噴嘴的變工況特性2級(jí)與級(jí)組的變工況特性

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1、渦輪機(jī)械原理第三章汽輪機(jī)的變工況特性§1~§2胡長(zhǎng)興E-mail:huchx@zju.edu.cn聯(lián)系電話：13646647947第三章汽輪機(jī)的變工況特性引言§1噴嘴的變工況特性一、漸縮噴嘴初壓不變時(shí)背壓與流量的關(guān)系二、漸縮噴嘴前后參數(shù)都變化時(shí)的流量變化§2級(jí)與級(jí)組的變工況特性一、級(jí)內(nèi)壓力與流量的關(guān)系二、級(jí)組壓力與流量的關(guān)系三、各級(jí)組的p0-G曲線四、壓力與流量關(guān)系式的應(yīng)用五、級(jí)的比焓降和反動(dòng)度的變化規(guī)律六、撞擊損失七、各級(jí)p0、Δht、Ωm、χa、ηi、Pi的變化規(guī)律練習(xí)第三章汽輪機(jī)的變工況特性引言汽輪機(jī)的運(yùn)行工況:1、設(shè)計(jì)工況（經(jīng)濟(jì)工況）：汽輪機(jī)是按一定的熱力參數(shù)、轉(zhuǎn)速和功

2、率設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)的工況稱為設(shè)計(jì)工況。2、變工況：偏離設(shè)計(jì)工況的運(yùn)行工況，稱為變動(dòng)工況。原因：1)外界負(fù)荷變化；2)季節(jié)環(huán)境變化，如循環(huán)水進(jìn)口溫度變化；3)鍋爐運(yùn)行參數(shù)的變化，如主汽溫度、壓力、再熱汽溫等波動(dòng)；4)汽輪機(jī)本體、輔機(jī)設(shè)備缺陷，如通流部分磨損、結(jié)垢、斷葉，凝汽器泄漏。第五章汽輪機(jī)的變工況特性引言研究變動(dòng)工況目的：1)分析汽輪機(jī)在不同工況下的效率，各項(xiàng)熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，各級(jí)壓力、溫度的變化，主要零部件的受力情況等。2)了解變工況時(shí)，汽輪機(jī)的各工況參數(shù)的變化規(guī)律，從而在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就預(yù)先估計(jì)到變工況時(shí)機(jī)組的性能變化，使設(shè)計(jì)的機(jī)組不僅在設(shè)計(jì)工況時(shí)，而且在變工況時(shí)，都具有良好的

3、性能。特別對(duì)調(diào)峰運(yùn)行的機(jī)組更重要。本章主要討論等速汽輪機(jī)的變工況?！?、噴嘴的變工況特性一、漸縮噴嘴初壓不變時(shí)背壓與流量的關(guān)系研究噴嘴變工況，主要分析噴嘴前、后壓力與流量之間的變化。0.546過熱蒸汽0.577飽和蒸汽當(dāng)討論汽輪機(jī)的變工況特性級(jí)的變工況特性噴嘴的變工況特性當(dāng)初參數(shù)為P0*,T0*,ν0*，出口面積An時(shí)，通過噴嘴的流量？§1、噴嘴的變工況特性一、漸縮噴嘴初壓不變時(shí)背壓與流量的關(guān)系彭臺(tái)門系數(shù)βεn原點(diǎn)(εnc,0)，長(zhǎng)軸1，短軸（1－εnc）橢圓方程：變動(dòng)工況參數(shù)用下標(biāo)1表示噴嘴前：，，噴嘴后：變工況：§1、噴嘴的變工況特性二、漸縮噴嘴前后參數(shù)都變化時(shí)的流量變化當(dāng)

4、變工況和設(shè)計(jì)工況均為臨界工況時(shí)，設(shè)計(jì)工況：變工況：不考慮初溫變化不考慮初溫變化當(dāng)噴嘴前、后蒸汽參數(shù)同時(shí)改變時(shí)：流量與噴嘴前、后參數(shù)有關(guān)流量只與噴嘴前參數(shù)有關(guān)§2級(jí)與級(jí)組的變工況特性一、級(jí)內(nèi)壓力與流量的關(guān)系1）若不考慮葉頂漏汽，則動(dòng)葉流量等于噴嘴流量，不考慮溫度變化結(jié)論：級(jí)變工況前后均為臨界時(shí)，級(jí)的流量與級(jí)前的滯止壓力成正比，與級(jí)后壓力無關(guān)。定義：級(jí)內(nèi)噴嘴葉柵或動(dòng)葉柵兩者之一的流速達(dá)到或超過臨界速度1、級(jí)內(nèi)為臨界工況考慮溫度變化2、級(jí)在亞臨界工況下工作級(jí)內(nèi)亞臨界工況定義：級(jí)內(nèi)噴嘴和動(dòng)葉出口流速均小于臨界速度。通過噴嘴的流量為（設(shè)計(jì)工況）同理，另一種工況（變工況）：§2級(jí)與級(jí)組的變

5、工況特性一、級(jí)內(nèi)壓力與流量的關(guān)系①一般情況下：②③④令，將前兩式相比，并考慮2、級(jí)在亞臨界工況下工作則§2級(jí)與級(jí)組的變工況特性一、級(jí)內(nèi)壓力與流量的關(guān)系結(jié)論：當(dāng)級(jí)內(nèi)未達(dá)到臨界時(shí)，級(jí)內(nèi)流量不僅與初參數(shù)有關(guān)，還與級(jí)后參數(shù)有關(guān)。若，不考慮初溫變化3、一種工況為臨界，另一種為亞臨界這種工況一般只發(fā)生在調(diào)節(jié)級(jí)、末級(jí)中，沒有統(tǒng)一的公式。2、級(jí)在亞臨界工況下工作§2級(jí)與級(jí)組的變工況特性一、級(jí)內(nèi)壓力與流量的關(guān)系級(jí)組：一些流量相等，每級(jí)的通流面積保持不變的相鄰級(jí)的組合。級(jí)組亞臨界工況：級(jí)組內(nèi)各級(jí)流速均小于臨界速度。級(jí)組臨界工況：級(jí)組內(nèi)至少有一列葉柵（噴嘴或動(dòng)葉）的出口流速達(dá)到臨界速度。級(jí)組臨界壓比

6、：亞臨界工況級(jí)組中某一級(jí)（一般最末級(jí)）流速剛升到臨界速度時(shí)，級(jí)組前后壓比。級(jí)組中某一級(jí)剛達(dá)到臨界時(shí)級(jí)組的背壓級(jí)組初壓一般最后一級(jí)焓降最大，流速最大，蒸汽溫度最低，當(dāng)?shù)匾羲僮钚?，所以，末?jí)常先達(dá)到臨界?！?級(jí)與級(jí)組的變工況特性二、級(jí)組壓力與流量的關(guān)系例如：級(jí)組中含有三級(jí)，末級(jí)達(dá)到臨界，其余各級(jí)亞臨界。最后一級(jí)（臨界）倒數(shù)第二級(jí)（亞臨界）結(jié)論：若級(jí)組中某一級(jí)始終處于臨界狀態(tài)，則級(jí)組流量與該級(jí)組所有各級(jí)級(jí)前壓力成正比。不考慮溫度變化即：p0p2p4p6=pg1、工況變化前后級(jí)組均為臨界狀態(tài)考慮流量相等，且§2級(jí)與級(jí)組的變工況特性二、級(jí)組壓力與流量的關(guān)系弗留格爾公式：級(jí)組內(nèi)級(jí)數(shù)越多，弗

7、留格爾公式誤差越小。結(jié)論：若級(jí)組在變工況前后均為亞臨界時(shí)，級(jí)組的流量是級(jí)組前壓力平方與級(jí)組后壓力平方之差的平方根成正比。2、工況變化前后級(jí)組均為亞臨界狀態(tài)變工況：設(shè)計(jì)工況：§2級(jí)與級(jí)組的變工況特性二、級(jí)組壓力與流量的關(guān)系對(duì)于凝汽式機(jī)組，當(dāng)級(jí)數(shù)較多時(shí)，級(jí)組前壓力，這樣：結(jié)論：1）凝汽式汽輪機(jī)各級(jí)（除最后一、二級(jí)外），無論是否發(fā)生臨界，其流量均與級(jí)前壓力成正比。2）對(duì)于最后幾級(jí)，由于相對(duì)較低，就不能忽略，應(yīng)按弗留格爾公式計(jì)算。3）對(duì)于回?zé)岢槠?，可近似?yīng)用弗留格爾公式，誤差不大。級(jí)組p0pz§2級(jí)