1.2蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程解析
蒸汽喷射器的工作原理
蒸汽喷射器的工作原理蒸汽喷射器是一种常用的工业设备，它利用蒸汽的高速流动来产生负压，实现吸入、喷射和混合等功能。
本文将详细介绍蒸汽喷射器的工作原理及其应用。
一、蒸汽喷射器的结构蒸汽喷射器主要由喷嘴、混合室和扩散器组成。
1. 喷嘴：喷嘴是蒸汽喷射器的核心部件，它负责将高速蒸汽喷射出来。
喷嘴通常由一个中心喷嘴和多个环形喷嘴组成，它们的结构设计旨在产生高速蒸汽流。
2. 混合室：混合室是蒸汽喷射器中的一个腔体，用于将喷射出的蒸汽与被吸入的流体混合。
混合室通常具有一个进口和一个出口，蒸汽和流体在进口处相互混合，然后通过出口排出。
3. 扩散器：扩散器位于混合室的出口处，其作用是将混合后的流体蒸汽扩散，降低速度和增加压力。
二、蒸汽喷射器的工作原理基于贝努利定律和连续性方程。
当高速蒸汽从喷嘴中喷射出来时，它会在喷嘴周围形成一个低压区域。
根据贝努利定律，流体在速度增加的地方压力会降低，因此周围的流体会被吸入喷嘴。
被吸入的流体与喷射出的蒸汽在混合室中相互混合，形成一个混合流。
混合流在扩散器中扩散，速度减慢，压力增加。
最终，通过扩散器的出口，混合流以较高的压力排出。
三、蒸汽喷射器的应用1. 蒸汽喷射真空泵：蒸汽喷射器可以用作真空泵，利用蒸汽的吸引力将气体抽出。
它广泛应用于化工、制药、食品等行业的真空抽取过程中。
2. 蒸汽喷射加热器：蒸汽喷射器可以用于加热液体或气体。
通过将蒸汽喷射到流体中，蒸汽的热量可以传递给流体，使其升温。
这种加热方式被广泛应用于工业生产中的加热过程。
3. 蒸汽喷射冷却器：蒸汽喷射器也可以用于冷却流体或气体。
通过将蒸汽喷射到流体中，蒸汽的热量可以带走流体的热量，使其冷却。
这种冷却方式常用于工业生产中的冷却过程。
4. 蒸汽喷射除尘器：蒸汽喷射器可以用于除尘。
通过将蒸汽喷射到含有颗粒物的气体中，蒸汽的冲击力和吸引力可以将颗粒物吸附和排除。
总结：蒸汽喷射器利用蒸汽的高速流动来产生负压，实现吸入、喷射和混合等功能。
蒸汽喷射器的工作原理
蒸汽喷射器的工作原理蒸汽喷射器是一种常用的工业设备，广泛应用于清洗、消毒、除尘、加热和加湿等领域。
它利用高速蒸汽的冲击力和热量来完成工作任务。
下面将详细介绍蒸汽喷射器的工作原理。
一、蒸汽产生蒸汽喷射器的工作原理首先涉及蒸汽的产生。
蒸汽通常通过加热水来产生，可以使用电加热器、燃气锅炉或其他加热设备。
当水被加热到一定温度时，水中的液态水分子开始蒸发，转化为气态水蒸汽。
二、蒸汽喷射蒸汽喷射是蒸汽喷射器的核心工作原理。
蒸汽从蒸汽发生器中产生后，通过管道输送至喷射器中。
在喷射器内部，蒸汽与进入喷射器的液体或气体混合，形成高速喷射流。
三、喷射原理蒸汽喷射器的喷射原理基于贝努利定律和连续性方程。
当蒸汽通过喷射器的喷嘴时，由于喷嘴的形状和设计，蒸汽速度会增加，压力会降低。
根据贝努利定律，速度增加时，压力会降低。
这种压力差会产生一个负压区域，使得周围的液体或气体被吸入喷射器中。
四、冲击效应蒸汽喷射器利用高速蒸汽的冲击力来完成工作任务。
当高速蒸汽与进入喷射器的液体或气体混合时，蒸汽的动能会转化为冲击能，产生冲击力。
这种冲击力可以用来清洗、消毒、除尘等。
五、热效应蒸汽喷射器的另一个重要工作原理是热效应。
蒸汽具有高温，当蒸汽与物体接触时，会传递热量给物体，使其加热或融化。
这种热效应可以用来加热、加湿等。
六、节能效果蒸汽喷射器具有良好的节能效果。
蒸汽在喷射过程中会发生冷凝，释放出潜热。
这些潜热可以用来加热水或其他介质，实现能量的回收和再利用。
此外，蒸汽喷射器的工作原理本身也具有高效能的特点，能够在较短的时间内完成工作任务。
七、应用领域蒸汽喷射器广泛应用于工业领域，包括清洗、消毒、除尘、加热和加湿等。
例如，在清洗领域，蒸汽喷射器可以用来清洗汽车、地板、墙壁等表面，能够高效去除污垢和细菌。
在消毒领域，蒸汽喷射器可以用来消毒医疗设备、食品加工设备等，能够有效杀灭细菌和病毒。
在加热领域，蒸汽喷射器可以用来加热水或其他介质，用于加热锅炉、加热系统等。
汽轮机原理 第二章 汽轮机级内能量转换过程
度 c 上升， p 下降，在某一截面上汽流速度 c=a ， Ma=1 ，此状态叫临
界状态，此截面叫喉部。临界压力p1c，临界速度c1c。 临界压力p1c与滞止压力p00之比，叫临界压比ε
p1c 2 kk nc 0 ( ) 1 p0 k 1
nc
。
p0 c0
喉部 p1 p1c c1c Y 临界状态
汽轮机原理
第二章 汽轮机级内能量转换过程
第二章 汽轮机级内能量转换过程
•第一节 汽轮机级的基本概念 •第二节 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程
•第三节 级的轮周功率和轮周效率
•第四节 叶栅的气动特性 •第五节 级内损失和级的相对内效率
•第六节 级的热力设计原理
•第七节 扭叶片级
第二章 汽轮机级内能量转换过程
第二节 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程 (3）影响速度系数因素分析：
2.1 蒸汽在喷嘴中的流动过程
喷嘴宽度Bn＝55mm
喷嘴宽度Bn ＝80mm
从上试验图得出： ① 喷嘴速度系数在0.92～0.98之间，设计时取 0.97，另考虑叶高损失。 ② ln<15mm时，φ值剧烈下降，所以保证ln>15mm； ln > 100 mm时， φ值基本 上不随ln变化。
m 0.05 ~ 0.30
反动级： 反动度 m 0.5 的级称反动级 复速级： 由固定的喷嘴、导叶和安装在同一叶轮上的两列动叶组成的 级称为复速级
第一节 汽轮机级的基本概念 纯冲动级 反动度 m 0 级称纯冲动级
1.3 级的类型和特点
特点：
①只在喷嘴中膨胀，在动叶中不膨 胀，只改变流动方向；
w
c1
第一节 汽轮机级的基本概念
第一章 汽轮机级的工作原理-第二节 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程
第二节 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程在第一节中介绍了级的工作过程。
本节主要分析蒸汽流经喷嘴和动叶通道过程中，对级的工作特性有重要影响的通流特性、通流能力和流动效率问题。
一、蒸汽在喷嘴中的膨胀过程(一)喷嘴出口汽流速度蒸汽在喷嘴通道中的理想膨胀过程如图1.1.4中的线段01’所示。
当喷嘴前的蒸汽参数及初速0c 为已知时，则 02000002c c h h h h δ=+=+ (1.2.1) 将式(1．2．1)代入式(1．1．16)，因为喷嘴是固定的，不对外做功，w=0,则喷嘴理想出口速度1t c 为1t c ====理想气体在等比熵膨胀过程中的比焓差可表示为 000001010011()()11t t t h h R T T p v p v κκκκ-=-=--- (1.2.3)将式(1．2．3)代入式(1．2．2)得1t c = (1.2.4) 或1t c =式中，010n p p ε=,称为喷嘴压比，即喷嘴后的压力与喷嘴前的滞止压力之比。
式(1．2．2)用于喷嘴的计算，它表示喷嘴汽流理想速度的大小取决于喷嘴的滞止理想比焓降。
式(1．2．5)常用于理论分析．它表明影响喷嘴出口速度的因素。
在给定蒸汽性质和初态的情况下，1t c 仅是压比的单值函数。
在喷嘴的实际流动过程中。
蒸汽粘性所产生的摩擦等损失使蒸汽出口速度由1t c 减小为1c 即11==t c c ϕ式中,ϕ称为喷嘴速度系数。
由它可求出实际流动过程中的喷嘴动能损失，即喷嘴损失，其值为 22222011111222t t n n c c c h h δϕϕ=-=-=-∆（）（） (1.2.7) 影响喷嘴速度系数ϕ的因素多(如喷嘴高度、叶型、汽道形状、压比及表面粗糙度等)而复杂，很难用理论计算精确求得，一般由试验确定。
ϕ与叶片高度n l 关系密切，故实验数据常绘制为ϕ随n l 的变化曲线，如图1．2．1 所示。
由图可见，当喷嘴高度n l ＞100mm 时，ϕ值基本上不再随n l 而变化；当n l ＜12~15mm 时，ϕ值剧烈下降。
蒸汽喷射器的工作原理
蒸汽喷射器的工作原理蒸汽喷射器是一种常用的工业设备，广泛应用于清洁、消毒、加热和加湿等领域。
它利用蒸汽的高速流动来产生负压，从而实现吸入和喷射液体的功能。
下面将详细介绍蒸汽喷射器的工作原理。
一、蒸汽喷射器的组成部份蒸汽喷射器由喷嘴、混合室、节流装置和排气装置等组成。
1. 喷嘴：喷嘴是蒸汽喷射器的核心部件，负责将蒸汽和液体混合并喷射出去。
喷嘴通常由多个孔洞组成，通过控制蒸汽的流量和速度来调节喷射效果。
2. 混合室：混合室是将蒸汽和液体混合的空间，通常位于喷嘴的后部。
在混合室中，蒸汽的高速流动会将液体带入，并与蒸汽充分混合。
3. 节流装置：节流装置用于控制蒸汽的流量和速度，以达到所需的喷射效果。
常见的节流装置包括节流孔、节流阀等。
4. 排气装置：排气装置用于将喷射后的混合物排出，通常是通过排气管道或者排气阀实现。
二、蒸汽喷射器的工作原理可以分为吸入阶段和喷射阶段两个过程。
1. 吸入阶段：当蒸汽进入喷嘴时，由于喷嘴的形状和节流装置的限制，蒸汽会产生高速流动，形成负压区域。
负压会将周围的液体吸入混合室，与蒸汽混合。
2. 喷射阶段：混合后的蒸汽和液体味从喷嘴的出口喷射出去。
由于蒸汽的高速流动和喷嘴的设计，混合物会形成高速的喷射流。
喷射流的速度和方向可以通过调节蒸汽流量和喷嘴角度来控制。
三、蒸汽喷射器的应用领域蒸汽喷射器由于其简单、可靠、高效的特点，被广泛应用于各个领域。
1. 清洁和消毒：蒸汽喷射器可以利用高温高压的蒸汽来清洁和消毒各种表面，如地板、墙壁、家具、设备等。
蒸汽的高温可以有效杀灭细菌和病毒，同时不需要使用化学清洁剂，对环境友好。
2. 加热和加湿：蒸汽喷射器可以利用蒸汽的高温来加热和加湿空气。
在冬季，蒸汽喷射器可以提供温暖的空气，增加室内的舒适度。
在干燥的环境中，蒸汽喷射器可以增加空气中的湿度，有利于人体健康。
3. 工业应用：蒸汽喷射器在工业领域也有广泛的应用。
例如，在石油化工行业，蒸汽喷射器可以用于清洗和维护设备；在食品加工行业，蒸汽喷射器可以用于杀菌和蒸煮食品。
第一章§2 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程
c1 t 2
2 2
实际喷嘴出口速度：
2 hn
*
2 hn c 0
2
2
s
喷嘴损失： 喷嘴损失系数：
hn
c1
(1 )
2
c1 t 2
2
(1 ) h n
2
*
n
hn
hn
*
c1 t 2
2
c1 t 2
， n
1t
喷嘴和动叶的流量系数
第二节
蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程
一、蒸汽在喷嘴中的膨胀过程
4、喷嘴的通流能力
过热蒸汽：
n 0 . 93 0 . 98
n 1 1t
, 取：
v 1t v1
n
0 . 97
?
喷嘴流量系数
一般绝热过程，流动损失加热了蒸汽， 使蒸汽的排汽比焓增加，
第二节
蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程
一、蒸汽在喷嘴中的膨胀过程
P0* 0* p0
* h Δhn
1、喷嘴出口汽流速度 在喷嘴中实际流动工质是蒸汽，有黏性，有 阻力，要考虑由于黏性存在所造成的速度下降。
引入喷嘴速度系 ：
c 式中：1
0 Δhn
t0
c1 c 1t
p1
1 1t
－喷嘴实际出口速度； c 1t －喷嘴理想出口速度。
2k
*
*
Gt
G 当 n 1 ，喷嘴前后压力相等， t 0
；
压比 n 减小，G t 增加； 当 n cr ， G t 最大，为( G t ) cr； 当 n 继续减小，G t 逐渐减小； 当 n 0 ，G t 0 。 但实验证明：只要喷嘴前后存在压 力差，喷嘴流量是不会等于零的。
蒸汽喷射器的工作原理
蒸汽喷射器的工作原理蒸汽喷射器是一种常用的工业设备，它利用高压蒸汽的能量来产生喷射力，用于清洁、消毒、加热、蒸发等各种工业应用。
下面将详细介绍蒸汽喷射器的工作原理。
一、蒸汽喷射器的基本构造蒸汽喷射器主要由喷嘴、混合器、蒸汽供应系统和控制系统等组成。
1. 喷嘴：喷嘴是蒸汽喷射器的核心部件，它通过喷嘴的特殊结构将高压蒸汽转化为高速喷射流。
喷嘴通常由一个入口、一个中间节流部分和一个出口组成。
2. 混合器：混合器用于将高速喷射流与外部介质混合，实现所需的工艺要求。
混合器通常由一个进口、一个中间混合区和一个出口组成。
3. 蒸汽供应系统：蒸汽供应系统提供高压蒸汽作为喷射流的能源。
蒸汽通常从锅炉或蒸汽发生器中产生，并通过管道输送到喷嘴。
4. 控制系统：控制系统用于控制蒸汽喷射器的工作参数，如蒸汽压力、喷射流量等。
控制系统通常由压力传感器、流量计、阀门等组成。
二、蒸汽喷射器的工作原理可以分为三个步骤：蒸汽喷射、混合和扩散。
1. 蒸汽喷射：高压蒸汽通过喷嘴的中间节流部分进入喷嘴，由于节流效应，蒸汽的速度增加，同时压力降低。
蒸汽经过喷嘴出口形成高速喷射流。
2. 混合：高速喷射流进入混合器，与外部介质（例如水、空气等）混合。
混合的过程中，喷射流的动能转化为混合流的动能，从而产生喷射力。
3. 扩散：混合流经过混合器的出口，喷射流的速度逐渐减小，同时喷射流与外部介质的速度也逐渐增加。
这个过程称为扩散，扩散过程中的动能转化为外部介质的动能。
三、蒸汽喷射器的应用蒸汽喷射器具有广泛的应用领域，下面介绍几个常见的应用场景。
1. 清洁和消毒：蒸汽喷射器可用于清洁和消毒各种设备和表面，如工业设备、餐具、医疗器械等。
高温高压的蒸汽能够有效杀灭细菌和病毒，同时去除污垢和油脂。
2. 加热和蒸发：蒸汽喷射器可用于加热和蒸发液体，如加热锅炉、加热水槽等。
蒸汽的高温和高热容量使其成为一种高效的加热介质。
3. 空调和制冷：蒸汽喷射器可用于空调和制冷系统中的蒸发器和冷凝器。
汽轮机基本工作原理简介
汽轮机基本工作原理简介通流部分－汽轮机本体做功汽流通道称为汽轮机的通流部分，它包括主汽门，导管，调节汽门，进汽室，各级喷嘴和动叶及汽轮机的排汽管。
汽轮机的级－是由一列喷嘴叶栅和其后紧邻的一列动叶栅构成的工作单元。
级的工作过程－蒸汽在喷嘴中降压增速，热力学能转变为汽流的动能；在动叶中一方面继续降压增速，热力学能转变为汽流的动能，另一方面汽流在动叶中改变运动方向，将动能转换成转子的旋转机械能。
前者属于反动能，后者属于冲动能级的工作过程蒸汽膨胀增速的条件－－是有合理的汽流通道结构，另一是蒸汽需具有一定的可用热能且有压差存在速度三角形：C:汽流的绝对速度 W:相对速度 U:圆周速度:旋转平面与 W 的夹角:旋转平面与 C 的夹角动叶进口速度三角形 ： W1=C1－u动叶出口速度三角形： W2=C2+u热力过程分析热力过程线――蒸汽在动、静叶栅中膨胀过程在h-s 图上的表示。
滞止参数－-相对于叶栅通道速度为零的气流热力参数。
用后上标为”0”来表示。
βα反动度——或反动率,表征蒸汽在动叶通道中的膨胀程度,定义为动叶中的理想焓降与级的等熵绝热焓降之比,用Ω来表示。
即：00b m tn bh h hh h ∆∆Ω=≈∆∆+∆级的类型和特点纯冲动级――Ω＝０,汽流在动叶通道中不膨胀。
●结构特点：动叶为等截面通道；●流动特点：动叶进出口处压力和汽流的相对速度相等。
因压降主要●发生在静叶栅通道中,故又称为压力级。
反动级――Δhn=Δhb=Δht，动静叶中焓降相等.●结构特点：动、静叶通道的截面基本相同；●流动特点：动、静叶中增速相等.冲动级――膨胀主要发生于喷嘴中,一般Ω＝0.05～0.30复速级――由固定的喷嘴叶栅、导向叶栅和安装在同一叶轮上的两列动叶栅所组成的级称为复速级，又称双列速度级。
级的轮周功率和轮周效率轴向蒸汽的轴向力应是汽流轴向力、压差力的总和。
设动叶压差作用有效面积为Az ，则总的轴向力轴向力使汽轮机转子轴向产生移动，故采用轴向推力轴承对转子作轴向定位。
第一章§2 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程
，在湿蒸汽膨胀过程中， 其温度不断下降，蒸汽不断凝 结。在通过饱和线以后，湿蒸 汽区域内随蒸汽的膨胀，蒸汽 中应该不断地分离出水滴。
实际密度 1 ，反而大于理想密度 1。 t
但是，静叶片中蒸汽流
动速度大
停留时间极短来不及析出水滴
过冷现象（过饱和现象）
水滴的汽化潜热未能释 放出来加热汽流，因而 汽流的实际温度较低。
， n
1t
喷嘴和动叶的流量系数
第二节
蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程
一、蒸汽在喷嘴中的膨胀过程
4、喷嘴的通流能力
过热蒸汽：
n 0 . 93 0 . 98
n 1 1t
, 取：
v 1t v1
n
0 . 97
?
喷嘴流量系数
一般绝热过程，流动损失加热了蒸汽， 使蒸汽的排汽比焓增加，
第二节
蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程
一、蒸汽在喷嘴中的膨胀过程
P0* 0* p0
* h Δhn
1、喷嘴出口汽流速度 在喷嘴中实际流动工质是蒸汽，有黏性，有 阻力，要考虑由于黏性存在所造成的速度下降。
引入喷嘴速度系 ：
c 式中：1
0 Δhn
t0
c1 c 1t
p1
1 1t
－喷嘴实际出口速度； c 1t －喷嘴理想出口速度。
由能量方程： h 0
c0 2
2
h1
c1
2
W
* h Δhn
P0* 0* p0 0 Δhn 1
2
t0
p1
写出0*，0，1，1t 四个位置能量平衡方程。
c0 2
2
h0 h0
*
蒸汽喷射器的工作原理
蒸汽喷射器的工作原理蒸汽喷射器是一种常用的工业设备，用于产生高速喷射的蒸汽流，以完成各种工业过程。
它的工作原理基于蒸汽的压缩和喷射原理，下面将详细介绍其工作原理。
一、蒸汽喷射器的基本构造蒸汽喷射器主要由喷嘴、蒸汽供应系统和冷却系统组成。
1. 喷嘴：喷嘴是蒸汽喷射器的核心部件，通常由一个进口、一个出口和一个中间的喷嘴节构成。
进口处连接蒸汽供应系统，出口处产生高速喷射的蒸汽流。
2. 蒸汽供应系统：蒸汽供应系统主要由蒸汽发生器、蒸汽调节阀和蒸汽输送管道组成。
蒸汽发生器负责产生高温高压的蒸汽，蒸汽调节阀用于调节蒸汽的压力和流量，蒸汽输送管道将蒸汽输送到喷嘴。
3. 冷却系统：冷却系统用于冷却喷射后的蒸汽流，防止喷射后的蒸汽对环境造成过热和污染。
冷却系统通常由冷却水供应系统和冷却器组成。
二、蒸汽喷射器的工作过程蒸汽喷射器的工作过程可以分为三个阶段：压缩阶段、喷射阶段和混合阶段。
1. 压缩阶段：在压缩阶段，蒸汽从蒸汽发生器进入喷嘴的进口处。
当蒸汽进入喷嘴节时，由于喷嘴节内部的几何形状，蒸汽流被迫收缩，形成一个高速的蒸汽射流。
2. 喷射阶段：在喷射阶段，高速喷射的蒸汽流通过喷嘴的出口，与周围的空气或其他物质发生相互作用。
这种相互作用可以产生冷却、加热、混合等效应，用于完成各种工业过程，如蒸汽增压、液体混合、气体吸附等。
3. 混合阶段：在混合阶段，喷射后的蒸汽流与周围环境相互作用，逐渐冷却和扩散。
冷却系统中的冷却器通过冷却水将蒸汽冷却至可接受的温度，同时将剩余的热量带走。
最终，蒸汽流与周围环境完全混合，完成整个工作过程。
三、蒸汽喷射器的应用领域蒸汽喷射器由于其简单、可靠、高效的特点，在许多领域得到广泛应用。
1. 能源工业：蒸汽喷射器可用于增压蒸汽，提高锅炉的燃烧效率，节约能源。
2. 化工工业：蒸汽喷射器可用于液体混合、气体吸附等过程，在化工生产中发挥重要作用。
3. 环保工业：蒸汽喷射器可用于废气处理、废水处理等环保工艺，减少污染物排放。
第一章 汽轮机级的工作原理-第二节 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程
第二节 蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程在第一节中介绍了级的工作过程。
本节主要分析蒸汽流经喷嘴和动叶通道过程中，对级的工作特性有重要影响的通流特性、通流能力和流动效率问题。
一、蒸汽在喷嘴中的膨胀过程(一)喷嘴出口汽流速度蒸汽在喷嘴通道中的理想膨胀过程如图1.1.4中的线段01’所示。
当喷嘴前的蒸汽参数及初速0c 为已知时，则 02000002c c h h h h δ=+=+ (1.2.1) 将式(1．2．1)代入式(1．1．16)，因为喷嘴是固定的，不对外做功，w=0,则喷嘴理想出口速度1t c 为1t c ====理想气体在等比熵膨胀过程中的比焓差可表示为 000001010011()()11t t t h h R T T p v p v κκκκ-=-=--- (1.2.3)将式(1．2．3)代入式(1．2．2)得1t c = (1.2.4) 或1t c =式中，010n p p ε=,称为喷嘴压比，即喷嘴后的压力与喷嘴前的滞止压力之比。
式(1．2．2)用于喷嘴的计算，它表示喷嘴汽流理想速度的大小取决于喷嘴的滞止理想比焓降。
式(1．2．5)常用于理论分析．它表明影响喷嘴出口速度的因素。
在给定蒸汽性质和初态的情况下，1t c 仅是压比的单值函数。
在喷嘴的实际流动过程中。
蒸汽粘性所产生的摩擦等损失使蒸汽出口速度由1t c 减小为1c 即11==t c c ϕ式中,ϕ称为喷嘴速度系数。
由它可求出实际流动过程中的喷嘴动能损失，即喷嘴损失，其值为 22222011111222t t n n c c c h h δϕϕ=-=-=-∆（）（） (1.2.7) 影响喷嘴速度系数ϕ的因素多(如喷嘴高度、叶型、汽道形状、压比及表面粗糙度等)而复杂，很难用理论计算精确求得，一般由试验确定。
ϕ与叶片高度n l 关系密切，故实验数据常绘制为ϕ随n l 的变化曲线，如图1．2．1 所示。
由图可见，当喷嘴高度n l ＞100mm 时，ϕ值基本上不再随n l 而变化；当n l ＜12~15mm 时，ϕ值剧烈下降。
汽轮机的工作原理(2)
或
蒸汽对动叶片的总作用力Fb为：
Fb Fu2 Fz2
⒉ 轮周功率
• 概念：单位时间内蒸汽推动叶轮旋转所作 出的机械功称为轮周功率。 注意点：1kg蒸汽产生的轮周功Wu等于 级的轮周有效比焓降Δhu。 • 计算式
hnζ
1 2 1 2 2 * (c1t c1 ） c1t (1 2 ) (1 2 )hn 2 2
喷嘴损失与喷嘴理想焓降之比称为喷嘴能量损失系数，用 n 表示
n
hn
h
* n
1
2
• 影响速度系数的因素有：喷嘴高度、叶型、汽 道形状、表面粗糙度、前后压力等。 • 速度系数与叶高的关系曲线如下图：
2、级内能量转换过程：
具有一定压力、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。
3、冲动级：
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、流出动叶通道时其动能的变化量。 而这种级称为冲动级。
4、反动级：
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。
hb
二、级的反动度
蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想 焓降hb， 和在整个级的滞止理想焓 降ht* 之比，即
蒸汽喷射器的工作原理
蒸汽喷射器的工作原理蒸汽喷射器是一种常用的加热设备，广泛应用于工业生产、能源转换和环境控制等领域。
它利用蒸汽的高温和高压，通过喷射作用将能量传递给被加热物体，实现加热、清洗、干燥等功能。
下面将详细介绍蒸汽喷射器的工作原理。
一、基本原理蒸汽喷射器的工作原理基于贝努利定律和连续性方程。
当蒸汽通过喷嘴的狭窄通道时，其速度会增加，而压力会降低。
根据贝努利定律，速度增加时，压力就会降低。
这种速度和压力的变化会导致喷嘴周围的环境气体被吸入，并与蒸汽混合形成高速气流。
二、工作过程蒸汽喷射器的工作过程可以分为三个阶段：混合阶段、加速阶段和扩散阶段。
1. 混合阶段：在喷嘴入口处，蒸汽以高速进入喷嘴，同时周围空气被吸入形成混合气流。
蒸汽和空气的混合比例取决于喷嘴的结构和工作条件。
2. 加速阶段：混合气流在喷嘴的狭窄通道中加速，蒸汽的速度增加，同时压力降低。
这种速度和压力的变化会导致混合气流的能量增加。
3. 扩散阶段：加速的混合气流通过喷嘴的扩散段，速度逐渐减小，压力逐渐增加。
在扩散段末端，混合气流的速度减小到与周围环境相等，压力恢复到与环境相等。
这样，混合气流就会以高速喷射出来，实现能量传递。
三、应用领域蒸汽喷射器具有以下几个主要的应用领域：1. 加热和蒸发：蒸汽喷射器可以将蒸汽的热能传递给被加热物体，实现加热和蒸发的目的。
例如，在工业生产中，蒸汽喷射器可以用于加热锅炉、加热水、加热化学反应器等。
2. 清洗和除尘：蒸汽喷射器可以产生高速气流，用于清洗和除尘。
例如，在工业设备维护中，蒸汽喷射器可以用于清洗管道、清洗机械设备表面等。
3. 干燥和脱水：蒸汽喷射器可以通过传递热能，将物体表面的水分蒸发，实现干燥和脱水的目的。
例如，在食品加工中，蒸汽喷射器可以用于干燥食品、脱水蔬菜等。
4. 环境控制：蒸汽喷射器可以用于调节室内湿度和温度。
例如，在温室种植中，蒸汽喷射器可以用于增加湿度和提供适宜的温度条件。
四、优势和局限性蒸汽喷射器相比其他加热设备具有以下优势：1. 高效节能：蒸汽喷射器利用蒸汽的高温和高压，能够快速传递热能，提高加热效率，节约能源。
蒸汽喷射器的工作原理
蒸汽喷射器的工作原理蒸汽喷射器是一种常用的工业设备，其工作原理基于蒸汽的力学特性和喷射原理。
本文将从引言概述、正文内容和总结三个方面详细阐述蒸汽喷射器的工作原理。
引言概述：蒸汽喷射器是一种利用高速蒸汽产生负压来实现各种工艺过程的设备。
它广泛应用于石油化工、电力、冶金等行业，具有高效、节能等优点。
了解蒸汽喷射器的工作原理对于正确使用和维护该设备至关重要。
正文内容：1. 基本原理：1.1 蒸汽喷射器的结构：蒸汽喷射器由喷嘴、扩散器和吸气装置组成。
喷嘴通过高速喷射蒸汽产生负压，扩散器用于增大负压区域，吸气装置用于将被处理的介质引入喷射器。
1.2 蒸汽喷射器的工作过程：当蒸汽通过喷嘴喷射时，由于喷嘴的形状和速度，蒸汽会形成高速流动，产生负压。
负压引起周围空气或者其他介质的吸入，从而实现蒸汽喷射器的工作。
2. 能量转换：2.1 蒸汽的动能转换：蒸汽喷射器利用蒸汽的动能来产生负压，从而实现吸入其他介质。
蒸汽的高速流动能量转化为负压，产生吸引力。
2.2 能量耗散：蒸汽喷射器中，蒸汽的高速流动会导致能量的耗散，因此需要根据实际需求进行能量补充，以保证蒸汽喷射器的正常工作。
3. 蒸汽喷射器的应用：3.1 真空系统：蒸汽喷射器可以用于真空系统中，通过产生负压来实现气体的抽取和排放，从而维持系统的正常工作。
3.2 混合系统：蒸汽喷射器可以用于混合系统中，将两种或者多种介质混合，实现化学反应或者物质的处理。
3.3 蒸发系统：蒸汽喷射器可以用于蒸发系统中，通过产生负压将液体加热并蒸发，实现物质的分离和浓缩。
4. 控制与维护：4.1 控制系统：蒸汽喷射器需要配备相应的控制系统，用于调节蒸汽的流量、压力和温度，以满足不同工艺过程的需求。
4.2 维护与清洁：蒸汽喷射器的长期使用会导致喷嘴和扩散器积聚污垢，影响工作效率。
定期清洁和维护是确保蒸汽喷射器正常工作的重要措施。
总结：综上所述，蒸汽喷射器是一种利用高速蒸汽产生负压来实现各种工艺过程的设备。
汽轮机原理教材1
第一章 汽轮机级的工作原理第一节 概 述汽轮机本体中作功汽流的通道称为汽轮机的通流部分。
它包括主汽门、调节汽门、导管、进汽室、各级喷嘴和动叶及汽轮机的排汽管。
现代电站汽轮机均为多级汽轮机，由若干级组成。
由一列喷嘴叶栅和其后紧邻的一列动叶栅构成的工作单元称为汽轮机的级。
因为汽轮机的热功转换是在各 个级内进行的，所以研究级的工作原理是掌握整个汽轮 机工作原理的基础。
一、级的工作过程图1.1.1为某一冲动式汽轮机级的示意图。
喷嘴叶 片安装在隔板体上，动叶片安装在叶轮的外缘上。
喷嘴前截面用0—0表示，喷嘴叶栅和动叶栅之间的截面用l —l 表示，动叶后截面用2—2表示。
这三个截面通常称为级的特征截面或计算截面。
各截面上的汽流参数分 别注以下标0 ， 1和2，如0p 、1p 和2p ，分别表示喷嘴前、喷嘴后和动叶后的蒸汽压力。
在喷嘴通道内，蒸汽由压力0p 膨胀到1p ，温度由0t 下降到1t ，汽流速度相应地由0c 升到1c 。
可见，蒸汽从四嘴的进口到出口实现了由热能向动能的转换。
高速流动的蒸汽由喷嘴出口进入动叶时，给予动叶以冲动力i F 。
通常汽流在动叶槽道中继续膨胀，并转变方向，当汽流离开动叶槽道时，它给叶片以反动力r F (见图1．1．2)，这两个力的合力，推动动叶带动叶轮和轴旋转，作出机械功。
动叶以转速n 绕汽轮机轴旋转，用u 表示动叶平均直径b d 处(即1/2叶高处，见图(1.1.1)的圆周速度，其大小为（1.1.1）其方向为动叶运动的圆周方向。
由于动叶以圆周速度u 运动，所以，以1c 表示的喷嘴出口汽流的绝对速度，是以相对速度1w 进入动叶的。
1c ,u 与1w 构成动叶进口速度三角形，如 图1．1．3（a ）所示，即1w =1c u - （1.1.2） 汽流以相对速度2w 离开动叶，由于动叶以圆周速度u 运动，所以动叶出口汽流的绝对速度是2c 。
2w , u 与2c 构成动叶出口速度三角形，如图1．1．3(a)所示，即2c =2w u - （1.1.3）图中ß表示叶轮旋转平面与相对汽流速度的夹角，ą表示叶轮旋转平面与绝对汽流速度的夹角。
蒸汽喷射器的工作原理
蒸汽喷射器的工作原理蒸汽喷射器是一种常用的工业设备，广泛应用于清洗、消毒、加热和加湿等领域。
它利用高压蒸汽的能量来产生高速喷射流，实现所需的工作效果。
本文将详细介绍蒸汽喷射器的工作原理，并探讨其应用和优势。
一、蒸汽喷射器的组成蒸汽喷射器通常由以下几个部份组成：1. 蒸汽源：蒸汽喷射器的工作原理基于高压蒸汽，因此需要一个稳定的蒸汽源。
常见的蒸汽源包括锅炉、蒸汽发生器或者其他蒸汽供应设备。
2. 喷嘴：喷嘴是蒸汽喷射器中最关键的部份之一。
它通过特殊的设计和结构，将高压蒸汽转化为高速喷射流。
喷嘴通常由进口、出口、喷嘴喉和喷嘴喉口等部份组成。
3. 控制阀：控制阀用于调节蒸汽喷射器的工作压力和流量。
通过控制阀，可以实现对喷射流的精确控制，以适应不同的工作需求。
4. 喷嘴附件：为了进一步优化蒸汽喷射器的工作效果，通常会配备一些附件，例如喷嘴扩散器、喷嘴角度调节器和喷嘴过滤器等。
二、蒸汽喷射器的工作原理基于贝努利定律和连续性方程。
当高压蒸汽通过喷嘴的进口流过时，由于喷嘴内径的减小，流体速度将增加。
根据贝努利定律，流体速度的增加将导致压力的降低。
同时，根据连续性方程，流体的质量流量在不同截面上保持不变，即质量流量=密度×速度×截面积。
因此，当蒸汽通过喷嘴的喉部时，由于速度增加，压力降低，从而形成负压区域。
在这个负压区域内，周围的液体或者气体将被吸入，并与高速蒸汽混合。
混合后的流体通过喷嘴的出口喷出，形成高速喷射流。
三、蒸汽喷射器的应用蒸汽喷射器具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：1. 清洗：蒸汽喷射器可以通过高速喷射流将污垢和油脂从表面彻底清除，适合于各种设备和设施的清洗工作。
2. 消毒：高温高压的蒸汽可以有效杀灭细菌和病毒，因此蒸汽喷射器常用于医疗、食品加工和公共卫生等领域的消毒工作。
3. 加热：蒸汽喷射器可以通过喷射高温蒸汽来加热物体或者介质，例如加热水、加热油和加热空气等。
4. 加湿：蒸汽喷射器可以通过喷射蒸汽来增加空气中的湿度，适合于干燥环境中的加湿需求。
蒸汽喷射器工作原理
蒸汽喷射器工作原理蒸汽喷射器蒸汽喷射器是以蒸汽为动力实现工程需要的器件,它不用电力,没有移动与转动机件,系统简单,工作可靠,故使用广泛。
一工作原理:蒸汽喷射器把高压蒸汽的势能通过喷咀形成高速动能,带动吸引低压蒸汽在喷射器混合段充分混和,降速,升压,供生产之需。
二结构介绍:喷射器结构主要有两大部分:1.喷咀:高压蒸汽通过喷咀形成高速射流, 喷咀的形状,尺寸根据蒸汽性质(过热汽还是饱和汽)及蒸汽在喷咀中的压降来计算,当喷咀的压降过热汽为初压的45.5%以上。
饱和汽为初压的42.3%以上。
喷咀做成拉伐尔喷咀,否则喷咀为锥形,材料採用1Cr18Ni9T i2.喷射器混合段: 高,低压两股汽在此管内先进入,次混和均匀,后降速增压。
所以混合段有前,中,后三段,作用不同。
形状有别,通过总流量来设计其尺寸(直径与长度)最终合成所需压力的蒸汽。
连结上二者的机件称汽室,使二件保持合理的距离,具有一定空间。
蒸汽喷射器的材质常用20#优质碳素钢。
三使用范围:1. 蒸汽喷射增压器:能量较高的高温高压蒸汽经喷咀高速射流吸引低压蒸汽混合成工艺所需温度与压力的(中压)蒸汽供生产使用。
这是解决工艺需要的一种较节能的形式(相对减温减压器而言),也比较方便。
有一种叫作二次蒸汽回收器的设备也属此类型。
2.蒸汽喷射热水器:通过蒸汽射流吸引一定量冷水加温到所需温度,并送到需要的场所,可以用于供暖和生活用水。
3.蒸汽喷射真空器:通过蒸汽射流,抽出容器内的空气,使容器具有一定的真空。
如汽轮机轴封抽气器,防止汽机向外漏汽,并回收热量与工质。
又如使大型循环水泵吸水段抽真空引来低位水流之水。
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（二）喷嘴中蒸汽参数、流速与等比熵比焓 降之间的关系 如图1.2.3所示。 当等比熵焓将降达到临界值时，喷嘴通道截 面积最小，此处是临界截面，此处的蒸汽流速 等于当地音速。 由于喷嘴内沿汽流方向的流通各截面处蒸汽 的温度逐渐降低，故音速也逐渐降低。蒸汽的 压力沿喷嘴流道是逐渐降低的，汽流速度是逐 渐增大的。 蒸汽比容是逐渐增大的。
7
0 c1 c1t 2hn
由它可求出实际流动过程中的喷嘴动能损失， 即喷嘴损失：
2 c0 c12t 2 hn (1 2 ) 1 2 hn 2 2 2
c12t
0 2 hn 是喷嘴实际出口动能，因此 2Fra bibliotek也称为
喷嘴效率。
8
蒸汽在喷嘴中的膨胀过 程如左图所示。 在其出口，喷嘴的实际 汽流速度c1比理想速度 c1t要小，所损失的动能 又重新转变为热能，在 等压下被蒸汽吸收，比 熵增加，使喷嘴出口汽 流的比焓值升高。因此， 蒸汽在喷嘴内的实际膨 胀过程不再按等比熵线 进行，而是一条熵增曲 线。
0 2(h0 h1t )
2 0
2 0 2hn c0 2hn
2
若用初始状态参数计算（无H-S图的情况下用此表达式计算）
c p cv R cp cv k
pv k const h c pT k k RT pv k 1 k 1 2 c12t c 0 k h0 h1t ( p 0 v 0 p1v1 ) 2 k 1 k 1 k p k 1 p 0 v 0 1 k 1 p0
4
称为喷嘴压比，即喷嘴后的 压力与喷嘴前的滞止压力之比。 喷嘴出口的实际速度 摩擦阻力使蒸汽出口焓值升高，出口速度比 理想速度降低。 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。速度系数正是反映喷 嘴内由于各种损失而使汽流速度减小的一个修 正值。 c1
0 p / p n 1 0 式中，
界速度方程，求解得
2 0 p1c p 0 k 1
k k 1
p1c 2 nc 0 p0 k 1
k k 1
0 在等比熵过程中， nc p1c / p0 只与k有关。
16
(四) 喷嘴的通流能力：
在理想情况下，当喷嘴前后的压力比εn大于临界压
对于临界截面，c1 a c1c ，求得临界速度为：
2k 0 0 c1c p0 v0 k 1 由此可知临界速度只与滞止初参数有关，而
与过程是否有损失和损失的大小无关。
15
2、临界压力 p1c 和临界压比 nc
0 0 k (v0 ) p1c (v1c ) k 代入临 将等比熵过程方程 p0
k 1 k p 2k 1 c2 p 0 v 0 1 0 k 1 p 0
c1t
3
理想气体在等比熵膨胀过程中的比焓差可表 示为 ： k k 0 0 0 0 h0 h1t R(T0 T1t ) ( p0 v0 p1v1t ) （1.2.3）
0 2k p 0 0 k 1 v0
2 k 1 k n n k
c1t
5
影响喷嘴速度系数 的因素多而复杂，如：
喷嘴高度、叶型、汽道形状、压比、及表面粗
糙度等，因此很难用理论计算精确求得，
与叶片高度l 关系密 此值一般由试验确定， n
切，故实验数据常绘制为 与ln的变化曲线，如
图1.2.1所示。
6
图1-2-1 渐缩喷嘴速度系数φ随叶片高度ln的变化曲线
k 1 k 1
将式（1.2.3）代入（1.2.2）得
c1t
k 1 k p1 2k 0 0 p0 v0 1 p0 k 1 0
或
c1t
k 1 2k 0 0 p0 v0 1 n k k 1
§1.2 蒸汽在喷嘴和动叶通道中 的流动过程
1
一．蒸汽在喷嘴中的膨胀过程
（一）喷嘴出口汽流速度 当喷嘴前的蒸汽参数及初速C0为已知时，则
2 c 0 h0 h0 0 h0 hc0 2 将此式带入能量方程，因为喷嘴是固定的，
不对外做功，所以w＝0。则喷嘴理想出口速度为
c1t 2(h0 h1t ) c
9
图 蒸汽在喷嘴中的热力过程
喷嘴截面积的变化规律
cdc vdp pv const dv dp k 0 v p dv cdc v kpv
由连续性方程得：
10
令M=c/a为马赫数
dA dc dv 0 A c v dA dc 2 ( M 1) A c
喷嘴截面积变化规律： M＜1时为亚音速流动，dA＜0，渐缩 M＞1时为超音速流动，dA＞0，渐扩 M=1时，dA=0，喉部 M＜1——M＞1，为缩放（拉法尔）
力比εnc时，当喷嘴出口截面积为An时，根据连续性方 程式，通过喷嘴的理想流量为： Gnt An c1t
v1t
A Gnt n v1t
k 1 k p1 2k 0 0 p 0 v0 1 p0 k 1 0
或G A nt n
12
在亚临界区域，即在喷嘴的渐缩段，速度的 增大较比容快得多，在超音速区域，即渐扩段， 比容较速度增大得快。
13
（三）喷嘴中汽流的临界状态 汽流速度等于当地音速时的状态称为临界状 态。临界状态下的所有参数称为临界参数。
1.临界速度c1t
音速计算式为：
a pv RT
14
2 c 0 1 h h 对于任意截面，能量方程 可写为： 2 2 c k k 0 0 p0 v0 pv 1 k 1 k 1 2 2 2 c k a 0 0 p0 v0 1 k 1 k 1 2