习题级的热力计算过程

1、习题1:级的热力计算过程例已知汽轮机转速n=3000rpm,流过该级的蒸汽量G=16.67kg/s,某冲动级中级的平均直径dm=1.44m,级前蒸汽压力Po=0.098MPa,干度30.99,流入该级的蒸汽初速C0=91.5m/s。级的理想比给降为ht=125.6kJ/kg,级的平均反动度Qm=0.2,叶顶反动度Qt=0.24,喷嘴出汽角0cl=19。隔板汽封采用平齿汽封，汽封齿的平均直径dp=200mm,汽封间隙%=0.5mm,齿数Z二2,动叶顶当量间隙（=2mm,余速利用系数=0.85试求：进行喷管热力计算，确定喷管通流面积和叶高；进行动叶热力计算，确定动叶通流面积和高度;画出该级的进出口

2、速度三角形;计算级的内效率和内功率;画出级的热力过程线。解：根据已知条件求得：,，一疝M就144X3000级的圆周速度：60c2级前蒸汽初始动能：_卬22=226(m/s)=4186()/kg)=4486(kj/kg)级的滞止理想比烙降:喷嘴的滞止理想比烙降:A心队+此二以6+4186二仍,8(聃)(1-02)X129.8-103.8(kj/kg)动叶的理想比始降：._U_.二由崎嫡图可查得：级前滞止压力p；=0.1Mpa,喷嘴后压力P=0.054MPa级前滞止烙h；=2656kJ/kg,级前滞止比体积片=L69mkg,喷嘴出口理想比体积Plt=3.Om3/kg,级后压力P?=0.044MPa

3、。1 .喷嘴热力计算1.134=0.577等嫡指数k：k=1.035+0.1沏=1,134临界压比疗：=(=()1TcrM+P喷嘴压比%:e=-=0.54pSn因为7E仃，可知汽流在喷嘴的斜切部分发生膨胀。喷嘴临界力力%:即工=0,0577(MPa)由崎嫡图可查得喷嘴临界状态参数：%=2562k)/kg,%=275而/总喷嘴出口汽流理想速度。壮:3=温也晨*=455.6(m/s)取喷嘴速度系数中=097,则喷嘴出口汽流实际速度q为cL=(pclt=442(m/s)喷嘴临界速度3：C*=J2(M*-hQ=434(m/s)因为喷嘴出口压力，喷嘴斜切部分中汽流产生膨胀，发生偏转，则喷嘴汽流出口角应为

4、喷嘴出口角附加上汽流偏转角5p其正弦为CcrVit434X3sinfffi+=城11的=sin19X-=0.338455.6x2.75喷嘴出口汽流角：_二1二根据(1-斯)之值可查得喷嘴流量系数11n=0.973隔板漏气量AGp：aGp=哂附4%干V2X103.8X1030.75x3.14x0,2x0.0005x=0,0292n里/s)好流经喷嘴的流量：，.一一-喷嘴叶栅流通面积二：%=&=01055(m2)0.6487Pd7V喷嘴叶片高度.：ln=j-)=0069(m)加*5111(0：14-OJ喷嘴损失，：6鼠二(1-d)Ah/=(1-0.972)X103.8=6,134(k/kg)喷嘴出

5、口实际比始值.：厄=垢+购=255833ik/kg)由崎嫡图可查得喷嘴出口实际比体积2 .动叶栅热力计算图1-53动叶进出口速度三角形作动叶进口速度三角形，如上图。由动叶进口速度三角形求动叶进口相对速度V:叫=+u22c1Kcos(a1+=241.7(m/s)动叶进口汽流相对速度方向角g1：,qsinfai+i=tan-1,八二38.19qcos(曲+&)-u,2动叶进口的能量:A/吟=29209(J/kg)=292(kj/kg)由崎嫡图可查得：动叶前滞止压力p；=0.064MPa,动叶进口蒸汽干度4=096,动叶后蒸汽理想比体积=3.498m3/kg0动叶的滞止理想必癖降：一V+AV=02x

6、129.8+292=55,2(kj/kg)等嫡指数上k=1.035+01为=1,1312k临界压力比一、，一一P20,044n动叶前后压力比-1-V!?0UPl0.064因为动叶压力比瓦仃，蒸汽在动叶中为亚临界流动。动叶出口汽流理想相对速度W2t:w2t=42Xh；=3323(m/s)查得动叶速度系数小二0.937,则动叶出口汽流实际相对速度如2：附二砂X蜘二31L4(m/s)动叶出口汽流相对速度方向角一般，取的二肉一宁二38.19一5。=33,19由动叶出口速度三角形，动叶出口汽流绝对速度Q：c2=722+1*22ivaucos/?2=173.9(m/s)动叶出口汽流绝对速度方向角a2.电二

7、疝t(等与二7844。动叶栅损失.，二；?；：；.！：L，则的的选择符合要求。D余速动能&电：82=15.12(kf/kg)动叶进出口速度三角形如图1-53所示。3 .级的轮周效率和轮周功率用轮周有效焰降计算轮周功为K=Ae*-5%-8hb-Shc2=129,8-6,14-6,74-15,12=10UB(kj/kg)$通过速度三角形计算轮周功：以二中邸(的+站+c3cos4=226(442Xcos19760+173.9Xcos78.44=101.35(飒)/K与匕基本符合，计算正确性符合要求。级的轮周效率：五ah101.8_n=87%拓的6电129.8-0.85x15.124 .计算级内各项损

8、失叶高损失的：(L1.6的=厂A%=X1018=2,36(k)/kg)(单列级，包括扇形损失，所以取a=1.6)叶轮摩擦损失岫：k(言炉淤1.2xX144俨6L=r=.,匚=049(k/kg)1G为16,67X3.5啊0.0292隔板漏气损失6%：(AhJ-6%-%-5hc3-&h|)G=-(129,8-6.14-674-1512-136)=0174(kj/kg)16.67叶顶漏气损失.：屿，04而二AhuX99.44=2.386闻kg)Glbab/湿气损失防工(取平均干度1m二也):强二(1-7)以=(1-)(Ah；-8AH-5旗-ShC2Shj8fty5%-Sh)0.99+0.96=(1-)(129.8-6,14-674-15,12-2,36-049-0.174-2,386)=2.48(k/kg)5.级的内功率和内效率级内有效焰降A瓦：Ahj=AhfSt1n8hjj8hC2Bh16h,8hp融1-8hx=129,8-6.14-6