汽轮机学习教材
- 格式:doc
- 大小:349.50 KB
- 文档页数:26
汽轮机培训教材前言为加强运行人员的技术培训,早日给以后机组的安全稳定运行奠定一个良好的理论基础,特编写该培训教材。
本书主要依据《汽轮机设备》、《电力安规》、《设备说明书及技术规范》等资料,内容主要包括汽机方面的各个主要系统、机组起停及运行维护、主要试验等。
因水平有限,并且受到资料欠缺的限制,尽管我们作了较大努力,但肯定存在不少谬误,万望大家批评并斧正。
编者2002.2.06目录第一章循环水系统第二章开式水系统第三章闭式水系统给水系统及泵组运行第四章凝结水系统第五章给水系统及泵组运行第六章辅汽系统第七章轴封汽系统第八章真空系统第九章主、再热蒸汽及旁路系统第十章汽轮机供油系统(润滑油、EH油)第十一章发电机氢气系统第十二章发电机密封油系统第十三章发电机定子冷却水系统第十四章DEH操作说明第十五章汽轮机的启停第十六章汽轮机快速冷却装置第十七章汽机试验第一章循环水系统一、系统概述循环水系统在全厂各种运行条件下连续供给冷却水至凝汽器,以带走主机及给水泵小汽轮机所排放的热量。
循环水系统并向开式冷却水系统及水力冲灰系统供水。
补给水系统向循环水系统中的冷却水塔水池供水,以补充冷却塔运行中蒸发、风吹及排污之损失。
在电厂运行期间循环水系统必须连续的运行。
该系统配置有自动加氯系统,以抑制系统中微生物的形成。
补充水系统采用弱酸处理,使循环水系统最大浓缩倍率控制在5.5倍左右。
为维持循环水系统的水质,系统的排污水部分从冷却塔水池排放,部分从凝汽器到冷却塔出水管上排放供除灰渣系统,有补充水系统补充循环水系统中的水量损失。
凝汽器冷却水量按夏季凝汽量时冷却倍率为55倍计算。
夏季工况时主机排汽量A(1226.8)T/H。
小机排汽量191.4T/H,则凝汽器冷却水量为(A+B)*55=78000T/H二.循环水塔:我厂每台汽轮发电机组,配一座自然通风双曲线型冷水塔;安装三台循环水泵;一条循环水压力进、水管道。
冷却塔名称淋水面积为8500m2,实际淋水面积8240 m2,采用单竖井虹吸配水。
第一章汽chapter 1 Working principle of steam turbine stage第一节概述Introduction一、汽轮机的结构简介Introduction of the construction of steam turbine级:由一列静叶栅和一列动叶栅组成,完成蒸汽的热能转换成转子的机械能的最基本单元。
汽轮机:单级:喷嘴动叶多级:静子,由汽缸、隔板、静叶、轴承等组成。
转子,由主轴、叶轮、叶片、联轴器、盘车等组成。
辅机如图1-1和1-2所示。
二、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理Impulse principle and reaction principle of steam(一)冲动作用原理冲动力:改变其速度的大小和方向则产生一冲动力或汽流改变流动方向对汽道产生一离心力,此力为冲动力(图1-3)。
此力的大小取决于单位时间内通过动叶通道的蒸汽质量及其速度的变化。
(二)反动作用原理反动力:因汽流膨胀产生一相反力(汽体压力变化),如火箭。
此力的大小取决于汽体压力的变化。
作用在动叶片上的里有:冲动力反动力如图1-4和1-5三、汽轮机级的类型和特点Types and characteristics of steam turbine stages(一)汽轮机级的反动度1、定义:蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想焓降Δh b和整个级的理想滞止焓降Δh*t之比。
Ω∆∆mbthh =*Ω增加,则Δh b增加,蒸汽对动叶的反动力也越大。
(图1-6)平均反动度:动叶平均直径截面上的理想焓降。
2、意义:衡量在动叶中膨胀的程度。
(二)汽轮机级的类型轴流式有以下几种:1、冲动级和发动机和反动级(1)冲动级纯冲动级:Ω=0特点:蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀,在动叶栅中不膨胀而只改变其流动方向。
结构:动叶叶型对称弯曲。
(图1-7)做功能力大、效率低、不采用。
带反动度的冲动级:Ω=0.05~0.2特点:蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行,只有一小部分在动叶栅中进行,作功能力比反动级大,效率比纯冲动级高。
汽轮机相关书籍
1. 《汽轮机原理与运行》——哇塞,这本书就像一把钥匙,能打开你深入了解汽轮机世界的大门!比如就像你开启一场刺激冒险的钥匙一样!
2. 《汽轮机技术手册》——嘿,这可是汽轮机领域的宝库啊!就好像一个装满奇珍异宝的箱子,等你去发掘其中的奥秘!
3. 《汽轮机设备检修与维护》——哎呀呀,这本书对于搞汽轮机的人来说那可太重要啦!简直就是你的贴心小助手,随时帮你解决问题呢!
4. 《现代汽轮机设计与制造》——哇哦,读这本书能让你跟上汽轮机发展的潮流呢!就像站在时尚前沿一样酷呀!
5. 《汽轮机故障诊断与处理》——嘿嘿,有了这本书,汽轮机出问题时你就不慌啦!就像有个经验丰富的大师在身边指导你似的!
6. 《汽轮机控制系统》——哇,这本书能让你掌控汽轮机这个“大家伙”哦!就像驾驭一匹烈马一样有成就感!
7. 《汽轮机专业英语》——哟呵,想在汽轮机领域更牛掰吗?那这本书可不能少呀!这不就跟掌握一门外语去闯荡世界一样嘛!
我觉得这些关于汽轮机的书籍都超棒的,各有各的用处和精彩,能让人在汽轮机的世界里不断探索和进步呀!。
汽轮机基本概念、工作原理介绍一、汽轮机运行基础知识1、流体力学基础知识一、流体的物理性质1、流动性流体的流动性是流体的基本特征,它是在流体自身重力或外力作用下产生的。
这也是流体容易通过管道输送的原因2、可压缩性流体的体积大小会随它所受压力的变化而变化,作用在流体上的压力增加,流体的体积将缩小,这称为流体的可压缩性。
3、膨胀性流体的体积还会随温度的变化而变化,温度升高,则体积膨胀,这称为流体的膨胀性。
4、粘滞性粘滞性标志着流体流动时内摩擦阻力的大小,它用粘度来表示。
粘度越大,阻力越大,流动性越差。
气体的粘度随温度的升高而升高,液体的粘度随温度的升高而降低。
二、液体静力学知识1、液体静压力及其基本特性液体静压力是指作用在液体内部距液面某一深度的点的压力。
液体静压力有两个基本特性:①液体静压力的方向和其作用面相垂直,并指向作用面。
②液体内任一点的各个方向的静压力均相等。
2、液体静力学基本方程P=Pa+ρgh式中Pa----大气压力ρ-----液体密度上式说明:液体静压力的大小是随深度按线性变化的。
3、绝对压力、表压力和真空①绝对压力:是以绝对真空为零算起的。
用Pj表示。
②表压力(或称相对压力):以大气压力Pa为零算起的。
用Pb表示。
③真空:绝对压力小于大气压力,即表压Pb为负值。
绝对压力、表压力、真空之间的关系为:Pj=Pa+Pb三、液体动力学知识1、基本概念①液体的运动要素:液体流动时,液体中每一点的压力和流速,反映了流体各点的运动情况。
因此,压力和流速是流体运动的基本要素。
②流量和平均流速:假定流体在流过断面时,其各点都具有相同的流速,在这个流速下所流过的流量与同一断面各点以实际流速流动时所流过的流量相当,这个流速称为平均流速,记作V。
单位时间内,通过与管内液流方向相垂直的断面的液体数量,称为流量。
流量可分为体积流量Qv和质量流量Qm。
Qv=V AQm=ρV A③稳定流和非稳定流:稳定流是指流体流速和压力不随时间的变化而变化的流动,反之则为非稳定流。
汽轮机离心式压缩机基础知识培训教材目录第一章汽轮机 (2)一、汽轮机的定义和分类 (2)二、汽轮机基本原理、结构 (3)三、汽轮机的结构及各部件的用途 (7)四、汽轮机的功率和效率 (12)五、汽轮机的辅助系统 (14)六、空压机组用汽轮机简介 (31)七、氮压机组用汽轮机简介 (33)八、汽轮机组知识问答 (35)第二章离心式压缩机 (48)一、压缩机的定义和分类 (48)二、离心式压缩机工作原理及基本结构 (48)三、离心式压缩机的功耗及效率 (52)四、离心式压缩机运行有关概念 (54)五、离心式压缩机的性能曲线、压缩机与管网联合工作 (60)六、离心式压缩机组辅助系统 (62)七、离心式压缩机工况调节的几种方法 (65)八、空压机组流程简介及说明 (69)九、氮压机组流程简介及说明 (71)十、压缩机知识问答 (72)第一章汽轮机一、汽轮机的定义和分类汽轮机,又叫透平,它是用蒸汽做功的一种旋转式热力原动机,它的优点是功率大、效率高、结构简单、易损件少,运行安全可靠,调速方便、振动小、噪音小、防爆等,在炼油厂还可以充分利用炼油过程的余热生产蒸汽作为机泵的动力,这样可以综合利用热能。
正因为这些优点,蒸汽汽轮,蒸汽汽轮机得到了广泛的应用。
来自锅炉或其它汽源的蒸汽通过调速阀进入汽轮机,依次高速流过一系列环形配置的喷嘴(或静叶栅)和动叶栅而膨胀做功(将蒸汽的热能转换成动能),推动汽轮机转子旋转(将蒸汽的动能转换成机械功),汽轮机又带动发电机或压缩机,泵等对外做功。
1、汽轮机按照热力过程分为:(1)凝汽式汽轮机蒸汽在汽轮汽机中做功后全部排入凝汽器冷凝,凝汽器内部压力比大气压低。
(2)抽气凝汽式汽轮机蒸汽在汽轮机膨胀至某级时,将其中一部分蒸汽从汽轮机中抽出来,供给其它的蒸汽用户;其余蒸汽在后面级中做功后排入凝汽器。
(3)背压式汽轮机蒸汽进入汽轮机膨胀做功后,在大于1个大气压的压力下排出气缸,其排汽供其它低压用户使用。
超超临界1000MW等级汽轮机培训资料上海汽轮机名目1.概述2.汽轮机本体结构特点总体结构特点高压缸的特点2.3主汽门调门2.4补汽阀2.6再热主汽门2.7低压汽轮机2.8中低压连通管道轴承座3.辅助系统1.概述本机组为具有超群的热力性能、高度可靠性、高效率、高稳定性、轻易维护、检修所花时刻少、运行灵活、快速启动及调峰能力。
机组形式为四缸四排汽、中间再热机组。
机组的设计蒸汽参数、功率、转速等均标在汽轮机的名牌上。
汽轮机的内部结构详见汽轮机总剖面图。
机组的高、中压缸均可采纳厂内精装出厂,整体发运现场的先进的组装形式。
机组的五个轴承座均为落地布置,不参与机组的滑销系统,除高压转子外,其余三根转子为单轴承支撑。
机组长度短。
推力轴承位于#2轴承座内。
汽轮机采纳全周进汽加补汽阀的配汽方式,高、中压缸均为切向进汽。
高、中压阀门均布置在汽缸两侧,阀门与汽缸直截了当连接,无导汽管。
蒸汽通过高压阀门和单流的高压缸后,从高压缸下部的两个排汽口进进再热器。
蒸汽通过再热器加热后,通过两只再热门进进双流的中压缸,由中压外缸顶部的中低压连通管进进两只双流的低压缸。
在每只汽缸的下部都设有用于给水加热用的抽汽口。
运行模式:定-滑-定〔由补汽阀调频〕汽轮机外型尺寸:29mXX汽轮机总重:约1570t2汽轮机本体结构特点本机组的总体型式为单轴四缸四排汽;所采纳的积木块是西门子公司近期开发的三个最大功率可到达1100MW等级的HMN型积木块组合:一个单流圆筒型H30高压缸,一个双流M30中压缸,两个N30双流低压缸。
“HMN〞组合的功率范围为300MW至1100MW。
依据排汽容积流量的大小〔背压及功率〕可选配1至3个低压缸。
本机组技术先进、成熟、平安可靠;所有的最新技术近期均有成功的应用业绩,通过这些技术的最优组合,使该机型的总体性能到达了世界一流的先进水平。
机组纵剖面图总体结构特点低压局部中压局部发电机高压局部凝汽器进汽阀门汽轮发电机组三维立体视图本机组采纳一只高压缸、一只中压缸和二只低压缸串联布置。
第一章设备技术规范1.汽轮机主要技术参数1.1型号 CC25-8.83/3.92/1.371.2型式高压单缸、冲动、双抽汽凝汽式1.3调节方式喷嘴调节汽轮机调节系统采用低压电液调节系统1.4蒸汽初压 8.83MPa1.5蒸汽初温 535℃1.6额定中压抽汽压力 3.92MPa抽汽压力调节范围 3.72-4.22MPa1.7额定低压抽汽压力 1.37MPa抽汽压力调节范围 1.17-1.67MPa1.8功率1.8.1额定工况 25000kw进气量 222t/h一级抽气量: 60t/h二级抽气量: 60t/h1.8.2单开甲醇工况 25000kw进气量 87t/h一级抽气量: 0t/h二级抽气量: 0t/h1.8.3单开合成氨工况 25000kw进气量: 221t/h一级抽气量: 115t/h二级抽气量: 0t/h1.8.4最大功率工况 30000kw进气量 230t/h一级抽气量: 60t/h二级抽气量: 60t/h1.8.5纯凝工况 25000kw进气量 108t/h一级抽气量: 0t/h二级抽气量: 0t/h1.9工作转速 3000r/min1.10转子旋转方向(从汽轮机往发电机方向看为顺时针)1.11频率 50Hz1.12排汽压力额定抽气工况0.0073MPa纯凝工况 0.0089MPa1.13冷却水温 32℃1.14给水加热温度:额定抽气工况 215℃纯凝工况 211.5℃1.15汽机临界转速: 588.7r/min1.16汽缸数 11.17级数 1+1+1+3+1+10(共17级)1.18回热抽气数 21.19加热器数高压加热器 2台(并联)除氧器 1台1.20最大吊装重量:30t(安装时,凝汽器未装管束)24t(检修时,上半汽缸组合)1.21汽轮机本体外形尺寸: 8.72m+4.9m+3.49m1.22最大起吊高度: 3.1m1.23运转平台高度: 8.0m1.24汽轮机与凝汽器的连接方式:刚性2.辅助设备规范2.1射水泵(2台)1)泵性能参数型号: KQW200/370-75/4(T)安装形式:卧式安装轴封形式:机械密封轴承形式:滚动轴承吸入口径: 200mm排出口径: 200mm输送介质温度:≤80℃流量: 310m3/h扬程: 45m转速: 1480r/min轴功率: 52kw效率: 76%气蚀余量: 4m生产厂家:上海凯泉2)电机的主要参数型号: Y2-280S-4功率: 75Kw电压: 380V防护等级: IP54绝缘等级: F生产厂家:江苏清江2.2凝结水泵(2台)1)泵性能参数型号: 150N110安装形式:卧式安装轴封形式:机械密封轴承形式:滚动轴承吸入口径: 180mm排出口径: 215mm输送介质温度:≤80℃流量: 95m3/h扬程: 120m转速: 2950r/min轴功率: 51.6kw效率: 60%气蚀余量: 1.5m生产厂家:上海凯泉2)电机的主要参数型号: Y2-280S-4功率: 75Kw电压: 380V防护等级: IP54绝缘等级: F生产厂家:上海电机厂2.3疏水泵(2台)1)泵性能参数型号: 150NW-53×2(T)安装形式:卧式安装轴封形式:机械密封轴承形式:滚动轴承吸入口径: 150mm排出口径: 80mm输送介质温度: 80-160℃流量: 50m3/h扬程: 100m轴功率: 19.8kw效率: 70%气蚀余量: 2m生产厂家:上海凯泉2)电机的主要参数型号: Y2-200L2-2功率: 37Kw电压: 380V防护等级: IP54绝缘等级: F生产厂家:上海电机厂2.4给水泵(3台)1)泵性能参数型号: 2DG-9安装形式:卧式安装轴封形式:机械密封轴承形式:滑动轴承+推力瓦吸入口径: 273mm排出口径: 219mm输送介质温度: 158℃流量: 185m3/h扬程: 150m转速: 2960r/min轴功率: 970kw效率: 70%气蚀余量: 4.9m生产厂家:上海凯泉2)电机的主要参数功率: 1250Kw电压: 10 KV防护等级: IP54绝缘等级: F生产厂家:上海电机厂2.5高压启动油泵1)泵性能参数型号: 150AY-150X2B-C 安装形式:卧式安装轴封形式:机械密封轴承形式:滚动轴承输送介质温度:≤80℃流量: 160m3/h扬程: 2.0MPa转速: 2950r/min轴功率: 200kw2)电机的主要参数型号: YB315L2-2功率: 200Kw电压: 380V2.6交流润滑油泵1)泵性能参数型号: 100AY-60B安装形式:卧式安装轴封形式:机械密封轴承形式:滚动轴承输送介质温度:≤80℃流量: 79m3/h转速: 2950r/min 轴功率: 15kw2)电机的主要参数型号: YB160M-2 功率: 15Kw电压: 380V2.7直流润滑油泵1)泵性能参数型号: 100AY-60B 安装形式:卧式安装轴封形式:机械密封轴承形式:滚动轴承输送介质温度:≤80℃流量: 79m3/h 扬程: 0.38MPa 转速: 2950r/min 轴功率: 17kw2)电机的主要参数型号: YB160M-2 功率: 17Kw电压: 220V2.8胶球泵1)泵性能参数型号: 125SS-15 安装形式:卧式安装轴封形式:机械密封轴承形式:滚动轴承输送介质温度:≤80℃扬程: 0.015MPa转速: 1450r/min轴功率: 11kw2)电机的主要参数型号: Y160M-4功率: 11Kw电压: 380V2.10除氧器(2台)型号XMC-225 额定出水流量:Q=225t/h出水温度:158℃运行压力:P=0.588MPa除氧水箱有效容积:80m3出水含氧量:≤7ug/L脱盐水温度:95℃流量Q=75t/h汽机冷凝水:36℃流量Q=85t/h 化学补充水:20℃流量Q=35t/h2.11 1#高压加热器:型号: JG-260 型式:立式U形管加热面积: 260m²管系水阻: 0.098MPa工作压力:管程:16MPa 壳程:2.525MPa工作温度:管程:215℃壳程:390℃2.12 2#高压加热器:型号: JG-260 型式:立式U形管加热面积: 260m²管系水阻: 0.098MPa工作压力:管程:16MPa 壳程:2.525MPa工作温度:管程:215℃壳程:390℃2.13 1#低压加热器:型号:JD-60 型式:立式U形管加热面积: 60m²管系水阻: 0.098MPa工作压力:管程:1.2MPa 壳程:0.4MPa工作温度:管程:135℃壳程:143℃2.14 2#低压加热器:型号: JD-180 型式:立式U形管加热面积: 180m²管系水阻: 0.098MPa工作压力:管程:1.2MPa 壳程: 0.4MPa工作温度:管程:135℃壳程: 143℃2.15 凝汽器型号:N-2000-1冷却面积:2000m²冷却水量:5400T/H冷却水温:22℃管子根数:3920根管子规格:Φ25X0.7X6562 管子材料:TP04蒸汽压力:0.0049MPa 制造单位:武汉汽轮机2.16 轴封加热器型号:JQ-30-1 型式:卧式U形管加热面积:30 m²水侧压力:1.6MP汽侧压力: 0.095MP 汽侧温度: 150℃2.17 射水抽汽器吸入压力:0.004MP 流量:0.078 m3/S工作水压力: 0.42MP 工作水温度:20℃2.18冷油器冷却面积: 37 m²冷却水量:8.0m3/S油量: 34.3 m3/S 出油温度:45℃第二章:汽轮机结构及性能说明2.1概述CC25-8.83/3.92/1.37型汽轮机为高压、单缸、冲动、双抽凝汽式机组,具有二级可调整抽汽,一级非调整抽汽。
第一章汽chapter 1 Working principle of steam turbine stage第一节概述Introduction一、汽轮机的结构简介Introduction of the construction of steam turbine级:由一列静叶栅和一列动叶栅组成,完成蒸汽的热能转换成转子的机械能的最基本单元。
汽轮机:单级:喷嘴动叶多级:静子,由汽缸、隔板、静叶、轴承等组成。
转子,由主轴、叶轮、叶片、联轴器、盘车等组成。
辅机如图1-1和1-2所示。
二、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理Impulse principle and reaction principle of steam(一)冲动作用原理冲动力:改变其速度的大小和方向则产生一冲动力或汽流改变流动方向对汽道产生一离心力,此力为冲动力(图1-3)。
此力的大小取决于单位时间内通过动叶通道的蒸汽质量及其速度的变化。
(二)反动作用原理反动力:因汽流膨胀产生一相反力(汽体压力变化),如火箭。
此力的大小取决于汽体压力的变化。
作用在动叶片上的里有:冲动力反动力如图1-4和1-5三、汽轮机级的类型和特点Types and characteristics of steam turbine stages(一)汽轮机级的反动度1、定义:蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想焓降Δh b和整个级的理想滞止焓降Δh*t之比。
Ω∆∆mbthh =*Ω增加,则Δh b增加,蒸汽对动叶的反动力也越大。
(图1-6)平均反动度:动叶平均直径截面上的理想焓降。
2、意义:衡量在动叶中膨胀的程度。
(二)汽轮机级的类型轴流式有以下几种:1、冲动级和发动机和反动级(1)冲动级纯冲动级:Ω=0特点:蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀,在动叶栅中不膨胀而只改变其流动方向。
结构:动叶叶型对称弯曲。
(图1-7)做功能力大、效率低、不采用。
带反动度的冲动级:Ω=0.05~0.2特点:蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行,只有一小部分在动叶栅中进行,作功能力比反动级大,效率比纯冲动级高。
(2)反动级Ω=0.5特点:蒸汽在喷嘴和动叶中的膨胀程度相同。
结构:喷嘴和动叶采用的叶型相同。
(图1-8)2、压力级和速度级(1)压力级:蒸汽的动能转换为转子的机械能的过程在级内只进行一次的级。
(2)速度级:蒸汽的动能转换为转子的机械能的过程在级内进行一次以上的级。
如双列速度级。
(图1-9)3、调节级和非调节级(1)调节级:通流面积能随负荷改变的级,如喷嘴调节的第一级。
(2)非调节级:通流面积能不随负荷改变的级,可以全周进汽,也可以部分进汽。
第二节 汽轮机级的工作过程 Working process of steam turbine stages一、蒸汽流动的基本方程 Basic equations of flowing steam实际工质:有粘性、非连续、非定常。
假设:稳定流动;一元流动; 绝热流动。
(一) 状态方程(理想气体):过程方程:等熵过程和多变过程(二) 连续方程:(三) 动量方程:压力与速度相反方向变化 (四) 能量方程:二、蒸汽在喷嘴中的膨胀过程Expanding process of steam passes through the nozzlesRTPV=constPVconstPV ==0=-+==vdv C dC A dA const v Ac G wc h q c h ++=++22vdpcdc -=初始点:0(p 0,t 0)——0*(p *0,t *0) 绝热、等熵膨胀:0——1t 实际过程(有损失):0——1 (一) 喷嘴中汽流速度的计算1、 喷嘴出口的理想速度注意:焓和速度的单位若用初始状态参数计算(无H-S 图的情况下用此表达式计算) 2、 喷嘴出口的实际速度2)(20,022hch c h h c q w c hc h ∆=+∆=+-===+=+11211)(1211c p p v p k kc p p v p k kv p vp k k h h c cpvk k RT k k T c h constpv k c c Rcc +⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛----=-=--=-=====---摩擦阻力使蒸汽出口焓值升高喷嘴速度系数φ:喷嘴出口实际速度与喷嘴出口的理想速度之比。
喷嘴损失:喷嘴能量损失系数:φ的大小由图1-13查出,L 降低,φ则降低,喷嘴损失增加。
为减少喷嘴损失,L ≦12mm 。
3、 临界速度和临界压比(1) 临界状态:某一截面上汽流速度等于当地音速。
(2) 临界速度c cr :与当地音速相等的汽流速度由此可知临界速度c cr 只与初参数p *0,v *0有关,而与过程是否有损失无关。
(3) 临界压比:εcrc c=φ)1(222φδ-=-=c c c h 1φδζ-=∆=hh12121)(211)(211212122+=+=-=+-==-=+--=+-=+-=+=+====k v kp ak ck a c k a ca ck a c k a vp k k c pv k k cv p k k h c h c h kpv krt a c a c对于过热蒸汽K=1.3,则εcr =0.546(二) 喷嘴截面积的变化规律由动量方程知:令M=c/a 为马赫数喷嘴截面积变化规律(图1-14):(1) M <1时为亚音速流动,dA <0,溅缩 (2) M >1时为超音速流动,dA >0,溅扩 (3) M=1时,dA=0,喉部(4) M <1——M >1,为缩放(拉法尔)(三) 喷嘴流量的计算1*0*0*01212-⎪⎭⎫ ⎝⎛+===+==k p p v p vp vp k k v kp c εkpvcdc vdv p dp v dv k const pv vdpcdc ==+=-=0cdc MA dA v dv c dc A dA )1(0-=∴=-+1、 喷嘴的理想流量过热蒸汽:饱和蒸汽:临界流量只与初参数有关,当εn 降低时G t 增加——临界流量如图1-152、 流过喷嘴的实际流量流量系数μn :实际流量与理想流量之比。
⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∆==-p p vp k k c hcv c AG 1122或121212vp k k AG G k p p vpk k A Gv p vp -+-+⎪⎭⎫⎝⎛+==⎪⎭⎫ ⎝⎛+===--=∴=)(时当)(而εεεεε()667.0vp AG =()635.0vp AG =在过热区:μn =0.97在湿蒸汽区:μn =1.02,由于过冷使v 1t /v 1 >13、 彭台门系数通过喷嘴的任一流量与同一初始状态下的临界流量之比。
亚临界时β<1超临界时β=1(四) 蒸汽在喷嘴斜切部分的流动1、 蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件(1)P 1≥P crC AB ≤C cr P AB =P 1 汽流在斜切部分不膨胀 (2)P 1<P crC A =C cr P AB = P cr < P 1A 点为扰动源,由P cr 降到P 1,自A 点引射一条特性线(膨胀波)Gvv vv vcAvc AG G vv GG φφμφμ======648.0)(vp AGG==μ648.0vp A G GG ββ=∴=1212-++⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=k k εεβP⊙∠>P∧∠产生一汽流偏转角,以满足超音速汽流膨胀所需的扩大通流面积。
2、蒸汽在喷嘴斜切部分的膨胀极限与极限压力膨胀极限:随着背压的降低,当最后一根特性线逐渐向出汽边AC靠近,当背压降低到使最后一根特性线与出口边AC重合时,斜切部分的膨胀能力就用完了。
极限压比:膨胀极限时的压比。
膨胀不足:在喷嘴之外膨胀。
三、蒸汽在动叶栅中的能量转换Energy conversion of the steam passes through the blades动叶片实际是“旋转的喷嘴”将C 转换成W ,则一切运算规律与蒸汽在喷嘴中的情况一样。
在动叶中,蒸汽的动能转化成转子的机械能,这种转化表现为动叶进出口汽流速度的变化(一) 动叶栅进出口速度三角形1、 进口C 1:大小方向U :大小方向:轮周方向W 1:大小方向C 1、U 、W 1可构成一封闭的三角形 2、 出口 U :已知 W 2:大小2chc +∆=αα=60d n u π=cos 2αu c ucw-+=sin arcsinwc αβ=方向C 2:大小方向(二)研究设在δt 时间内,有质量δm 以速度W 1流入动叶汽道,在稳定条件下,同样δm 以W 2流出动叶。
则:令G=δm/δt 为单位时间流过的蒸汽质量。
222wh w hw h w +∆=∴+=+ϕ12103~-=ββcos 2βuwwuc -+=sin arcsincwβα=)(wwm t F ma F -=∴=δδ )cos cos ()cos cos (ααββc c G wwG FF +=+=-=F CF FFF UF Z同理,F Z 也可求出A Z 为轴向投面积总作用力为:2、 轮周功率定义:单位时间内轮周力在动叶片上所做的功。
级的作功能力:1kg 蒸汽所做的轮周功物理意义:(G/2)C 21:蒸汽带入动叶片的动能; (G/2)C 22:蒸汽带出动叶片的动能;(G/2)(W22-W21):蒸汽在动叶片中因理想焓降Δhb 而造成的实际动能的增加。
(三) 动叶栅出口汽流相对速度和绝对速度)()sin sin ()sin sin ()]([p p A wwG FFw w m t p p AF -+-=-=-=-+ββββδδFFF +=)cos cos ()cos cos(ββααwwGu c c Gu uFN+=+==()()[]()()[]212cos 2cos 2)cos cos ()cos cos (ww cc ww wccG N u c uc w cu u c w w w u c c uw-+-=-+-=∴++=-+=+=+=ααββαα动叶速度系数ψ:动叶出口实际相对速度与动叶出口理想相对速度之比。
动叶损失:动叶能量损失系数:2*1ϕδδζ-==bb b h hΨ的大小与叶型、叶高、反动度、表面光洁度等有关,通常取Ψ=0.85~0.95 余速损失:2222c h c =δ中间级:余速可被下一级利用; 孤立级:余速不被下一级利用。
用μ=0~1来表示余速利用的程度。
()()[]()()*21*2121222221121222221222211212222211122221122)222212121212121bt m t t t t u u h w h w h h w w h w h w w c cc h c h w w c cw w c h c h ∆=+∆Ω=+-=+=+-+-++=+∴-+-=++=+则而ww =ϕ()22222221222ϕδ-=-=t t b w w w h四、级的热力过程线Thermodynamic process of stages级的轮周有效焓降:1kg 蒸汽所做的轮周功。