項(xiàng)目2 任務(wù)2 (1).6級(jí)的最佳速比及級(jí)的做功能力的比較

授課教師：陳江濤項(xiàng)目二汽輪機(jī)級(jí)的工作原理任務(wù)2.6級(jí)的最佳速比及級(jí)做功能力的比較速比對(duì)輪周效率的大小影響很大，此外它還影響著級(jí)的做功能力，所以它是汽輪機(jī)級(jí)的一個(gè)非常重要的特性參數(shù)。輪周速度u與噴嘴出口汽流速度c1之比。用x1表示，即x1=u/c1

。速度比含義第一部分PART

ONE純沖動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率第二部分PART

TWO反動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率的關(guān)系CONTENTS目錄第三部分PART

THREE第四部分PART

FOUR復(fù)速級(jí)的最佳速度比最佳速度比下各種級(jí)作功能力的比較純沖動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率第一部分，則有則對(duì)純沖動(dòng)級(jí)余速不利用純沖動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率5輪周效率的表達(dá)式為：應(yīng)用速度三角形，上式變?yōu)椋杭儧_動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率6當(dāng)x1=0時(shí)，

u

＝0。由上式可見(jiàn)：

對(duì)

u的影響最大。當(dāng)x1從零變化到cos

1

的過(guò)程中，必存在一個(gè)使

u

達(dá)最大值的速度比。即最佳速度比。當(dāng)x1=cos

1

時(shí)，

u

＝0。提高

和

及降低

1和

2均可提高

u

。一旦噴嘴及動(dòng)葉型線確定后，這些參數(shù)也就隨之而定，唯有x1可以選擇：純沖動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率7可求得最佳速度比：輪周效率最高時(shí)的速度比。用(x1)op

表示。求解方法：將

u

的表達(dá)式對(duì)x1求導(dǎo)，并令其為零即可得最佳速度比的值。即最佳速度比函數(shù)求極值法速度三角形法b速度三角形法對(duì)純沖動(dòng)級(jí)，

2

1

，w2w1，則在相同的

1

和c1下，改變x1

，就可作出如下頁(yè)圖中所示的速度三角形。a函數(shù)求極值法純沖動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率8（b）不同速比下純沖動(dòng)級(jí)的速度三角形（a）（c）純沖動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率9當(dāng)

2＝90時(shí)，c2最小，輪周效率最高，此時(shí)的速度比即為最佳速度比。使動(dòng)葉出口的絕對(duì)速度c2的方向角

2＝90

，即軸向排汽，從而使c2值最小，輪周效率最高時(shí)的速度比。最佳速度比由上圖可知最佳速度比的物理意義為：由（b）圖可知：純沖動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率10純沖動(dòng)級(jí)x1|

u關(guān)系曲線速度比x1與輪周效率

u的關(guān)系可繪制成如下圖所示的曲線。它是一條拋物線。不隨速度比的變化而變化。隨速度比的增大而減小。隨速度比的增大先逐漸減小，達(dá)到最小值后又逐漸增大。純沖動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率11最佳理想速度比Xa與x1的關(guān)系理想速度比xa余速利用對(duì)輪周效率的影響提高了級(jí)的輪周效率。中間級(jí)效率曲線在最大值附近變化平穩(wěn)。使最佳速度比增大。純沖動(dòng)級(jí)在不同的余速利用情況下輪周效率和速比的關(guān)系曲線純沖動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率12反動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率的關(guān)系第二部分由于反動(dòng)級(jí)的噴嘴葉型和動(dòng)葉葉型相同，反動(dòng)級(jí)的余速基本上都能得到利用，即

0＝1＝1反動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率的關(guān)系14根據(jù)最佳速度比的物理意義可得反動(dòng)級(jí)在最佳由圖可得最佳速度比為c1u＝c1uuw1=c2速度比下的速度三角示。反動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率的關(guān)系15用解析法求反動(dòng)級(jí)的最佳速度比利用速度三角形簡(jiǎn)化為利用余弦定理代換得反動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率的關(guān)系16得：將

u與x1、xa的關(guān)系繪成如圖的曲線。對(duì)于不同反動(dòng)度的級(jí)其最佳速度比在不同的余速利用系數(shù)下隨反動(dòng)度的變化規(guī)律如圖所示。令：為得到

u

的最大值，須使最大。反動(dòng)級(jí)輪周效率與速比x1和x

a的關(guān)系反動(dòng)級(jí)的速度比與輪周效率的關(guān)系17復(fù)速級(jí)的最佳速度比第三部分19復(fù)數(shù)級(jí)的最佳速度比1復(fù)速級(jí)中蒸汽的熱力過(guò)程和速度三角形帶反動(dòng)度的復(fù)速級(jí)的熱力過(guò)程如圖所示各列靜動(dòng)葉柵中的焓降分別為20復(fù)數(shù)級(jí)的最佳速度比噴嘴：動(dòng)葉：導(dǎo)葉：第二列動(dòng)葉：各列葉柵中出口汽流速度如下：各列葉柵中出口汽流速度如下噴嘴：動(dòng)葉：導(dǎo)葉：第二列動(dòng)葉：21復(fù)數(shù)級(jí)的最佳速度比2復(fù)速級(jí)的速度三角形如圖所示如圖所示22復(fù)數(shù)級(jí)的最佳速度比無(wú)損失純沖動(dòng)復(fù)速級(jí)速度三角形借助純沖動(dòng)復(fù)速級(jí)速度三角形可得復(fù)速級(jí)的最佳速度最佳速度比為復(fù)數(shù)級(jí)的最佳速度比噴嘴損失：第一列動(dòng)葉損失：導(dǎo)葉損失：第二列動(dòng)葉損失：余速損失：23各列葉柵損失如下：輪周有效焓降：復(fù)數(shù)級(jí)的最佳速度比24由速度三角形可得得：或3復(fù)速級(jí)的輪周功4復(fù)速級(jí)的速度比和輪周效率最佳速度比下各種級(jí)作功能力的比較第四部分最佳速度比下各種級(jí)作功能力的比較26當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸及噴嘴出口速度相同時(shí)，在各自的最佳速比下純沖動(dòng)級(jí)與反動(dòng)級(jí)做功能力之比為1不同級(jí)的作功能力比較上式說(shuō)明反動(dòng)級(jí)的焓降比純沖動(dòng)級(jí)小一倍，若全機(jī)的理想焓降相同，則反動(dòng)式汽輪機(jī)的級(jí)數(shù)要比沖動(dòng)式汽輪機(jī)多一倍。最佳速度比下各種級(jí)作功能力的比較最佳速度比下各種級(jí)作功能力的比較27在各自的最佳速比下上式說(shuō)明復(fù)速級(jí)的焓降是單列純沖動(dòng)級(jí)焓降的四倍。復(fù)速級(jí)和單列純沖動(dòng)級(jí)做功能力的比較為最佳速度比下各種級(jí)作功能力的比較28因此，只有在一級(jí)中要求利用很大焓降時(shí)，例如中小型汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí)，才采用復(fù)速級(jí)復(fù)速級(jí)和單列沖動(dòng)