向心透平.ppt
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1、一、向心透平工作原理1、向心透平优点 结构紧凑、制造工艺简单、造价低廉、流量较小的条件下可获得较高效率。2、工作特点大焓降、高膨胀比、气动性能要求低、方便利用导向叶片进行流量调节3、应用小流量透平、增压器、高速微型膨胀机叶轮机械原理第十二章 向心透平1.叶轮机械原理第十二章 向心透平2.叶轮机械原理第十二章 向心透平与单级轴流透平比较:余速损失小轮周效率高动叶的气动性能要求低可组成结构紧凑的机组利用可调的导向叶片实现流量调节3.叶轮机械原理第十二章 向心透平4.叶轮机械原理第十二章 向心透平相对坐标系下的伯努利方程:与轴流式相比 在相同膨胀比情况下由于圆周速度的减小可以使相对速度的变化减小5.
2、叶轮机械原理第十二章 向心透平由上述特点可以看出:1、向心透平叶轮出口相对速度较低;2、相对速度低、牵连速度下降可以降低余速损失3、流动损失与平均流速相关,流速低流动损失小流动效率高。4、动叶速度系数对透平效率影响不敏感,叶轮加工精度要求低。6.叶轮机械原理第十二章 向心透平单位质量工质所产生的力矩轮周功由于克服离心力所产生的膨胀功是无损失转化来的7.叶轮机械原理第十二章 向心透平向心透平的反动度叶轮的等熵焓降8.叶轮机械原理第十二章 向心透平向心透平的反动度惯性反动度:速比轮径比9.叶轮机械原理第十二章 向心透平增大惯性反动度有利与提高叶轮焓降。途径:1、减小轮径比(受结构条件限制)2、增大
3、速比(提高转速)增大轮径比则使其趋向轴流,取值应小于0.5510.叶轮机械原理第十二章 向心透平气动反动度反映气流在叶轮中膨胀情况冲动式叶轮:反动度远大于相对能量损失的叶轮称为反动式叶轮 从一元流动角度考虑叶轮应加速膨胀,不应设计为纯冲动式叶轮。11.叶轮机械原理第十二章 向心透平依靠经验确定总反动度是不可取的向心透平的总反动度与下列参数相关:与轴流式相比增加了轮径比12.叶轮机械原理第十二章 向心透平向心透平效率:13.叶轮机械原理第十二章 向心透平 速比在很大程度上影响向心透平的经济性与结构1、高反动度的情况下最佳效率点对应速比高;2、向心透平的效率中影响因素增加了轮径比3、与轴流透平相比
4、,向心透平的动叶相对能量损失、余速损失较小14.叶轮机械原理第十二章 向心透平气流出口角为90度不一定对应向心透平效率最高点15.叶轮机械原理第十二章 向心透平1、提高反动度有利于减少静叶流动损失2、提高反动度低马赫数下难以获得较高的速度系数3、但提高反动度应提高速比4、向心透平的漏气损失与轮盘摩擦损失较大(机械效率低)16.叶轮机械原理第十二章 向心透平二、向心透平初步设计轴流透平设计参数:流量(给定)转速(给定)功率(给定)反动度(选取)载荷系数(选取)内效率(选取)向心透平设计参数:流量(给定)转速(给定)功率(给定)轮径比(选取)速比(选取)内效率(选取)17.叶轮机械原理第十二章 向
5、心透平二、向心透平设计方案参数的选择1、试求法2、最佳轮周效率法3、筛选法:通过分析透平膨胀比、马赫数、转速、许用应力等因素确定透平的速比及反动度的数值18.叶轮机械原理第十二章 向心透平透平膨胀比和马赫数的限制作用静叶出口马赫数:1、大于1流动损失增加,且变工况性能差2、亚音速流动马赫数低粘性影响大不利于获得较高的速度系数 静叶栅出口速度受反动度影响,若反动度过小不利于应用惯性力作功19.叶轮机械原理第十二章 向心透平马赫数对速比及反动度的影响高膨胀比设计参数,为避免出口超音速应选用较高反动度;相应的选用较高速比;根据速度系数范围相对应的最小、最大马赫数确定相应膨胀比的范围20.叶轮机械原理
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