汽轮机原理
第一章汽轮机的热力特性思考题答案
1．什么是汽轮机的级？汽轮机的级可分为哪几类？各有何特点？
解答：一列喷嘴叶栅和其后面相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元称为汽轮机的级，它是蒸汽进行能量转换的基本单元。
根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反动度的冲动级和复速级等几种。
各类级的特点：
（1）纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀。它仅利用冲击力来作功。在这种级中：p1 = p2；Dhb =0；Ωm=0。
（2）反动级：蒸汽的膨胀一半在喷嘴中进行，一半在动叶中进行。它的动叶栅中不仅存在冲击力，蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大的反击力作功。反动级的流动效率高于纯冲动级，但作功能力较小。在这种级中：p1 > p2；Dhn≈Dhb≈0.5Dht；Ωm=0.5。
（3）带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行。这种级兼有冲动级和反动级的特征，它的流动效率高于纯冲动级，作功能力高于反动级。在这种级中：p1 > p2；Dhn >Dhb >0；Ωm=0.05～0.35。
（4）复速级：复速级有两列动叶，现代的复速级都带有一定的反动度，即蒸汽除了在喷嘴中进行膨胀外，在两列动叶和导叶中也进行适当的膨胀。由于复速级采用了两列动叶栅，其作功能力要比单列冲动级大。
2．什么是冲击原理和反击原理？在什么情况下，动叶栅受反击力作用？
解答：冲击原理：指当运动的流体受到物体阻碍时，对物体产生的冲击力，推动物体运动的作功原理。流体质量越大、受阻前后的速度矢量变化越大，则冲击力越大，所作的机械功愈大。反击原理：指当原来静止的或运动速度较小的气体，在膨胀加速时所产生的一个与流动方向相反的作用力，称为反击力，推动物体运动的作功原理。流道前后压差越大，膨胀加速越明显，则反击力越大，它所作的机械功愈大。
当动叶流道为渐缩形，且动叶流道前后存在一定的压差时，动叶栅受反击力作用。
3．说明冲击式汽轮机级的工作原理和级内能量转换过程及特点。
解答：蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。具有一定温度和压力的蒸汽先在固定
不动的喷嘴流道中进行膨胀加速，蒸汽的压力、温度降低，速度增加，将蒸汽所携带的部分热能转变为蒸汽的动能。从喷嘴叶栅喷出的高速汽流，以一定的方向进入装在叶轮上的动叶栅，在动叶流道中继续膨胀，改变汽流速度的方向和大小，对动叶栅产生作用力，推动叶轮旋转作功，通过汽轮机轴对外输出机械功，完成动能到机械功的转换。由上述可知，汽轮机中的能量转换经历了两个阶段：第一阶段是在喷嘴叶栅和动叶栅中将蒸汽所携带的热能转变为蒸汽所具有的动能，第二阶段是在动叶栅中将蒸汽的动能转变为推动叶轮旋转机械功，通过汽轮机轴对外输出。
4．什么是最佳速度比？纯冲动级、反动级和纯冲动式复速级的最佳速度比的值是多少？
解答：轮周速度与喷嘴出口汽流速度的比值，称为速度比。级效率最高时，所对应的速度比称为最佳速度比。
纯冲动级的最佳速度比约为0.4~0.44；反动级的最佳速度比约为0.65~0.75；纯冲动式复速级的最佳速度比约为0.21~0.22。
5．汽轮机的能量损失有哪几类？各有何特点？
解答：汽轮机内的能量损失可分为两类，一类是汽轮机的内部损失，一类是汽轮机的外部损失。汽轮机的内部损失主要是蒸汽在其通流部分流动和进行能量转换时，产生的能量损失，可以在焓熵图中表示出来。汽轮机的外部损失是由于机械摩擦及对外漏汽而形成的能量损失，无法在焓熵图中表示。6．汽轮机的级内损失一般包括哪几项？造成这些损失的原因是什么？
解答：汽轮机的级内损失一般包括：喷嘴损失；动叶损失；余速损失；叶高损失；扇形损失；叶轮摩擦损失；部分进汽损失；漏汽损失；湿汽损失。
造成这些损失的原因：
（1）喷嘴损失：蒸汽在喷嘴叶栅内流动时，汽流与流道壁面之间、汽流各部分之间存在碰撞和摩擦，产生的损失。
（2）动叶损失：因蒸汽在动叶流道内流动时，因摩擦而产生损失。
（3）余速损失：当蒸汽离开动叶栅时，仍具有一定的绝对速度，动叶栅的排汽带走一部分动能，称为余速损失。
（4）叶高损失：由于叶栅流道存在上下两个端面，当蒸汽流动时，在端面附面层内产生摩擦损失，使其中流速降低。其次在端面附面层内，凹弧和背弧之间的压差大于弯曲流道造成的离心力，产生由凹弧向背弧的二次流动，其流动方向与主流垂直，进一步加大附面层内的摩擦损失。
（5）扇形损失：汽轮机的叶栅安装在叶轮外圆周上，为环形叶栅。当叶片为直叶片时，其通道截面沿叶高变化，叶片越高，变化越大。另外，由于喷嘴出口汽流切向分速的离心作用，将汽流向叶栅顶部
挤压，使喷嘴出口蒸汽压力沿叶高逐渐升高。而按一元流动理论进行设计时，所有参数的选取，只能保证平均直径截面处为最佳值，而沿叶片高度其它截面的参数，由于偏离最佳值将引起附加损失，统称为扇形损失。
（6）叶轮摩擦损失：叶轮在高速旋转时，轮面与其两侧的蒸汽发生摩擦，为了克服摩擦阻力将损耗一部分轮周功。又由于蒸汽具有粘性，紧贴着叶轮的蒸汽将随叶轮一起转动，并受离心力的作用产生向外的径向流动，而周围的蒸汽将流过来填补产生的空隙，从而在叶轮的两侧形成涡流运动。为克服摩擦阻力和涡流所消耗的能量称为叶轮摩擦损失。
（7）部分进汽损失：它由鼓风损失和斥汽损失两部分组成。在没有布置喷嘴叶栅的弧段处，蒸汽对动叶栅不产生推动力，而需动叶栅带动蒸汽旋转，从而损耗一部分能量；另外动叶两侧面也与弧段内的呆滞蒸汽产生摩擦损失，这些损失称为鼓风损失。当不进汽的动叶流道进入布置喷嘴叶栅的弧段时，由喷嘴叶栅喷出的高速汽流要推动残存在动叶流道内的呆滞汽体，将损耗一部分动能。此外，由于叶轮高速旋转和压力差的作用，在喷嘴组出口末端的轴向间隙会产生漏汽，而在喷嘴组出口起始端将出现吸汽现象，使间隙中的低速蒸汽进入动叶流道，扰乱主流，形成损失，这些损失称为斥汽损失。（8）漏汽损失：汽轮机的级由静止部分和转动部分组成，动静部分之间必须留有间隙，而在间隙的前后存在有一定的压差时，会产生漏汽，使参加作功的蒸汽量减少，造成损失，这部分能量损失称为漏汽损失。
（9）湿汽损失：在湿蒸汽区工作的级，将产生湿汽损失。其原因是：湿蒸汽中的小水滴，因其质量比蒸汽的质量大，所获得的速度比蒸汽的速度小，故当蒸汽带动水滴运动时，造成两者之间的碰撞和摩擦，损耗一部分蒸汽动能；在湿蒸汽进入动叶栅时，由于水滴的运动速度较小，在相同的圆周速度下，水滴进入动叶的方向角与动叶栅进口几何角相差很大，使水滴撞击在动叶片的背弧上，对动叶栅产生制动作用，阻止叶轮的旋转，为克服水滴的制动作用力，将损耗一部分轮周功；当水滴撞击在动叶片的背弧上时，水滴就四处飞溅，扰乱主流，进一步加大水滴与蒸汽之间的摩擦，又损耗一部分蒸汽动能。以上这些损失称为湿汽损失。
7．什么是汽轮机的相对内效率？什么是级的轮周效率？影响级的轮周效率的因素有哪些？
解答：蒸汽在汽轮机内的有效焓降与其在汽轮机内的理想焓降的比值称为汽轮机的相对内效率。
一公斤蒸汽在级内转换的轮周功和其参与能量转换的理想能量之比称为轮周效率。
影响轮周效率的主要因素是速度系数φ和ψ，以及余速损失系数，其中余速损失系数的变化范围最大。余速损失的大小取决于动叶出口绝对速度。余速损失和余速损失系数最小时，级具有最高的轮周效率。8．什么叫余速利用？余速在什么情况下可被全部利用？
解答：蒸汽从上一级动叶栅流出所携带的动能，进入下一级参加能量转换，称为余速利用。如果相邻两级的直径相近，均为全周进汽，级间无回热抽汽，且在下一级进口又无撞击损失，则上一级的余速就可全部被下一级利用，否则只能部分被利用。当上一级的余速被利用的份额较小时，视为余速不能被利用。
9．什么是多级汽轮机的重热现象？由于多级汽轮机内存在重热现象，12．可以从损失中回收一部分可用能量，13．是否可以说重热系数愈大愈好？
解答：蒸汽在多级汽轮机内进行能量转换时，所有的内部损失都因为摩擦而转变为热量，在绝热条件下被蒸汽吸收，使各级的排汽焓和排汽温度相应增加，下一级的热力过程线向右偏移。此时在下一级的前后蒸汽压力不变的条件下，其级内蒸汽的理想焓降相应增加，这种现象称重热现象。
重热是多级汽轮机所特有的现象。重热现象实质上是从损失中回收部分能量，而在后面各级内继续进行能量转换，故其可以提高多级汽轮机的效率。因汽轮机内部损失愈大、级数愈多，重热系数愈大，故不能说重热系数愈大愈好。
10. 渐缩喷嘴和缩放喷嘴的变工况特性有何差别？
解答：缩放喷嘴与渐缩喷嘴的本质区别，是它的临界截面与出口截面不同，且缩放喷嘴设计工况下背压低于临界压力、出口汽流速度大于音速，而在最小截面处理想速度等于音速。缩放喷嘴的变工况与渐缩喷嘴的差别是：当出口压力大于设计工况下背压时，在喷嘴出口截面或喷嘴渐扩部分将产生冲波，速度系数大大降低。另外，对应临界流量的压力比小于临界压力比。
11. 为什么可以利用研究喷嘴变工况特性的结果分析动叶栅变工况特性？
解答：动叶栅为渐缩流道，压力比都用滞止压力比，渐缩喷嘴蒸汽参数与流量的特性完全可适用于动叶栅，所不同的是研究动叶栅变工况时，应使用相对速度w。
12. 弗留盖尔公式中各符号代表什么意义？该公式在什么条件下可以简化，简化为什么形式？
解答：弗留盖尔公式为：
式中p0、pz、T0、G0 ——工况变化前级组前后蒸汽压力、级组前蒸汽绝对温度和蒸汽流量；
p01、pz1、T01、G01——工况变化后级组前后蒸汽压力、级组前蒸汽绝对温度和蒸汽流量。
当pz<0.1p0时，pz的变化对级组蒸汽流量影响很小；级组中有一级叶栅在工况变化前后均为临界时，pz的变化对级组蒸汽流量不产生影响，故上式可简化为：
当级组前蒸汽温度变化不大时，可进一步简化为：
或
13. 弗留盖尔公式应用的条件有哪些？
解答：弗留盖尔公式的应用条件是：要求级组内的级数较多；各级流量相等；变工况时各级通流面积不变；如果级组中某一级后有抽汽，只要抽汽量随进汽量的变化而按比例变化，各级蒸汽流量按比例变化的条件下，弗留盖尔公式仍然成立。
14. 采用喷嘴调节的汽轮机进汽量减小时，各类级的理想焓降如何变化？反动度、速度比、级效率如何变化？
解答：当汽轮机的工况变化时，按各级在工况变化时的特点通常级分为调节级、中间级和末级组三类。（1）中间级：在工况变化时，压力比不变是中间级的特点。汽轮机级的理想焓降是级前温度和级的压力比的函数，在工况变化范围不大时，中间级的级前蒸汽温度基本不变。此时级内蒸汽的理想焓降不变，级的速度比和反动度也不变，故级效率不变。随着工况变化范围增大，压力最低的中间级前蒸汽温度开始变化，并逐渐向前推移。当流量减小，级前蒸汽温度降低，中间级的理想焓降减小，其速度比和反动度相应增大。由于设计工况级的速度比为最佳值，级内效率最高，当速度比偏离最佳值时，级内效率降低。而且速度比偏离最佳值愈远，级内效率愈低。
（2）末级组：其特点是级前蒸汽压力与其流量的关系不能简化为正比关系，且级组内级数较少。由于在工况变化流量下降时，汽轮机的排汽压力变化不大，级前压力减小较多。且变工况前级组前后的压力差越大，级前压力降低的多，级后压力降低的少。此时级的压力比增大，级内理想焓降减小，而且末级的压力比和理想焓降变化最大。级的速度比和反动度随理想焓降的减小而增大，速度比偏离最佳值，级效率相应降低。
（3）调节级：调节级前后压力比随流量的改变而改变，其理想焓降亦随之变化。当汽轮机流量减小时，调节级的压力比逐渐减小，调节级焓降逐渐增大。在第一调节阀全开而第二调节阀刚要开启时，级的压力比最小，故此时调节级理想焓降达到最大值。级的理想焓降增大，其速度比和反动度随之减小，速度比偏离最佳值，级效率相应降低。
15. 主蒸汽压力变化，对机组安全经济运行有何影响？
解答：在初压变化时，若保持调节阀开度不变，此时除少数低压级之外，绝大多数级内蒸汽的理想焓降不变，故汽轮机的效率基本保持不变，但其进汽量将随之改变。对于凝汽式机组或某一级叶栅为临界状态的机组，其进汽量与初压的变化成正比，由于此时汽轮机内蒸汽的理想焓降随初压升高而增大，机组功率的相对变化大于机组进汽量的相对变化。对于不同背压的级组，背压越高，初压改变对功率的影响越大。
当主蒸汽温度不变，主蒸汽压力升高时，蒸汽的初焓减小；此时进汽流量增加，回热抽汽压力升高，
给水温度随之升高，给水在锅炉中的焓升减小，一公斤蒸汽在锅炉内的吸热量减少。此时进汽量虽增大，但由于进汽量的相对变化小于机组功率的相对变化，故热耗率相应减小，经济性提高，反之亦然。采用喷嘴调节的机组，初压改变时保持功率不变。当初压增加时，一个调节阀关小，其节流损失增大，故汽轮机的内效率略有降低。虽然初压升高使循环效率增高，但经济性不如调节阀开度不变的工况。采用节流调节的机组，若保持功率不变，初压升高时，所有调节阀的开度相应减小，在相同条件下，进汽节流损失大于喷嘴调节。初压升高使循环效率增大的经济效益，几乎全部被进汽节流损失相抵消。初压升高时，所有承压部件受力增大，尤其是主蒸汽管道、主汽门、调节阀、喷嘴室、汽缸等承压部件，其内部应力将增大。初压升高时若初温保持不变，使在湿蒸汽区工作的级湿度增大，末级叶片的工作条件恶化，加剧其叶片的侵蚀，并使汽轮机的相对内效率降低。若初压升高过多，而保持调节阀开度不变，由于此时流量增加，轴向推力增大，并使末级组蒸汽的理想焓降增大，会导致叶片过负荷。此时调节级汽室压力升高，使汽缸、法兰和螺栓受力过大，高压级隔板前后压差增大。因此对机组初压和调节级汽室压力的允许上限值有严格的限制。
当初压降低时，要保持汽轮机的功率不变，则要开大调节阀，增加进汽量。此时各压力级蒸汽的流量和理想焓降都相应增大，则蒸汽对动叶片的作用力增加，会导致叶片过负荷，并使机组的轴向推力相应增大。现代汽轮机在设计工况下，进汽调节阀的富余开度不大，保证在其全开时，动叶片的弯曲应力和轴向推力不超限。
16. 主蒸汽和再热蒸汽温度变化，对机组安全经济运行有何影响？
解答：（1）初温变化对安全经济运行的影响：
汽轮机的初温升高，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度提高，循环效率提高，热耗率降低。另外，由于初温升高，凝汽式汽轮机的排汽湿度减小，其内效率也相应提高。循环效率和汽轮机的效率提高，运行经济性相应提高。反之，汽轮机的初温降低，运行经济性相应降低。
由于初温的变化，汽轮机的进汽量和进汽比焓值均变化，汽轮机的功率也相应变化。在汽轮机的进汽压力和调节阀开度不变时，进汽量与主蒸汽绝对温度的二次方根成反比。对于非再热机组，在进排汽压力不变时，其理想焓降与主蒸汽绝对温度成正比。汽轮机功率的相对变化与主蒸汽温度的的二次方根成正比。对于再热机组，由于假定主蒸汽压力和再热蒸汽温度不变，此时再热蒸汽压力因流量减少而降低，主蒸汽温度变化时对机组功率的影响小于非再热机组，但其功率的变化仍与主蒸汽温度的的二次方根成比例。
汽轮机的进汽部分和高压部分与高温蒸汽直接接触，蒸汽初温升高时，金属材料的温度升高，机械强度降低，蠕变速度加快，许用应力下降，从而使机组的使用寿命缩短。
《汽轮机原理》 一、单项选择题 6.在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率η u 【 A 】 A. 增大 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定 9.在多级汽轮机中重热系数越大，说明【 A 】 A. 各级的损失越大 B. 机械损失越大 C. 轴封漏汽损失越大 D. 排汽阻力损失越大 1.并列运行的机组，同步器的作用是【 C 】A. 改变机组的转速 B. 改变调节系统油压 C. 改变汽轮机功率 D. 减小机组振动 5．多级汽轮机相对内效率降低的不可能原因是（D）。A.余速利用系数降低 B.级内损失增大 C.进排汽损失增大 D.重热系数降低 19.关于喷嘴临界流量，在喷嘴出口面积一定的情况下，请判断下列说法哪个正确：【 C 】 A．喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关B．喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关 C．喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关D. 喷嘴临界流量既与喷嘴初参数有关，也与喷嘴终参数有关 13.冲动级动叶入口压力为P 1，出口压力为P 2 ，则P 1 和P 2 有______关系。【 B 】 A. P 1＜P 2 B. P 1 ＞P 2 C. P 1 ＝P 2 D. P 1 =0.5P 2 6.汽轮机的进汽节流损失使得蒸汽入口焓【 C 】A. 增大B. 减小C. 保持不变 D. 以上变化都有可能 14.对于汽轮机的动态特性，下列哪些说法是正确的？【 D 】 A. 转速调节过程中，动态最大转速可以大于危急保安器动作转速 B. 调节系统迟缓的存在，使动态超调量减小 C. 速度变动率δ越小，过渡时间越短 D. 机组功率越大，甩负荷后超速的可能性越大 27.在反动级中，下列哪种说法正确【 C 】A. 蒸汽在喷嘴中理想焓降为零 B. 蒸汽在动叶中理想焓降为零 C. 蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D. 蒸汽在喷嘴的理想焓降小于动叶的理想焓降 25.在各自最佳速比下，轮周效率最高的级是【 D 】A. 纯冲动级B.带反动度的冲动级 C.复速级D.反动级 26.蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是【 A 】A. 喷嘴后压力小于临界压力 B. 喷嘴后压力等于临界压力 C. 喷嘴后压力大于临界压力 D. 喷嘴后压力大于喷嘴前压力 12.下列哪个说法是正确的【 C 】A. 喷嘴流量总是随喷嘴出口速度的增大而增大； B. 喷嘴流量不随喷嘴出口速度的增大而增大； C. 喷嘴流量可能随喷嘴出口速度的增大而增大，也可能保持不变； D. 以上说法都不对 8.评价汽轮机热功转换效率的指标为【 C 】A. 循环热效率 B. 汽耗率 C. 汽轮机相对内效率 D. 汽轮机绝对内效率 13.在其它条件不变的情况下，冷却水量越大，则【 A 】A. 凝汽器的真空度越高B. 凝汽器的真空度越低 C. 机组的效率越高 D. 机组的发电量越多 4.两台额定功率相同的并网运行机组A, B所带的负荷相同，机组A的速度变动率小于机组B的速度变动率， 当电网周波下降时，两台机组一次调频后所带功率为P A 和P B ，则【 C 】
第一章绪论 一、单项选择题 1.新蒸汽参数为13、5MPa的汽轮机为( b ) A.高压汽轮机 B.超高压汽轮机 C.亚临界汽轮机 D.超临界汽轮机 2.型号为N300-16、7/538/538的汽轮机就是( B )。 A、一次调整抽汽式汽轮机 B、凝汽式汽轮机 C、背压式汽轮机 D、工业用汽轮机 第一章汽轮机级的工作原理 一、单项选择题 3.在反动级中,下列哪种说法正确?( C ) A、蒸汽在喷嘴中的理想焓降为零 B、蒸汽在动叶中的理想焓降为零 C、蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D、蒸汽在喷嘴中的理想焓降小于动叶中的理想焓降 4.下列哪个措施可以减小叶高损失?( A ) A、加长叶片 B、缩短叶片 C、加厚叶片 D、减薄叶片 5.下列哪种措施可以减小级的扇形损失?( C ) A、采用部分进汽 B、采用去湿槽 C、采用扭叶片 D、采用复速级 6.纯冲动级动叶入口压力为P1,出口压力为P2,则P1与P2的关系为( C ) A.P1
一、填空题 1. 汽轮机按热力过程可分为：①凝汽式 汽轮机；②背压式 汽轮机； ③调节抽汽式 汽轮机；④抽汽背压式 汽轮机；⑤多压式 汽轮机等。 2. 汽轮机是一种将蒸汽 的热能 转变为机械功 的旋转式原动机。 3. 当M ＜1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐缩 ；要想扩压通流截面应渐扩 。 当M ＞1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐扩 ；要想扩压通流截面应渐缩 。 4. 根据级所采用的反动度的大小不同，可将级分为：纯冲动级 ，反动级 ，带反动度的冲动级 三种。 5. 蒸汽在动叶中的理想焓降 与这一级总的理想焓降 之比，称为汽轮机的反动度。 6. 动叶片中理想焓降的大小，通常用级的反动度 来衡量，动叶中的焓降越大，级的反动度就越大 。 7. 为了减小余速损失，在设计时一般要求动叶片出口绝对排汽角接近于90? 。 8. 习惯上把圆周速度 与喷嘴出口速度 的比值称为速度比；通常把对应轮周效率 最大时的速比称为最佳速比。 9. 反动级、纯冲动级的最佳速比分别为：r 1op 1()cos x α= 、c 1op 1()cos /2x α= 。 10. 级内损失除了蒸汽在通流部分中流动时所引起的喷嘴 损失、动叶 损失、余速 损失外，还有叶高 损失、扇形 损失、部分进汽 损失、叶轮摩擦 损失，湿汽 损失以及漏汽 等损失。 11. 汽轮机转子主要包括主轴 、叶轮(或转鼓) 、动叶栅 、联轴器 以及其他转动零件。 12. 汽轮机的轴承分推力 轴承和径向支承 轴承两大类。 13. 汽轮机的损失可分为内部损失和外部损失。外部损失包括：端部漏汽 损失、机械 损失。 14. 蒸汽在多级汽轮机中工作时，除存在各种级内损失外，还要产生进汽结构中的节流 损失和排汽管中的压力 损失。 15. 汽轮机采用中间再热，可以提高循环热效率 ；又能减小排汽的湿度 。 16. 危急遮断器的动作转速通常应在额定转速的110%~112% 范围内。 17. DEH 控制系统要实现对汽轮机组转速和负荷的控制，必须获得的反馈信号是：汽轮机转速 信号、发电机输出电功率 信号以及调节级后压力 信号。 二、选择题 1. 某台汽轮发电机组的新蒸汽参数为3.43MPa 、435℃,该机组属于：( B ) A. 高温高压机组 B. 中温中压机组 C. 低温低压机组 2. 若要蒸汽在通道中膨胀加速，必须(C )。 A. 提供压降 B. 提供压升 C. 提供压降并使通流截面渐变 3. 动叶中的焓降越大，级的反动度就( B )。 A. 越小 B. 越大 C. 可能大也可能小 4. 对于纯冲动式汽轮机，蒸汽( A )。 A. 仅在喷嘴中膨胀 B. 仅在动叶栅中膨胀 C. 在喷嘴和动叶栅中都膨胀 5. 汽轮机汽缸的膨胀死点是由以下两个部件中心线的交点形成的。( C ) A. 立销与横销 B. 立销与纵销. C. 横销与纵销 6. 压水堆核电站汽轮机不能采用过热蒸汽的根本原因是：( C ) A. 汽轮机功率太大 B. 一回路冷却水压力太高 C. 一回路冷却剂不允许沸腾 7. 汽轮机工作转速为3000转/分,危急遮断器超速试验时动作转速为3210转/分,你认为：( B ) A. 偏高 B. 偏低 C. 合适 三、简答题 1. 说明汽轮机型号CB25-8.83/1.47/0.49的含义。 答：抽汽背压式汽轮机，额定功率25MW ，初压8.83MPa ，抽汽压力1.47MPa ，背压0.49MPa 。
第一章 绪论 一、单项选择题 1．新蒸汽参数为的汽轮机为（ b ） A ．高压汽轮机 B ．超高压汽轮机 C ．亚临界汽轮机 D ．超临界汽轮机 2．型号为538/538的汽轮机是( B )。 A.一次调整抽汽式汽轮机 B.凝汽式汽轮机 C.背压式汽轮机 D.工业用汽轮机 第一章 汽轮机级的工作原理 一、单项选择题 3．在反动级中，下列哪种说法正确( C ) A.蒸汽在喷嘴中的理想焓降为零 B.蒸汽在动叶中的理想焓降为零 C.蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D.蒸汽在喷嘴中的理想焓降小于动叶中的理想焓降 4．下列哪个措施可以减小叶高损失( A ) A.加长叶片 B.缩短叶片 C.加厚叶片 D.减薄叶片 5．下列哪种措施可以减小级的扇形损失( C ) A.采用部分进汽 B.采用去湿槽 C.采用扭叶片 D.采用复速级 6．纯冲动级动叶入口压力为P 1，出口压力为P 2，则P 1和P 2的关系为（ C ） A ．P 1
P 2
C．P 1＝P 2 D．P 1 ≥P 2 7．当选定喷嘴和动叶叶型后，影响汽轮机级轮周效率的主要因素( A ) A.余速损失 B.喷嘴能量损失 C.动叶能量损失 D.部分进汽度损失 8．下列哪项损失不属于汽轮机级内损失( A ) A.机械损失 B.鼓风损失 C.叶高损失 D.扇形损失 9．反动级的结构特点是动叶叶型( B )。 A. 与静叶叶型相同 B. 完全对称弯曲 C. 近似对称弯曲 D. 横截面沿汽流方向不发生变化10．当汽轮机的级在( B )情况下工作时，能使余速损失为最小。 A. 最大流量 B. 最佳速度比 C. 部发进汽 D. 全周进汽 1.汽轮机的级是由______组成的。【 C 】 A. 隔板+喷嘴 B. 汽缸+转子 C. 喷嘴+动叶 D. 主轴+叶轮 2.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1 【 A 】 A. C 1
一、 填空题 1. 汽轮机按热力过程可分为：①凝汽式 汽轮机；②背压式 汽轮机； ③调节抽汽式 汽轮机；④抽汽背压式 汽轮机；⑤多压式 汽轮机等。 2. 汽轮机是一种将蒸汽 的热能 转变为机械功 的旋转式原动机。 3. 当M ＜1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐缩 ；要想扩压通流截面应渐扩 。 当M ＞1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐扩 ；要想扩压通流截面应渐缩 。 4. 根据级所采用的反动度的大小不同，可将级分为：纯冲动级 ，反动级 ，带反动度的冲动级 三种。 5. 蒸汽在动叶中的理想焓降 与这一级总的理想焓降 之比，称为汽轮机的反动度。 6. 动叶片中理想焓降的大小，通常用级的反动度 来衡量，动叶中的焓降越大，级的反动度就越大 。 7. 为了减小余速损失，在设计时一般要求动叶片出口绝对排汽角接近于90? 。 8. 习惯上把圆周速度 与喷嘴出口速度 的比值称为速度比；通常把对应轮周效率 最大时的速比称为最佳速比。 9. 反动级、纯冲动级的最佳速比分别为：r 1op 1()cos x α= 、c 1op 1()cos /2x α= 。 10. 级内损失除了蒸汽在通流部分中流动时所引起的喷嘴 损失、动叶 损失、余速 损失外，还有叶高 损失、扇形 损失、部分进汽 损失、叶轮摩擦 损失，湿汽 损失以及漏汽 等损失。 11. 汽轮机转子主要包括主轴 、叶轮(或转鼓) 、动叶栅 、联轴器 以及其他转动零件。 12. 汽轮机的轴承分推力 轴承和径向支承 轴承两大类。 13. 汽轮机的损失可分为内部损失和外部损失。外部损失包括：端部漏汽 损失、机械 损失。 14. 蒸汽在多级汽轮机中工作时，除存在各种级内损失外，还要产生进汽结构中的节流 损失和排汽管中的压力 损失。 15. 汽轮机采用中间再热，可以提高循环热效率 ；又能减小排汽的湿度 。 16. 危急遮断器的动作转速通常应在额定转速的110%~112% 范围内。 17. DEH 控制系统要实现对汽轮机组转速和负荷的控制，必须获得的反馈信号是：汽轮机转速 信号、发电机输出电功率 信号以及调节级后压力 信号。 二、选择题 1. ... 某台汽轮发电机组的新蒸汽参数为3.43MPa 、435℃,该机组属于：( B ) A. 高温高压机组 B. 中温中压机组 C. 低温低压机组 2. ... 若要蒸汽在通道中膨胀加速，必须(C )。 A. 提供压降 B. 提供压升 C. 提供压降并使通流截面渐变 3. ... 动叶中的焓降越大，级的反动度就( B )。 A. 越小 B. 越大 C. 可能大也可能小 4. ... 对于纯冲动式汽轮机，蒸汽( A )。 A. 仅在喷嘴中膨胀 B. 仅在动叶栅中膨胀 C. 在喷嘴和动叶栅中都膨胀 5. ... 汽轮机汽缸的膨胀死点是由以下两个部件中心线的交点形成的。( C )
《汽轮机原理》 目录 第一章汽轮机级的工作原理 第二章多级汽轮机 第三章汽轮机在变动工况下的工作 第四章汽轮机的凝汽设备 第五章汽轮机零件强度与振动 第六章汽轮机调节 模拟试题一 模拟试题二 参考答案
第一章汽轮机级的工作原理 一、单项选择题 1.汽轮机的级是由______组成的。【 C 】 A. 隔板+喷嘴 B. 汽缸+转子 C. 喷嘴+动叶 D. 主轴+叶轮 2.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1 【 A 】 A. C 1
绪论 1.确定CB25-8.83/1.47/0.49型号的汽轮机属于下列哪种型式？【 D 】 A. 凝汽式 B. 调整抽汽式 C. 背压式 D. 抽气背压式 2.型号为N300-16.7/538/538的汽轮机是【B 】 A. 一次调整抽汽式汽轮机 B. 凝汽式汽轮机 C. 背压式汽轮机 D. 工业用汽轮机 3.新蒸汽压力为15.69MPa~17.65MPa的汽轮机属于【C 】 A. 高压汽轮机 B. 超高压汽轮机 C. 亚临界汽轮机 D. 超临界汽轮机 4.根据汽轮机的型号CB25-8.83/1.47/0.49可知，该汽轮机主汽压力为8.83 ，1.47表示汽轮机的抽汽压 力。 第一章 1.汽轮机的级是由______组成的。【C 】 A. 隔板+喷嘴 B. 汽缸+转子 C. 喷嘴+动叶 D. 主轴+叶轮 2.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1【A 】 A. C1
《汽轮机原理》习题 1. 已知：渐缩喷嘴进口蒸汽压力MPa p 4.80=，温度4900=t ℃，初速s m c 500=；喷嘴后蒸汽压力MPa p 8.51=，喷嘴速度系数97.0=φ。求 （1） 喷嘴前蒸汽滞止焓、滞止压力； （2） 喷嘴出口的实际速度； （3） 当喷嘴后蒸汽压力由MPa p 8.51=下降到临界压力时的临界速度。 2. 已知：某汽轮机级的进汽压力MPa p 96.10=，温度3500=t ℃；级后蒸汽压力MPa p 47.12=。速度比5 3.011==c u x ，级的平均反动度15.0=Ωm ，又知喷嘴和 动叶栅的速度系数分别为97.0=φ， 90.0=ψ，喷嘴和动叶的出口汽流角为o 181=α，o 612?=?ββ。 （1） 求解并作出该级的速度三角形； （2） 若余速利用系数00=μ，11=μ，流量h t D 960=，求级的轮周效率u η和轮 周功率u P ； （3） 定性绘制级的热力过程曲线。 3. 某机组冲动级级前蒸汽压力MPa p 96.10=，温度3500=t ℃；级后蒸汽压力MPa p 47.12=。该级速度比45.01=x ，喷嘴出口汽流角为o 131=α，动叶的进口汽流角与出口汽流角相等（?=21ββ），喷嘴和动叶栅的速度系数分别为95.0=φ，87.0=ψ；该级的平均反动度0=Ωm 。试求解：同题2（1）、（2）、（3）。 4. 国产某机组第三级设计工况下级前蒸汽压力MPa p 13.50=，温度 5.4670=t ℃；级后蒸汽压力MPa p 37.42=，进口汽流的初速动能kg kJ h c 214.10=Δ全部被利用。设 计中选定该级的平均直径mm d m 5.998=，级的平均反动度%94.7=Ωm ，喷嘴出口汽流角为74101′=o α，动叶的出口汽流角相等45172′=?o β。又知喷嘴和动叶栅的速度系数分别为97.0=φ，935.0=ψ，汽轮机的转速min 3000r n =，11=μ。试作出该级的速度三角形，求级的轮周效率u η，定性绘制级的热力过程曲线。
昆明理工大学试卷( A 1/2 ) 电力学院热能与动力工程专业99级四学年上学期 考试科目：汽轮机原理学生姓名: 学号: 一、判断题（每题2分，共20分） 1、复数级具有两列或两列以上的静叶和动叶，所以也可以视为两个或以上级的串联。（） 2、在部分进汽的级中，当动叶转动进入工作段时，蒸汽排斥流道中停滞汽流所消耗的能量称为鼓风损失。（） 3、反动级就是反动度等于0.2的级。（） 4、对于纯冲动级，由于其动叶内没有焓降，所以轮周功等于零。（） 5、减缩喷嘴出口处的当地音速就是其临界速度。( ) 6、轴封漏汽达到临界状态时，其漏汽量与轴封后压力有关。（） 7、背压式汽轮机单独运行时，供出的热负荷决定于当时的发电功率。（） 8、对于冷却水温较高的情况，采用多压凝汽器可以提高循环热效率。（） 9、在高温缺水的地区，凝汽器的汽室越多，装置的热效率提高越多。（） 10、叶片的刚性越弱、质量越多其自振频率越高。（） 二、名词解释（每题5分，共25分） 1、喷嘴斜切部分的极限压力。 2、热电比。 3、刚性轴。 4、速度变动率。 5、重热现象。 三、问答题（每题5分，共15分） 1.解释汽轮机型号CB25-8.82/1.47/0.49的含意。 2.简述汽轮机叶片上安装围带的主要作用。 3.为什么冲动式汽轮机的轴向推力比反动时汽轮机小。 四、计算题（每题7分，共21分） 1、已知某汽轮机为10级，级数为无穷大时的重热系数为1.2，求该汽轮机的重 热系数。 2、已知某动叶栅出口汽流温度为400℃，滞止音速为700m/s，汽流为过热蒸汽 (R=0.461kJ/kg.K, k=1.3，Cp=1.870kJ/kg.K)。判断该叶栅是否达临界。 3、已知某凝汽式汽轮机的排气量D0=324t/h，蒸汽冷却放出的热量是2000kj/kg，凝汽器压力Ps=0.01MPa对应的饱和蒸汽温度t s=45.8℃，冷却倍率m=100，传热端温差δt=12℃，求冷却水量D w及其温度t w1。
《汽轮机原理》思考题 杨建明康松编 东南大学动力工程系 2000年10月
第1章汽轮机级的工作原理 1．何谓滞止参数？喷嘴和动叶的滞止参数如何计算？ 2．叶栅通道的速度系数代表了什么意义？影响速度系数大小的主要因素有哪些？ 3．反动度的意义是什么？汽轮机的级按反动度的大小如何分类？在叶栅通道结构上又是如何实现反动度设计的？ 4．速度系数、能量损失系数和喷嘴及动叶损失系数三者间的关系如何？ 5．什么是级的热力过程线？它在分析级的能量转换、认识级工作过程中有何特别作用？ 6．什么是速度三角形，其意义是什么？ 7．何谓轮周功率？何谓轮周功？何谓理想能量？轮周功在级热力过程线上如何表示？ 8．什么是余速损失？什么是余速利用系数？影响余速利用的主要因素有哪些？ 9．何谓速比？何谓假想速比？ 10．轮周效率的意义是什么？影响轮周效率的因素有哪些？ 11．什么是最佳速比？为什么会存在最佳速比？当余速利用后，轮周效率与速比之间的关系发生了哪些主要变化？ 12．最佳速比与反动度的关系怎样？对相同容量的汽轮机，为什么冲动式的级数一般少于反动式？ 13．何谓单列级？何谓复速级？它们各自有何优缺点？ 14．何谓流量系数？流量系数的大小有何特点？ 15．对汽轮机弯曲形渐缩叶栅通道，最大出口汽流速度能否超过音速？为什么？ 16．何谓叶栅通道的临界压比？在叶栅通道汽流速度和通流量计算中，临界压比计算有何特别意义？ 17．叶栅通道的最大出口流速和通过的最大流量是否出现于同一前后压比？为什么？ 18．何谓叶栅出口汽流偏转角？在什么工况下发生？ 19．喷嘴调节汽轮机，为什么调节级总为冲动式？ 20．何谓盖度？其主要起什么作用？ 21．为什么冲动式汽轮机总会有一定的反动度？ 22．为什么要采用长扭叶片？ 23．长扭叶片有哪些主要特点？ 24．何谓轮周损失？何谓级内损失？两者间的关系怎样？ 25．什么是叶高损失？其物理意义是什么？采取何种措施减小叶高损失？26．决定叶片高度的主要因素有哪些？ 27．什么是二次流损失？如何减小二次流损失？ 28．何谓撞击损失？主要发生在何种情况？
第一章汽轮机级的工作原理 三、简答题 1．速度比和最佳速比 答：将（级动叶的）圆周速度u 与喷嘴出口（蒸汽的）速度c1 的比值定义为速度比，轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。 2．假想速比 答：圆周速度u 与假想全级滞止理想比焓降都在喷嘴中等比熵膨胀的假想出口速度的比值。 3．汽轮机的级答：汽轮机的级是汽轮机中由一列静叶栅和一列动叶栅组成的将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元。 4．级的轮周效率 答：1kg蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比。 5．滞止参数答：具有一定流动速度的蒸汽，如果假想蒸汽等熵地滞止到速度为零时的状态，该状态为滞止状态，其对应的参数称为滞止参数。 6．临界压比 答：汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。 7．级的相对内效率 答：级的相对内效率是指级的有效焓降和级的理想能量之比。 8．喷嘴的极限膨胀压力 答：随着背压降低，参加膨胀的斜切部分扩大，斜切部分达到极限膨胀时喷嘴出口所对应的压力。
9．级的反动度 答：动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。 10．余速损失 答：汽流离开动叶通道时具有一定的速度，且这个速度对应的动能在该级内不能转换为机械功，这种损失为余速损失。 11．临界流量答：喷嘴通过的最大流量。 12．漏气损失答：汽轮机在工作中由于漏气而产生的损失。 13．部分进汽损失答：由于部分进汽而带来的能量损失。 14．湿气损失答：饱和蒸汽汽轮机的各级和普通凝汽式汽轮机的最后几级都工作与湿蒸汽区，从而对干蒸汽的工作造成一种能量损失称为湿气损失。 15．盖度答：指动叶进口高度超过喷嘴出口高度的那部分叶高。 16．级的部分进汽度
分析喷嘴面积的变化规律 当Ma<1时，即气流为亚声速。因为Ma 2-1<0所以气道截面积的变化同气流速度变化符号相反，就是说亚声速汽流在汽道中的膨胀加速时，通道的横截面积随气流速而逐渐减少，这样喷嘴成为渐缩喷嘴。 当Ma>1时，即汽流为超声速时，因为Ma 2-1>0所以汽道横截面积的变化同汽流速度的变化符号相同。与亚声速汽流相反，超速波汽流的汽道横截面积应随汽流加速而逐渐增加。这样的喷嘴称为渐扩喷嘴。 当Ma=1时，即汽流速度等于当地声速，此时汽道的横截面积变化等于0，即dA=0喷嘴的横截面积达到最小值。 何为多级汽轮机的重热现象和重热系数 答 重热现象：各级累计理想比焓降t h ?∑大于整机理想比焓降t H ?的现象。 重热系数：增大那部分比焓降与没有损失时整机总理想比焓降之比：0>= ??-?∑t t t H H h a 其大小与下列因素有关： 1) 和级数有关，级数多，α大； 2) 与各级内效率有关，级内效率低，则α大； 3) 与蒸汽状态有关，过热区α大，湿汽区α小。 汽轮机的相对内效率 蒸汽实际比焓降与理想比焓降之比 。 电功率：el m el P P η?=轴端功率乘以发电机效率 轴端功率:汽轮机内功率Pi 减去机械损失δPm 即为了汽轮机主轴输出的轴端功率。 热耗率 每生产1kW.h 电能所消耗的热量 。 汽耗率：每产生1KW*h 电能所消耗的蒸汽量 汽轮发电机组的汽耗率 汽轮发电机组每发1KW ·h 电所需要的蒸汽量。 汽轮机的极限功率 在一定的初终参数和转速下?单排气口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率。 汽轮机的绝对内效率 蒸汽实际比焓降与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比。 汽轮发电机组的相对电效率和绝对电效率 答 1千克蒸汽所具有的理想比焓降中最终被转化成电能的效率称为汽轮发电机组的相对电效率。 1千克蒸汽理想比焓降中转换成电能的部分与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比称为绝对电效率。 轴封装置中齿形汽封的基本原理 答 齿形气封的基本原理：漏入的蒸汽从高压侧流向低压侧，当流经第一个汽封片形成的齿隙时，通道的面积减少，蒸汽流速增大，压力由p0降低到p1，然后蒸汽进入汽封片的环形汽室，通道面积突然扩大，流速降低，产生涡流和碰撞，使蒸汽具有的动能损失转变为热能。汽封的作用是将一个较大的压差分割成若干个减少的压差，从而达到降低漏气的速度，减少漏气量的作用。 影响凝汽器内压力的因素有哪些？是怎么影响的？ 1.冷却水进口温度1w t :在其它条件不变的情况下，冷却水进口温度越低，凝汽器压力c P 越低。
汽机技术汽轮机运行考试题库及答案 、填空题1 、运行班长（或值长）在工作负责人 将工作票注销退回之前，不准将（检修设备）加入运行；2、 工作票中运行人员补充安全措施”栏，如无补充措施，应 在本栏中填写：（“无补充”）不得（空白）。3、汽轮机的基本工作原理是力的（冲动原理）和（反动原理）；4、汽轮机的 转动部分通常叫（转子），由（主轴）、（叶轮）、（动叶栅）、 联轴器）及其它装在轴上的零部件组成。5、汽轮机的静 止部分通常由（汽缸）、（隔板）、（汽封）、（轴承）等组成。 6、汽轮机的额定参数下的正常停机主要可以分为（减负荷）、 解列发电机）和（转子惰走）几个阶段。7、根据电力法 规要求：汽轮机应有以下自动保护装置：（自动主汽门）、（超速）、（轴向位移）、（低油压）和（低真空）保护装置。8、 汽轮机调速系统的静态试验是在汽轮机（静止）状态，起动 高压）油泵对调速系统进行试验，测定各部套之间的（关 系）曲线，并应与制造厂设计曲线（基本相符）。9 、汽轮机 的内部损失包括（进汽机构的节流）损失、（排汽管压力） 损失、（级内）损失。10、根据设备缺陷对安全运行的影响 程度，设备缺陷分为严重设备缺陷）、（重大设备缺陷）、（ 般设备缺陷）三类。11 、运行设备出现（一、二）类缺陷 应迅速采取（有效）措施，严防扩大，并及时向有关领导汇
报，需要（停机）处理的，及时提出（停机消缺）意见，严禁带病运行、拼设备。12 、汽轮机事故停机一般分为（破坏真空紧急停机）、（不破坏真空故障停机）、（由值长根据现场具体情况决定的停机）13 、汽轮机调节系统一般由（转速感受机构）、（传动放大机构）、（执行机构）、（反馈装置）等组 成。14 、热电厂供热系统载热质有（蒸汽）和（热水）两种， 分别称为（汽网）和（水热网）15、决定电厂热经济性的 三个主要蒸汽参数是（初压力）、（初温度）、（排汽压力）。16、汽轮机按热力特性分类分为凝汽式汽轮机）、（调整抽 汽式汽轮机）、（背压式汽轮机）。17 、对突发事故的处理， 电力工人应具有（临危不惧）、（临危不乱）、（临危不慌）、（临 危不逃）、果断处理的素质。18 、“两票三制中的两票是指（操 作票）、（工作票）；三制是指（交接班）、（巡回检查）及（定 期切换）制度。19 、排汽缸的作用时将（汽轮机末级动叶）动部分）、（静止部分）、（控制部分）组成。21 、汽轮机额定参数下的起动过程包括（新蒸汽管道的暖管）、（冲动转子）、 排出的蒸汽导入（凝汽器）中20 、汽轮机本体主要由（转 升速暖机）、（并列接带负荷）等。22、过冷度增大主要是 由凝结水的（水位）过高、凝汽器内积存（空气量）过多、循环水（入口）温度过底，凝汽器结构不合理等因素造成的。 23、汽轮机凝汽器的铜管结垢，将使循环水出入口温差（减 少），造成凝汽器端差（增大），真空（降低）。24 、凝汽器
汽轮机原理 第一章汽轮机的热力特性思考题答案 1．什么是汽轮机的级？汽轮机的级可分为哪几类？各有何特点？ 解答：一列喷嘴叶栅和其后面相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元称为汽轮机的级，它是蒸汽进行能量转换的基本单元。 根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反动度的冲动级和复速级等几种。 各类级的特点： （1）纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀。它仅利用冲击力来作功。在这种级中：p1 = p2；Dhb =0；Ωm=0。 （2）反动级：蒸汽的膨胀一半在喷嘴中进行，一半在动叶中进行。它的动叶栅中不仅存在冲击力，蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大的反击力作功。反动级的流动效率高于纯冲动级，但作功能力较小。在这种级中：p1 > p2；Dhn≈Dhb≈0.5Dht；Ωm=0.5。 （3）带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行。这种级兼有冲动级和反动级的特征，它的流动效率高于纯冲动级，作功能力高于反动级。在这种级中：p1 > p2；Dhn >Dhb >0；Ωm=0.05～0.35。 （4）复速级：复速级有两列动叶，现代的复速级都带有一定的反动度，即蒸汽除了在喷嘴中进行膨胀外，在两列动叶和导叶中也进行适当的膨胀。由于复速级采用了两列动叶栅，其作功能力要比单列冲动级大。 2．什么是冲击原理和反击原理？在什么情况下，动叶栅受反击力作用？ 解答：冲击原理：指当运动的流体受到物体阻碍时，对物体产生的冲击力，推动物体运动的作功原理。流体质量越大、受阻前后的速度矢量变化越大，则冲击力越大，所作的机械功愈大。反击原理：指当原来静止的或运动速度较小的气体，在膨胀加速时所产生的一个与流动方向相反的作用力，称为反击力，推动物体运动的作功原理。流道前后压差越大，膨胀加速越明显，则反击力越大，它所作的机械功愈大。 当动叶流道为渐缩形，且动叶流道前后存在一定的压差时，动叶栅受反击力作用。 3．说明冲击式汽轮机级的工作原理和级内能量转换过程及特点。 解答：蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。具有一定温度和压力的蒸汽先在固定
第一章（共7题） 6.什么是最佳速度比？纯冲动级、反动级和纯冲动式复速级的最佳速度比的值是多少？ 答：轮周速度与喷嘴出口汽流速度的比值，称为速度比。 轮周效率最高时，所对应的速度比称为最佳速度比。 纯冲动级的最佳速度比约为0.4~0.44（教材为 0.47~0.49）；反动级的最佳速度比约为0.65~0.75； 纯冲动式复速级的最佳速度比约为0.21~0.22。（分 别为：1 2cosα1、cosα1、1 4 cosα1） 8.汽轮机的级内损失一般包括哪几项？造成这些损失的原因 是什么？ 答：汽轮机的级内损失一般包括：喷嘴损失；动叶损失； 余速损失；叶高损失；扇形损失；叶轮摩擦损失； 部分进汽损失；漏汽损失；湿汽损失。 造成这些损失的原因： （1）喷嘴损失：蒸汽在喷嘴叶栅内流动时，汽流与流道壁 面之间、汽流各部分之间存在碰撞和摩擦， 产生的损失。 （2）动叶损失：蒸汽在动叶流道内流动时，因摩擦而产生损失。 （3）余速损失：当蒸汽离开动叶栅时，仍具有一定的绝对 速度，动叶栅的排汽带走一部分动能，称
为余速损失。 （4）叶高损失：由于叶栅流道存在上下两个端面，当蒸 汽流动时，在端面附面层内产生摩擦损 失，使其中流速降低。其次在端面附面 层内，凹弧和背弧之间的压差大于弯曲 流道造成的离心力，产生由凹弧向背弧 的二次流动，其流动方向与主流垂直， 进一步加大附面层内的摩擦损失。（5）扇形损失：汽轮机的叶栅安装在叶轮外圆周上，为 环形叶栅。当叶片为直叶片时，其通道截 面沿叶高变化，叶片越高，变化越大。另 外，由于喷嘴出口汽流切向分速的离心作 用，将汽流向叶栅顶部挤压，使喷嘴出口 蒸汽压力沿叶高逐渐升高。而按一元流动 理论进行设计时，所有参数的选取，只能 保证平均直径截面处为最佳值，而沿叶片 高度其它截面的参数，由于偏离最佳值将 引起附加损失，统称为扇形损失。 （6）叶轮摩擦损失：叶轮在高速旋转时，轮面与其两侧的 蒸汽发生摩擦，为了克服摩擦阻力将 损耗一部分轮周功。又由于蒸汽具有 粘性，紧贴着叶轮的蒸汽将随叶轮一
第一章 级的工作原理 补1. 已知某喷嘴前的蒸汽参数为p 0=，t 0=500℃，c 0=80m/s ，求：初态滞止状态下的音速和其在喷嘴中达临界时的临界速度c cr 。 解: 由p 0=，t 0=500℃查得: h 0=; s 0= 0002 1 c h h h ?+ =*=+= 查得0*点参数为p 0*=；v 0*= ∴音速a 0*=*0*0 v kp = (或a 0*=*0kRT = ; 或a 0*=* 0)1(h k *-= c cr = * 0*1 2a K += 12题. 假定过热蒸汽作等熵流动,在喷嘴某一截面上汽流速度c=650m/s ，该截面上的音速a=500m/s ，求喷嘴中汽流的临界速度 c cr 为多少。 解: 2 222) 1(212112121cr cr cr cr cr cr c k k c v p k k c h c h -+=+-=+=+ Θ )2 1 1(1)1(222c k a k k c cr +-+-= ∴=522 23题. 汽轮机某级蒸汽压力p 0=，初温t 0=435℃，该级反动度Ωm =，级后压力p 2=，该级采用减缩喷嘴，出口截面积A n =52cm 2，计算： ⑴通过喷嘴的蒸汽流量 ⑵若级后蒸汽压力降为p 21=，反动度降为Ωm =，则通过喷嘴的流量又是多少 答:1): kg/s; 2):s 34题. 国产某机组在设计工况下其末级动叶（渐缩）前的蒸汽
压力p 1=，蒸汽焓值h 1=kg ，动叶出汽角β2=38°，动叶内的焓降为Δh b =kg 。问： ⑴汽流在动叶斜切部分是否膨胀、动叶出口汽流角是多少 ⑵动叶出口的理想相对速度w 2t 是多少 解: 确定初态:由h 1,p 1查图得s 1= 4.23162000 1 211* 1=+ =w h h 由h *1, s 1查图得p 1*=,x 1*= ∴k= ∴临界压力比:5797.0)1 2(1 =+=-k k cr k ε 极限压力比:347.05985.0*5797.0)(sin *1 221===+k k cr d βεε 流动状态判断:由s 1=,h 2t =h 1-Δh b = 查图得p 2= 动叶压力比εb =p 2/p *1= 显然εb ＜ε1d ，即蒸汽在动叶中达极限膨胀，极限背压为p 1d =ε 1d *p 1*= 查焓熵图得：h 2dt =,ρ2dt = 7.511)(22*12=-=∴dt t h h w 查临界压力比处的参数： p 2cr =;h 2cr =ρ2cr = ∴2.371)(22*12=-=cr cr h h w =??=+dt t cr cr w w 2222222sin )sin(ρρβδβ 7102.0)sin(22=+δβ
第一章 绪论 、单项选择题 1．新蒸汽参数为 13.5MPa 的汽轮机为( A ?高压汽轮机 C .亚临界汽轮机 2.型号为 N300-16.7/538/538的汽轮机是(B )。 A. 一次调整抽汽式汽轮机 C.背压式汽轮机 B. 凝汽式汽轮机 D.工业用汽轮机 第一章 汽轮机级的工作原理 、单项选择题 3.在反动级中，下列哪种说法正确 ?( C ) A. 蒸汽在喷嘴中的理想焓降为零 B. 蒸汽在动叶中的理想焓降为零 C. 蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D. 蒸汽在喷嘴中的理想焓降小于动叶中的理想焓降 4.下列哪个措施可以减小叶高损失 ?( A ) A. 加长叶片 B.缩短叶片 C.加厚叶片 D. 减薄叶片 5.下列哪种措施可以减小级的扇形损失 ?( C ) A. 采用部分进汽 C.采用扭叶片 6.纯冲动级动叶入口压力为 B.采用去湿槽 D.采用复速级 P 1,出口压力为 P 2,贝U P l 和P 2的关系为( C A . P 1
P 2 A. 余速损失 B. 喷嘴能量损失 C.动叶能量损失 D.部分进汽度损失 8．下列哪项损失不属于汽轮机级内损失 A. 机械损失 B. 鼓风损失 C. 叶高损失 D. 扇形损失 ( A ) 9．反动级的结构特点是动叶叶型 ( B )。 A. 与静叶叶型相同 B. 完全对称弯曲 C . P l = P 2 D . P l > P 2 7．当选定喷嘴和动叶叶型后，影响汽轮机级轮周效率的主要因素 ( A ) b ) B .超高压汽轮机 D ?超临界汽轮机
A. 最大流量 C. 部发进汽 B. 最佳速度比 D. 全周进汽 A. 隔板 +喷嘴 C. 喷嘴+动叶 B. C i =C cr D. C 1 W C cr 3. 当渐缩喷嘴出口压力p i 小于临界压力p cr 时，蒸汽在喷嘴斜切部分发生膨胀, 列哪个说法是正确的？ C. 动叶根部背弧处 8. 降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？ A. 加隔板汽封 1. 汽轮机的级是由 组成的。 2.当喷嘴的压力比& n 大于临界压力比& cr 时, 则喷嘴的出口蒸汽流速 C 1 B. 汽缸 +转子 D. 主轴 +叶轮 A. C 1
第1章 汽轮机级的工作原理 1． 何谓滞止参数？喷嘴和动叶的滞止参数如何计算？ 2． 叶栅通道的速度系数代表了什么意义？影响速度系数大小的主要因素有哪些？ 3． 何谓流量系数？流量系数的大小有何特点？ 4． 对汽轮机弯曲形渐缩叶栅通道，最大出口汽流速度能否超过音速？为什么？ 5． 何谓叶栅通道的临界压比？在叶栅通道汽流速度和通流量计算中，临界压比计算有何特别意义？ 6． 叶栅通道的最大出口流速和通过的最大流量是否出现于同一前后压比？为什么？ 7． 何谓叶栅出口汽流偏转角？在什么工况下发生？ 8． 反动度的意义是什么？汽轮机的级按反动度的大小如何分类？在叶栅通道结构上又是如何实现反动度设计的？ 9． 速度系数、能量损失系数和喷嘴及动叶损失系数三者间的关系如何？ 10． 什么是级的热力过程线？它在分析级的能量转换、认识级工作过程中有何特别作用？ 11． 什么是速度三角形，其意义是什么？ 12． 何谓轮周功率？何谓轮周功？何谓理想能量？轮周功在级热力过程线上如何表示？ 13． 什么是余速损失？什么是余速利用系数？影响余速利用的主要因素有哪些？ 14． 何谓速比？何谓假想速比？ 15． 轮周效率的意义是什么？影响轮周效率的因素有哪些？16． 什么是最佳速比？为什么会存在最佳速比？当余速利用后，轮周效率与速比之间的关系发生了哪些主要变化？ 17． 最佳速比与反动度的关系怎样？对相同容量的汽轮机，为什么冲动式的级数一般少于反动式？ 18． 何谓单列级？何谓复速级？它们各自有何优缺点？ 19． 喷嘴调节汽轮机，为什么调节级总为冲动式？ 20． 何谓盖度？其主要起什么作用？ 21． 为什么冲动式汽轮机总会有一定的反动度？ 22． 为什么要采用长扭叶片？ 23． 长扭叶片有哪些主要特点？ 24． 何谓轮周损失？何谓级内损失？两者间的关系怎样？