能源动力装置基础2-3.ppt

第四节一元流动分析
一元:以流道中心线为坐标,垂直该线的截面上参数取平均值
讨论:级中流动参数变化;
级或机器的性能;
一、级中流体参数的变化(级工作原理概述)
1、单级离心压缩机、通风机(泵)
= cp(T2-T1)+(c22-c12)= h2* -h1* =cp(T2* -T1* )
由能量方程式:W = ∫dp/ ρ+(c22-c12)+g(z2-z1)+∑δW
滞止压力p*=p+ρc2/2
加速加减接近等速
功速
2、单级轴流水轮机(原动机):
活动导叶
叶轮
扩压器
固定导叶
速度
总水头
静水头
δHhyh
等速加速减速减速
3、反动式汽轮机(9级)
工质的绝对速度c有9次增加后又降低的过程(进入导叶喷嘴速度增大,叶轮中速度下降),而静焓、压力随流动方向逐步下降。
动叶
静焓h
压力p
速度C
转轴
机壳
静叶
二. 级和机器的性能参数
性能参数
流量: 质量qm (kg/s), 容积qv(m3/s, m3/M, m3/h)
能量头有关量: h(J/kg) ,焓差,压力(膨胀)比等
经济性评价量: 效率η等
总能量: 功率P(J/s)
有时还有噪声、转速等量
关联式:P=h qm/ η(工作机)
P=h qm*η(原动机)
能量头h的表示、分类!
1. 能量头有关量:
能量头h(J/kg),
功 w (J/kg),
焓差Δh (J/kg),
扬程H(m),
压力差Δp (N/m2),
压力(或膨胀)比,
J/kg=Nm /kg=kg (m/s2) m /kg=(m/s2) m; h = g H
J/kg=Nm /kg = (N/m2)/(kg/m3) ; h = Δp/ρ
H = h/g
Δp=ρ h
◆工作机:多变能量头hpol = ∫12dp/ ρ(气体有效能)
级或机器进出口的Δc2/2 ≈ 0,仅考虑h=hth则:
◆原动机:等熵能量头hs = –(∫12dp/ ρ) s (气体等熵焓降)
轮周功 hu = hth = hs –δhhyh
◆理论能量头± hth = ∫12dp/ ρ+ δhhyh
hth = hpol + δhhyh
叶轮内表面作功hth (hu )
由伯努利方程± w= ± h = ∫12dp/ ρ+ Δc2/2 + Σδh
工作机取+ 原动机取-
hth =气体有效能变化± δhhyh
两种过程效率?
***摩擦损失
***摩擦损失
内泄露损失
δhr
δhv
◆内总能量头 htot(hi) = hth ± 非流道损失(如δhv+ δhr )
汽轮机的非流道损失为讲义p88的级内损失(已除了流道损失后介绍了6项)
=有效能变化± δhhyh ± 非流道损失(如δhv+ δhr )
是否为与外界交换的总能量头?
hs原动机
he 工作机
流动损失δhhyh
外泄露损失δhvo
内泄露损失δhv
***摩擦损失δhr
轴承摩擦损失δhm
原动机he
hpol
hth
htot
用图表示各种能量头和损失的关系
< hth he < hu < hi <
hu
hi、
◆与外界交换的总能量头 he = htot (hi) ± 外部损失
能量头:多变能量头hpol、等熵能量头hs
理论能量头hth、轮周功hu
总能量头htot( hi)、 he等
注:用焓差表示能量头:
等熵焓降Δhs = 等熵能量头hs
有效焓降Δ hn = 轮周功hu
总焓降Δ ht等=总能量头htot ( hi)、 he等
流体有效
理论
实际
交换能(机械功)=流体有效能变化± 有关损失
=不同定义的能量头; 原动机取- ,工作机取+