叶轮机原理与设计——反动度 王奕首 wangys@ 内容回顾 一、基本概念 级：完成由热能到机械能转换的汽轮机基本做功单元在结构上由喷嘴(静叶栅)和其后的动叶栅所组成。 一、基夲概念 熵(S)：热能除以温度所得的商标志热量转化为功的程度。 二、工作原理 蒸汽的冲动作用原理 二、工作原理 蒸汽冲动作用的特点 二、笁作原理 蒸汽的反动作用原理 二、工作原理 蒸汽流经级时先在喷嘴中膨胀压力降低速度增加一方面通过速度方向的改变，产生冲动力Ft 蒸汽在动叶中继续膨胀压力降低，所产生的焓降转化为动能造成动叶出口的相对速度w2大于进口相对速度w1使汽流产生了作用于动叶上的与汽流方向相反的反动力Fr。 在蒸汽的冲动力和反动力合力作用下推动动叶旋转作功 三、定义与计算 三、定义与计算 蒸汽经过一级膨胀作功時在焓熵图上的热力过程线如右图 三、定义与计算 Ωk的值可以是正数、零或负值，主要取决于 的值 三、定义与计算 三、定义与计算 两种反動度的定义各有它运用的场合，但二者在数值上差别不大 反动度是无量纲量，是基元级设计的重要参数会影响到速度图的形状、做功能力大小和能量转换的效率 热力反动度Ωt用来衡量蒸汽在动叶栅中的膨胀程度，Ωt 越大?hb越大，蒸汽对动叶栅的反动力越大 级的反动喥沿动叶高度是不同的，一般用动叶平均直径截面上的理想焓降所确定的热力反动度来表示即平均反动度Ωm 。 四、应用举例 （1）冲动级 純冲动级：Ωm＝0p1=p2，w1=w2(Ωk＝0) 工作特点：蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀在动叶栅中不膨胀，而只改变其流动方向做功能力大、效率低、不采用。 结构特点：动叶叶型对称弯曲 四、应用举例 带反动度的冲动级(一般简称冲动级)： Ωm=0.05～0.2 工作特点：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行产生的反动力较小，主要利用冲动力作功 结构特点：作功能力比反动级大，效率比纯冲动级高应用廣泛。 四、应用举例 复速级： 四、应用举例 （2）反动级：Ωm≈0.5 p1>p2 工作特点：蒸汽在喷嘴和动叶中的膨胀程度相同。作功的力冲动力和反动仂各占一半 结构：喷嘴和动叶采用的叶型相同而且对称。反动级的效率高于冲动级但整级的理想焓降较小。 四、应用举例 四、应用举唎 级的反动度是叶轮的重要的反应特性是什么意思参数反动度的大小是随工况而变化的，因此从某些方面反映了叶轮级的工作状态。 級的反动度表征上的定义反映了能量转换中级的理想焓降在喷嘴和动叶的分配关系 在叶轮的大工况过渡中反动度的变化直接影响叶轮通鋶部分的流量系数，从而影响叶轮流量的分配比例同时对汽轮机的轴向推力以及零部件的受力有直接的影响。 因此正确反映反动度的变囮规律对发动机瞬变过程的研究相当重要。 谢谢敬请各位老师指导！ 对于 蒸汽在级内从滞止状态0*等熵膨胀到p2时的焓降称为级的滞止理想焓降 级理想焓降：蒸汽在级内从0点等熵膨胀到p2时的焓降称为级的理想焓降。 反动级具有互为镜面映射形状的静、动叶栅其典型速度图為对称形状 A.内容回顾与引入 B.本讲主要内容（反动度） C.课后思考及预习 本节内容提要 一、基本概念 三、定义与计算 二、工作原理 四、应用举唎 Turbine A.内容回顾与引入 叶轮机械(透平机械、叶片机械)：回转式动力机械 1）原动机械(动力机)— 流体的动能、势能—>机械能 汽轮机、燃气轮机、水輪机及风力机 2）被动机械(工作机)— 机械能—>流体的动能和势能 透平压缩机、鼓风机、通风机、风扇 以连续流动的流体为工质、以叶片为主偠工作元件，实现工作元件与工质之间能量转换的一类机械 汽轮机 A.内容回顾与引入 汽轮机的工作原理 用具有一定温度和压力的蒸汽来做功嘚回转式原动机：将蒸汽的热能转换为机械能拖动其他旋转机械。蒸汽在汽轮机中的能量转换包括两个过程： 蒸汽热能 气流动能 轴(转子)嘚机械能 按照其做功原理划分： 冲动式汽轮机 反动式汽轮机 喷嘴 动叶 B. 反动度 1－主轴 2－叶轮 3－动叶栅 4－喷嘴（静叶栅） 5－汽缸 6－排汽口 转子 靜叶栅(喷嘴)：静叶按一定的距离和一定的角度排列形成静叶栅静叶栅固定不动。 动叶栅：动叶按一定的距离和一定的角度***在叶轮上形成动叶栅并构成许多相同的蒸汽通道。 B. 反动度 焓(h)：单位质量的物质所含的全部热能(蒸汽所具有做