第四节叶栅几何尺寸的确定

1、第四节 叶栅几何尺寸的确定叶栅的几何特性叶栅及叶型参数的选择反动度的选择喷嘴叶栅尺寸的确定动叶栅尺寸的确定汽轮机级动静叶栅的面积比第四节叶栅几何尺寸的确定叶栅定义布在一平面上。将基元级的环形叶栅展平面叶栅回转面上排列而成的；同的间隙和角度在同一由叶型相同的叶片以相叶栅；一列叶片排列为一整圈环形叶栅；和动叶栅组成的透平级叶高为无穷小的静叶栅在沿叶高的某一直径处基元级d /l10m直列叶栅径高比大于；第四节叶栅几何尺寸的确定 简化汽轮机级简化汽轮机级叶栅叶栅叶栅定义叶栅定义第四节叶栅几何尺寸的确定第四节叶栅几何尺寸的确定轴流式汽轮机叶栅的气动特性轴流式汽轮机叶栅的气动特性1、叶型几何参数、叶型几何

2、参数中弧线中弧线叶型型线诸内切圆中心的连线；叶型转折角叶型转折角 在中弧线两端点处切线间的夹角；弦长弦长b中弧线两端点的距离（投影长度）；叶型中弧线挠度叶型中弧线挠度f 弦长与中弧线上平行与弦长方向的切线之间的距离；B第四节叶栅几何尺寸的确定叶型最大厚度叶型最大厚度dmax：叶型诸内切圆的最大值；进出口缘厚度进出口缘厚度d1、d2:组成进出口圆直径组成进出口圆直径；相对出口缘厚度：相对出口缘厚度：d2/o; o为喉口最小截面。2、叶栅几何参数、叶栅几何参数s1g2g:B;tbbt叶栅节相邻叶型对应点之间的距离；安装角弦长方向与叶栅额线之间的夹角；轴向宽度：弦长在透平轴线上的投影；几何构造角、：

3、中弧线在两端点进出口缘的切线和叶栅额线方向的夹角叶栅相对节距叶栅稠度距t第四节叶栅几何尺寸的确定第一节 概 述动、静叶栅几何参数前缘点前额线后缘点后额线中弧线几何进口角汽流进口角几何出口角汽流出口角叶片安装角第四节叶栅几何尺寸的确定3、气流参数、气流参数11221k11111112222221211212 ia()()180()180(kkkokkoarcsiat 进出口角度： 、 、 、冲角：，负冲角，正冲角，零冲角出口角： （ ）可近似的写成：（ ）为气流的落后角，它取决于有效气流角和马赫数 。叶型转折角：气流转折能力：）第四节叶栅几何尺寸的确定对级的热力计算：二 叶栅及叶型参数的选择20

4、0ptpG、一般已知：mmdcn、选定：0寸。，喷嘴叶栅和动叶栅尺1p*12*01ppppbn，动叶喷嘴8 . 0MAn；一般确定喷嘴出口截面尺寸时，采用渐缩喷嘴，或）当亚音速：crbn1时，仍采用渐缩喷嘴，或）当跨音速：crbnd)4 . 03 . 0(214 . 18 . 0 MAn；一般、需计算时，采用缩放喷嘴，或）超音速：3 . 03bn。一般，根据喷嘴轴线光滑变化、需确定中间出口5 . 1minMAAA（一）叶栅类型的选择第四节叶栅几何尺寸的确定不同马赫数时冲动式叶栅和反动式叶栅的叶型 第四节叶栅几何尺寸的确定常用喷嘴及动叶叶型的基本几何特性 HQ-2TC-2A(B)出汽角2安装角s

5、第四节叶栅几何尺寸的确定（二）出汽角1和2的选择 1：影响到汽轮机的做功能力、效率及叶片高度 适当 1做功能力 、轮周效率 1过小 1、*2减小，使汽流在动叶栅中转折厉害 动叶损失增加在高压段 一般冲动级 1=110140 反动级 1=140200在低压级 1逐级增大，后面几级冲动级达200左右复速级中 为不使1、*2太小，1可取大些，130180 2：冲动级： 复速级：) 5 3 (001*2)53(001*2)105(00*21)87(001*2第四节叶栅几何尺寸的确定叶片高度l（三）叶片个数和高度的选择第四节叶栅几何尺寸的确定（三）叶片宽度的选择叶片制造工艺和通用性原则第四节叶栅几何尺寸

6、的确定第四节叶栅几何尺寸的确定三、 冲动级内反动度的选择 第四节叶栅几何尺寸的确定三、 冲动级内反动度的选择(续)rpe jd 选择原则：根部不漏汽也不吸汽。a) 根部反动度较大时：产生根部漏汽现象；b) 根部反动度很小或为负值时：产生根部吸汽现象；c) 根部反动度r=0.030.05时：不漏汽也不吸汽。 因为：泵浦效应 射汽抽汽效应ej=0.010.02 叶轮反动度220.07(1) ()bpbaludc 2411 0.25()dpAA 第四节叶栅几何尺寸的确定三、 冲动级内反动度的选择(续)r 选定后，采用等截面直叶片级反动度沿叶高的变化规律，ucr 常数规律：1 (1)()bbmrbdl

7、d 平均反动度1 (1)()bbtrbbdldl 顶部反动度第四节叶栅几何尺寸的确定渐缩喷嘴一)(四、喷嘴叶栅尺寸的确定喷嘴在圆周上的分布crn、亚音速流动1) 1 (11ttnnncGA0.93 0.950.94 0.98n：过热蒸汽，饱和蒸汽*1)1 (22tmnthhc)2(sin1又nnnnltzA 1sinnnta e采用部分进汽度如容积流量较小，喷嘴mnndtze11sinsin)2(mnnnnndeAtzAl式：由。代入，即可求得式的将nnlA) 1 (第四节叶栅几何尺寸的确定调节级喷嘴组（每组八个喷嘴）部分进汽的喷嘴组外形部分进汽的喷嘴组外形第四节叶栅几何尺寸的确定部分进汽度e

8、的选择部分进汽度e的选择原则：1)使叶栅的端部损失及部分进汽损失之和最小；2)考虑结构因素的影响。一般压力级：e=1 调节级：e1；e 0.8 但e 0.15 反动级：e=1时，时，特别是部分进汽损失：采用 15. 0ee损失会剧烈增加。第四节叶栅几何尺寸的确定缩放喷嘴示意图缩放喷嘴二)(crnnnnlaz*0*0648. 0)(RTpGAcrn喉部：crncrnnalz)()(Laacrn22tan006 12扩张角tntnncvGA11出口：1sinnnnltz第四节叶栅几何尺寸的确定五、动叶栅尺寸的确定222sinbbttbbldewGA2sinbbbdeAl nbnbllll来确定：根

9、据进口rtllnb：盖度t：顶部盖度r：根部盖度 因离心力的作用 tr 凝汽式汽轮机最末几级，lblb，=12150，但不能太大，否则汽流无法充满整个汽道。第四节叶栅几何尺寸的确定盖度的选择盖度过小：会使汽流撞击动叶栅而造成损失。 原因：制造和安装误差，运行时动静 部分变形不一致，汽流向外扩散等原因。盖度过大：使停滞的蒸汽被吸到动叶汽道中扰乱汽流。第四节叶栅几何尺寸的确定叶高与盖度之间的关系 第四节叶栅几何尺寸的确定六、 其他结构因素的确定（一）级的动静叶栅的面积比（二）级的轴向间隙与径向间隙第四节叶栅几何尺寸的确定叶栅，蒸汽流量全部流入了动假定由喷嘴叶栅流出的（一）级的动静叶栅的面积比:f则

10、动静叶栅出口面积比2211wcAAfnbmamatmtccchcc11)1 (21*11式中11221221222cos2ucuccwcwwamamt11221221cos21ucucccwcamma)1 (cos211)(11)(11211221mamamammcuccuccmmmamaxxwc11cos21112221第四节叶栅几何尺寸的确定根据热力学第一定律：dhdpdhdqn的关系：与速度系数多变过程指数n关系。之间存在着一定的函数与喷嘴速度系数多变过程指数n成正比，与实际焓降损失所产生的热量之间有摩擦，若此摩擦壁面及蒸汽汽流本身实际流动中蒸汽与汽道dhdqdhdqn1112)(222

11、121212121ccccchhttnnn而)(1)1 ()1 (pdkkdhdpnn损失系数：且在全流程中平均动能第四节叶栅几何尺寸的确定续）：的关系与速度系数多变过程指数(n)(1)1 ()1 (pdkkdhdpnn)()1 () 1(2pddpkdpkn0)11(2dppdkknn)11(nnkkn代入上式：将112n) 1)(1 (12kkn常数多变过程：np()0dnpdpkn ，12kn ，12 第四节叶栅几何尺寸的确定第四节叶栅几何尺寸的确定（二）级的轴向间隙与径向间隙 第四节叶栅几何尺寸的确定第四节叶栅几何尺寸的确定装有窄喷嘴的焊接隔板 第四节叶栅几何尺寸的确定小结本节的主要内容是计算级通流部分的主要尺寸，即喷嘴叶栅和动叶栅的出口高度。 (一)叶栅型式的选择选择好的叶栅型式，是取得较高级效率的主要保证，选择时应注意动、静叶栅的配对要求。(二)叶栅高度计算 叶栅出口高度是按流量连续性方程来确定的，因为动叶栅即为旋转的喷嘴叶栅，因此它们在高度计算公式中的各项具有一一对应性。第四节叶栅几何尺寸的确定 (三)叶高公式中几个主要参数的选择 1喷嘴出汽角11大小的选择与做功能力和叶型损失有关，按推荐值为好。1选的小，可使喷嘴出口高度