1、第四節(jié) 汽輪機(jī)的級內(nèi)損失和級效率一、級內(nèi)損失 級內(nèi)損失主要有葉高損失、扇形損失、葉輪摩擦損失、部分進(jìn)汽損失、漏汽損失、濕汽損失等 上述損失并不是每一級都同時存在，如：全周進(jìn)汽的級就沒有部分進(jìn)汽損失，過熱區(qū)工作的級就沒有部分濕汽損失等。圖.葉柵中的二次流示意圖（a）雙渦流示意圖；（b）附面層和壓力分布示意圖腹面；壓力圖；附面層增厚區(qū)；對渦流動（一）葉高損失 1、葉高損失的原因： （1）端部附面層中的摩擦損失 （2）二次流損失lh 葉高損失又稱端部損失，它實質(zhì)上是屬于噴嘴和動葉的流動損失，它主要取決于葉高。 2、葉高損失計算：葉高損失常用下列半經(jīng)驗公式計算。ulhlah 式中a試驗系數(shù)，單列級a1

2、.2（不包括扇形損失）或 a 1.6（包括扇形損失），雙列級a2； 為 葉柵高度，對單列級為噴嘴高度，對雙列級為各級葉柵 平均高度，mm。 l葉高損失也可用下列半經(jīng)驗公式計算：021Ehxlallanl式中 a試驗系數(shù)，單列級a9.9，雙列級a27.6; （二）扇形損失 1、產(chǎn)生原因： 環(huán)形葉柵的節(jié)距、圓周速度及蒸汽參數(shù)均沿葉高發(fā)生變化。即這些數(shù)值均偏離了平均直徑處的設(shè)計值，蒸汽流過時會增加流動損失。 在等截面直葉片級的軸向間隙中，汽流還會徑向流動引起損失。這些損失統(tǒng)稱為扇形損失。（a）環(huán)形葉柵的節(jié)距變化；（b）平面葉柵2、計算扇形損失的經(jīng)驗公式：027.0Ehdlbb 扇形損失與徑高比平方成

3、反比。越小，越大，扇形損失越大。 一般當(dāng) 812時，采用等截面直葉片，存在扇形損失；當(dāng) 812時，采用扭葉片，避免扇形損失。bbld （三）葉輪摩擦損失 速度不同引起的摩擦損失 1、葉輪摩擦損失的原因 渦流引起的能量損失 2、計算公式： fh vdukpf1)100(231Gphff36000Ehffmnnatfeldxkpp1sin13 影響葉輪摩擦損失的因素：圓周速度u、蒸汽的比容、級的平均直徑dm及流量等。其中 沿流動方向變化最大，高壓級 小， 大；低壓級 大， ??； 反動級無葉輪，沒有葉輪摩擦損失。 減小葉輪摩擦損失的措施： （1）盡量減小葉輪與隔板間腔室的容積，即減小葉輪與隔板間的軸

4、向距離； （2）盡可能提高葉輪表面的光潔度。 fpvvvvfp （四） 部分進(jìn)汽損失eh部分進(jìn)汽：將噴管布置在隔板的部分圓周上，使蒸汽沿部分圓弧進(jìn)汽的方式。采用部分進(jìn)汽的原因：使葉柵高度不小于15mm。部分進(jìn)汽度：安裝噴管的弧段長度與整個圓周長的比值，即 mnndtZe 鼓風(fēng)損失部分進(jìn)汽損失產(chǎn)生的原因： 斥汽損失whsh （1）鼓風(fēng)損失 發(fā)生在不裝噴管的弧段內(nèi)。 鼓風(fēng)損失的計算： wheh3)21 (1acewxeeeB0Ehww;15. 0eB55. 0eB單列級： 雙列級： 選擇合適的部分進(jìn)汽度 減小鼓風(fēng)損失的措施： 加裝護(hù)罩裝置，如圖所示。 圖.部分進(jìn)汽時采用護(hù)罩的示意圖動葉片；護(hù)罩；葉

5、輪；汽缸（2）斥汽損失 發(fā)生在裝有噴管的進(jìn)汽弧段內(nèi)。 shannesxdSec1annesxdSec1斥汽損失的計算：0Ehss-噴管組數(shù)； -與級型有關(guān)的系數(shù)，單列級雙列級nSec;012. 0ec;016. 0ec 合適的部分進(jìn)汽度 減少斥汽損失的措施： 減少噴管組數(shù) 部分進(jìn)汽損失： swehhh減小部分進(jìn)汽損失的措施：（1）部分進(jìn)汽度不宜太小，選取部分進(jìn)汽度的原則是使葉高損失與部分進(jìn)汽損失之和最??；（2）減少噴管組數(shù)，以及減小兩組噴管之間的間隙。 (五)漏汽損失 隔板漏汽損失 原因 葉頂漏汽損失h 1、隔板漏汽損失 （1） 產(chǎn)生原因：隔板中心孔與主軸之間存在間隙，且間隙前后的蒸汽存在壓差

6、，產(chǎn)生漏汽,引起損失。 （2）計算公式 ptnpptppppZvhAvcAG1*112upphGGh減小隔板漏汽損失的措施：1) 隔板與主軸之間裝設(shè)隔板汽封；2）在動葉根部設(shè)置軸向汽封；3）在葉輪上開設(shè)平衡孔，并選擇適當(dāng)?shù)姆磩佣?，使隔板漏汽從平衡孔流到級后，避免這部分汽流干擾主流。2、動葉頂部漏汽損失（1）損失產(chǎn)生的原因：動葉頂部與汽缸之間存在間隙，且間隙前后的蒸汽存在壓差，產(chǎn)生漏汽而造成損失。 （2）葉頂漏汽損失的計算：ttttbbttttttvhldevcAG2*22)(utthGGh04.172.1Elhbrt或（3）減少漏汽損失措施： 在圍帶上安裝徑向汽封和軸向汽封； 對無圍帶的葉片，

7、可將動葉頂部削薄以達(dá)到汽封的作用； 盡量設(shè)法減小扭葉片頂部的反動度。 （用于反動級）（六）濕汽損失 1、原因： 濕蒸汽中的一小部分蒸汽凝結(jié)成水滴，使做功的蒸汽量減少； 挾帶損失 ：蒸汽帶動水滴運動時，造成兩者之間的碰撞和摩擦，損耗一部分蒸汽動能； xh制動損失；擾流損失：水滴撞擊在動葉片背弧上，四處飛濺，擾亂主流；水滴進(jìn)入下級時，與汽流交叉。過冷損失：濕蒸汽在噴嘴中膨脹時，由于汽態(tài)變化非?？欤羝囊徊糠诌€來不及凝結(jié)成水，汽化潛熱沒有釋放出來，形成了過飽和蒸汽或稱過冷蒸汽，致使蒸汽的理想焓降減小，形成過冷損失。 工質(zhì)損失。 2、濕汽損失計算：umxhxh)1 (220 xxxm3、濕蒸汽對動葉

8、片的危害：產(chǎn)生水蝕損傷，其中以動葉進(jìn)汽邊頂部背弧處最嚴(yán)重。 由于侵蝕，葉片形成不平的海綿狀表面，使級效率降低，同時侵蝕會改變?nèi)~片的振動和強度特性，是葉片斷裂的起因。 提高級效率和防止動葉水滴侵蝕損壞的措施： （1）采用去濕裝置，以減少濕蒸汽中的水份。 常用的去濕裝置： (1)減少級前濕度 提高蒸汽初溫和降低初壓；采用外置汽水分離和中間再熱器，增加末級比焓降，降低凝汽器真空等。(2)采取級內(nèi)除濕 從噴嘴葉片的汽道除濕。采用空心噴嘴葉片，又稱為內(nèi)槽式除濕，可以排出大約3540的水分。 從噴嘴葉片之后腔室除濕。 汽輪機(jī)低壓缸，從噴嘴中葉片之后除濕。由離心力分離出來的水分被引入葉片圍帶上部的除濕腔將水

9、收集起來除掉。 從工作葉片除濕。在工作葉片背弧上開齒形溝槽，水滴在離心力作用下進(jìn)入溝槽至外緣排走。 工作葉片之后腔室除濕。從工作葉片之后的腔室或?qū)ＴO(shè)的槽道排除水分是應(yīng)用最廣泛的除濕結(jié)構(gòu)。 (3)降低葉片外緣圓周速度u。 降低u對減少侵蝕十分重要。降低轉(zhuǎn)速和減小末級葉片高度往往是從這一觀點出發(fā)的。 (4)采用耐侵蝕材料 葉片的基體材料選用強度高、耐蝕的鉻鋼，一些大功率汽輪機(jī)末級葉片用鈦合金制造。葉片表面覆蓋防護(hù)層。在葉片上部13長度的葉片進(jìn)口邊的背弧采用高頻電流焊接司太立合金覆蓋層。二、汽輪機(jī)級的相對內(nèi)效率和內(nèi)功率蒸汽流經(jīng)汽輪機(jī)各級作功時存在損失，考慮級內(nèi)各項損失后沖動級的熱力過程線如圖所示。

10、級的有效比焓降：1千克蒸汽所具有的理想能量中最后在轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)變?yōu)橛行ЧΦ哪遣糠帜芰俊?級的相對內(nèi)效率：級的有效比焓降與級的理想能量之比。即 ：221*0ctxeflcbntirihhhhhhhhhhhhEh或xeflcbnri21 級的相對內(nèi)效率反映了級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的完善程度，它的大小與所選用的葉型、速比、反動度、葉柵高度等有密切的關(guān)系，也與蒸汽的性質(zhì)、級的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 級的內(nèi)功率：可由級的有效焓降和蒸汽流量來確定，即 3600iiihDhGP三、級內(nèi)損失對最佳速比的影響 衡量級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程完善程度的最終指標(biāo)是級的相對內(nèi)效率。 能保證獲得級的最大相對內(nèi)效率的速比才是真正的最佳速比。 級的相對內(nèi)效率與速比的關(guān)系曲線是在輪周效率曲線的基礎(chǔ)上，扣去級內(nèi)其它各項損失之后得到的，級的相對內(nèi)效率可表達(dá)為 ：pxefluri結(jié)論：（1）級的相對內(nèi)效率最大值比輪周效率最大值要低。（2）級內(nèi)損失使級的相對內(nèi)效率最高時的最佳速比小于輪周效率最高時的最佳速比。 第六節(jié) 扭葉片1. 沿葉高圓周速度不同引起的損失;演示文稿4.ppt2沿葉高節(jié)距不同引起的損失;演示文稿4.ppt3軸向間隙中汽流徑向流動所引起的損失;演示文稿4.ppt當(dāng)徑高比較小時，若仍以一元流動為依據(jù)，以平均直徑處的參數(shù)計算，不考慮汽流參數(shù)沿葉高的變化，設(shè)計成直葉片，將產(chǎn)生很大的附加損失，使級效率顯著下降。附加損失表現(xiàn)為： 7、在噴嘴出汽角和