熱力過程及主要參數資料

1、熱力過程及主要參數u靜子（導向器）靜子（導向器）u靜子葉片靜子葉片u內、外環(huán)內、外環(huán)u轉子轉子u工作葉片工作葉片u盤盤u軸軸u排列方式排列方式 靜子在前靜子在前 轉子在后轉子在后u高溫高壓氣體在高溫高壓氣體在導向器中膨脹加導向器中膨脹加速速 熱焓熱焓 動能動能u高速氣流沖擊工高速氣流沖擊工作葉輪，使葉輪作葉輪，使葉輪高速轉動，發(fā)出高速轉動，發(fā)出功率。功率。u截面截面u0 靜葉進口靜葉進口u1 靜葉出口靜葉出口（動葉進口）（動葉進口）u2 動葉出口動葉出口u氣體作絕能流動氣體作絕能流動伯努利方程伯努利方程V1 V0 dp 0 對于亞音氣流，要加速必須經過收斂形葉柵通道對于亞音氣流，要加速必須經過

2、收斂形葉柵通道 。葉柵向背離軸向彎曲形成葉柵向背離軸向彎曲形成收斂通道。收斂通道。在靜子葉片中的工作原理：膨脹加速在靜子葉片中的工作原理：膨脹加速10202102fsWVVdpu葉型偏離軸線彎曲形成葉型偏離軸線彎曲形成收收斂通道斂通道u在葉柵通道出口處為最小在葉柵通道出口處為最小截面，稱為截面，稱為喉道截面喉道截面；u在喉道截面處，氣流通常在喉道截面處，氣流通常達到達到當地音速當地音速，又稱為，又稱為臨臨界截面界截面；u在臨界截面后氣流進一步在臨界截面后氣流進一步加速，以超音速進入工作加速，以超音速進入工作輪；輪；u靜子葉片起導向作用又稱靜子葉片起導向作用又稱為為導向器導向器。u基元級速度三角

3、形基元級速度三角形l進口：進口：氣流以氣流以V1流向動葉流向動葉由于葉片轉動切線速度由于葉片轉動切線速度U1氣流以相對速度氣流以相對速度W1進入動葉進入動葉l出口：出口：氣流以相對速度氣流以相對速度W2 流出動葉流出動葉由于葉片轉動切線速度由于葉片轉動切線速度U2氣流以絕對速度氣流以絕對速度V2流出動葉流出動葉將進、出口將進、出口速度三角形速度三角形疊畫在一起疊畫在一起,W和和V均向均向背離轉動方背離轉動方向發(fā)生偏轉向發(fā)生偏轉 W2 W1 V2 V1 伯努利方程伯努利方程u絕對坐標系絕對坐標系 膨脹功、動能增量膨脹功、動能增量 輸出輪緣功輸出輪緣功、 耗損于摩擦功耗損于摩擦功u相對坐標系相對坐

4、標系 dp 0 W2 W1 葉型彎曲形成收斂通道葉型彎曲形成收斂通道 相對速度增加，壓力降低相對速度增加，壓力降低u兩式相減，得：兩式相減，得： 渦輪對外輸出輪緣功渦輪對外輸出輪緣功u絕對動能絕對動能 機械能機械能u相對動能相對動能 膨脹加速膨脹加速 產生反作用力產生反作用力2121222fruWVVdpW21212202frWWWdp2222212122WWVVWuu要提高每一級渦輪的膨脹作功能力，要提高要提高每一級渦輪的膨脹作功能力，要提高Wuu輪緣功輪緣功Wu 動量矩原理推導出動量矩原理推導出 U 切線速度切線速度 WU 扭速扭速u增加輸出功率：增加輸出功率：U、扭速。、扭速。u由于氣流

5、在渦輪中作膨脹加速流動由于氣流在渦輪中作膨脹加速流動,氣流不易分離氣流不易分離 因此允許氣流的轉角較大。因此允許氣流的轉角較大。u一級渦輪輸出功率可以帶動多級壓氣機一級渦輪輸出功率可以帶動多級壓氣機2222212122WWVVWu)(21uuuuWWUWUW渦輪渦輪 壓氣機壓氣機u渦輪級沿葉高由基元級渦輪級沿葉高由基元級疊加而成；疊加而成；u因沿葉高的切線速度大因沿葉高的切線速度大小不同，相對速度大小小不同，相對速度大小和方向均不同，速度三和方向均不同，速度三角形不同；角形不同；u沿葉高葉片是扭轉的。沿葉高葉片是扭轉的。u沿發(fā)動機軸向為擴張形氣流通道沿發(fā)動機軸向為擴張形氣流通道u1、熱力過程、

6、熱力過程u理想情況：理想情況：絕熱等熵膨脹絕熱等熵膨脹u實際情況：實際情況：多變膨脹多變膨脹hS34i4P3*P4*理想膨脹功理想膨脹功實際膨脹功實際膨脹功u主要參數主要參數u膨脹比：膨脹比：u流量：流量：u轉速：轉速：u多變膨脹功：多變膨脹功：u絕熱效率：絕熱效率：tadtttttmgtWWCpTWrpmnskgqpp/)(11 )()/(*1*3*4*3*u渦輪效率（渦輪效率（0.88 0.92)：葉型流動損失（分離、摩擦）葉型流動損失（分離、摩擦）端面損失（潛流、徑向間隙漏氣）端面損失（潛流、徑向間隙漏氣）冷卻氣流摻入冷卻氣流摻入u帶冠、主動間隙控制帶冠、主動間隙控制u渦輪功與進口氣流總溫、膨脹比、絕熱效率成渦輪功與進口氣流總溫、膨脹比、絕熱效率成正比。正比。*1*3)(11 tttCpTWu當渦輪膨脹比增加當渦輪膨脹比增加到一定時，渦輪進到一定時，渦輪進口流量相似參數?？诹髁肯嗨茀当３殖担怀殖?；u稱流量相似參數保稱流量相似參數保持常數的狀態(tài)為：持常數的狀態(tài)為： 臨界或超臨界狀態(tài)臨界或超臨界