合肥工业大学本科毕业设计说明书
表3-1 各级理想比焓降计算统计表
级号 缸别 符号 单位 1 2 3 4 5 高 6 压 7 缸 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 中 7 低 8 压 9 缸 10 11 12 13 14 15
各级 平均直径 di m各级 速度比 xa 试算各级 理想比焓降 ??hi 修正各级 理想比焓降 ?hi 各级级 后压力 p2i mm 1000 0.859 0.8615 0.8685 0.8725 0.8775 0.884 0.891 0.898 0.9025 0.9125 0.923 1.161 1.173 1.188 1.196 1.2175 1.239 1.267 1.306 1.356 1.415 1.274 1.362 1.488 1.678 2 0.408 0.51 0.507 0.509 0.508 0.512 0.516 0.52 0.521 0.524 0.523 0.527 0.515 0.519 0.523 0.525 0.532 0.535 0.545 0.56 0.579 0.594 0.423 0.451 0.478 0.477 0.563 kJkg kJkg MPa 74 35.00 35.62 35.92 36.39 36.24 36.21 36.22 36.65 36.60 37.56 37.84 62.70 63.02 63.66 64.03 64.61 66.17 66.68 67.10 67.67 70.01 111.91 112.52 119.55 152.67 155.69 74 38.3 39.8 39.8 40.1 39.2 40.2 39.3 40.6 39.5 41.6 40.8 62.8 62.8 63.6 64.1 64.9 64.7 66.6 67 67.8 69.1 115 120 125 155 165 9.6 8.6 7.8 6.8 5.9 5.2 4.39 3.9 3.4 2.9 2.5 2.231 1.62 1.4 1.18 0.95 0.78 0.62 0.5 0.39 0.31 0.24 0.138 0.08 0.044 0.018 0.0057 16
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式中 G12——通过各缸末级的蒸汽流量，kgs；
?2——各缸末级动叶出汽角，一般取?2?90?；
macz??ht??hc2? ——各缸末级余速损失系数，，一般?=0.015—0.025； ?——各缸末级径高比， ??8??12； 3mkg； v2 ——各缸末级动叶排汽比容，3. 确定压力级平均直径的变化（表3-1）
根据前述的蒸汽通道形状，确定压力级平均直径的变化规律。通常采用作图法， (见图3-1)：
图3-1 压力级平均直径变化规律
在横坐标上任取长度为a的线段BD(一般a = 25cm)，用以表示第一压力级至各缸末级动叶中心之轴向距离。在BD两端分别按比例画出第一压力级与末级的平均直径值，如图3-1中的AB与CD 6一般（AB?dm10，CD?dm10)，根据所选择的通道形状，用光滑曲线将A、C两点连接起来．AC曲线即为压力级各级直径的变化规律。
1z3.3.2级数的确定及比焓降的分配
1.级数的确定
1)压力级平均直径dm： 在图3-1上将BD线段分为m(取m = 8)等分，如图中1、2 、??、(m-1)点(大、中型汽轮机m＞5)，从图中量出各段长度，求出平均直径为:
dm?AB?(1?1)?(2?2)???CD?10 （3-5）
m?12)压力级平均理想比焓降?ht 每级的理想比焓降可由下式确定：
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?ht?12.337(dm2) （3-6） xa其中xa的选取值见表3-1。
3)级数的确定 压力级组的级数可由下式求得：
?h(1??)?11 （3-7a） 高压缸 z?t?ht?h(1??)?15 （3-7b） 中低压缸 z?t?htpp式中 ?ht——压力级组理想比焓降(见图3-2)；
?——重热系数。首先在0.03—0.08的范围内估取重热系数为：
p??0.03（高压缸），??0.05(中低压缸)；
待级数确定之后再用下式校核：
?hz?1??Ka(1??ri?)t （3-8）
419zp式中 Ka——系数，级组在过热区工作时Ka＝0.2，
级组在饱和蒸汽区工作时Ka＝0.12，级组跨两区工作时Ka= 0.14—0.18；
??ri——压力级组的内效率，?ri?2．比焓降的分配
??hi?htpp。
图3-2 分配比焓降用的热力过程曲线
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1)各级平均直径的求取： 求得压力级级数后，再将图3-1中线段BD重新分为(z－1)等分，在原拟定的平均直径变化曲线AC上求出各级的平均直径。
2)各级比焓降分配： 根据求出的各级平均直径，选取相应的速度比，根据公式(3－6)求出各级的理想比焓降。（见表3-1）
3)各级比焓降的修正： 在拟定的热力过程曲线上逐级作出各级理想比焓降
?z?ht，当最后一级的背压p2与排汽压力pc (即pz)不能重合时(见图3-2)，必须对
?z分配的比焓降进行修正。图中?h为p2与pc两压力差间的理想比焓降，根据其大小分为若干份，分配给若干级(部分级或全部级)。
将经过修正后的各级比焓降?ht分配在拟定的热力过程曲线上，并找出相应的各级回热抽汽压力。将此抽汽压力与回热系统计算所得的抽汽点压力相比较，看是否相等。一般两者很难完全吻合，需进行适当调整。调整时应注意如下几点：
1)除氧器抽汽压力应大于其额定值，以免负荷变小时不能保证除氧；
2)除氧器前一级抽汽压力不可过高，否则容易引起给水在除氧器内的自沸腾； 3)满足给水温度要求。
调整好抽汽压力后，还需对回热系统重新计算，以便最后确定各级抽汽量和通过汽轮机各级组的蒸汽量。
3.3.3回热系统的修正
计算步骤见第二章回热系统热力计算，修正后见表2-4和2-5。
3.4级的热力计算
当汽轮机各级的蒸汽流量和理想比焓降确定之后，就可利用速度三角形法对各级进行详细的热力计算，从而确定级通流部分的主要尺寸、热力参数、级效率和内功率。级的热力计算的大致程序如下：
1)根据喷嘴压力比和容积流量，选择喷嘴型线、叶片宽度Bn、叶片数zn、相对节距tn及出口角?1[6]；
2)计算喷嘴出口汽流速度，并根据连续方程计算喷嘴出口面积An及叶片高度ln；
3)根据喷嘴高度确定动叶高度lb，然后用连续方程计算动叶出口角?2，选定动叶型、叶片宽度Bb、叶片数zb和节距tb；
4)校核无限长叶片的轮周效率，检查计算的正确性；
5)计算各项能量损失．最终确定该级所能达到的级效率和内功率。
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3.4.1出口面积及叶片高度的计算
1. 喷嘴出口汽流速度及喷喷损失
喷嘴中理想比焓降为： ?hn?(1??m)?ht kJ2kg （3-9）
c 初速动能为： ?hc0?0 kJ （3-10）
kg2000式中 c0——进入喷嘴的蒸汽初速，ms。
滞止理想比焓降为： ?hn??hn??hc0 kJ??kg （3-11）
喷嘴出口汽流理想速度为： c1t?44.72?hn ms （3-12） 喷嘴出口汽流实际速度为： c1??c1t ms （3-13）
喷嘴损失为： ?hn??(1??2)?hn kJ?kg （3-14）
2. 喷嘴出口面积
1）当?n??cr ，喷嘴工作于亚音速区，采用渐缩喷嘴，喷嘴出口面积An为：
Gv1t
An??104 cm2 （3-15）
?nc1t?n——喷嘴压力比；
G——通过喷嘴的蒸汽流星，kgs；
?n——喷嘴流量系数；
v1t——喷嘴出口汽流理想比容，m3kg。
2)当0.4??n??cr； 喷嘴出口汽流速度大于音速，仍采用渐缩喷嘴．但汽流在喷嘴出口产生偏转。喷嘴出口面积即喷嘴喉部面积通常用下式计算：
GAn?Acr? （3-16）cm2?p00.0648?v03.喷嘴出口高度
根据喷嘴压力比和蒸汽容积流量选择喷嘴型线、叶片宽度Bn、弦长bn、相对节距tn、叶片数zn、喷嘴出口角?1，可计算出顷嘴出口叶片高度ln(详细计算数据见表3-2，表3-3，表3-4)：
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