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《第五節(jié)葉柵氣動特性與葉柵損失n》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、透平機械原理與裝置PrinciplesandEquipmentofTurbomachine答疑：第五節(jié)葉柵試驗與葉柵損失了解葉柵損失（葉型與端部損失）產生的原因及減小方法。一、葉柵的幾何特性平面葉柵的幾何特性可分為葉型和葉柵特性兩部分。二、葉柵試驗和氣動特性葉柵效率對于靜葉：對于動葉：總壓損失系數：壓力損失在噴嘴和動葉中壓降的份額。衡量葉柵損失性能的指標：1）速度系數2）能量損失系數3）總壓損失系數本節(jié)主要分析噴嘴損失與動葉損失產生的物理因素和影響因素，同時分析與汽輪機流量、功率有關的葉柵出氣角及其影響因素，以便熱力設計時能選用
2、氣動性能良好的靜動葉柵，確定完善的幾何尺寸，構成所需的透平級。三、葉柵的損失平面葉柵中的汽流流動損失，包括葉型損失和端部損失兩部分。葉型損失是指平面氣流繞流葉柵時產生的能量損失。用葉柵吹風試驗所得到的葉柵壓力分布曲線可以用來分析葉柵輪周力的來源和葉型損失的機理。（葉型損失包括葉型表面附面層中的摩擦損失、附面層脫離引起的渦流損失、葉片出口邊尾跡中的渦流損失(尾跡損失)和近音速和超音速汽流所產生的沖波損失。）葉柵性能的實驗方法1）總壓損失系數中間和左邊U形管中的液面差之比。右邊U形管液面差為p0’B為大氣壓壓比:壓力系數:沖動式葉柵
3、反動式葉柵(a)00迎角繞流(b)50迎角繞流翼型繞流圖畫(c)150迎角繞流(d)200迎角繞流翼型繞流圖畫(a)小迎角無分離(b)厚翼型后緣分離(c)薄翼型前緣分離小迎角無分離時，粘性作用對翼面壓力分布沒有本質改變翼面壓力分布翼型的升力曲線1.5.3葉柵損失葉型損失：1）附面層摩擦損失；2）附面層分離的渦流損失；3）葉片出氣邊的尾跡渦流損失；4）沖波損失分別稱摩擦損失系數和尾跡損失系數；葉型損失系數；下一頁(一)葉型損失的機理1．附面層中的摩擦損失附面層中摩擦損失的大小與葉柵表面的租糙度和壓力分布密切相關。若葉型表面某段沿汽
4、流流動方向壓力降落較快。則汽流在這段上加速較大，加速汽流總是傾向于使附面層減薄，從而使摩擦損失減??；反之，加速較小的汽流使流動介質堆積，附面層增厚，而使摩擦損失增加，這也是沖動式葉柵摩擦損失大于反動式葉柵的主要原因之一。沖動式葉柵取β2<β1正是為了減小這種不利影響。2．附面層脫離引起的渦流損失附面層摩擦損失：與葉型表面光潔度及壓力分布有關減小該項損失的措施：a)在沖動級中采用一定的反動度，以增加汽流流速b)減少葉片數并相應增大相對節(jié)距，以減少汽流流經的表面積汽流產生渦流的原因：附面層中汽流動能因摩擦阻力而逐漸被消耗，在擴壓段中
5、動能一部分要轉變?yōu)閴毫δ?，又要克服摩擦功。沖動式葉柵與反動式葉柵表面壓力分布是不同的:1)葉片背面:下降，C增加,達到最小值后，開始回升，?。沖動式的下降更快，也更低，回升也增大；2)葉片腹面：進口開始段?減速，繼而開始?、加速；3)沿葉片表面壓力不同的分布規(guī)律，影響到葉型表面的附面層的流態(tài)；層流?紊流的過渡點分離點4)擴壓段的存在，有利于附面層的分離；5)沖動式的能量損失一般大于反動式；6）附面層在出氣邊分離，形成尾跡和尾跡渦跡損失。3．尾跡損失由于葉型出口邊總有一定的厚度Δ，沿每只葉片背面和腹面而來的兩部分汽流在離開葉柵之后
6、不能立刻匯合，因而在出口邊之后形成充滿渦流的尾跡區(qū)，如圖所示。尾跡區(qū)內汽流壓力和速度與主流的壓力和速度相差很大，兩部分汽流經過相互拉扯之后，葉柵后的汽流逐漸均勻化。均勻化后的汽流速度低于原來的主流速度，汽流動能減小，減小部分稱為尾跡損失。尾跡損失與Δ/a成正比。4．沖波損失在沖動式葉柵進出口處、反動式葉柵的出口處及葉片背弧的某些地方，有時會出現超音速汽流，因而也會產生沖波。汽流經過沖波后，壓力突升，流速顯著下降，葉型損失急劇增加。這些由沖波引起的損失稱為沖波損失。沖波損失最終表現為葉型損失，故不必單獨計算。(二)端部損失1.端部
7、損失的機理實際汽輪機級中,葉柵裝有圍帶，每一汽流通道部是由一個葉型的背面、相鄰葉型的腹面和上下端面組成的。上述葉型損失僅僅是汽道中腹面和背面上的損失。當汽流通過汽道時，在上下端面上，由于蒸汽的粘性形成一層很薄的附面層，附面層內粘性力損耗汽流的動能，形成了端部附面層中的摩擦損失。汽流在端面附面層內流速小，產生的離心力不足以平衡凹凸兩面的壓差。汽流在上下端面的附面層內產生了自凹弧向背弧的橫向流動，二次流。凡是能使葉柵汽道中橫向壓力差增大的因素，均會引起端部損失的增加。如葉型、相對節(jié)距和進汽角等。影響端部損失的主要因素：相對高度2.影
8、響端部損失的因素端部損失使沖柵總流動損失增加，并使總損失沿葉柵高度的分布趨于不均勻，圖中ξn或ξb稱為葉柵損失系數，是衡量葉柵損失大小的指標。ξn=ξp+ξeξp:葉型損失系數ξe:端部損失系數總損失沿葉高的分布各種試驗表明，影響端部損失的因素很多。諸如葉型、相
