热力叶轮机械原理第二章 单级蒸汽透平3
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叶轮机械原理-第二章单级蒸汽透平
二、通流部分结构参数 两方面的工作：
① 选择双列复速级的叶栅型式（成套选择）， 确定四列叶栅的高度； ② 进行双列复速级的热力计算（速度三角形、轮周功率 和轮周效率等的计算）。
→ 复速级的进口蒸汽状态参数： p0、t 0、c0 已知参数： → 复速级的出口压力： p2 → 复速级的转速： n
→ 复速级的流量或功率： G（N）
第二章 单级蒸汽透平
◆ 单级透平（汽轮机）： 只有一个透平级的透平（汽轮机）。 ◆ 单级蒸汽透平与透平级的区别
透平级
透平级
图2.1 轴流式汽轮机级与汽轮机纵剖面图
① 从结构上： 透平级: 仅是蒸汽透平的一个组成部分（工作单元）；
单级透平: 整机，它包括: 透平级（通流部分）， 汽缸、转子、进排汽管路、前后轴承箱、 汽封装置以及调节、保安系统等。
图2.3 回流式透平通流部分圆周截面
→ 特点：◆ 只有一排动叶栅，发挥三列复速级的作用； ◆ 蒸汽双向流过一列动叶栅。动叶是完全对称的。 有：
'' 2 1 1 1'' 2 2
l 2）， ◆ 动叶叶高不变（ l 2 l 2 c1'' ）， 但进汽速度差别很大（ c1 c1 相应的部分进汽度变化也很大（ e e e ）。
双列复速级透平的损失、功率和效率对应表 符 号
—— ——
计算根据
0.05
单 位
MPa MPa kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg —— kJ/kg kJ/kg kJ/kg kW kg/s
效率和功率名称
……………… ……………… 轮 周 效 实 际 轮 周 功 率 级 效 率 或 相 对 内 效 …… …… 率 率 率 内 内 效 功 透 透 平 平 透 平 有 用 功 率
叶轮机械原理-第二章单级蒸汽透平
透平级
进汽管路
前后 轴承
汽封 汽缸
转子
排汽管路
② 从流动过程、能量转换的损失、作功上：
蒸汽流程： 透
级前→喷管→动叶1→导叶→动叶2→级后
涉 及: 平
级通流部分中的流动情况和能量转换
考 虑: 级
级的喷管/动叶1/导叶/动叶2/余速损失
功率和效率：轮周功率和轮周效率
单 级
蒸汽流程：阀前→主汽阀→调节阀→进汽部分 →透平级→排汽部分→汽缸外
④ 辐流式速度级透平 → 只适用于功率要求很小的场合。
图2.6 辐流式汽轮机纵剖面图
◆ 单级透平的损失、功率和效率
单 → 包含主汽阀、进排汽部分、透平级等许多零部件。 级 → 蒸汽流经的路程和零部件多。 透 → 由于结构和流动而产生能量损失的地方也多， 平 导致能量转换效率低。
① 节流损失
◆ 进汽节流损失： 原 因：是由于进汽阀门和进汽管道引起的能量损失。
图2.8 汽轮机机械效率与有效功率的关系曲线
表 2.1 双列复速级透平的损失、功率和效率对应表
损失名称及损失项目
符 号 计算根据 单 位
效率和功率名称
节流 进汽节流损失
损失 排汽节流损失
透 透
平 平
损级
轮
流 喷管损失
周
动 动叶Ⅰ损失
损
失
损 导叶损失
失
动叶Ⅱ损失
u
…… 余速损失
损 结构损失 失 失 轮面摩擦损失
影响因素：与排汽管的直径和结构、排汽速度有关。
计算公式：
pk
pk
pk
cex
2
100
pk
图2.7 多级汽轮机示意图和焓-熵图
叶轮机械气动热力学-第 2 章
2 2 v3 v2 P3>P2 ；P03<P02 ； 2 2 (粘性)
压气机效率定义：
c
等熵压缩功 h03s h01 ＝ 实际压缩功 h03 h01
10/97
单级压气机热力过程
2011-9-28
Xi’an Jiaotong University
Institute of Turbomachinery
Inducer（导叶）作用：使气流以合适的相对气流角进入叶轮；一 定的升压； 无Inducer：气流由轴向流入 => 突然转折进入叶轮 => 叶轮前缘 产生流动分离、强烈的掺混 => 噪音； Rotor（叶轮）中总焓、静焓（压力、温度）升高； Diffuser（扩压器）作用：气体减速，静压、静温升高，滞止参数 基本不变（总压有所降低）； Scroll（蜗壳）作用：收集气体；
2011-9-28 22/97
Xi’an Jiaotong University
Institute of Turbomachinery
6 在对安全可靠性要求高的一些场合，如天然气加压、火箭中，离心压 气机更适用； 7 大型喷气式飞机无一例外采用多级轴流压气机（大压比，大流量）； 直升机动力中经常采用离心式压气机；
Institute of Turbomachinery
2.5 轴流压气机
Fan： 小压比，大流量 Blower：中间压比 Compressor：大压比 <= 讨论对象
在推进、发电、工业过程等领域，轴流式和离心式压气机均得到 广泛应用，二者的对比如下：
1 同样压比条件下，二者重量相仿； 2 轴流式拥有更好的气动性能，效率更高； 3 航空应用中，离心式迎风面积大，阻力大； 4 离心式结构简单，在对体积限制高的场合如空间推进方面应用广泛； 5 较小的压比和流量条件下，离心式优于轴流式（单级离心即可实现） 大压比大流量条件下，多级轴流式优于多级离心式。
压气机效率定义：
c
等熵压缩功 h03s h01 ＝ 实际压缩功 h03 h01
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单级压气机热力过程
2011-9-28
Xi’an Jiaotong University
Institute of Turbomachinery
Inducer（导叶）作用：使气流以合适的相对气流角进入叶轮；一 定的升压； 无Inducer：气流由轴向流入 => 突然转折进入叶轮 => 叶轮前缘 产生流动分离、强烈的掺混 => 噪音； Rotor（叶轮）中总焓、静焓（压力、温度）升高； Diffuser（扩压器）作用：气体减速，静压、静温升高，滞止参数 基本不变（总压有所降低）； Scroll（蜗壳）作用：收集气体；
2011-9-28 22/97
Xi’an Jiaotong University
Institute of Turbomachinery
6 在对安全可靠性要求高的一些场合，如天然气加压、火箭中，离心压 气机更适用； 7 大型喷气式飞机无一例外采用多级轴流压气机（大压比，大流量）； 直升机动力中经常采用离心式压气机；
Institute of Turbomachinery
2.5 轴流压气机
Fan： 小压比，大流量 Blower：中间压比 Compressor：大压比 <= 讨论对象
在推进、发电、工业过程等领域，轴流式和离心式压气机均得到 广泛应用，二者的对比如下：
1 同样压比条件下，二者重量相仿； 2 轴流式拥有更好的气动性能，效率更高； 3 航空应用中，离心式迎风面积大，阻力大； 4 离心式结构简单，在对体积限制高的场合如空间推进方面应用广泛； 5 较小的压比和流量条件下，离心式优于轴流式（单级离心即可实现） 大压比大流量条件下，多级轴流式优于多级离心式。
叶轮机械原理西安交大演示文稿PPT学习教案
vdp sdx cdc
忽略侧面的 粘性阻力，有：
cdc vdp 0
对于绝热的理想 （等熵）流动，有：
p pvk const
k
带入上式得：
c1s
2k k 1
p0
0
1 (
p1 p0
k 1 )k
c0
2k k 1
R
T0
1
(
p1 p0
)
k 1 k
c0
第16页/共146页
4 ） 能 量 方程
cr
Hale Waihona Puke pcr p0*(2
k
) k1
k 1
（ 空气：cr 0.528
）
临界密度：
cr
0
(
pcr p0
)
1 k
；cr 过 0热.5蒸46汽：
A1
Acr
G
A1 1c1
Acr
G
cr ccr
第29页/共146页
2 ） 喷 管 中的 实际流 动过程
向心式透平级 第4页/共146页
离心式透平级
◆ 按 蒸 汽 在 静 叶栅 和动叶 栅中的 能量转 换情况 分：
冲动级、反动级、带反动度的冲动级、复速级
轴 流 式 透 平 级：
蒸汽在通过透平级时，它所释放的热能全部在喷管中
① 冲动级：
转化为蒸汽的动能；在动叶栅中蒸汽不再膨胀加速， 而只是改变汽流的流动方向。
根据动量 方程：
可以看出 ：动能↑ → 速 度↑（ ）→ → 流动 过程： 膨胀过 程 → 理想 无损失 情况:等 熵膨胀 过程
cdc dp 0
dc 0
dp 0
第21页/共146页
② 几何条件 根 据 等 熵 过 程方程 ： 代 入 动 量 方 程：
叶轮机械原理-演示文稿(1)
喷管叶栅和动叶栅中各完成一半。 即：蒸汽在喷管叶栅和动叶栅中都膨胀加速。 → 汽流改变流动方向产生一个冲击力； 加速汽流产生一个反作用力； → 透平级作功是在汽流冲击力和反作用力共同作用下完成的。
XJTU
特点：① 喷管叶栅与动叶栅的叶型相同； ② 喷管叶栅与动叶栅都是收缩的。
热力叶轮机械原理（1） ③ 带反动度的冲动级
热力叶轮机械原理（1）
略去高次项： vdp sdx cdc 对一元定常流动，有：
XJTU
忽略侧面的 粘性阻力，有：
对于绝热的理想 （等熵）流动，有：
cdc vdp 0
p
k
pvk const
k 1 p1 k 1 ( ) c0 p0
c1s
3）变工况特性问题。
◆ 研究方法
1）理论方法：采用一元流动分析法，研究透平级的能量转换、通
流能力和变工况特性（可以很好反映出：能量转换、
通流能力以及变工况的实质）。 2）实验方法：通过实验得到叶栅的能量损失，用来分析叶栅流动
效率问题。
热力叶轮机械原理（1） 三、级的研究范围和内容 ◆ 研究范围：
XJTU
代入能量方程，有：
c1s 2k ( RT0* RT1 ) k 1
* 0 * 0
k 1 p p1 k 2k 1 p* k 1 0
XJTU
根据已知参数，通过计算确定以下 热力状态参数、 运动参数和几何参数。
◆ 确定参数： ① 喷管出口截面的状态参数 t1 （或i1……）； ② 喷管出口截面积 A1 和喉部（临界）面积 Acr； ③ 喷管出口汽流速度 c1 和喉部（临界）速度 ccr。
热力叶轮机械原理（1） ◆ 设计与计算过程 ① 计算出口状态参数
XJTU
特点：① 喷管叶栅与动叶栅的叶型相同； ② 喷管叶栅与动叶栅都是收缩的。
热力叶轮机械原理（1） ③ 带反动度的冲动级
热力叶轮机械原理（1）
略去高次项： vdp sdx cdc 对一元定常流动，有：
XJTU
忽略侧面的 粘性阻力，有：
对于绝热的理想 （等熵）流动，有：
cdc vdp 0
p
k
pvk const
k 1 p1 k 1 ( ) c0 p0
c1s
3）变工况特性问题。
◆ 研究方法
1）理论方法：采用一元流动分析法，研究透平级的能量转换、通
流能力和变工况特性（可以很好反映出：能量转换、
通流能力以及变工况的实质）。 2）实验方法：通过实验得到叶栅的能量损失，用来分析叶栅流动
效率问题。
热力叶轮机械原理（1） 三、级的研究范围和内容 ◆ 研究范围：
XJTU
代入能量方程，有：
c1s 2k ( RT0* RT1 ) k 1
* 0 * 0
k 1 p p1 k 2k 1 p* k 1 0
XJTU
根据已知参数，通过计算确定以下 热力状态参数、 运动参数和几何参数。
◆ 确定参数： ① 喷管出口截面的状态参数 t1 （或i1……）； ② 喷管出口截面积 A1 和喉部（临界）面积 Acr； ③ 喷管出口汽流速度 c1 和喉部（临界）速度 ccr。
热力叶轮机械原理（1） ◆ 设计与计算过程 ① 计算出口状态参数
叶轮机械原理西安交大-演示文稿3
一、等 1 角流型
等 角1 ：就是喷管出口的汽流角度 1
沿径向是不变的。 即： 1 0
r
XJTU
热力叶轮机械原理（3）
XJTU
可以看出：① 进口（0-0）截面：轴向进汽（C0u = 0） 出口（2-2）截面：轴向排汽（C2u = 0） → 不存在离心力场：径向分速度Cr =0
有： d 1 r1d r 1d z1d z0
XJTU
得到： lnc1lnrco2s1 0
lnc1rco2s1 0
c rco2s1 1
const
其中： c1u c1cos1 c1z c1sin1
1 const
1-1截面：
c rcos21 1u
●
●
●
计算 起点
计 算
计算 终点
r —r r—h 叶片相对半径。
点
热力叶轮机械原理（3）
XJTU
② 速度 C1
c 1 2 c 1 2 u c 1 2 z c 1 2 r c 1 2 z c 1 2 u(h rhr)2
其中：C1z = const； C1r = 0； C1ur = const = C1uhrh
采用简单径向平衡方程来描述：
1
p
c
2 u
r r
③ 在三个特征截面上，所有汽流参数沿轴向
的偏导数均等于零，即： 0 z
④ 轴对称流动，即：
0
热力叶轮机械原理（3）
XJTU
◆ 流型计算
1) 在汽轮机级的进口（0-0）截面： 参数作为已知条件给出，或是上一级计算的结果。
2) 在轴向间隙（1-1）截面：
XJTU
静动 叶叶
图3.9 反动度沿叶高的变化
等 角1 ：就是喷管出口的汽流角度 1
沿径向是不变的。 即： 1 0
r
XJTU
热力叶轮机械原理（3）
XJTU
可以看出：① 进口（0-0）截面：轴向进汽（C0u = 0） 出口（2-2）截面：轴向排汽（C2u = 0） → 不存在离心力场：径向分速度Cr =0
有： d 1 r1d r 1d z1d z0
XJTU
得到： lnc1lnrco2s1 0
lnc1rco2s1 0
c rco2s1 1
const
其中： c1u c1cos1 c1z c1sin1
1 const
1-1截面：
c rcos21 1u
●
●
●
计算 起点
计 算
计算 终点
r —r r—h 叶片相对半径。
点
热力叶轮机械原理（3）
XJTU
② 速度 C1
c 1 2 c 1 2 u c 1 2 z c 1 2 r c 1 2 z c 1 2 u(h rhr)2
其中：C1z = const； C1r = 0； C1ur = const = C1uhrh
采用简单径向平衡方程来描述：
1
p
c
2 u
r r
③ 在三个特征截面上，所有汽流参数沿轴向
的偏导数均等于零，即： 0 z
④ 轴对称流动，即：
0
热力叶轮机械原理（3）
XJTU
◆ 流型计算
1) 在汽轮机级的进口（0-0）截面： 参数作为已知条件给出，或是上一级计算的结果。
2) 在轴向间隙（1-1）截面：
XJTU
静动 叶叶
图3.9 反动度沿叶高的变化
《叶轮机械原理》课件
03
叶轮机械的设计与优化
叶轮机械的参数设计
叶轮参数
01
包括叶片数、叶片型线、进出口安放角等。这些参数的选择和
优化对叶轮机械的性能有着重要影响。
流道参数
02
包括流道截面形状、流道面积等。这些参数的合理设计可以改
善流体在叶轮机械内的流动状态，从而提高效率。
转速与扬程
03
转速和扬程是叶轮机械的基本参数，它们的选择和优化对于确
02
叶轮机械的基本理论
流体动力学基础
流体静力学基本概念
流体的密度、压强、重力场等。
流体动力学基本方程
Navier-Stokes方程、连续性方程、动量方程等。
流体流动的基本特性
层流与湍流、边界层等。
叶轮机械中的能量转换
叶轮机械的工 力能、热能、动能等之间的转换。
04
叶轮机械的实验研究
实验设备与实验方法
实验设备
介绍进行叶轮机械实验所需的设 备和工具，如风洞、测试台、传 感器等。
实验方法
详细说明实验的操作流程和步骤 ，包括实验前的准备、实验过程 中的操作以及实验后的数据收集 等。
实验数据的处理与分析
数据处理
介绍如何对实验中收集的大量数据进 行整理、筛选和初步处理的方法。
总结词
随着科技的进步，叶轮机械的智能化与自动化成为了新的发展方向。
详细描述
通过引入先进的传感器、控制系统和人工智能技术，叶轮机械可以实现智能化控制和自动化运行。这不仅可以提 高设备的运行效率和稳定性，还能降低人工干预和故障率。
叶轮机械在新能源领域的应用
总结词
随着新能源产业的快速发展，叶轮机械在新能源领域的应用越来越广泛。
定叶轮机械的功率和效率至关重要。
热力叶轮机械原理第二章 单级蒸汽透平2
2019/11/1
27
双列复速级蒸汽透平的热力计算
四排叶栅采用的叶型：
喷 管 叶 栅：C-9012A叶栅，b1 44mm B1 30mm
第一列动叶栅： b2 B2 25mm
转 向 导 叶：P-3021A叶栅,
b1 B1 25mm 第二列动叶栅： b2 B2 25mm
叶轮摩擦损失原因
A-A 截面
径 向
汽缸壁面 静止
叶轮壁面 旋转
周向
② 叶轮两侧的旋涡区，产生涡流，也消耗一部 分轮周功。
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3
摩擦损失、鼓风损失和弧端损失
叶轮摩擦损失概述
摩擦损失：克 的轮服周叶功轮。摩擦阻力和涡流所消耗
摩擦损失位置：叶轮的两个端面/叶轮前后 的两个空间。
摩擦损失功率的计算方法（通常用实验方法 来确定）：
30mm
e f
v
在一起，就可得相对内效
率与速比的变化曲线。
0 0.1 0.2 0.3 0.4 xa
双列复速级 oi 曲线
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18
级的相对内效率
2） f 、 v 、en 对相对内效o率i
的
影响
① 级相对内效率 < 轮周效
率；
0i u
较大A1 较小A1
u
(xa )opt 1
三排叶栅中。得到：
hs 261.30.9 235kJ / kg p1 1.57MPa
1 1.57 / 3.5 0.449 0.45 v1 v1s 0.171m3 / kg
根据：Gv1s 6.6 0.171 1.026m3 / s 必须采用较小的部分进汽度： e 0.25 则： xa 0.25
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虚线 — 代表实际情况下的芬诺线。
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24
汽封装置
曲径式汽封的漏汽量
δ
pz
p1
p0 ,t0
曲径式汽封漏汽量 G 与以下参数有关： 汽封前、后蒸汽参数： p0 T0 pz
汽封的几何参数：
A d
汽封片（环形孔口）数： z
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25
汽封装置
曲径式汽封的漏汽量
④ 当汽封最后一个环形孔口
的压差足够大时：
环
形
汽封出口汽流速度可 以达到当地音速；
孔 口
环形汽室
pz
汽封环
δ p1
p0 ,t0
汽封d2 套d1 筒
汽封的漏汽量就达到与汽封初压 p0 相对 应的最大值，即临界漏汽量。
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18
汽封装置
曲径式汽封中的流动过程
⑤ 所有环形孔口都是没有 斜切部分的收缩喷管：
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7
汽封装置
汽封结构图：
曲径式汽封结构图与照片
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8
汽封装置
汽封结构图：
刷式密封结构图与照片
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9
汽封装置
汽封结构图：
蜂窝密封结构图与照片
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10
汽封装置
曲径式汽封的工作原理
环形汽室
汽封环
环形孔口
pz
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p1 d2 d1
2v( pi1 v2
pi )
A
2 p( pi1 pi ) p0v0
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汽封装置
曲径式汽封的漏汽量
上式改变为:
p(
pi1
pi )
1 2
p0v0
(
G A
)2
将 p pi1 pi 代入上式，得到:
2
pi21 pi2 p0v0 (G )2 const （*）
漏汽量为：
Gcr 0.65 A
p0 v0
1 0.423z 0.577
δ p0 ,t0
曲径式汽封结构图
汽封套筒
11
汽封装置
曲径式汽封的结构
① 在汽轮机主轴上，安 环
装有带槽沟的汽封套 形
筒，它与主轴一起旋
孔 口
转；
环形汽室
pz
汽封环
δ p1
p0 ,t0
汽d封2 套d1 筒
在汽缸上则安装有带锯齿的汽封环，它是
静止不动的。
汽封套筒 + 汽封环 = 曲径式汽封
② 汽封装置中有许多环形孔口，齿尖处的径 向间隙很小，约0.5mm；每两个孔口之 间形成一个环形汽室。
量为:
G
A ci vi
A
2 pi vdp pi 1 vi2
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汽封装置
曲径式汽封的漏汽量
将喷管中理想等熵流动的过程方程: pvk const 代入上式，即可以计算出汽封漏汽量：
G
A ci vi
A
2 pi vdp pi 1 vi2
假定2：忽略汽体的可压缩性，将比容看成 一个常数。
p02 pz2 zp0v0
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汽封装置
曲径式汽封的漏汽量
汽封漏汽的临界流量（临界漏汽量） 当最后一个孔口的流量达到临界流量时有：
pz p z1
cr
0.546
pz
p1
δ 临界流量为：
p0 ,t0
Gcr 0.65 A
p z 1 v z 1
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综上： 在几何尺寸上 → 存在环形间隙 在气动参数上 → 存在压差
所以：必定产生漏汽
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3
汽封装置
产生漏气的解决方案
漏汽产生两个方面的问题： ① 损失了作功的工质，减小了汽轮机发出的
功率： ② 破坏了工作环境：
为了即保证汽轮机的安全运行，又最大限 度地减小漏汽量
→ 必须采用汽封装置
A d
蒸汽流量相同：
G 定值
环形汽室
汽封环
环 形 孔 口 pz
p1
δ
p0 ,t0
汽封d2 套d1 筒
→蒸汽的压力逐渐降低，汽流密度减小；
根据连续方程：
G / A c const
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汽封装置
曲径式汽封中的流动过程
I. 随着压力逐渐下Байду номын сангаас，各孔 环形汽室
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14
汽封装置
曲径式汽封中的流动过程
总体来看：
蒸汽通过环形孔口的 流动过程，接近一个 节流过程；
能量转换过程：
环形汽室
汽封环
环 形 孔 口 pz
p1
δ
p0 ,t0
汽封d2 套d1 筒
热能（膨胀）→ 动能（涡流）→ 热能
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汽封装置
曲径式汽封中的流动过程
③ 环形孔口的漏汽面积 基本上是定值：
p0 p1 p2 p3 p4
ac e
g
p5 p6 k
bd f
h
l
b f
h
i 漏汽量
增大方向
s
l
p7
p8
n
p9
hcr
p10
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汽封装置
曲径式汽封的变工况特性
II. 如果汽封孔口数目z 、径向间隙 、背压 不变 p，z 但汽封初压 p0 升高，
→汽封漏汽量增大
hcr
hcr
34
汽封装置
曲径式汽封的漏汽量
将等温过程方程 p0v0 pivi pz1vz1 代入上
式得：
Gcr 0.65 A
p
2 z 1
p0v0
◆ 其它环形孔口，通过的流量并未达到临界 流量：
漏汽量：
G A
p02 pz21 (z 1) p0v0
2019/11/1
2
2 A
可以看出:
I. 随着压力的降低，各环形孔口的压差增大； II. "假定" 没有改变汽流通过汽封的流动规律。
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30
汽封装置
曲径式汽封的漏汽量
公式 * 适用于 汽封中任一个 环形孔口 ：
第 i个孔口
ci1
ci
p i 1
pi
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第1个孔口: 第2个孔口: 第 i 个孔口:
ac e
g
p5 p6 k
bd f
h
l
b f
h
i
p7
p8
n
p9
hcr
p10
s
l
芬诺曲线
图中的曲线 b d f ……是孔口出口环型截
面上蒸汽状态点的轨迹 ；
芬诺线：每条芬诺线都对应一个汽封漏汽 量，所以芬诺线就是等流量线。
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汽封装置
曲径式汽封的变工况特性
I. 如果汽封初压 p0、背压 pz 、径向间隙 不变， 但环形孔口的数目 z 减少， → 汽封漏汽量增大
ci 、pi —— 第 i个孔口后的汽流速度和压力
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汽封装置
曲径式汽封的漏汽量
ci2
c2 i 1
pi vdp 0
2
pi1
理想情况: 初速度 ci1 0
环形孔口出口理论汽流速度: ci
2 pi vdp pi 1
根据连续方程，通过这个环形孔口的漏汽
p02 p12 p0v0 (G )2
2
2 A
p12 p22 p0v0 (G )2
2…………2 ……A
pi21 pi2 p0v0 (G )2
…2 ………2……A
第 个孔口: z 1
p z22
p
2 z 1
p0v0
( G
)2
2
2 A
第 z 个孔口:
p
2 z 1
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汽封装置
曲径式汽封中的流动过程
① 蒸汽在从汽封高压端p0 流向低压端 pz过程中： 蒸汽依次通过汽封的环形孔口； 每通过一个环形孔口，蒸汽的压力就
降低一些； 每个孔口前后都存在压差。
全部孔口两侧压差之和 = 整个汽封前后的总压差：
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pi p0 pz
取:
v vi1 vi 2
p pi1 pi 2
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汽封装置
曲径式汽封的漏汽量
假定3：孔口中是等温膨胀过程，理想汽体 状态方程来描述：
pv RT const
有: pv p0v0 或: v p0v0 p pz
p1
δ
p0 ,t0
漏汽量公式变为:
G A
曲径式汽封压力变化曲线
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汽封装置
曲径式汽封中的流动过程
② 当蒸汽通过一个环形孔口时：
环形汽室
压力和焓值就降低，汽 环
流获得一定速度；
形
孔
汽室空间相对很大，在 口 pz
汽室中形成强烈旋涡；
汽封环
p1
δ
p0 ,t0
汽封d2 套d1 筒
涡流将汽流动能变成热能回到汽流中；
汽室中汽流温度升高，焓值恢复到孔口 前的数值。
i
s
pz
pz