第二章汽轮机级内能量转换过程第一节

1、Principles of Turbomachine 赵志军 第二章第二章 汽轮机级内能量转换过程汽轮机级内能量转换过程 第一节 汽轮机级的基本概念 3 一 、汽 轮 机 的 级 由静叶栅和动叶栅组成 是汽轮机作功的最小单元。 汽轮机的结构简介汽轮机的结构简介 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（静叶、静叶片、静叶栅、喷管） 动叶（动叶片、动叶栅、工作叶片） 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 7 ：静叶栅 动叶栅 是汽轮机作功的最小单元。 8 ： 具有一定

2、压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级 时，首先在静叶栅通道中得到膨胀加速，将 蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进 入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方 向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速 汽流的动能转变为旋转机械能。 二、蒸汽的冲动作用原理和反动作二、蒸汽的冲动作用原理和反动作 用原理用原理 （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。 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、喷气式发动机。 此力的大小取决

3、于汽体压力的变化。 作用在动叶片上的力有：冲动力 反动力 单级冲动式汽轮机示意图单级冲动式汽轮机示意图 1-汽缸；汽缸；2-叶轮；叶轮；3-轴；轴；4-喷嘴；喷嘴；5-动叶片；动叶片；6-排汽口排汽口 三、汽轮机级的类型和特点三、汽轮机级的类型和特点 （一） 汽轮机级的反动度 定义：蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想焓降 hb和整个级的理想滞止焓降h*t之比。 m增加，则hb增加，蒸汽对动叶的反动力 也越大。 平均反动度：动叶平均直径截面上的理想焓降。 1.意义：衡量在动叶中膨胀的程度。 m b t h h * 14 反 动 度 bn b t b m hh h h h * * )1 ( tmn hh

4、* tmb hh （二） 汽轮机级的类型（轴流式和辅流式） 轴流式有以下几种： 冲动级、带反动度的冲动级和反动级 冲动级 纯冲动级：m=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。 做功能力大、效率相对较低。 带反动度的冲动级：m=0.050.2 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。 16 当汽流通过动叶通道时，由于受到 动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向， 因而产生离心力，离心力作用于叶片上，被 称为冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的 机械功等于蒸汽微团流进、流出

5、动叶通道时 其动能的变化量。而这种级称为冲动级。 反动级 m=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。 ：当汽流通过动叶通道时，一方面 要改变方向，同时还要膨胀加速，前者会 对叶片产生一个冲动力，后 者 会对叶片产生一个反作 用力，即反动力。 蒸汽通过这种级，两种 力同时作功。通常称这 种级为反动级。 纯冲动级中蒸汽压力和纯冲动级中蒸汽压力和 速度变化示意图速度变化示意图 1-静叶持环；静叶持环；2-动叶；动叶；3-喷嘴喷嘴 反动级中蒸汽压反动级中蒸汽压 力和速度变化示意图力和速度变化示意图 带反动度的冲动级中带反动度的冲动级中 蒸汽压力和速度变化示意

6、图蒸汽压力和速度变化示意图 1-喷嘴；喷嘴；2-动叶动叶3-隔板；隔板；4-叶轮；叶轮；5-轴；轴； 00011112222 ( , )( ( ), )( (), )c p tc wp tc wp t 喷嘴动叶 三、冲动式多级汽轮机 图图1-9 冲动式多级汽轮机通流部分示意图冲动式多级汽轮机通流部分示意图 1-转子；转子；2-隔板；隔板；3-喷嘴；喷嘴；4-动叶片；动叶片；5-汽缸；汽缸；6-蒸汽室；蒸汽室；7-排汽管；排汽管；8- 轴封；轴封；9隔板封隔板封 四、反动式多级汽轮机 1-鼓型转子；鼓型转子；2-动叶片；动叶片；3-静叶片静叶片4-平衡活塞；平衡活塞；5-汽缸；汽缸；6-蒸汽室；

7、蒸汽室；7-连接管连接管 图图1-10 反动式汽轮机通流部分示意图反动式汽轮机通流部分示意图 压力级和速度级 压力级（单列级）：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。 速度级（复速级）：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、三列速度级。 调节级和非调节级 调节级：通流面积能随负荷改变的级， 如喷嘴调节的第一级。 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。 双列速度级的单级汽轮机 在速度级喷嘴中蒸汽的速度由C0增加至C1，蒸 汽经过第一列动叶栅后，其动能未被充分利用， 从第一列动叶栅流出的汽流速度C2仍相当大，有

8、足够的动能再去推动叶片，但此时汽流速度C2的 方向与叶片旋转的方向相反，因此让汽流经过一 列固定不动的导向叶片，以改变汽流的方向。在 导向叶片通道中，汽流速度的大小不变，汽流离 开导向叶片时的方向正好对着第二列动叶片的进 口。这样第一列动叶栅出口的余速动能就可以在 第二列动叶栅中继续转变为机械功。这种双列速 度级的功率可比单列冲动级大许多。如果蒸汽离 开第二列动叶栅时的速度仍比较大，那么还可以 装设第二列导向叶片和第三列动叶片，这就是三 列速度级。由于蒸汽在速度级中的速度很大，并 且需要经过几列动叶片和导向叶片，因此速度级 的能量损失较大，列数越多，损失越大。所以为 了结构简单和运行的经济性，

9、几乎不用三列及三 列以上的速度级。 1一轴；2一叶轮；3一第一列动 叶片；4一喷嘴；5一汽缸；6 第二列动叶片；7一导向叶片 25 第二节第二节 蒸汽在级内的流动过程蒸汽在级内的流动过程 一 ， 基 本 假 设 和 基 本 方 程 式 流过叶栅通道的蒸汽是具有粘性、非连续性和不稳定的 三元流动的实际流体。为了研究方便，特作如下假设假设： 1 . 蒸汽在叶栅通道的流动是稳定的：即在流动过程中，通道 中任意点的蒸汽参数不随时间变化而改变。 2. 蒸汽在叶栅通道的流动是一元流动：即蒸汽在叶栅通道中流 动时，其参数只沿流动方向变化，而在与流动方向相垂直的 截面上不变化。 3. 蒸汽在叶栅通道的流动是绝

10、热流动：即蒸汽在叶栅通道中流 动时与外界没有热交换。 26 基本方程式： . const v cA AcG W c hq c h 22 2 1 1 2 0 0 RTpv .constpv k -vdpcdc cdcdkRcdp 1 a c M kvp p ka （二）喷嘴截面积的变化规律 由动量方程： M=c/a为马赫数 喷嘴截面积变化规律： M1时为亚音速流动，dA0，渐缩 M1时为超音速流动，dA0，渐扩 M=1时，dA=0，喉部 1. M1M1，为缩放（拉法尔） 29 （1）当汽流速度小于音速，即M0，则必须dA/dx1时，若要使汽流能继续加速， 即dc/dx0，则必须dA/dx0，也就

11、是说喷嘴截面积必须沿流 动方向逐渐增加，即做成渐扩喷嘴。 （3）当汽流速度在喷嘴某截面上刚好等于音速，即M=1，这时， dA/dx =0。表明横截面A不变化，即A达到最少值。 因此，简单的渐缩喷嘴是得不到超音速汽流的。为了达到超 音速，除了喷嘴出口蒸汽压力必须小于临界压力外，还必须 在喷嘴形状上加以保证，即作成缩放喷嘴。汽流通过缩放喷 嘴时，在喷嘴喉部达音速，然后在渐扩部分达超音速。 dx dc c M dx dA A 1 ) 1( 1 2 30 压力、焓降、截面积、汽流速度、音压力、焓降、截面积、汽流速度、音 速、比容沿流动的变化规律速、比容沿流动的变化规律 二、蒸汽在喷嘴中的流动过程二、蒸

12、汽在喷嘴中的流动过程 初始点：0（p0，t0） 0*（p*0，t*0） 绝热、等熵膨胀：01t 实际过程（有损失）：01 （一）喷嘴中汽流速度的计算 由能量方程 2 0 2 0101 2 1 1 2 0 0 2 )(2 0,0 22 nt tt t t ch chhc qw c h c h * 2 n h 1. 喷嘴出口的理想速度 注意： 焓和速度的单位 = 用初始状态参数计算 2.临界速度和 临界压比 临界状态： 某一截面上 汽流速度等于 当地音速。 35 （2）临界速度ccr： 汽流的音速为 ， 用滞止参数表示有关参数 时，代入音速公式，则有 上式中， 为滞止状态下的音速。当 知时， 一定

13、值。 在膨胀过程中，到某一截面会出现汽流速度等于当地音速。当 汽流速度等于当地音速时，则称此时的流动状态为临界状态。 这时的参数为临界参数，用 等表示。临界速度 为： kRTkpva 121 2 * 0 22 k aC k a * 0 a * 0 * 0 vp 、 * 0 a crcrcr cvp、 crcrcr vkpvp k k a k c * 0 * 0 * 0 1 2 1 2 36 （3） 临界压比：cr 临界压力为： 对于等熵膨胀过程来说，有 ，则上式为 上式表明，临界压力只与蒸汽指数k和初压有关。临界压力与初压 之比称为临界压力比临界压力比，用 表示： 对于过热蒸汽（k=1.3)则

14、 =0.546;对于饱和蒸汽（k =1.135 )则 =0.577 . cr cr v v p k p * 0* 0 ) 1 2 ( k cr cr p p v v 1 * 0 * 0 )( 1 * 0 ) 1 2 ( k k cr k pp cr 1 * 0 ) 1 2 ( k k cr n kp p cr cr 3. 喷嘴出口的实际速度 摩擦阻力使蒸汽出口焓值升高 喷嘴速度系数：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： 蒸汽为粘性流体，流过叶栅通道时产生摩擦，造成 动能损失，即蒸汽在叶栅通道中为绝热多变过程 多变指数随摩擦的增大而减小。工程中用对等熵绝热

15、流 动作修正的方法来处理实际流动，即用实际汽流速度与理 想汽流速度的比值表示摩擦的影响，其比值称为速度系数 ，即 对应的喷嘴、动叶损失为 ( ) 12 12 ; tt cw cw 22 (1)(1) nnbb hhhh； n pvconst 速度系数的影响因素 速度系数与叶栅通道表面的光滑程度及 叶型等紧密相关。表面越光洁，摩擦就越小；叶型是否合理，决定 了叶栅通道的流场和压力场分布，附面层增厚、附面层脱离均会导 致摩擦损失增大、速度系数减小。前者提高加工精度，后者研究空 气动力特性、开发先进叶型。蒸汽的膨胀程度越大，有利于减薄附 面层，提高速度系数。动叶中，速度系数将随反动度增大而增大。 在

16、汽轮机中，喷嘴的速度系数在0.920.98之间，一般取0.97； 动叶的速度系数在0.850.95之间，反动度大时可取上限。 v速度系数与喷嘴或动叶效率 由速度系数和喷嘴或动叶效率定义 可知 由热力学推导得知，多变指数与速度系数的关系为 ; nb 2(1 ) k n kk 的大小由图查出，ln降低，则降低，喷嘴损失 增加。为减少喷嘴损失， ln 12mm。 （三）喷嘴流量的计算 或 1. 喷嘴的理想流量 * 0 * 0 1 1 1 * 0 1 1 k * 0 * 0 * 0 * 011 1 2 1 2 1 2 v p k kAGG k p p v p k k AG vpvp k k ncrtt

17、 k k crn n k k n 2 nnt kk ）（ 时当 ）（ 过热蒸汽： 饱和蒸汽： 临界流量只与初参数 有关，当n降低时Gt增 加临界流量 46 喷嘴流量曲线喷嘴流量曲线 当喷嘴前的参数 和喷嘴出口截面积 一定时，通过喷 嘴的流量 只取决于喷嘴前后压力比。它们的关系如图中 ABC曲线所示。当压力比从1逐渐缩小时，流量逐渐增加，当 喷嘴前后压力比等于临界压力比（ ) ， 达最大值， 如B所示。这时的流量称为临界流量临界流量，用 表示。当喷嘴前 后压力比小于临界压力比时，流量保持最大值不变，如AB所 示。其临界流量为： 式中，只与k值有关。对于过热蒸汽（k=1.3), =0.667；饱和

18、 蒸汽（k=1.135) , =0.635。 crn t G * 0 * 0 vp 、 t G n A crt G * 0 * 0 * 0 * 0 1 1 ) 1 2 ( v p A v p k kAG n k k ncrt 2. 流过喷嘴的实际流量 流量系数n：实际流量与理想流量之比。 在过热区：n=0.97 在湿蒸汽区：n=1.02，由于过冷使v1t/v1 1 * 0 * 0 647. 0 v p AG ncr 由摩擦使蒸汽温度升高，故总有 ，理论 上 实际中，速度系数与流量系数分别由两 种不同试验得到，速度系数是由动能损失试验求得，反映 了流场速度分布的均方平均；流量系数是由流动试验测取

19、 ，反映了流场速度分布的算术平均。 事实上，在过热蒸汽区，大量试验显示，流量系数小于速 度系数，故在简化计算中一般将速度系数和流量系数取为 相同数值；在湿蒸汽区，在降压膨胀过程中应有部分蒸汽 释放汽化潜热、并凝结为水，但因流速很快、传热速度相 对滞后，汽化潜热来不及传给蒸汽，使蒸汽产生过冷，比 容减小，从而导致流量系数大于速度系数的局面。在湿蒸 汽区，流量系数通常用下式计算 11 /1 t vv nn 1x 过 热 湿 喷嘴和动叶流量系数 多变过程 )1 ( 2 kk k n 给定的喷嘴 kn 1 常数 n pv kn kn 时，当 时，当 1 ;1 2 2 3. 彭台门系数 通过喷嘴的任一流

20、量与同一初始状态下的临界流量 之比。 亚临界时1 超临界时=1 53 (四) 蒸 汽 在 喷 嘴 斜 切 部 分 的 流 动 为了使喷嘴中流出的汽流顺利进入动叶通道，在喷嘴出口处必须 有一段斜切部分,如图所示。这样，实际喷嘴由两部分所组成： 一部分是渐缩部分ABDE，AB为最小截面处。另一部分为斜切部 分ABC。 由于斜切部分的存 在，它将给汽流产 生影响。 54 1，当喷嘴出口压力（背压）大于或等于临界压力时，AB截面 上的流速小于或等于音速，喉部压力等于背压（ ），汽 流通过喷嘴，只在渐缩部分膨胀加速，而在斜切部分ABC处不 膨胀加速。斜切部分。从喷嘴流出的汽流与动叶 运动方向成一角度(称

21、为喷嘴出汽角 ）。 2，当喷嘴出口压力（背压）小于临界压力时，汽流在AB截 面上达临界状态，汽流在斜切部分，蒸汽压力 由临界 压力下降为 ，汽流速度由临界速度到大于音速，并 且汽流方向要发生扰动和偏转，如图所示。 b pp 11 1 1 p cr p (五)斜切部分汽流偏转角的近似计算 假定喷嘴中汽流是稳定流，则喷嘴中任何 断面的蒸汽流量均应相等。根据连续方程 式，喷嘴在其最小断面Acr和出口断面An的 汽流流量也应相等，若考虑在斜切部分中 流动近似为等熵流动，则其值分别为 Gt=Acrccrcr =lnccrcrtnsin1 Gt=Anc1t1t =lnc1t1ttnsin(1-1) 贝尔公

22、式： 在实际情况中，lnln 111 11 1 1 1 11 sin()sin 21 () 11 sin 1 crcr tt k k kk nn c c k kk (六)喷嘴斜切部分的膨胀极限及极限 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。 1 11 11 1 sinsin() d d d a Mc d d dc cd d c a cv cv 1 1 1 11 11 11 sin)sin( dc cd vc va 11 11 1 sin k k nd dd c d k vp k k

23、vkp c a 1 0 0 0 0 11 1 1 2 1 1 2 k k nd K nc K nd k 111 1 2 1 sin K nc K nd K c d d c p p v v 11 1 1 1 1 1 极限压比：膨胀极限时的压比。 膨胀不足：在喷嘴之外的膨胀。 极限压比： 极限压力 2 12 11 111 * 0 ()(sin) kk d kk dk p p * 1 110 (sin) k k dcr pp 喷嘴出口汽流速度及面积变化规律 1） 喷嘴出口的理想速度喷嘴出口的理想速度 2） 喷嘴出口实际速度喷嘴出口实际速度 )(2101 * tthhc k k k k t p p R

24、T k k p pp k k c 1 0 1 * 0 1 0 1 0 0 1)(1 1 2 )(1 1 2 * * 或 t cc 11 c dc M d ) 1( A A 2 3） 喷嘴面积的变化规律喷嘴面积的变化规律 复习 * * * 0 0 0 1 2 1 2 p k k a k ccr 即： 的计算：汽流的临界速度 cr c 2 喷嘴中汽流的临界状态 1 0 ) 1 2 ( * k k cr cr kp p 临界压比： 3 喷嘴流量计算 1） 喷嘴的理想流量喷嘴的理想流量 k k n k nnt p k k AG 12 * 0 * 0 1 2 2） 喷嘴的实际流量喷嘴的实际流量 tnG

25、G 3） 喷嘴的临界流量喷嘴的临界流量 * 0 * 0 RT p AG ntcr 1 1 ) 1 2 ( k k k k * 0 * 0 * 0 * 0 648. 0 RT p A RT p AG nnncr 1 1 12 ) 1 2 ( )( 1 2 k k k k n k n tcr t cr k k G G G G 彭台门系数 t n 1 1 4 蒸汽在喷管斜切部分中的膨胀 1） 蒸汽在斜切部分膨胀条件蒸汽在斜切部分膨胀条件 2） 汽流偏转角汽流偏转角 3） 喷管斜切部分的膨胀极限及极限压力喷管斜切部分的膨胀极限及极限压力 crn k k n k n k k k k 11 1 1 1 1

26、1 1 1 1 ) 1 2 ( sin )sin( 1 2 1 1 * 0 1 1 )(sin) 1 2 ( k k k k d d kp p * 0 1 2 11 )(sinpp k k crd 三、蒸汽在动叶栅中的能量转换三、蒸汽在动叶栅中的能量转换 动叶片可视为“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 。 必须透彻理解在能量转换方面的进出口速 度三角形和动叶的受力。 69 （一）反 动 度 bn b t b m hh h h h * * )1 ( tmn hh * tmb

27、hh 5 . 0 20. 005. 0 0 m m m 反动级： 叫复速级）速度级（双列速度级也 带反动度的冲动级 纯冲动级： 冲动级 2 2 2 2 c hc余速损失 级的类型： 降为主的级。合理分配的压力降或焓压力级：以利用级组中 较大。速为主的级，级的焓降速度级：以利用蒸汽流 各类型级的特点： 1）纯冲动级 m=0 p1=p2 hb=0 hn*= ht* 余速损失c22/2较大。 作功能力较大，但效率较低。 2）带反动度的冲动级 m=0.050.20 p1p2 hn hb 具有冲动级作功能力大，反动级效率高的特点。 3）复速级 作功能力比单列冲动级大 4）反动级 m=0.5 p1p2 h

28、b= hn* 动静叶栅：互为镜内映射状叶栅 冲动力和反动力合力作用 作功能力较小，效率比冲动级高。 00011112222 ( , )( ( ), )( (), )c p tc wp tc wp t 喷嘴动叶 纯冲动级中蒸汽压力和纯冲动级中蒸汽压力和 速度变化示意图速度变化示意图 1-静叶持环；静叶持环；2-动叶；动叶；3-喷嘴喷嘴 反动级中蒸汽压反动级中蒸汽压 力和速度变化示意图力和速度变化示意图 带反动度的冲动级中带反动度的冲动级中 蒸汽压力和速度变化示意图蒸汽压力和速度变化示意图 1-喷嘴；喷嘴；2-动叶动叶3-隔板；隔板；4-叶轮；叶轮；5-轴；轴； 2*2* 21211 2()22

29、ttmtb whhwhwh * 22 2 bt hww *22 2 2 2 )1 ()( 2 1 btb hwwh 动叶栅能量损失 2 * 1 b b b h h 动叶栅能量损失系数 ，表面光洁度）， mb lf 21 ( 与叶型有关 ）约一般 00 1 * 103( 2 。，小，取决于大也可比可比)( 112m www ） 00 1 * 103( 2 ( (二二) ) 动叶栅中的热力过程动叶栅中的热力过程 动叶栅出口汽流相对速度和绝对速 度 *2 1 * 2 1212 2 2 2 2 1 1 2 1 2 2 2 2 2 1 2 22 2 11 2 1 2 2 2 2 2 11 1 2 22

30、2 11 22 )2 22 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 btm tt t t u u hwh whhw w h w h wwccchch wwccw wchch 则 而 12 ww 纯冲动级： ，反动级：5 . 0 m 1201221 wwcwcwc， 下一级静叶栅进口速度 * 21 * 21 ， 1 * 2 动叶速度系数：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： 22 22 2* 2 2 (1) 1 t b b b ww h h 2 2t w w * 22 2 bt hww 的大小与叶型、叶高、反动度、表面光洁度等 有关，通常取0

31、.850.95 余速损失： 中间级：余速可被下一级利用； 孤立级：余速不被下一级利用。 用来表示余速利用的程度。 2 2 2 2 c hc ( (三三) ) 动叶栅中的通流能力动叶栅中的通流能力 nb AA nb AA bb AG 1 1 2 2 v cA G v wA G tn n tb b 2112 ,vvcw tt 对于冲动级， 2112 ,vvcw tt 但对于反动级，虽然 tb bt t t bt tt btb b w Gv w v v Gv wv Gvv w Gv A 2 2 2 2 2 2 22 22 2 2 2 2 v v t b 喷嘴和动叶的流量系数 82 第二节 动叶进出口

32、速度三角形 （一）动叶栅进出口速度三角形（一）动叶栅进出口速度三角形 * 2211 coscoscccu * 2211 coscoswwwu uu wc uuu wucuN (二) 蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率 蒸汽流过动叶栅的汽流图蒸汽流过动叶栅的汽流图 冲量。等于作用在该物体上的 的动量变化动量定理：物体运动时 方向为正）。周向分力（沿 的：动叶片作用于汽流上 u Fu ：汽流在周向的动量方程 )( 12 uuu ccmtF )( 12 uuu cc t m F 或 )( 21 uuuu cc t m FF )( 21uu ccG (二) 蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率 蒸汽流过动叶

33、栅的汽流图蒸汽流过动叶栅的汽流图 关系：根据速度 uwc 1111 coscos )coscos( 2211 wwGFu )coscos( 2211 ccGFu或 uwc 2222 coscos ( (二二) ) 蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续） ：的动向汽流在量方程上轴 )()( 1221 zzbz ccmtppAF )()( 2112 ppAcc t m F bzzz )()( 2121 ppAcc t m FF bzzzz )()sinsin( 212211 ppAccGF bz 或 )()sinsin( 212211 ppAwwG b ：力蒸

34、汽对动叶片总的作用 b F 22 zub FFF ( (二二) ) 蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续） )coscos(. 2211 ccGuuFN uu 轮周功率轮周功率Nu：单位时间内汽流对动叶片所作的有效功。单位时间内汽流对动叶片所作的有效功。 )coscos( 2211 wwGuNu或 )coscos(/1 22111 wwuNskgG u 时 )coscos( * 2211 wwu )coscos( 22111 ccuNu或)coscos( * 2211 ccu 较大；较小，、有关，对冲动级和与 1 * 21 * 211uu NN 较小。较冲

35、动级大，、对反动级 1 * 21u N ）（ 1 ( (二二) ) 蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续） 运用余弦定律： 轮周功率轮周功率Nu： ： 11 22 1 2 1 cos2ucucw )()( 2 2 1 2 2 2 2 2 1 wwcc G Nu )( 2 1 cos 2 1 22 111 wucuc ）（2 22 22 2 2 2 cos2ucucw )( 2 1 cos 22 2 2 222 ucwuc 2 2 2 2 c hc余速损失： 10利用系数：在多级汽轮机中，余速 级余速动能的份额。：表示在本级利用上一 0 。被下一级所利用的份

36、额：表示本级的余速动能 1 物理意义： ：蒸汽带入动叶栅的动能； ：蒸汽带出动叶栅的动能； ：蒸汽在动叶栅中因理 想焓降hb而造成的实际动能的增加。 2 1 2 G c 2 2 2 G c 22 21 2 () G ww (二二) 蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续） * )1 ( tmn hh 2 2 2 12 c h 量被下一级利用的余速能 ) 2 ( 2 0 0 * c hh tt 级余速动能的份额。：表示在本级利用上一 0 。被下一级所利用的份额：表示本级的余速动能 1 *2 )1 ( nn hh ) 2 ( 2 0 0 * c hh nn * tmb hh *2 )1 ( bb hh ) 2 ( 2 1 * w hh bb 2 2 2 2 c hc 级的轮周有效比焓降： 2 2 0 0 2 cbntu hhhh c h ）（3 级的热力过程线级的热力过程线 ( (二二) ) 蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续）蒸汽作用在动叶片上的力和轮周功率（续） a) a) 带反动度的冲动级带反动度的冲动级b) b) 纯冲动级纯冲动级 级的热力过程线级的热力过程线 级的轮周效率级的轮周效率 定义