4.4 级的轮周效率与最佳速度比.ppt

1、4.4 级的轮周效率与最佳速度比,1,轮周效率是衡量汽轮机级的工作经济性的重要指标，用它来说明蒸汽在汽轮机内所具有的理想能量转变为级的轮周功的份额。 轮周效率：蒸汽流过某级时所作的轮周功Pu1与蒸汽在该级所具有的能量E0之比。,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,2,对于多级汽轮机的某些级而言，本级的余速动能可能部分或全部被下一级利用，因此在计算本级理想能量E0时，应把下一级所利用的那一部分余速能量 从 中扣除。 同样，本级也可能部分或全部地利用上一级的余速动能 ，所以进入本级的初速c0就不一定等于上一级的余速c2 。,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,3,本级的理想能量E0为： 级的轮周效率可

2、以用汽流流速的形式表示如下 （令 ）,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,4,写成能量平衡的形式为：,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,5,在（b）图中，可得到c2的最小值，此时u/c1为最佳速度比。,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,6,定义速度比： 或,7,一、纯冲动级的轮周效率和最佳速度比 1、不考虑余速损失 不考虑余速利用时： 纯冲动级： ,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,8,一、纯冲动级的轮周效率和最佳速度比 1、不考虑余速损失 和越高，u越高。 减小1和 可提高u 。但过分减小1和 会使汽流摩擦损失增加，使和下降， u减小。 一般情况下： 1不低于 ，,4.4 级的轮周效率与最佳速

3、度比,9,一、纯冲动级的轮周效率和最佳速度比 1、不考虑余速损失,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,10,一、纯冲动级的轮周效率和最佳速度比 1、不考虑余速损失 轮周效率存在极大值： 汽轮机中，一般 ，最后几级的 角可能增大到20，因此纯冲动级的最佳速度比 。,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,11,一、纯冲动级的轮周效率和最佳速度比 1、不考虑余速损失 采用xa替代x1 ：,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,12,一、纯冲动级的轮周效率和最佳速度比 2、考虑余速损失 考虑余速损失时，纯冲动级的轮周功率可表示为： 或,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,13,一、纯冲动级的轮周效率和最佳速度比

4、2、考虑余速损失,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,14,二、带有反动度的冲动级的轮周效率和最佳速度比 反动度大于零： 令 ，则轮周效率可求得： 其中 则,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,15,二、带有反动度的冲动级的轮周效率和最佳速度比 动叶出口蒸汽相对速度： 其中 则,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,16,二、带有反动度的冲动级的轮周效率和最佳速度比 令余速损失最小， 时的速度比作为对应的最佳速度比。 当 时， ，在上式中：,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,17,二、带有反动度的冲动级的轮周效率和最佳速度比 带入 值，整理得： 其中： 求得带有反动度 的冲动级最佳速度比为： 最佳速度

5、比随 之值变化。,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,18,二、带有反动度的冲动级的轮周效率和最佳速度比 若取 ，计算出不同反动度 时对应的 ，并绘制成曲线。,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,汽轮机级的最佳速度比与反动度的关系,汽轮机设计中： 冲动级,19,三、反动级的轮周效率和最佳速度比 反动级中：,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,20,三、反动级的轮周效率和最佳速度比,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,反动级轮周效率与速度比x1和xa的关系,21,四、复速级的轮周效率和最佳速度比,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,缩放喷嘴,转向导叶,第一列动叶,第二列动叶,22,23,四、复速级的轮周效

6、率和最佳速度比 动叶栅的圆周速度u受到叶片和叶轮材料强度的限制，不能太大，一般允许的最大圆周速度： umax=180300m/s 为保证级的最佳速度比，以获得最高的轮周效率，喷嘴出口理想速度c1t或级的理想焓降 也就不能选得过大。,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,24,四、复速级的轮周效率和最佳速度比 在设计汽轮机时，为了使整个机组的级数减少，从而简化结构，减少金属耗量和制造成本，就必须使一级内能利用的焓降增大。 但是，随着级的焓降增大，在一定的圆周速度u的限制下，速度比将减小，使级的轮周效率降低。主要原因是：余速损失增大。 或,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,25,四、复速级的轮周效率和

7、最佳速度比 在复速级中，从第一列动叶栅流出的汽流，经过导向叶栅后，流入第二列动叶栅中作功。 由于汽流经过两列动叶栅将其动能转变为机械能，使第二例动叶出口绝对速度c2大为减小，从而减小了级的余速损失，保证了复速级的轮周效率不致过低。,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,26,四、复速级的轮周效率和最佳速度比,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,汽轮机复速级速度三角形反动级,第一列动叶的速度三角形与单列级一样 第二列动叶的速度三角形中各量加上标“ ”表示,27,四、复速级的轮周效率和最佳速度比 假定复速级为无损失的绝热过程，且各列为反动度为零的冲动级，即： 单位质量蒸汽流过复速级时，在两列动叶栅上所产生的有效功之和为：,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,28,四、复速级的轮周效率和最佳速度比,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,29,四、复速级的轮周效率和最佳速度比 轮轴效率为： 或,4.4 级的轮周效率与最佳速度比,30,四、复速级的轮周效率和最佳速度比