第三章 汽轮机的变工况特性-第一节 喷嘴的变工况特性(2)

0T关于0T001?T0T01所带来的误差问题，在电站汽轮机中只有凝汽式汽轮

机的最末一两级和调节级的喷嘴流速可能超过临界速度。对于调节级，不论定压运行还是滑压运行，新蒸汽温度都应不变，且调节级喷嘴进口韧速c0?0，T0?T00，

0T0故T001?T0T01；对于凝汽式汽轮机最末一两级，它们都处于湿蒸汽区，级前

0T0后压力和温度都很低，例如，流量由没计值增大20％时，T001?T0T01，的

误差仅为0.19％左右。

2．设计工况与变工况下喷嘴均为亚临界工况

喷嘴出口流速小于临界速度时，称喷嘴处于亚临界工况。若设计工况与变工况下喷嘴都是亚临界工况，流量比为

0G1?1Gc1?1p01?? 0G?Gc?p0T00?1P01?0?P0T01T0 (3.1.9) T01 若不考虑温度变化，则

0G1?1P01?1P01 （3.1.10） ??0G?P0?P0 若工况变动前为临界工况，变动后为亚临界工况，则可用临界工况公式算到?n??nc处再用亚临界工况公式由?n??nc算到变动后的工况。若相反，则计算方法也相反。

3．渐缩喷嘴初压、背压与流量的关系

若渐缩喷嘴前后的蒸汽参数都变化，仅初温不变或不考虑初温变化的影响，则对于每一个初压都可画出一条与图3．1．2中曲线ABC相似的流量与背压的关系曲线，示于图3．1．3中。图中力AOB区域是临界工况区，临界流量与初压成正比。BOC区域是亚临界工况区，同一初压下流量与背压近似成椭圆曲线关系。若各初压下的临界压力比?nc不变，则各曲线水平段与椭圆段的交点必位于同一直线OB上，因这些交点的纵横坐标成正比。由图3．1．3可一目了然地看出不考虑初温变化时流量与初压、背压的相互关系。

以上所介绍的渐缩喷嘴变工况的结论，也适用于具有渐缩形通道的动叶。因从相对运动的观点来分析，动叶栅中的流动与喷嘴叶栅中的流动是完全一样的，只要把喷嘴前的热力参数换为动叶前的相对热力参数即可。

附带说明一点，固3．1．2中的虚线BO，虽对渐缩喷嘴不适用，但它适用

0于缩放喷嘴的各设计工况。因虚线BO是根据式(3．1．1)在?与?n都一定旦p0、0与喷嘴出口面积An都不变的条件下画出的p1?pc的G—p1关系曲线，而式v0(2．1，1)是由连续方程、能量方程与等比嫡过程方程严密推导而得的，因此曲

00线BO应该有物理意义。疑问在于p0、v0与An都不变时，p1减小为什么会使喷

0嘴流量降低?原因是p00,v0不变时，随着设计背压P1的减小，设计压比?n减小，

缩放喷嘴的膨胀度f?An必然增大(见图3．1．1)，而出口而积An已规定不变，Ac故f增大必然使缩放喷嘴喉部面积Ac减小，如图3．1．4所示，于是缩放喷嘴流量Gn?Gc?0.648AcGt?Anc1t0p00v0将随Ac减小而减小。另外，也可从连续方程

由于超音速区域随着压比减小，即随着比焓降增大，比容v1tv1t来分沂：

00增大得较大而流速c1t相对地增大得较小(见图1．2．3)，因此，当p0、v0一定的0缩放喷嘴的设计背压p1降低时，若连续方程中An不变，则Gt必将减小。当p0不

变而p1?0时，f?∞，而An为定值，只能使Ac?0，则缩放顷嘴流量G?0。达就表明图3．1．2中的虚线BO是各缩放喷嘴设计背压p1与流量的关系曲线，这些缩放喷嘴的出口面积An不变，但喉部截面Ac将随p1减小而减小，因而 这些缩放喷嘴的流量也将随p1的减小而减小。

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