内效率是指蒸汽热能转化成轴上机械功的有效比焓降与整级理想比焓降之比，其中理想比焓降是主汽门前的蒸汽状态点0至凝汽器喉部压力Pc间的等比熵比焓降（见图2-1）。对相对内效率的估算中，常用下述方法：先估取汽轮机近似进汽量，计算出当量喷口面积，进而求出相对内效率。当量喷口面积是假设全部进汽量在临界状态下通过调节级所需的喷嘴当量面积。 式中 汽轮机近似进汽量，； 主汽门前蒸汽压力，MPa； 主汽门前蒸汽比容， 。相对内效率与当量喷嘴面积之关系为 = 0.892- 式中 末级余速损失，通常 =（0.0150.025） 考虑新汽过热度对末几级蒸汽干度得影响的修正系数查得=3.43MPa时，=0.0955/kg ，假设 =27t/h ，则 21.5 = 0.892-=0.764， 0.764-0.015=0.7572.3汽轮机近似热力过程曲线的拟定 根据经验，对一般非中间再热凝汽式汽轮机可近似地按图2-2所示方法拟定近似热力过程曲线。 由已知的新汽参数、，可得汽轮机进汽状态点0，并查得初比焓。由前所得，设进汽机构的节流损失=0.04，得到调节级前压力=3.3MPa，并确定调节级前蒸汽状态点1。过1点作等比熵线向下交于线于2点，查得=2150kj/kg，整机的理想比焓降 kj/kg。由上估计进汽量后得到的相对内率，有效比焓降934.9kj/kg，排汽比焓，在h-s图上得排汽点Z。用直线连接1、Z两点，在中间点处沿等压线下移2125 kj/kg得3点，用光滑连接1、3、Z点，得该机设计工况下的近似热力过程曲线，如图2-2所示。3.43Mpa3.3Mpa0.007Mpa1154.2kj/kg435z2125kj/kg33h0=3304.2kj/kg02h2t=2150kj/kg934.9kj/kghz=2369.3kj/kg图2-2 设计工况下的近似热力过程曲线 2.4 汽轮机总进汽量的初步估算 一般凝汽式汽轮机的总蒸汽流量可由下式估算： t/h式中 汽轮机的设计功率， KW ； 通流部分的理想比焓降，Kj/kg ； 汽轮机通流部分相对内效率的初步估算值 ； 机组的发电机效率 ；机组的机械效率 ；D 考虑阀杆漏气和前轴封漏汽及保证在处参数下降或背压升高时仍能发出设计功率的蒸汽余量，通常取=3%左右，t/hm 考虑回热抽汽引起进汽量增大的系数，它与回热级数、给水温度、汽轮机容量及参数有关，通常取m=1.081.25，设m=1.12 D =0.75 t/h =0.985 =0.96则=24.47 t/h 蒸汽量D包括前轴封漏汽量，（其中=0.1848 t/h漏入高压加热器）。调节抽汽式汽轮机通流部分设计式，要考虑到调节抽汽工况及纯凝汽工况。一般高压部分的进汽量及几何尺寸以调节抽汽工况作为设计工况进行计算，低压部分的进汽量及几何下以纯凝汽工况作为设计工况进行计算。2.5 回热系统的热平衡初步计算：汽轮机进汽量估算及汽轮机近似热力过程曲线拟定以后，就可进行回热系统的热平衡计算。(1)回热抽汽压力的确定：除氧器的工作压力：给水温度和回热级数确定之后，应根据机组的初参数和容量确定除氧器的工作压力。除氧器的工作压力与除氧效果关系不大，一般根据技术经济比较和实用条件来确定。通常在中低参数机组中采用大气式除氧器。大气式除氧器的工作压力一般选择略高于大气压力即0.118MP。抽汽管中压力损失在进行热力设计时，要求不超过抽汽压力的10%，通常取=（0.040.08），级间抽汽时取较大值，高中压排汽时取较小值。 表面式加热器出口传热端差t由于金属表面的传热阻力，表面式加热器的给水出口水温与回热抽汽在加热器中凝结的饱和水温间存在温差t=-称为加热器的出口端差，又称上端差，经济上合理的端差需通过综合的技术比较确定。一般无蒸汽冷却段的加热器取=36回热抽汽压力的确定：在确定了给水温度、回热抽汽级数、上端差t和抽汽管道压损等参数后，可以根据除氧器的工作压力，确定除氧器前的低压加热器数和除氧器后的高压加热器数，同时确定各级加热器的比焓升或温升。这样，各级加热器的给水出口水温也就确定了。根据上端差t可确定各级加热器内的疏水温度，即=+t。从水和水蒸气热力性质图表中可查得所对应的饱和蒸汽压力-个加热器的工作压力。考虑回热抽汽管中的压力损失，可求出汽轮机得抽汽压力，即=+。在汽轮机近似热力过程曲线中分别找出个抽汽点得比焓值，并将上述参数列成表格如下：表2-2 25MW凝汽式汽轮机即热汽水参数加热器号抽汽压力（MPa）抽汽比焓（Kj/kg）抽汽管压损工作压力（MPa）饱和水温度饱和水比焓 heKj/kg出口端差t给水出口水温给水出口比焓（Kj/kg）0.973024.580.892175741.195159674.370.4272870.280.393143.15602.765138.15581.280.1422701.4170.118104.254370104.254370.059 2580.18 0.05483.35348.99380.35336.40 0.0282485.280.02665.5274.17362.5261.62在拟定的近似热力过程曲线上求出各回热抽汽比焓值，见图2-3。hs3.43Mpa4353304.2kj/kg0.972870.20.0590.0283024.50.4270.1422701.42580.1.1.1.2485.2图2-3 近似热力过程曲线(2)各级加热器回热抽汽量计算：高压加热器 其给水量为： t/h式中 高压端轴封漏汽量，t/h ； 漏入高压加热器的轴封漏汽量，t/h ； 射汽漏汽器耗汽量 ， t/h该加热器热平衡方程式为式中 加热器效率，一般取 =0.98（下同）该级回热抽汽量为： t/h高压加热器先不考虑漏入高压加热器的那部分轴封漏汽量以及上级加热器流入本级加热器的疏水量，则该级加热器的计算抽汽量为： t/h考虑上级加热器疏水流入高压加热器并放热可使本级抽汽量减少的相当量为： t/h考虑前轴封一部分漏汽漏入本级加热器并放热可使本级回热抽汽量减少的相当量为： t/h本级高压加热器实际所需回热抽汽量为： t/h（除氧器） 除氧器为混合式加热器，分别列出除氧器的平衡方程是与质量平衡式： 代入数字得：解得： =0.713t/h =20.89t/hDelhelDdhedhedhw1hw2DfwHelDcwhw1hel(a) （b） （a） H1加热器 （b） 除氧器图2-4 加热器热平衡图 低压加热器 该加热器热平衡方程式为：代入数字得: t/h 低压加热器 其凝结水进口水温tw1与凝汽器压力及流经抽汽冷却器的温升有关。当Pc=Pz=0.006MPa。凝汽器压力Pc=0.0058MPa。凝结水饱和温度tc=35.5，hc=148.87 Kj/kg。凝结水流经抽汽冷却器的温升，tej可根据冷却器热平衡式求得:其比焓升。式中为已知，根据查得压力Pcp=1.18MPa的水在3050间比焓升为33.07kj/kg时对应的温升。考虑传热效率等因素，取。低压加热器凝结水进口水温tw1=35.5+7=42.5，对应得比焓值hw1=178.83vkj/kg。的计算抽汽量：。 的疏水流入引起末级回热抽汽量减少的相当量为：。的实际回热抽汽量为。(3) 流经汽轮机各级机组的蒸汽两级及其内功率计算调节级: （t/h） (调节级后压力为1.38MPa，比焓值 Kj/kg)待调节级型式选定及热力计算后求得，第一次估算时，可估取调节级理想比焓降及级效率后在h-s图的 近似热力过程线上查得。第一级组： t/h kw第二级组： t/h kw第三级组： t/h kw第四级组： t/h kw第五级组： kw第六级组： kw整机内功率： kw (4)计算汽轮机装置的热经济性：机械损失： kw汽轮机轴端功率： kw发电机功率： kw符合设计工况 kw的要求，说明原估计的蒸汽量正确，若功率达不到设计要求，需修正进汽量并重算。汽耗率： 不抽气是估计汽耗率： 汽轮机装置热耗率：KJ/(kw.h)汽轮机装置的绝对电效率：计算结果列于表2-3内：表2-3 凝汽式汽轮机热平衡计算数据基本数据0.006/0.005835.542.56.271.18汽轮机装置的热力特性数据4.066170719.251182930.43MpaMpaMpakg/kWhKJ/kgkg/kWhpc/pctctejpfppcpdtfwhfwqel汽轮机背压凝汽器出口水温抽汽冷却器出口水温给水泵压头凝结水泵压头不抽气时汽耗率给水温度给水比焓热耗率绝对电效率0.32302.724.471.019.11685557196 534824.474.576t/hKJ/kgt/ht/ht/hkWkWkWt/hkg/kWhDejhejD0DlDePmPagPeD0d射汽抽汽器汽耗量射汽抽汽器比焓降汽轮机总进汽量前轴封漏气量流入凝汽器蒸汽量机械损失连轴器端功率发电机效率发电机端功率汽轮机总进汽量汽耗率3.434353304.23000202369.321501154.2934.9815656MpaKJ/kgt/minKJ/kgKJ/kgKJ/kgKJ/kgkWP0t0h0ntclhzh2thtmachtmacripi汽轮机初压汽轮机初温汽轮机初比焓工作转速冷却水温排气比焓等比熵排气比焓理想比焓降有效比焓降汽轮机内效率汽轮机内功率热平衡计算数据H40.0282485.20.02665.5274.172211.0320.8942.5178.83362.5261.6282.790.7980.0240.774H30.0592580.10.05483.35348.992231.1120.8962.5261.62380.35336.4074.780.7000.700Ha0.1422701.40.118104.254372264.420.8980.35336.40104.25437100.60.713H20.4272870.20.393143.15602.762267.4424.54104254375138.5581.28144.281.5930.8470.0920.654H10.973024.50.892175741.192283.3124.54138.15581.285170719.25137.971.5131.513加 热 器MpaKJ/kgMpaKJ/kgKJ/kgt/hKJ/kgKJ/kgKJ/kgt/ht/ht/ht/hPciheipeicteiheiheDwtw1hw1ttw2hw2hwDelDlDe(i-1) Del抽汽压力抽汽比焓加热器压力pe下饱和水温pe下饱和水比焓1kJ蒸汽的放热量被加热的凝结水量加热器进口水温加热器进口水比焓加热器出口端差出口水温 出口水比焓 给水比焓增 计算抽气量前轴封回收相当量 上级加热器疏水相当量实际抽气量加热抽汽凝结给水凝结给水抽气量第三章 通 流 部 分 选 型3.1排汽口数和末级叶片凝汽式汽轮机得汽缸数和排气口数是根据其功率和单排汽口凝汽式汽轮机得极限功率确定得。但汽轮机的功率大于单排汽口凝汽式汽轮机的极限功率时，需要采用多缸和多排汽口，但很少采用五个以上汽缸的。当转速和初终参数一定时，排汽口数主要取决于末级通道的排汽面积。末级通道的排汽面积需结合末级长叶片特性、材料强度、汽轮机背压、末级余速损失大小及制造成本等因素，进行综合比较后确定。通常可按下式估算排汽面积： 式中 机组电功率，KW ； 汽轮机排汽压力，KPa 。3.2配汽方式和调节级选型 电站用汽轮机的配汽方式有称调节方式，与机组的运行要求密切相关。通常有喷嘴配汽、节流配汽、变压配汽及旁通配汽四种方式。我国绝大多数采用喷嘴配汽方式。采用喷嘴配汽的汽轮机，其蒸汽流量的改变主要是通过改变第一级组的工作面积来实现的，所以该机的第一级又称调节级。调节级各喷嘴组的通道面积及通过其内的蒸汽流量是不一定相同的。调节级型式与参数的选择在设计中是相当重要的，与汽轮机的容量大小、运行方式等因素有关。(1)调节级选型由于双列级能承担较大的理想比焓降，一般约为160500Kj/kg；但它的级效率几整机效率较底，在工况变动时其级效率变化较单级小；采用双列级的汽轮机级数较少，结构紧凑，因为其调节级后的蒸汽压力与温度下降较多，所以除调节级汽室及喷嘴组等部件需较好的材料外，汽缸与转子的材料等级可适当降低，从而降低机组造价，提高机组运行的可靠性。故选用双列调节级。(2)调节级热力参数的选择理想比焓降的选择目前国产汽轮机调节级理想比焓降选取范围如前所述：双列级约为160500Kj/kg。故选调节级比焓降为260 Kj/kg。调节级速度比的选择为了保证调节级的级效率，应该选取适当的速度比，它与所选择的调节级型式有关。通常双列级速度比的选择范围为 0.220.28 ，故选0.16。调节级反动度的选择 为提高调节级的级效率，一般调节级都带有一定的反动度。由于调节级为部分进汽级，为了减少漏汽损失反动度不适宜选的过大。双列调节级各列叶栅反动度之和不超过13%20%。故选取= 18.0%。3.3调节级几何参数的选择:(1)调节级平均直径的选择:选择调节级平均直径是通常要考虑制造工艺调节级叶片的高度以及第一压力级的平均直径。一般在下列范围内选取：中低压汽轮机（套装叶轮）取=10001200mm 。故选=740mm。(2)调节级叶型及其几何特性调节级的叶型，尤其是双列调节级的叶型，通常是成组套装选择使用的。国产汽轮机调节级最常用的叶型组合为苏字叶型。故可选择如表2-2的叶型：表3-1 双列调节级的叶型名 称喷 嘴第一列动叶导 叶第二列动叶叶片型线32TC-1A40TP-0A30TP-2A45TP-4A如表3-1中所示 喷嘴的宽度=32mm，按参考文献155页附录二常用苏字叶型及其特性曲线的适用范围取，则弦长 mm同理第一列动叶宽度选取，则弦长；导叶的宽度，选取，则弦长；第二列动叶的宽度，选取，则弦长。(3)相对节距和叶片数Z的确定:在选取喷嘴和动叶出口角和时，还需要选择相对节距和：=，=。一定的叶型对应有最佳的相对节距范围。所以在选择和时应注意的最佳范围内选取。选取 ， ， ， 则； ； 选择部分进汽度e = 0.36 ，则叶栅的上述各项几何参数选定之后，即可根据平均直径和确定喷嘴与动叶数， ，然后取整。从叶片强度考虑，通常叶片数偶数。所以 取 =36 取 =138 取 =54 取 =162(4)汽流出口角和的选择 喷嘴与动叶汽流出口角和对叶栅的通流能力作功大小及效率高低有较大的影响。决定叶栅出口角大小的最主要因素是对节距和安装角，喷嘴与动叶有一确定的出口角，往往需要通过对叶片数及相对节距的试凑来满足和的要求。故选择， ，3.4调节级详细热力计算(1)第一列喷嘴热力计算：第一列喷嘴出口汽流出口速度及喷嘴损失 第一列喷嘴中理想比焓降 kj/kg 初速动能 kj/kg 式中： 进入喷嘴的蒸汽初速，m/s 滞止理想比焓降 235.2 kj/kg 第一列喷嘴出口汽流理想速度 m/s第一列喷嘴出口汽流实际速度 m/s第一列喷嘴损失 kj/kg式中 喷嘴速度系数 第一列喷嘴出口面积 第一列喷嘴出口高度mm(2)第一列动叶热力计算：第一列动叶进口速度及能量损失 第一列动叶中理想比焓降 kj/kg 第一列动叶进口汽流方向第一列动叶进口汽流速度 m/s第一列动叶进口速度动能 kj/kg第一列动叶滞止比焓降 kj/kg第一列动叶出口汽流理想速度 m/s第一列动叶出口汽流实际速度 m/s式中动叶速度系数，取=0.92第一列动叶出口绝对速度之方向 m/s第一列动叶损失 kj/kg余速损失 kj/kg第一列动叶出口面积： 动叶一般采用减缩通道,其通道出口面积的计算方法与喷嘴相同 式中 G通过动叶的蒸汽流量,通常取喷嘴中流量值,而将叶顶漏汽作为叶顶漏汽损失予以考虑第一列动叶高度： mm(3)导叶热力计算：导叶出口汽流出口速度及喷嘴损失： 导叶中理想比焓降 kj/kg 初速动能 kj/kg 式中 进入喷嘴的蒸汽初速，m/s 滞止理想比焓降 kj/kg 导叶出口汽流理想速度 m/s导叶出口汽流实际速度 m/s导叶损失 kj/kg式中 喷嘴速度系数 导叶出口面积 导叶出口高度 mm(4) 第二列动叶热力计算：第二列动叶进口速度及能量损失： 第二列动叶中理想比焓降 kj/kg 第二列动叶进口 第二列动叶进口汽流速度 m/s第二列动叶进口速度动能 kj/kg第二列动叶滞止比焓降 kj/kg第二列动叶出口汽流理想速度 m/s第二列动叶出口汽流实际速度 m/s第二列动叶出口绝对速度之方向： 第二列动叶损失： kj/kg余速损失： kj/kg第二列动叶出口面积： 动叶一般采用减缩通道,其通道出口面积的计 算方法与喷嘴相同： 式中 G通过动叶的蒸汽流量,通常取喷嘴中流量值,而将叶顶漏汽作为叶顶漏汽损失予以考虑第二列动叶高度： mm（5）轮周功及轮周效率无限长叶片轮周有效比焓降为 轮周效率 其中 单位质量蒸汽对动叶所作轮周功为 轮周效率 误差为 叶高损失 通常取a=1.2，双列级a=2。轮周有效比焓降 轮周效率 (6) 级后各项能量损失扇形损失 叶轮摩擦损失 部分进汽损失 其中 为喷嘴组数(7) 级效率和级内功率级有效比焓降 级效率 级内功率 双列级叶栅几何参数列表于3-2中表3-2 双列级叶栅几何参数名称符号单位喷嘴第一列动叶导叶第二列动叶叶片型线32TC-1A40TP-0A30TP-2A45TP-4A叶片高度l12.314.816.919.1弦长b54.4440.7530.5646节距t40.2927.7118.3423.92叶片数z18843898相对节距t0.740.680.60.52安装角v/v()36797978出口角1/2()12141929出口角正弦sin110.2080.2420.3260.485面积比A/An11.52.53.6双列级热力计算数据列表于3-3中表3-3 双列级热力计算数据表序号名 称符 号单 位喷 嘴第一列动叶导 叶第二列动叶1蒸汽流量GKg/s6.802级前压力P0Mpa3.33级前蒸汽比焓h0Kj/kg3304.24级前蒸汽比容v0m3/kg0.0955级平均直径dmmm7406级后压力p2Mpa1.387级理想比焓降htKj/kg2608级假象速度cam/s726.259圆周速度um/s116.210速度比xa0.1611部分进汽度e0.3012进口蒸汽压力p0(p1)Mpa3.31.681.481.4313进口蒸汽温度t0(t1)434.534132832614进口蒸汽比焓h0(h1)Kj/kg3304.23103.63089.673100.0415叶栅进汽角1(0)(o)14.717.726.216进口汽流初速c0(w1)m/s0518.96433.7301.717初速动能Kj/kg0134.6694.0545.5118反动度b(g)%18151.042.0519叶栅理想比焓降hn(hb)Kj/kg213.2392.75.3320叶栅后理想比焓h1t(h2t)Kj/kg30913064.63086.973094.7121滞止理想比焓降hn*(hb*)Kj/kg213.2173.6696.7550.8422叶栅前滞止压力p0*(p1*)Mpa3.32.752.21.8523叶栅前滞止比容v0*(v1*)m3/kg0.0950.1180.1360.15424叶栅后压力p1(p2)Mpa1.681.481.431.3825叶栅后比容v1t(v2)m3/kg0.1670.1820.1850.19226叶栅压力比n(b)0.510.5380.650.74627出口汽流理想速度c1t(w2t)m/s653589.3439.9318.928速度系数()0.970.9250.930.9329出口汽流实际速度c1(w2)m/s633.4545.1409.1296.630流量系数n0.970.970.970.9731出口面积An(Ab)cm317.825.0638.3864.6332叶栅损失Kj/kg12.625.0713.076.8733排汽速度c2m/s20334余速方向a2m/s45.135余速损失hc2Kj/kg20.636轮周有效比焓降huKj/kg181.7937轮周效率u%75.9438单位蒸汽轮周功wuKj/kg181.639轮周效率u%75.8540相对误差u%0.1241叶高损失hlKj/kg13.842轮周有效比焓降huKj/kg167.9943轮周效率u%70.1744扇形损失hKj/kg0.11245叶轮摩擦损失hfKj/kg1.34546部分进汽损失heKj/kg12.347级有效比焓降hiKj/kg154.2348级效率i%64.449内功率Pikw1048.3第四章 压力级的计算4.1压力级的计算：(1)各级平均直径的确定：第一压力级平均直径的确定： 选取速度比：0.48，级的理想比焓降 kj/kg m 选取首末两级平均直径比为0.52凝汽式汽轮机末级直径的估取： m确定压力级平均直径的变化：在横坐标上取长度为25cm的线段BD，用以表示第一压力级至末级动叶中心的轴向距离，在BD两端分别按比例画出第一压力级的平均直径。根据所选择的通道形状，用光滑的曲线将A,C两点连接起来，A,C曲线即为压力级各级的直径变化规律，如图：BCD112233m-1.A图4-1 压力级各级的直径变化规律(2)级数的确定及比焓降的分配：压力级数的确定：压力级的平均直径确定：设M=10级 m压力级平均理想比焓降 kj/kg级数的确定：压力级的理想比焓降为： kj/kg选取重热系数：=0.05 取整后为10级校核： 取0.05其中 81.3%比焓降的分配：各级平均直径的求取：求得压力级段后，在将图中线段BD重新分为（）= 9 等分，在原拟定的平均直径变化曲线A，C上求出各级的平均直径。各级比焓降的分配：根据求出的各级的平均直径，选取响应的速度比，根据求出各级的比焓降。表4-1 比焓降分配辅助用表格编号123456789平均直径9269421035116913101456161017721970速度比0.480.480.480.480.480.480.480.480.48理想比焓降45.947.557.473.291.9113.5138.8168.1207.8 4.4压力级的热力计算第一压力级，级前参数1.21MPa 3138kj/kg该级滞止点进口气流绝对速度172.28 m/s级的理想比焓降54.4 kj/kg 0.46 0.966m圆周速度3.14*3000*0.966/60151.66 m/s151.66/0.46308.39m/s308.39/0.97318.03m/s则该级喷嘴滞止比焓降318.032/200050.543 kj/kg喷嘴中的理想比焓降50.543-172.282/200035.7 kj/kg该级的反动度为0.071喷嘴出口面积及叶片高度的计算喷嘴中理想比焓降35.7kj/kg初速动能172.282/200014.84 kj/kg滞止理想比焓降50.543 kj/kg喷嘴出口气流速度318m/s喷嘴出口气流的实际速度 m/s喷嘴损失 （1-0.972）*50.5432.987 kj/kg喷嘴出口面积喷嘴出口比焓值 3020-49.967+2.9873138 kj/kg47.02*0.34/3.6/0.97/327.08118.63cm2喷嘴出口高=140/(1*3.14*96.6*sin17)=119.4/0.835=20.161mm动叶进口参数及能量损失的计算动叶中的理想比焓降=0.071*49.967=16.978 kj/kg动叶进口气流方向角tan-1(317.27*sin17/(317.27*cos17-152.29)=21.54=-(3-5)=17.54动叶的进口气流速度=317.27*sin17/sin31.54=161.99 m/s动叶进口速度动能=161.992/2000=13.12 kj/kg动叶滞止比焓降=3.857+13.12=16.978 kj/kg动叶出口气流理想速度=184.26 m/s动叶出口气流实际速度=0.935*184.26=172.28 m/s动叶出口气流的绝对速度的大小和方向64.48=228.68*sin27.54/sin64.48=54.349 m/s动叶损失=(1-0.9352)*16.978=2.135 kj/kg余速损失=54.3492/2000=1.477 kj/kg动叶出口比焓=3138-3.857+2.135=3128.42 kj/kg的 p1=0.901MPa v2t=0.27m3/kg动叶出口面积=47.02*0.34*10000/1/3.6/247.22=203cm2动叶出口高度=179.63/(1*3.14*96.6*sin27.54)=21.055mm动叶进口高度=21.055+0.5+1.5=23.055mm3.级效率与内功率的计算=18.24+49.967-3.161-4.525-6.864=40.333kj/kgEo=18.24+49.967-6.864=61.3435 kj/kg=53.66/61.3435=0.761单位质量蒸汽对动叶所做的轮周功为152.29*（317.27*cos17+117.17cos64.48）/1000=53.89 kj/kg轮周效率53.89/61.34350.827误差：（0.8747-0.827）/0.8747*1000.581说明计算正确叶高损失1.2*53.66/15.793.95 kj/kg轮周有效焓降53.66-4.07843.851 kj/kg轮周效率49.852/61.34350.8272.级后各项能量损失（1）.扇形损失0.7*（17.31/966）2*61.34350.0148kj/kg（2）.叶轮摩檫损失1.07*0.9662*3.6*（152.29/100）2/(47.027*0.34)=0.467 kj/kg(3).部分进气损失 kj/kg式中 ek 加护罩部分的弧长比；ek =0.6zk 喷嘴组数；zk=4Ke 经验系数，查参考文献1；Ke =0.55Ke 经验系数，查参考文献1；Ke=0.016Ca 级假象速度。Ca =748.3m/se=0.26代入的61.3435/1*152.297/316.11*0.15*(152.29/316.11)2*(1-1-0.6/2)+0.012*10/0.966=3.325 kj/kg3.级的内效率和级的内功率（1）.级的有效比焓降49.852-0.0138-0.5251-3.362540.333 kj/kg（2）.级的效率 40.333/61.3435*10076。1%（3）.级内功率 =40.333*47.02/3.6769.05 kj/kg第二压力级，级前参数0.901MPa 3083.6kj/kg该级滞止点进口气流绝对速度181.85 m/s级的理想比焓降58.0 kj/kg 0.46 1.0m圆周速度3.14*3000*1.0/60157.03 m/s157.03/0.46321.19m/s321.19/0.97331.13 m/s则该级喷嘴滞止比焓降331.13 2/200054.826 kj/kg喷嘴中的理想比焓降54.826-181.852/200053.546 kj/kg该级的反动度为0.077喷嘴出口面积及叶片高度的计算喷嘴中理想比焓降53.546kj/kg初速动能181.852/200016.53 kj/kg滞止理想比焓降54.826 kj/kg喷嘴出口气流速度331.13m/s喷嘴出口气流的实际速度 m/s喷嘴损失 （1-0.972）*54.8263.24 kj/kg喷嘴出口面积喷嘴出口比焓值 3020-49.967+3.243083.6 kj/kg47.02*0.34/3.6/0.97/327.08233.86cm2喷嘴出口高=140/(1*3.14*96.6*sin17)=233.86/0.835=38.119mm动叶进口参数及能量损失的计算动叶中的理想比焓降=0.077*58=4.454 kj/kg动叶进口气流方向角tan-1(317.27*sin17/(317.27*cos17-152.29)=22.46=-(3-5)=18.9动叶的进口气流速度=317.27*sin17/sin31.54=170.06 m/s动叶进口速度动能=170.062/2000=14.46kj/kg动叶滞止比焓降=3.857+14.46=18.915 kj/kg动叶出口气流理想速度=194.49 m/s动叶出口气流实