级的轮周效率和最佳速比.ppt

第三节级的轮周效率与最佳速度比thewheelefficiencyandthebestspeedratioofastage,定义：蒸汽在级内所作的轮周功Pu1与蒸汽在该级中所具有的理想能量E0之比。,级的轮周效率,速比：圆周速度与喷嘴出口汽流速度之比。,最佳速比：轮周效率最高时的速比。,速比是确定轮周效率的重要参数，也是影响级的作功能力的因素，随转速或级焓降的变化，而在较大范围内变化。,一、纯冲动级的轮周效率与最佳速比thebestspeedratioofapureimpulsestage,（一）余速不被利用纯冲动级：m=0，w1=w2t，1=2，ca=c1t，0=1=0E0=ht=hn,1、解析法,t,结论：影响u的因素有x1、1、2（1）当x1=0时，u=0，叶轮不动，u=0（2）当x1=cos1时，u=c1cos1，1=2=900，Fu=0，u=0（3）当0x1cos1时，u的函数为连续函数，u0，则有一x1值，使u最大。,3、几何法在2=900时，c2最小，hc2最小，u最高则c1cos1=2ux1op=u/c1=（1/2）cos1通常1=10160，则x1op=0.470.49,4、理想速比,ca：喷嘴出口理想速度，假想此时整级的理想滞止焓降全部发生在喷嘴中。,纯冲动级：m=0，则xa=x1,（二）考虑余速利用,余速利用对轮周效率和最佳速度比的影响,比较1=0情况，可知余速利用提高了轮周效率；中间级效率曲线在最大值附近变化平稳；余速利用使最佳速比值增大。因余速动能被利用时，c2的大小不再影响u，所以xa对u的影响减弱了。,二、反动级的轮周效率与最佳速比thebestspeedratioofareactionstage反动级：m=0.5，hn=hb=1/2ht，喷嘴叶栅和动叶叶栅叶型相同1=2，2=1，=，c1=w2，c2=w10=1=1,反动级的叶栅汽道与速度三角形,几何法u最高时，2=900则c1cos1=ux1op=u/c1=cos1利用ca和c1的关系可以求得xa和x1的关系,（xa）op=ucos1/,反动级轮周效率与速比x1和xa的关系,4、将u-x1的关系画在坐标图上反动级的轮周效率曲线在最大值附近变化比较平稳，变工况性能好；反动级的最佳速比比纯冲动级大，在u相同及在各自的最佳速比下，反动级的做功能力较冲动级的小。,在各自的最佳速比下反动级的轮周效率高于纯冲动级，这是因蒸汽在反动级中的动叶有膨胀，动叶损失少，另外反动级级间距离小，余速能够被下一级所利用，使级的效率有所提高。（反动级余速基本上能得到利用）,三、带有一定反动级的冲动级的轮周效率与最佳速比,四、复速级（速度级）的轮周效率及最佳速比thebestspeedratioofacurtisstage,汽轮机设计时，要保证最佳速比，如纯冲动级x1op=u/c1=（1/2）cos1=0.5u=nd/60不能太大，一般为200300m/s,一些小容量的汽轮机，要求调节级应承担很大的焓降，因此应从减少hc2着手，由此引出了复速级。,J,（一）复速级的速度三角形,第一、第二列动叶分别有各自的速度三角形。,（二）复速级的轮周效率和最佳速比1、解析法：,2、几何法：对于纯冲动级：m=0，则w1=w2，c2=c1，1=2，w2=w1，1=2，2=1，1=2因此可将速度三角形画在一边，形成一个大三角形。c1cos1=4ux1op=u/c1=（1/4）cos1,速度级与单列级的比较,复速级的最高轮周效率低于单列级的最高值，只有在中、小型机组上才采用复速级；在x1=0.28之间，复速级的才高于单列级，因此在x10.28时复速级才有被采用的价值。,反动度对复速级的影响,（三）复速级的热力过程线,第一列动叶焓降：,喷嘴焓降：,导叶焓降：,第二列动叶焓降：,喷嘴出口汽流速度：,第一列动叶出口汽流速度：,导叶出口汽流速度：,第二列动叶出口汽流速度：,3.已知某级的滞止理想焓降为100KJ/Kg，喷嘴、动叶和余速损失分别为余速利用系数0.2试求该级的轮周效率。,1、级的假想速比、级的轮周效率2、什么是速比？纯冲动级、反动级和复速级的最佳速比各是什么？,4、汽轮机某级假想速比0.3，级的平均直径1