《汽轮机原理》  任课教师： 李 爱 军       华中科技大学    能源与动力工程学院                           2005.7  绪论 我国电力事业发展概况 历年人均指标 历年主要技术经济指标 历年能源和电力弹性系数 我国能源供需变化情况 我国能源消费结构（%） 我国能源生产构成（%） 2000年世界一次能源供给的构成 2000年全球电力生产的能源构成 中国2003年可再生能源开发利用量 我国一次能源需求的情景预测（Mtce) 我国电力生产的情景预测 (TWh) 3 汽轮机的主要技术发展 采用大容量机组 提高蒸汽初参数 采用联合循环系统提高效率 提高机组的运行水平 4 汽轮机制造工业 美国    通用电气公司、西屋电气公司 日本    日立制作所、东芝电器会社、三      菱重工株式会社 瑞士    BBC公司   中国    哈尔滨汽轮机厂、上海汽轮机厂、东方汽轮机厂、北京重型电机厂、青岛汽轮厂、武汉汽轮发电机厂、杭州汽轮机厂、南京汽轮发电机厂  第一章     汽轮机级的工作原理 第一节    概述  一 ，  汽 轮 机 的 级  、级内能量转换过程    1，汽轮机的级：静叶栅 动叶栅                         是汽轮机作功的最小单元。  二 ，  反 动 度  三 ，  冲 动 级 和 反 动 级   冲 动 级 有 三 种 不 同 的 形 式 ：  1，纯冲动级：  通常把反动度?等于零的级称为纯冲动级。对于纯冲动级来说，  =    、    = 0 、    =       ，蒸汽流出动叶的速度C ,具有一定的动能 C未被利用而损失，称这种损失为余速损失，用      表示。    2 ，带反动度的冲动级              为了提高级的效率，通常，冲动级也带有一定的反动度（? = 0.05 ? 0.20 ) ，这种级称为带反动度的冲动级，它具有作功能力大、效率高的特点。   第二节  汽轮机级内能量转换过程 一  ， 基 本 假 设 和 基 本 方 程 式         流过叶栅通道的蒸汽是具有粘性、非连续性和不稳定的三元流动的实际流体。为了研究方便，特作如下假设：     1 .  蒸汽在叶栅通道的流动是稳定的：即在流动过程中，通道中任意点的蒸汽参数不随时间变化而改变。    2. 蒸汽在叶栅通道的流动是一元流动：即蒸汽在叶栅通道中流动时，其参数只沿流动方向变化，而在与流动方向相垂直的截面上不变化。    3. 蒸汽在叶栅通道的流动是绝热流动：即蒸汽在叶栅通道中流动时与外界没有热交换。      基本方程式：说明：这些基本方程式在《能源动力装置基础》一书中讲过，不过多重复。  1 .  连 续 方 程 式    2 . 能 量 方 程 式  3 .  状 态 及 过 程 方 程 式    4 .  动 量 方 程 式   5 .  气 动 方 程 式   二，蒸汽在静叶栅通道中的膨胀过程         喷嘴的作用是让蒸汽在其通道中流动时得到膨胀加速，将热能转变为动能。喷嘴是固定不动的，蒸汽流过时，不对外作功，W = 0；同时与外界无热交换，q = 0。则根据能量方程式 ，则                                                                    对于过热蒸汽，可近似看做理想气体，则上式可写成：                                                                              （ 一 ）   喷 嘴 出 口 汽 流 速 度 计 算   1，喷嘴出口的汽流理想速度            在进行喷嘴流动计算时，喷嘴前的参数 p(初速）是已知的条件。按等熵过程膨胀，其过程曲线如图1---7所示。根据式（2--9)，则喷嘴出口汽流理想速度为                                                                            或者式（2--10）为                                                                                               上二式中，   ----蒸汽流出喷嘴出口的理想速度（m / s )；                        ---- 蒸汽按等熵过程膨胀的终态焓（J/kq )。    图1---7中，                       称为喷嘴的理想焓降。为了方便，引用滞止参数，如图1---7所示，滞止焓值为：        把相应的滞止参数                     分别代入 式 (1---17 ) 和（1- 20 )，则                                                                                                    2，喷嘴出口的汽流实际速度       实际流动是有损失的，汽流实际速度小于汽流理想速度。通常用喷嘴速度系数?来考查两者之间的差别（通常取 ?= 0.97 )。这样，喷嘴出口的汽流实际速度为   3，喷嘴损失        蒸汽在喷嘴通道中流动时，动能的损失 称为 喷嘴损失，用      表 示 ：                                                                                       ( 1----- 26  )  喷嘴损失与喷嘴理想焓降之比称为喷嘴能量损失系数，用    表示：                                                                                        ( 1 ----- 26  a  )  ( 二 ）  喷 嘴 中 汽 流 的 临 界 状 态   1，临界速度       汽流的音速为                            ， 当在式（ 2--12 )中用滞止参数表示有关参数时，代入音速公式，则有                                                                                       上式中，     为滞止状态下的音速。当           知时，    一定值。          在膨胀过程中，到某一截面会出现汽流速度等于当地音速。当汽流速度等于当地音速时，则称此时的流动状态为临界状态。这时的参数为临界参数，用                          等表示。若以 代入（2--16)则临界速度为：                                                                                               2，临界压力      根据 (2--17),临界压力为：         对于等熵膨胀过程来说，有       
《汽轮机原理》讲稿第01章.ppt