汽轮机原理-汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
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13
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
2. Ω=0.5(反动级)
轮周效率： u
1
1
2
1 2
1
(2 cos1 x1) 2
最佳速比：求导得
(x1)op cos1
比较反动级与冲动级：在相同的初终参数和圆周速
度下，反动式的级数比冲动式要多
14
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
汽轮机原理 Principle of Steam Turbine
主讲老师：密腾阁
适用专业：能源与动力工程专业
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
蒸汽在级内所具有的理想能量不能百分之百地转变为轮周功， 存在着损失。为了描述蒸汽在汽轮机级内能量转换的完善程 度，通常用各种不同的效率来加以说明。
一. 轮周效率与速度比
17
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比 比较反动级、冲动级和复速级的轮周效率和 速度比的关系：
不同反动度下的轮周效率和速度比的关系 18
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
小结
19
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
6.最佳速度比：
20
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
6.最佳速度比：
10
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
讨论：
（1） 1
u
（2）余速利用使速度比在较大范围对轮周效率的影响减弱。 （曲线形状差别）
（3）余速利用使最佳速度比增大。在图中：
1 0, (xa )op 0.466 1 1, (xa )op 0.585
11
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
cos
1
C12t
w2
cos
2
)
2 2
x1(cos1
x1 )(1
cos 2 ) cos 1
5
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
影响因素：分析
u
2 2 x1(cos1
x1 )(1
cos 2 cos 1
)
1.流动损失
, u
2.喷嘴出汽角 1
（三）反动度对最佳速比的影响
1. 0<Ω<0.5(冲动级) 单列孤立级的轮周效率：
u 2xa ( cos1 1 m cos 2 xa )
取排气绝对速度
c
最小时，即
2
2
90的速比为最佳速比
B B2 4AC
(xa )op
2A
12
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
7
5.
2.3
速度比
汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
u
2 2 x1(cos1
x1 )(1
cos cos
2 1
)
u f (x1) 一元二次函数
（1） x1 0 u 0 u 0
（2） x1 cos1 u 0
（3）
u c1 cos1 c1u
1 u
冲动级 1 :11 14
反动级 1 :18 20
6
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
3.动叶出口角 2
u
2 2 x1(cos1
x1 )(1
cos 2 ) cos 1
2 u
2 1 (3 5 )
4.动叶进口角 1 使气流进入动叶不发生碰撞。
式中， n、 b、、 c2 分别为喷嘴损失、动叶损失和余速损失
与级的理想能量之比，称为喷嘴、动叶和余速能量损失系数。
3
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
5.速度比：
（1）列速比 x1
（2）级速比 xa 比值。
：圆周速度u与喷嘴出口速度 c1 的比值。
x1 u / c1
：圆周速度u与喷嘴出口理想速度 ca 的
15
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
三、 复速级的轮周功率和最佳速度比
16
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比 通过推导可得：
u
Pul E0
8u(c1 cos1
c12t
2u)
8 2 x1(cos1
2x1)
( x1 )op
1 4
cos1
(xa )op
1
4
cos1
c22 2
ht* 1 hc2
2
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
3.级的理想速度：为了研究方便，这里引入一个级的理想速
度 Ca,定义：
1 2
Ca2
ht* hn* hb
4.级的轮周效率：
u 1 n b (1 1) c2
或者
u
2u(C1 cos1 C2 cos2 ) Ca2 1C22
1. 轮周效率：蒸汽在汽轮机级内所作出轮周功 Wu1与它在级内所 具有的理想能量 E0 之比称为级的轮周效率,即
u
Wu1 E0
hu E0
2. 级的理想能量：一般来说，级的理想能量是级的理想焓降、
进入本级的动能和本级余速动能被下一级所利用部分的代数
和，即：
E0
0
c02 2
ht
1
x1 (0,cos1)
最佳速度比
(x1)op
cos1
2
0.46
0.49
8
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
9
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
（二）余速利用对最佳速比的影响
(xa )op K K(K cos1)
其中
K
1 12 2
1(1 2 ) cos1
xa u / ca
（3）速比
当级结构一定时，两者成比例关系；同时 c1 难以测 量，因此用
xa x1 1 m
4
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
二、 最佳速度比
（一）反动度Ω=0时单列孤立级的最佳速度比
由式2-51得：
u
2u(C1
cos1 C2
C12t
cos2 )
2u(w1
END 5
21
源自文库
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
2. Ω=0.5(反动级)
轮周效率： u
1
1
2
1 2
1
(2 cos1 x1) 2
最佳速比：求导得
(x1)op cos1
比较反动级与冲动级：在相同的初终参数和圆周速
度下，反动式的级数比冲动式要多
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2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
汽轮机原理 Principle of Steam Turbine
主讲老师：密腾阁
适用专业：能源与动力工程专业
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
蒸汽在级内所具有的理想能量不能百分之百地转变为轮周功， 存在着损失。为了描述蒸汽在汽轮机级内能量转换的完善程 度，通常用各种不同的效率来加以说明。
一. 轮周效率与速度比
17
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比 比较反动级、冲动级和复速级的轮周效率和 速度比的关系：
不同反动度下的轮周效率和速度比的关系 18
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
小结
19
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
6.最佳速度比：
20
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
6.最佳速度比：
10
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
讨论：
（1） 1
u
（2）余速利用使速度比在较大范围对轮周效率的影响减弱。 （曲线形状差别）
（3）余速利用使最佳速度比增大。在图中：
1 0, (xa )op 0.466 1 1, (xa )op 0.585
11
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
cos
1
C12t
w2
cos
2
)
2 2
x1(cos1
x1 )(1
cos 2 ) cos 1
5
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
影响因素：分析
u
2 2 x1(cos1
x1 )(1
cos 2 cos 1
)
1.流动损失
, u
2.喷嘴出汽角 1
（三）反动度对最佳速比的影响
1. 0<Ω<0.5(冲动级) 单列孤立级的轮周效率：
u 2xa ( cos1 1 m cos 2 xa )
取排气绝对速度
c
最小时，即
2
2
90的速比为最佳速比
B B2 4AC
(xa )op
2A
12
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
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5.
2.3
速度比
汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
u
2 2 x1(cos1
x1 )(1
cos cos
2 1
)
u f (x1) 一元二次函数
（1） x1 0 u 0 u 0
（2） x1 cos1 u 0
（3）
u c1 cos1 c1u
1 u
冲动级 1 :11 14
反动级 1 :18 20
6
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
3.动叶出口角 2
u
2 2 x1(cos1
x1 )(1
cos 2 ) cos 1
2 u
2 1 (3 5 )
4.动叶进口角 1 使气流进入动叶不发生碰撞。
式中， n、 b、、 c2 分别为喷嘴损失、动叶损失和余速损失
与级的理想能量之比，称为喷嘴、动叶和余速能量损失系数。
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2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
5.速度比：
（1）列速比 x1
（2）级速比 xa 比值。
：圆周速度u与喷嘴出口速度 c1 的比值。
x1 u / c1
：圆周速度u与喷嘴出口理想速度 ca 的
15
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
三、 复速级的轮周功率和最佳速度比
16
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比 通过推导可得：
u
Pul E0
8u(c1 cos1
c12t
2u)
8 2 x1(cos1
2x1)
( x1 )op
1 4
cos1
(xa )op
1
4
cos1
c22 2
ht* 1 hc2
2
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
3.级的理想速度：为了研究方便，这里引入一个级的理想速
度 Ca,定义：
1 2
Ca2
ht* hn* hb
4.级的轮周效率：
u 1 n b (1 1) c2
或者
u
2u(C1 cos1 C2 cos2 ) Ca2 1C22
1. 轮周效率：蒸汽在汽轮机级内所作出轮周功 Wu1与它在级内所 具有的理想能量 E0 之比称为级的轮周效率,即
u
Wu1 E0
hu E0
2. 级的理想能量：一般来说，级的理想能量是级的理想焓降、
进入本级的动能和本级余速动能被下一级所利用部分的代数
和，即：
E0
0
c02 2
ht
1
x1 (0,cos1)
最佳速度比
(x1)op
cos1
2
0.46
0.49
8
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
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2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
（二）余速利用对最佳速比的影响
(xa )op K K(K cos1)
其中
K
1 12 2
1(1 2 ) cos1
xa u / ca
（3）速比
当级结构一定时，两者成比例关系；同时 c1 难以测 量，因此用
xa x1 1 m
4
2.3 汽轮机级的轮周效率和最佳速度比
二、 最佳速度比
（一）反动度Ω=0时单列孤立级的最佳速度比
由式2-51得：
u
2u(C1
cos1 C2
C12t
cos2 )
2u(w1
END 5
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源自文库