汽轮机原理-多级汽轮机的轴向推力及平衡方法
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第一章一.概念题:级:由一列喷嘴叶栅和紧邻其后的一列动叶栅所组成的热能到机械能转换的基本单元。
反动度:蒸汽在动叶中的理想焓降与级的滞止理想焓降之比。
部分进气度:工作喷嘴所占的弧段长度与整个圆周长之比。
速度比:级的圆周速度u与喷嘴出口速度c1或与级的假想出口速度ca的比值。
级的最佳速度比:对应轮周效率最高点的速度比。
级的轮周效率:单位蒸汽量流过某级时所产生的轮周功Pu1与蒸汽在该级中所具有的理想能量E0之比。
级的相对内效率:级的有效焓降与级的理想能量之比。
w1,w2大小比较:w1=(c12+u2-2uc1cosα1)½w2=ψ(2(h1-h2t)+w12)½=(2Δh b*)½=(c22+u²+2u1c1cosα2*)½纯冲动级:Ωm=0, Δh=0,w2=ψw1反动级: Ωm=0.5,Δh n=Δh b=Δh t*/2,α2=90°时,w1=w2cosβ2*冲动级: Ωm=0.05∽0.20,可大可小,具体计算。
各种级的最佳速度比:纯冲动级:X1=COSα1/2 反动级:X1=COSα 1冲动级:X1=COSα1/2(1-Ωm) 复数级:X1=COSα1/4二.综合性题:1.级的分类与特点:(一)按反动度分1.纯冲动级Ωm=0的级,Δhb=0, Δh*n= Δh*t,做功能力较大,但效率较低。
2.冲动级(带反动度的冲动级)Ωm=0 .05~0.20的级,Δhb>0, 但Δhb<Δhn,做功能力和效率介于纯冲动级和反动级之间。
3.反动级Ωm≈0 .5的级,Δhb=Δhn,动、静叶型相同,做功能力较小,但效率高。
(二)按能量转换过程分1.速度级以利用蒸汽流速为主的级,有双列和多列之分。
双列速度级又称复速级。
复速级做功能力比单列冲动级大,但效率低。
2.压力级以利用级组中合理分配的压力降(焓降)为主的级,又称单列级。
做功能力较小,但效率高。
(三)按负荷变化时通流面积是否改变分1.调节级喷嘴调节的汽轮机的第一级,负荷变化时,其通流面积是改变的。
汽轮机轴向推力的主要平衡手段说到汽轮机,大家可能会想起那轰隆轰隆的巨型机器,它们在发电厂里转啊转,不停地把热能变成电能。
但你知道吗,这些看起来威风八面的汽轮机,背后也有不少“秘密武器”来确保它们能平稳运行。
今天,我们就聊聊汽轮机轴向推力的平衡手段——说白了,就是如何让这些庞然大物保持平衡,不至于让它们在工作的时候东倒西歪。
1. 轴向推力的由来1.1 轴向推力是什么?首先,咱们得搞明白什么是轴向推力。
简单来说,就是汽轮机在工作时,内部的气体压力会推着轴向前或向后移动。
就像你推一辆车,车子会向你推回来一样,这个推力也会作用在汽轮机的轴上。
不过,汽轮机的轴可不简单,它不仅要承受这些推力,还得保持平稳,不让机器发生什么意外。
1.2 为什么要平衡?你可能会问,轴向推力的平衡有什么重要的?要知道,如果轴向推力不平衡,汽轮机的轴就会“晃荡”起来,就像一只飞盘在空中不稳定,最后搞不好会导致机器损坏,甚至停机。
所以,平衡推力就显得尤为重要。
想象一下你在玩蹦床,如果重心不稳,不用多久你就会摔下去,汽轮机也是同样的道理。
2. 主要的平衡手段2.1 推力轴承首先,最常见的手段就是推力轴承。
推力轴承就像是汽轮机的“支撑杆”,它们负责承受并分散轴向推力。
推力轴承的设计可是相当讲究的,要确保它们能够承受巨大压力,同时还要保持平稳的运转。
想象一下,推力轴承就像是支撑大厦的地基,得够牢固,才能让整个建筑稳如磐石。
2.2 油膜轴承接下来就是油膜轴承,它的工作原理有点像你在洗澡时把水放在手上,水膜能把你的手浮在水面上一样。
油膜轴承通过在轴与轴承之间形成一层油膜来减少摩擦。
这样一来,汽轮机的运转就更加平稳了,像是在滑冰场上滑行一样顺畅。
2.3 推力盘还有一种手段就是推力盘。
推力盘的工作原理比较直观,就是通过一个圆盘来均匀分配推力。
可以把它想象成一个巨大的轮子,当推力作用在这个轮子上时,轮子就会把推力均匀分布,防止局部压力过大。
就像是你用手推一个大球,球会滚动得很均匀,不会一边重一边轻。
《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 crB. C1 =C crC. C1>C crD. C1≤C cr3.当渐缩喷嘴出口压力p1小于临界压力p cr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C crD. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度C cr4.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。
三、极限功率一、轴向推力:(一)冲动式汽轮机的轴向推力(二)反动式汽轮机的轴向推力二、轴向推力的平衡一、轴向推力:1、作用在动叶上的轴向推力:F Iz 2、作用在叶轮面上的轴向推力:F IIz )]([4][4][4222212222212)()()(p p d l d Fd d p d l d p d l d F d II Zd IIZ b m d b m b m --===---=---πππ(一)冲动式汽轮机的轴向推力:)()()()sin sin (2221221212211p p l d F p p p p pp p p p p l d c c Fpbm I zppb m I zp G -=-=-=∆--=-+-=ΩΩΩππαα压力反动度:3、作用在轴的凸肩上的轴向推力隔板轴封漏汽量、平衡孔漏汽量、动叶根部漏入漏出蒸汽量;泵浦效应;G l 1G l 2G l 3ΩΩΩ<<m p d ∑∑∑∑++=++=nn n nIIIzII zIzzIIIzII zI zzF FF F F F F F 1111(二)反动式汽轮机的轴向推力:)(][4202222)(p p d l d F pp p pd IIZ ddb m --=--=Ω-Ω 叶轮反动度:1、作用在叶片上的轴向推力;2、作用在轮鼓锥形面上的轴向推力;3、作用在转子阶梯上的轴向推力。
二、轴向推力的平衡:1、平衡活塞法(有图)2、反向布置法(有图)3、止推轴承4、平衡孔(有图)——三、极限功率:1、定义:在一定的初终参数和转速下,单排汽口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率,称为极限功率。
2、提高单机最大功率的途径:(1)采用高强度、低密度材料;(2)增加排汽口;(3)采用低转速;(4)提高初参数、降低终参数。
绪论单元测试1.汽轮机是以()为工质的旋转式原动机。
A:水B:蒸汽C:燃气D:制冷工质答案:B2.某汽轮机型号表示为N200-16.7/535/535,其中第一个535代表是()。
A:再热蒸汽温度B:主蒸汽压力C:主蒸汽温度D:功率答案:C3.某汽轮机型号表示为CC50-8.83/0.98/0.147,0.98代表是()。
A:主蒸汽压力B:排汽背压C:高压抽汽压力D:低压抽汽压力答案:C4.某汽轮机型号表示为B25-8.83/0.98,B代表是()。
A:调整抽汽式B:抽汽式C:凝汽式D:背压式答案:D5.某汽轮机型号表示为CC50-8.83/0.98/0.147,CC代表是()。
A:二次调整抽汽式B:凝汽式C:背压式D:抽汽式答案:A6.汽轮机可以用于()。
A:工业驱动B:船舶动力装置C:供热D:发电答案:ABCD7.N300-16.7/538/538,其中N代表是凝汽式机组。
()A:错B:对答案:B8.C12-3.43/0.98,其中12代表是机组的功率,单位为KW。
()A:对B:错答案:B9.N100-8.43/538,其中8.43代表是主蒸汽压力,单位MPa。
()A:错B:对答案:B10.某汽轮机主蒸汽压力为25MPa,这属于亚临界汽轮机。
()A:错B:对答案:A第一章测试1.纯冲动级的特点()。
A:动叶中的理想比焓降等于0B:反动度在0.05-0.2之间C:蒸汽在动叶通道中加速D:动叶进口的压力大于出口压力答案:A2.带反动度的冲动级的特点()。
A:反动度为0B:动叶进口的压力大于出口压力C:动叶中的理想比焓降等于0D:蒸汽在动叶通道中不加速答案:B3.级的反动度用于衡量蒸汽在()中的膨胀程度。
A:动叶B:喷嘴C:级D:汽轮机答案:A4.喷嘴临界压比与()有关。
A:喷嘴出口压力B:喷嘴进口初压C:喷嘴进口初温D:蒸汽的等熵指数答案:D5.在级的平均直径、喷嘴速度系数、喷嘴出口汽流角相同,并且取最佳速度比的条件下,()的焓降最大。