汽輪機學習1
（1）狀态參數有：溫度（T）、比容（υ）、壓力（p）、熱力學能（u）、焓（h）和熵（s）。
（2）基本狀态參數：溫度（T）、比容（υ）、壓力（p）
（3）焓：m千克工質，其内能與壓力位能之和稱為焓，單位是kJ，用H表示，而1kg壓力為p，比容為υ的工質，其内能u和壓力位能之和稱為比焓。h=u+pυ
2、什麼是聲速？什麼是馬赫數？（這個東東以前上大學的時候流體力學裡面學過，早忘了，補習下）
（1）聲速：是在連續介質中微弱擾動産生的壓力波傳播的速度，以α表示。也叫音速。
由此可見，聲速是一個常數。與氣體的性質及狀态有關，因此聲速也是一個狀态參數。在流動過因此，聲速不是一個固定不變的常數，它與氣體的性質或氣流速度的改變首先需要力學條件。可以推導出表示，即。當于流速變化的幾何條件程中，流道各個截面上氣體的狀态在不斷地變化着，所以各個截面上的聲速也在不斷地變化。所以聲速有“當地聲速”之稱。
（2）馬赫數：把氣體的流速c與當地聲速a的比值叫做馬赫數。用Ma表示。因此Ma＝c/a。當Ma＜1時，氣流速度小于當地聲速，稱為亞聲速；Ma＞1時，氣流速度大于當地聲速，稱為超聲速；Ma＝1時，氣流速度等于當地聲速。
3、氣流流速和壓力的關系（隻說結論，不講推導了）：
氣流在流動過程中如流速增加，則壓力必然降低；
如壓力升高，則流速必降低。
因為壓力降低時焓值降低，即熱能減少，而氣流在流動過程中總能量是守恒的，所以動能增加，即氣流速度必然增大。
4、流速變化與氣流流通截面積變化的關系（學習這個東西為下面學習噴嘴做鋪墊）：
氣流速度變化時，由于參數的變化，導緻氣流流通截面積也發生變化。可以從等熵流動的基本方程組中推導出有利于流速變化的幾何條件：
從公式可知，當流速變化時，氣流截面面積的變化規律不但與流速是增加還是降低有關，而且還與流速是亞音速氣流還是超音速氣流有關。
5、噴嘴中氣流參數如何變化？不同聲速狀況氣流在噴嘴中流通截面積如何變化？不同聲速狀态氣流對噴嘴設計的要求如何？（這個問題講述了噴嘴構造的設計初衷，值得學習）
（1）噴嘴中汽流參數的變化：壓力降低，流速增加。
（2）不同聲速狀況氣流在噴嘴中流通截面積變化：dp＜0，dc＞0，由題4中公式可推導出：
a、氣流為超聲速氣流時，馬赫數Ma＞1，可推出dA＞0，氣流流通截面積是逐漸擴大的；
b、氣流為亞聲速氣流時，馬赫數Ma＜1，可推出dA＜0，氣流流通截面積是逐漸縮小的；
c、氣流為聲速氣流時，馬赫數Ma＝1，可推出dA＝0，這時候氣流流通截面積縮小到最小。
（3）不同聲速狀态氣流對噴嘴設計的要求：對亞聲速氣流要做成漸縮噴嘴；對超聲速氣流要做成漸擴噴嘴；對氣流由亞聲速連續增加到超聲速時要做成縮放噴嘴，或稱拉代爾噴嘴。
噴嘴截面形狀與氣流截面形狀相符合，才能保證氣流在噴嘴中充分膨脹，達到理想加速的效果。各種噴嘴的形狀如圖所示：
6、汽輪機中采用什麼形狀的噴嘴？
汽輪機中的噴嘴一般做成斜切噴嘴，如下圖所示：
為什麼要汽輪機中的噴嘴要做成斜切噴嘴呢？一個原因是使噴嘴氣流有一個很好的方向進入動葉片推動動葉片做功。另一個原因是，當噴嘴出口壓力小于臨界壓力時，蒸汽在喉部AB截面隻能得到聲速氣流，斜切部分是漸擴的，因此蒸汽在斜切部分繼續膨脹，在斜切出口截面得到超聲速氣流。
7、汽輪機級的反動度？
（1）定義：所謂反動度，指的是蒸汽在汽輪機動葉栅中的膨脹程度。用符号ρ表示。
（2）算法：反動度等于蒸汽在動葉栅中的理想焓降hb（也稱為等熵焓降）與整級的滞止等熵焓降之比。如下式：
（3）公式所表示的含義：當反動度等于0時，相當于hb＝0，說明蒸汽在動葉栅中不膨脹，隻在噴嘴中膨脹。這樣的級較純沖動級。通常所說的反動級是指反動度約等于0.5的級，其蒸汽在噴嘴和動葉栅中的膨脹程度基本相同。反動級的效率比純沖動級高，因此，一般的沖動級均帶有不大的反動度。
8、沖動級、反動級、速度級相關：
（1）沖動級：在純沖動級中，蒸汽隻在噴嘴葉栅中膨脹、壓力降低，在動葉栅中不膨脹、壓力保持不變，其動葉片為對稱葉片，動葉進口安裝角等于動葉的出口安裝角，即氣流在動葉栅中的速度（指相對速度）的大小在理論上保持不變，由于葉片形狀的彎曲，氣流的方向發生了變化，對動葉片産生一個沖擊力，使葉輪旋轉作功。純沖動級做功能力大，但流動效率低，現代汽輪機中已不采用。
（2）反動級：在反動級中，蒸汽不僅在噴嘴中膨脹加速，而且在汽流流經動葉栅通道時，繼續膨脹加速，即蒸汽在動葉栅中，不僅氣流的方向發生變化，而且其相對速度也有所增加。因此，動葉片不僅受到噴嘴出口高速氣流的沖動力作用，而且還受到蒸汽離開動葉栅時的反作用力， 所以反動級既有沖動力做功又有反動力做功。由于蒸汽在動葉栅中膨脹加速，是在沖動力和反動力的合力下使葉輪轉動做功的，所以反動級的效率比沖動級高，但做功能力較小。
（3）速度級：速度級的特點是在一個葉輪上裝有兩列或三列動葉栅，在兩列動葉栅之間有一列裝在汽缸上的、固定不動的導向葉栅。
9、現代大功率高參數汽輪機為什麼第一級大都采用雙列速度級？
多級汽輪機的第一級往往采用雙列速度級，這樣可使蒸汽在速度級後，壓力和溫度都降低較多，不僅可以減少全機的級數，使汽輪機體積緊湊，而且可使速度級後面部分的汽缸及葉片等零部件對金屬材料的要求降低，從而降低汽輪機的成本。
10、汽輪機汽缸在工作時要承受那些力呢？
（1）汽缸内外的壓力差，使汽缸壁承受一定的作用力；
（2）隔闆和噴嘴作用在汽缸上的力，這是由隔闆前後的壓力差及汽流流過噴嘴時的反作用力所引起的；
（3）汽缸本身和安裝在汽缸上的各零部件的重量；
（4）軸承座與汽缸鑄成一體或軸承座螺栓連接汽缸的機組， 汽缸還承受着轉子的重量及轉子轉動時産生的不平衡力；
（5）進、排汽管道作用在汽缸上的力；
（6）汽輪機在運行中，汽缸各部分存在着溫度差引起的熱應力。特别是在快速啟動、停機和工況變化時，溫度變化大，将在汽缸和法蘭中産生很大的熱應力的熱變形。
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