第一章 汽轮机工作原理6
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汽轮机运行第一章汽轮机的工作原理一、汽轮机:是一种以具有一定温度和压力的水蒸气为工质,将热能转变为机械能的回转式原动机。
.二、单级气轮机结构:喷嘴,动叶片,叶轮和轴等基本部件组成。
类型:纯冲动式:只在喷嘴中膨胀,动叶片仅受蒸汽的冲动力。
反动式:一半在喷嘴中膨胀,一半在动叶片中膨胀。
焓降相等。
冲动式:大部分在喷嘴中膨胀,还有少部分在动叶片中膨胀。
带有反动度的冲动式气轮机。
三、.气轮机的分类:1.按工作原理:纯冲动式:反动式,冲动反动联合式气轮机。
2.按热力过程:凝汽式,背压式,调整抽汽式,中间在热式。
(背压式,调整抽汽式)统称供热式汽轮机。
3.按蒸汽参数:低压:新蒸汽的压力为1.176—1.47MPa 中压:1.96—3.92MPa高压:5.88—9.8MPa 超高压:11.76—13.72MPa 亚临界:15.68—17.642MPa 超临界:22.06MPa以上。
4.按蒸汽流动方向:周流式,轴流式,辐流式气轮机。
5.另外如单缸,双缸,多缸。
单轴,双轴气轮机等。
四、级的反动度等于蒸汽在动叶片中的理想焓降与整个级的滞止理想焓降之比。
根据级的反动度的大小,可把级分为以下三种类型:1.纯冲动级:ρm=02.反动级:反动度ρm≈0.5.P1 〉P23.带反动度的冲动级:反动度0〈ρm〈0.5 一般取ρm=0.05~0.2 P1〉P24.喷嘴出口理想速度可写成:如果是实际的速度还要乘上速度系数。
c1t=1.414 Δh n* u=πd b n/60(圆周速度)5.当喷嘴工作在过热蒸汽区域时,其流量系数一般可取0.97。
当喷嘴在湿蒸汽区域工作时,其流量系数却大于1◎蒸汽在喷嘴中的流动是绝热的、稳定的,它遵守连续流动方程q mυ=Ac 或q m=Ac 或A=q mυυ c◎因q m是一个常数,会出现四种情况:(1)比容及流速都在增大,如果比容和流速增加的速率相等,这是一个等截面喷嘴。
(2)如果比容增长的速率小于流速增加的速率,这是一个渐缩喷嘴。
《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. C1<C cr B. C1=C crC. C1>CcrD. C1≤C cr3.当渐缩喷嘴出口压力p1小于临界压力pcr时,蒸汽在喷嘴斜切部分发生膨胀,下列哪个说法是正确的?【 B 】A. 只要降低p1,即可获得更大的超音速汽流B. 可以获得超音速汽流,但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有限的C. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度CcrD. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度Ccr4.汽轮机的轴向位置是依靠______确定的?【 D 】A. 靠背轮B. 轴封C. 支持轴承D. 推力轴承5.蒸汽流动过程中,能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是______。
【 C 】A. 轴向力B. 径向力C. 周向力D. 蒸汽压差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ηu【 A 】A. 增大B. 降低C. 不变D. 无法确定7.工作在湿蒸汽区的汽轮机的级,受水珠冲刷腐蚀最严重的部位是:【 A 】A. 动叶顶部背弧处B. 动叶顶部内弧处C. 动叶根部背弧处D. 喷嘴背弧处8.降低部分进汽损失,可以采取下列哪个措施?【 D 】A. 加隔板汽封B. 减小轴向间隙C. 选择合适的反动度D. 在非工作段的动叶两侧加装护罩装置9.火力发电厂汽轮机的主要任务是:【 B 】A. 将热能转化成电能B. 将热能转化成机械能C. 将电能转化成机械能D. 将机械能转化成电能10.在纯冲动式汽轮机级中,如果不考虑损失,蒸汽在动叶通道中【 C 】A. 相对速度增加B. 相对速度降低;C. 相对速度只改变方向,而大小不变D. 相对速度大小和方向都不变11.已知蒸汽在汽轮机某级的滞止理想焓降为40 kJ/kg,该级的反动度为0.187,则喷嘴出口的理想汽流速度为【 D 】A. 8 m/sB. 122 m/sC. 161 m/sD. 255 m/s12.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13.冲动级动叶入口压力为P1,出口压力为P2,则P1和P2有______关系。
第一章汽轮机级的工作原理第一节概述汽轮机是将蒸汽工质的热能转变成动能,再将动能转变成机械能的一种热机。
多级汽轮机由若干个级构成,而每个级就是汽轮机做功的基本单元,级是由喷管叶栅和与之相配合的动叶栅所组成。
喷管叶栅将蒸汽的热能转变成动能,动叶栅将蒸汽的动能转变成机械能。
一、蒸汽的冲动原理和反动原理高速汽流通过动叶栅时,发生动量变化对动叶栅产生冲力,使动叶栅转动做功而获得机械能。
由动量定理可知,机械能的大小决定于工作蒸汽的质量流量和速度变化量,质量流量越大,速度变化越大,作用力也越大。
图1—1所示为无膨胀的动叶通道,汽流在动叶汽道内不膨胀加速,而只随汽道形状改变其流动方向,汽流改变流动方向对汽道所产生的离心力,叫做冲动力,这时蒸汽所做的机械功等于它在动叶栅中动能的变化量,这种级叫做冲动级。
蒸汽在动叶汽道内随汽道改变流动方向的同时仍继续膨胀、加速,加速的汽流流出汽道时,对动叶栅将施加一个与汽流流出方向相反的反作用力,此力类似于火箭发射时,高速气体从火箭尾部流出,给火箭一个与流动方向相反的反作用力,这个作用力叫做反动力。
依靠反动力做功的级叫做反动级,如图1—2所示。
现代汽轮机级中,冲动力和反动力通常是同时作用的,在这两个力的台力作用下,使动叶栅旋转而产生机械功。
这两个力的作用效果是不同的,冲动力的做功能力较大,而反动力的流动效率较高,这一点会在以后的讨论中说明。
二、级的反动度为了说明汽轮机级中反动力所占的比例,即蒸汽在动叶中膨胀程度的大小,常用级的反动度Ω表示,它等于蒸汽在动叶栅中膨胀时的理想比焙降厶Ab和整个级的滞止理想比焰降△ht。
之比,即第5页截面上喷管和动叶中的理想比焙降所确定。
平均直径是动叶项部和根部处叶轮直径的平均值。
图1—3是级中蒸汽膨胀在焓熵图上的热力过程线。
o点是级前的蒸汽状态点,o*点是蒸汽等熵滞止到初速等于零的状态点,Pl、F2分别为喷管出口压力和动叶出口压力。
蒸汽从滞止状态o·点在级内等熵膨胀到P,时的比焙降厶AI。
汽轮机原理复习习题及答案Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】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.级的部分进汽度答:装有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值。
17.冲动级和反动级的做功原理有何不同在相等直径和转速的情况下,比较二者的做功能力的大小并说明原因。