1.4叶栅的气动特性

1、1.4 1.4 叶栅的气动叶栅的气动特性 流动损失流动损失：喷嘴损失和动叶损失：喷嘴损失和动叶损失 汽轮机叶栅的气动特性一般是在风洞里用平汽轮机叶栅的气动特性一般是在风洞里用平 面叶栅由空气吹风试验获得的。面叶栅由空气吹风试验获得的。 试验中各项参数变动相当大，所以结果不但试验中各项参数变动相当大，所以结果不但 是是叶栅的设计工况特性，也包括变工况特性叶栅的设计工况特性，也包括变工况特性。 叶栅能量损失叶栅能量损失：叶型损失、端部损失：叶型损失、端部损失 决定因素决定因素：叶栅的几何参数、汽流参数：叶栅的几何参数、汽流参数 一、叶栅的几何参数和汽流参数一、叶栅的几何参数和汽流参数 汽轮机叶栅的

2、分类汽轮机叶栅的分类：冲动式叶栅、反动式叶栅：冲动式叶栅、反动式叶栅 反动式叶栅反动式叶栅 冲动式叶栅冲动式叶栅 反动式叶栅反动式叶栅 喷嘴叶栅、反动度较大的动叶栅喷嘴叶栅、反动度较大的动叶栅，叶栅前后，叶栅前后 有静压差，汽道宽度由进口到出口显著缩小。汽有静压差，汽道宽度由进口到出口显著缩小。汽 流改变方向并加速。流改变方向并加速。 冲动式叶栅冲动式叶栅 冲动式动叶栅、导向叶栅冲动式动叶栅、导向叶栅，叶栅前后有静压，叶栅前后有静压 差近似相等，汽流改变方向，基本不加速。为了差近似相等，汽流改变方向，基本不加速。为了 减少流动损失，采用一定的反动度，汽道略有收减少流动损失，采用一定的反动度，汽

3、道略有收 缩。缩。 叶栅分类叶栅分类 叶栅按喷嘴出口、动叶进口的马赫数分为：亚叶栅按喷嘴出口、动叶进口的马赫数分为：亚 音速音速(Ma1.2)叶栅叶栅 叶栅的几何参数叶栅的几何参数： 平均直径平均直径dm、叶片高度、叶片高度l、叶栅节距、叶栅节距t、叶栅宽、叶栅宽 度度B、叶栅通道进口宽度、叶栅通道进口宽度a和出口宽度和出口宽度a1 和和a2， 叶型弦长叶型弦长b和出口边厚度和出口边厚度。 叶栅几何特性叶栅几何特性 1 1、叶型、型线、叶型、型线：叶片截面的形状、周线分别称为叶型、型：叶片截面的形状、周线分别称为叶型、型 线；线； 2 2、等截面叶片和变截面叶片等截面叶片和变截面叶片：叶型及面

4、积沿叶高不变的叶：叶型及面积沿叶高不变的叶 片称为等截面叶片，反之为变截面叶片。片称为等截面叶片，反之为变截面叶片。 3 3、叶栅几何参数、叶栅几何参数：（如右图）：（如右图） -平均直径；平均直径； 叶高；叶高； 节距；节距； B B 叶片宽度；叶片宽度； b b 弦长；弦长； 出口边厚度；出口边厚度； 进出口宽度。进出口宽度。 m d l t a 2 a 1 a 无因此值：无因此值： 相对节距相对节距： ， 相对高度：相对高度： ， 相对长度相对长度(径高比径高比) ： 叶栅的安装角叶栅的安装角： ：叶栅额线与叶弦之间：叶栅额线与叶弦之间 的夹角。的夹角。 叶型几何进口角叶型几何进口角：

5、：叶栅的中弧线在前：叶栅的中弧线在前 缘点的切线与叶栅前额线的夹角，只随安装角不同缘点的切线与叶栅前额线的夹角，只随安装角不同 而改变，与汽流无关。而改变，与汽流无关。 btt/bll/ ld / ss 和 gg10 和 v汽流冲角汽流冲角： ：叶型几何进口角与汽流进口角之：叶型几何进口角与汽流进口角之 差差 。 v正冲角正冲角：叶型几何进口角：叶型几何进口角汽流进口角汽流进口角 v负冲角负冲角：叶型几何进口角：叶型几何进口角0.30.4存在一个叶型损失系数最小的存在一个叶型损失系数最小的 最佳马赫数。最佳马赫数。 Ma最佳值，背弧上产生超音速汽流，产生最佳值，背弧上产生超音速汽流，产生 冲波

6、，引起冲波损失，虽摩擦损失减小，但数冲波，引起冲波损失，虽摩擦损失减小，但数 值上不能弥补冲波损失，叶型损失增加。值上不能弥补冲波损失，叶型损失增加。 马赫数与汽流出口角的关系曲线马赫数与汽流出口角的关系曲线，见图，见图 1.4.12 Ma1,斜切部分产生偏转，汽流出口角很快斜切部分产生偏转，汽流出口角很快 增加。总的来说，马赫数对汽流出口角的影响增加。总的来说，马赫数对汽流出口角的影响 不大。不大。 六、叶栅试验数据的应用六、叶栅试验数据的应用 叶栅特性叶栅特性：压力分布曲线、叶型损失、端部：压力分布曲线、叶型损失、端部 损失、汽流出口角等特性参数表示。损失、汽流出口角等特性参数表示。 三组气动特性曲线，（设计工况）三组气动特性曲线，（设计工况） 1.汽流出口角曲线汽流出口角曲线 相对节距（横坐标）和安装角（参变量），相对节距（横坐标）和安装角（参变量）， 2.叶型损失曲线