汽轮机级的工作原理.ppt

第一章汽轮机级的工作原理
主要内容
一、级的概念
二、汽轮机的冲动作用原理和反动作用原理
三、反动度和级的类型
四、级的轮周功率和轮周效率
五、汽轮机的级内损失和级效率
一、级的概念
汽轮机本体中做功气流的通道称为汽轮机的通流部分。
级:由喷管和其后的动叶栅组成,完成蒸汽的热能转换成转子的机械能的最基本单元。
汽轮机有单级和多级。
1-静叶栅(喷管);2-动叶栅;
3-隔板;4-叶轮;5-主轴
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级的组成
0-0截面:喷管进口截面;
1-1截面:喷管与动叶之间截面(喷管出口、动叶进口);
2-2截面:动叶出口截面;
喷管内完成: 热能动能
在动叶内完成:把蒸汽具有的动能和热能机械功
二、蒸汽的冲动作用原理和反动作用原理
1、冲动作用原理
当一运动物体碰到另外一个运动速度比其低的物体时,就会受到阻碍而改变其速度,同时给阻碍它的物体一个作用力,这个作用力被称为冲动力。冲动力的大小取决于运动物体的质量以及速度的变化。质量越大,冲动力越大;速度变化越大,冲动力也越大。受到冲动力作用的物体改变了速度,该物体就做了机械功。
最简单的单级冲动式汽轮机结构如图1-1。蒸汽在喷管4中产生膨胀,压力降低,速度增加,蒸汽的热能转变为蒸汽的动能。高速气流流经叶片3时,由于气流方向发生了改变,产生了对叶片的冲动力,推动叶轮2旋转做功,将蒸汽的动能转变为轴旋转的机械能。这种利用冲动力做功的原理,称为冲动作用原理。
图1-1
动叶进出口速度三角形
动叶进口速度三角形:
动叶出口速度三角形:
-喷管出口速度(动叶进口绝
对速度)
-动叶平均直径处的圆周速度
-动叶进口的相对速度
-动叶出口的绝对速度
-动叶出口相对速度
2、反动作用原理
反动力是由原来静止或运动速度较小的物体,在离开或通过另一物体时,骤然获得一个较大的速度增加而产生的。
在反动式汽轮机中,蒸汽在动叶构成的汽道内膨胀加速时,气流必然对动叶作用一个反动力,推动叶片运动,做机械功。这就是反动做功原理。
在反动式汽轮机中,蒸汽不仅仅在喷管中产生膨胀,压力降低,速度增加,高速气流对叶片产生一个冲动力,而且蒸汽流经叶片时也产生膨胀,使蒸汽在叶片中加速流出,对叶片还产生一个反作用力,即反动力,推动叶片旋转做功。这就是反动式汽轮机的反动作用原理。