3_第三章_汽轮机的变工况特性

Gcr Ab' p1*
2k k 1
1 RT1*
2
K 1
K 1
1 K
Gcr1 Ab'1 p1*1
2k k 1
1 RT1*1
2
K 11
K 1
K 11
SEPI
Ab' Ab' 1 , T1* T1*1
Gcr1 p1*1
G cr
p1*
2
k 1
k 11
k 11
2
k 1
k 1
1 k
p1*1 p1*
SEPI
2、工况变动前后动叶均处于临界状态
与喷嘴一样：
Gcr1 p1*1
Gcr
p1*
列动叶进口和进口滞止截面的连续方程
SEPI
G Ac1t v1t
c1t
k 1
2k k 1
p
* 0
v
* 0
1
p1
p
* 0
k
p
* 0
v
* 0
k
p1t v1kt
1
SEPI
p1 p1*
, 11
p11 p1*1
z
p02 p22 i
（三）一种工况处于临界状态，另一种 工况处于亚临界状态
无具体公式
SEPI
二、级组压力与流量的关系 the relationship with the pressure and flow of stage group
级组：流量相同的若干个相继排列的级
组成。
亚临界级组：级组内各级的气流速度均
小于临界速度。
SEPI
SEPI
SEPI
列椭圆方程：
n cr 1 cr
2
G Gcr
2
1
G
Gcr
1
n cr 1 cr
2
G Gcr 0.648An
p0* v0*
G
G1
1
p0* p0*1
SEPI
T * 01 T*0
例：已知：p0 =1MPa ，p01 =0.9MPa， p1 =0.7 MPa， p11 =0.8Mpa， t0 =320℃ ，t01 =305℃
求：流量的变化。
解：原工况：
pcr cr p0 0.546
1
p1 p0
pcr pcr
2
0.94
SEPI
新工况：
pcr1 cr p01 0.491
1
1
p11 p0
pcr1 pcr1
2
0.655
则
G1 1 p01 T0 0.635 SEPI G p0 T01
试验：调整喷嘴前后阀门，改变初压和背 压，测取流量的变化。
SEPI
➢εn=1，P1= P*0，G=0，a-b，d ➢1〉εn〉εcr ，G＜ G cr，a-b1-c1，1 ➢εn=εcr，G=G cr ，a-b2-c2，e ➢ε1d＜εn＜εcr，G=G cr ，a-b3-c3，3 ➢εn=ε1d，G=G cr ，a-c4，4 ➢εn＜ε1d ，G=G cr ，a-c4-c5，5
二、渐缩喷嘴前后参数变化时的流量变化
Variety flow rate when gradual shrink nozzle parameters are changed
1、设计工况与变工况下喷嘴均为临界工况
GC1 GC
p001 p00
T00 T001
p001 p00
p01 p0
GC1 GC
p001 p00
SEPI
1、工况变化前后级组均为亚临界工况
对某一级：
G1 G
2 1
T01 T0
1
p02
p22 1
p021 p221 1
G1 G
2 Z
T01 T0
Z
p02 p22 z
p021 p221 z
SEPI
上式相加后得：
G1 G
2
z i 1
T01 T0
i
T00 T001
p001 p00
p01 p0
SEPI
2、设计工况与变工况下喷嘴均为亚临界 工况
G1 G
1GC1 GC
1 p001
p00
T00 T001
1 p001 p00
T0 T01
G1 G
1
p001 p00
1
p01 p0
SEPI
3、渐缩喷嘴初压、背压与流量的关系
SEPI
第二节 级与级组的变工况特性 the changing condition property of a stage and stage group
第一节 喷嘴的变工况特性 the changing condition
property of a nozzle
SEPI
分析：喷嘴前后参数与流量之间的变化关系
一、渐缩喷嘴初压不变时背压与流量的 关系
The relationship between pressure and flow of a contracting nozzle
则1 11
由此可得 : Gcr1
SEPI
Gcr
p1*Leabharlann Baidu p1*
p11 p1
动叶进出口速度可写成
w1
K 1
2k k 1
RT1*
1
P1 P1*
K
当 p1 p1*
p11 p1*1
, T1*
T1*1时,
w1
w11
SEPI
则在速度三角形中c1 c11
而c1
K 1
2k k 1
RT0*
1
P1 P0*
K
当T0*
T0*1时, 可得
p1 p0*
p11 p0*1
SEPI Gcr1
Gcr
p11 p1
p0*1 p0*
结论：级在临界状态下工作，不论临 界状态发生在喷嘴或动叶，通过该 级的流量均与级前压力成正比，而 与级后压力无关。
2、级内为亚临界工况
G1 G
SEPI
p021 p221 T0 p02 p22 T01
第三章 汽轮机的变工况 特性
chapter 3 the changing condition property of a turbine
SEPI
设计工况：运行时各种参数都保持设计值。 变工况：偏离设计值的工况。
研究目的：不同工况下热力过程，了解 其效率变化，零件受力变化，保证安全、 经济运行。
SEPI
SEPI
一、级内压力与流量的关系 the relationship with the pressure
and flow rate of a stage
1、级内为临界工况
（1）工况变动前后喷嘴均处于临界状态
SEPI
Gcr1 p0*1 T0*
Gcr
p0* T0*
或 Gcr1 p0*1
Gcr
p0*
临界级组：级组内至少有一列叶栅（如
某一级的喷嘴或动叶）的出口流速达到或
S超E过PI临界流速。
一个级组是否处于临界状态，取决于 级组的末级是否处于临界状态。
在各级通流面积不变的条件下，处于 亚临界工况的级组，若级组前后压差由 小变大，则各级流量和流速也要增大， 这时级组最后一级先达到临界速度。
最末级比容大、直径大，而速比和反 动度基本相同，则焓降大、流速大；温 度低、当地音速小，最先达临界。