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部分进汽度

调节级由于配气方式的需要通常采用部分进汽。常用装有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值来表示部分进汽的程度,称为部分进汽度。
中文名
部分进汽度
外文名
degree of partial admission;
所属领域
电力术语

目录

各种部分进汽情况下叶片总体性能分析

表1中给 出 了 本 文 涉 及 到 的 几 种 进 汽 方 式 下 各自 的 流量 和 效 率 数据。

图1图1

将 2 0 %、5 0 %、7 0 % 弧段 进 汽 堵 塞 情 况下 的数据 与全 周 进汽时 的 进行 比 较,在效 率 方面可 以 认为:部分 进 汽 状态将 使得流 动 效 率 降 低,尤 其 是 在较 小部分进汽 度 ( 较 大 堵 塞 度 ) 时,效 率 降 低 得非 常严 重。根 据详 细 的流 场计算结 果分析,2 0 % 堵 塞 时效 率之 所 以 降得不多,是 因 为此 时 并 没 引 起 叶片通道 内 的 流 动 分 离,损 失增加 的 主 要来 源 为 进 口 区 域强的周 向 压力梯 度所 造 成 的 掺 混;而 5 0 % 和 7 0 % 时多 个 通 道 内 叶 片 表 面 都 出 现 了大 面 积分 离 区,从而使 得损失 大大 增 加。

至于 流量 情 况,从 表 中计 算所 得 结 果 看 来,所有处 于部分 进 汽 情 况 下 流量 都将 比 相 应 通 道 数 下 的通流能力 增 加,增加幅度在4 % -- 8 %之 间。而 目 前 在设 计中,当 保 持 叶片 后 压 力 和 叶片 烩 降不 变 时,通过的 流量与 通 道 数成 简 单 的 正 比 关 系,这 样看 来,部 分 进汽方式下 的 流量 结 果 应在 调 节 级 面 积 设 计 中引起 足 够重 视。流量 增加 的 原 因 应该很 复 杂,从 图1中进 口 截 面上 的 周 向 静 压分 布 上可 以 肯 定,在 部分堵 塞 进汽 时 进 口 截 面 上 靠 近 堵 塞 区 边 缘 的 区 域,由于 受 堵 塞 区 后 低 压 区 的 影响 因 而 静 压 值 比 全 周 进 汽时 有所 降低,形成抽吸 现象 并造成 汽流 速 度增 加,从而最终体 现 在 相 应 区 域 的 流量 增 加 上。

对 比 表 中 同 样 部 分 进 汽度 下 两种 堵 塞方 式 的数 据,二 者 在 流量 上 基 本不存 在 大的差 异。但 在效率 方 面,分 两段 堵 塞时 的 效 率 都 比 一 段 堵 塞时要 低是 在较低 部分进 汽度情 况 下。叶片 处 于 部分进汽度时效 率 低的 原 因,主 要有 两 部 分组成:一 部分 是由 于 存 在 周 向压力 梯 度 而造成 的 掺 混 损 失,并且 这一 压 力梯 度将 一 直保 持到 流 动 区 域 出 口 ( 图 1),另一部 分则 归咎 于 流动 分 离。表中 2 0 % 堵 塞 的 情 况应该 属 于 前 一 个 原 因。由 于 分两 段堵 塞时 比 一 段 堵塞情况 下 在进口 截 面上 多 2 个高 周 向 压 力梯 度 区 域,显 然 这 两 个 区 域 将 多 形 成 一 部分 掺 混 损 失,从而 会形 成2x1 0 % 堵 塞 方式时 的 效率 比lx2 0 % 的 要低,但 总体说来,这两者的效 率 降 低 都 并 不 很严 重。而表中5 0 %、7 0 %堵塞 时,效率 的 降低 就 很严重了,应该 说此 时 的损 失机 理以 流 动 分 离 损 失 为主。在这 几种 堵 塞 方 式下,叶片 通 道 内 都 发 生 了 大 面 积 流 动 分离,并 且,在2 × 2 5 %、2x3 5 %分两 段堵塞 情 况 下,前面 提到 的 比 一 段 堵 塞时多出 的那 两 个 周 向高 压力梯 度 区 域,由 于 引 发 了 更多 的通 道 内 流 动 分离,因此 而 造 成 更 大 的 流动损失。

处于部分进汽方式下工作的动叶片,其动频率力和动应力 随 着 进 出 堵塞 区 域 也 将 发 生 剧 烈 的 变 化。

图2图2

图2中 反映了各 种 部分 进 汽 方式 下 某 一 时 刻 各 只 动叶片 的 升力 系 数情 况。在 较 下 的 部分 进 汽 度 ( 5 0 %、7 0 % ) 时,堵 塞 区 后的 动 叶片 升力都很 小,在某些 叶片上 甚 至 出 现 了 不小 的 负 升力,这 就 意 味 着 在 这 几 只叶片 上几乎 没 有 什 么 功 量 输 出,或 者 是 负 输 出 功;在部分进汽 度较 大、堵 塞 段较 小 ( 2 0 % ),堵塞段对叶片 通 道 内流场 的 影 响 较 小,各只叶片 基本都 工 作在 输 出功量 的 状 态,只 是 大 小存 在 差异 而 已。从 图中 同时可 以 发 现,某 些 叶 片甚 至 承 受 了 比 全 周 进汽时 更大 的 升力。由 于 设 计 中 调 节级 烩 降 一 般取得 都比 较 大,并且 为 维持 一 定 的 速 比 节 圆也 较高,对 调 节级 动 叶 片 在 设计工况 下承 受各种应力、激振力 的强度 要求较 为 苛 刻,因 此 以 上部分 进 汽 方 式下 动 叶 片升 力 的急 剧变化结 果应 该在 设 计 中 引 起高度 重 视。

结论

(1 ) 处 于 部 分 进 汽 情 况下,各 只 动叶片 受到 的 非定 常 激振 力 变 化幅 度 剧烈 ; 在较低 部分进 汽 度 时,某 些时 刻 甚 至 经受到 负 升力 ;

( 2 ) 处 于 部 分 进 汽 情 况 下,各 通道 实 际 上 的总通流 能 力 比 用传 统方法估 计值 要高,高 出的百 分 比 介于4 % 、 8 %之 间 ;

( 3 ) 处 于部 分 进 汽 情 况 下 的 动 叶 片 流 动效 率 要比 全 周 进 汽时 的 低,在 小 的 部分 进 汽度 时 要低 出 很多 ;

( 4 ) 堵 塞度 较 小 时,动 叶片 内 的 部 分进汽损 失机 理主 要 为 由 于 存在 周 向压力 梯度而 形成 的 掺 混 损失;而在堵 塞 度较 大时,部分 进 汽 损失 则 主 要 因 为流动分离 而 造 成;

( 5 ) 在 同 样 部 分 进汽度情 况 下而 堵塞方 式不 同时,堵 塞段 的 多少对 部 分进 汽 损 失也 存 在影响,在小 的 部分 进 汽 度情 况下 的影 响更为明 显,较多 的 堵塞段将使得 流 动效 率 更 低。

( 6 ) 在 部分 进 汽 情 况 下,动 叶片 的 出 口 参数在 周向 仍保持 着 不 均 匀,这无疑将对 其 后 叶片 排 内 的 流动 造 成 影响

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