反动式汽轮机比焓降分配的主要依据仍为各级应有合适的速度比,同时使蒸汽通道光滑过渡。
反动式汽轮机首末两压力级平均直径的计算公式与冲动式汽轮机的类似,只是它采用轮鼓式转子,两级平均直径比冲动式汽轮机的小,一般。
确定反动式汽轮机级数和分配比焓降可用上述图解与计算方法,但由于反动式汽轮机各级的理想比焓降小、级数多,用上述方法分配比焓降既费时又不准确,故采用图3-20所示图解法较为简便。
1)级有效比焓降的简化计算
根据反动式汽轮机的特点,蒸汽在级内流动时仅产生喷嘴与动叶损失、余速损失和漏汽损失,所以级的有效比焓降可由下述简化公式求得,当Ωm=0.5时,
式中:c1为喷嘴出口汽流实际速度,m/s;w1为动叶进口汽流相对速度,m/s;ξδ为反动级漏汽能量损失系数;δr为动叶顶部径向间隙;lb为动叶高度。
2)比焓降分配及级数确定
(1)将压力级分成若干级组,按前述方法分别求出每一级组的首末两级平均直径和,以及各级组中各级平均直径的变化曲线,如图3-20(a)所示。
(2)在拟定的整机近似热力过程曲线上,估计各级组的有效比焓降,并在图3-20(b)的横坐标上按比例表示出各级组的有效比焓降,图中oc为第一级组有效比焓降。
(3)估计级组各级速度比x1和静叶出口角α1的变化规律,在级组内任取n个中间点,分别取出这些点的dm、x1和α1,计算出各点的有效比焓降Δhi。(www.daowen.com)
(4)将各Δhi值按比例绘于图3-20(b)相应点的纵坐标上,得到各级的有效比焓降Δhi的变化规律曲线,如图3-20(b)中的ab曲线所示。
图3-20 反动式汽轮机级数图解法
(a)整机级数图解法;(b)第一级组级数图解法
(5)从坐标原点o起,按比例在横坐标上画出第一级有效比焓降,得1点,过1点作垂线交ab曲线于1'点,连接o、1',过1点作o1'的平行线交ab曲线于2'点,过2'点作垂线交横坐标于2点,则1-2为第二压力级的有效比焓降,以此类推,直到该级组有效比焓降的终点c。如果第一次作图未能将该级组的有效比焓降分尽,则需修改平均直径dm的变化规律,直至分尽。
(6)以此类推,作出三个级组的比焓降分配,即确定了整机的级数。
各级详细热力计算后,可得到整机的实际热力过程曲线。如果这条曲线与近似热力过程曲线相差很大,需以这条实际热力过程曲线为依据,进行第二次比焓降分配,直至两次热力过程曲线十分接近为止。
图3-21所示为某反动式汽轮机的实际热力过程曲线。
图3-21 某反动式汽轮机实际热力过程曲线
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