汽轮机原理习题(作业题答案)
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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和P2的关系为( C )A.P1<P2B.P1>P2C.P1=P2D.P1≥P27.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. 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______。
《汽轮机原理习题》参考答案习题1(1)000120*2000311t /60 3.14*2.604*3000/60408.8/0.02432618.86/,7.8474/(*)65.60.01350.0052110/1/10002624.91/22530.655/10.766/m t u d n m sp MPa kj kg s kj kg K t C p MPa p MPa c m sh h c kj kgh kj kg v m kgπ====⎫==⎬=︒⎭====+===0 可以查的 h ''3222*2*013111322212*022398.674/25.33/(1)*(10.97)*() 5.57/2536.225/10.79/7.8645/(*)2403.93/,25.39/t t n n t t n t t tm h kj kg v m kgh h h h kj kgh h h kj kg v m kg kj kg K p h kj kg v m kg h h h h εεϕ==∆=-∆=--==+∆=====-Ω=-11 ,s 由s ,可以得到:'0.585t=(2)11111''''11311434.2/*0.97*434.2421.15/51.80,324.800.97551.0350.1 1.133412.1/,13,0.9910.766/,76.042/,434.2t t n n n n tt n t c m sc c m s t C T K h h x h h k x a m sc a G A c v m kg G kg s c ϕμμ======︒=-==-=+===>-=====喷嘴达到临界,斜切部分膨胀查图21/1.9045 1.90450.7272sin 3.14*1*2.604*0.3203n n n m s A m A l med πα====(3)222222222222531.87/0.95*531.87505.275/1()/100013.791/22417.721/33.58,306.580.94, 1.0350.1 1.129399.7/,t t b t t b m s m sh kj kgh h h kj kg t C T K x k x a m sa εεωωψωωωω=====∆=-==+∆==︒===+===>动叶达到临界,斜切部分膨胀查图1-32222 1.013.594 3.5940.9083sin 1*3.14*2.604*0.4839b t b tb b bb G v A A m A l me d μμωπβ=====b b ,(4)3.594 1.8871.9045b n A f A ===理由略(5)11122211111122222222222sin 0.3203,cos 0.9473,18.7cos 135.255/,94.192sin 0.4839,cos 0.875,28.94cos 246.7662c u m s c u u c c uαααωαωββββωβω==︒+-=⇒==︒===︒+-=⇒=图略(6)2222122122220121121001[()()]176.741/2111()*2220226.561/0.7801u t t uu W c c kj kgE c c E kj kg W E ωωωωμμη=-+-==+--===轮周功:理想能量:该级为末级,=,轮周效率:(7)2222*2*5.57/13.791/1/100030.447/2176.429/1.2*176.4280.291/727.20.90830.7?*0.7*(2.n b c u t n b c l u n bt bh kj kg h kj kgh c kj kgh h h h h kj kg a h h kj kg l l h h d εεεεθ∆=∆=∆==∆=∆-∆-∆-∆=∆=∆==∆∆=喷嘴损失:动叶损失:余速损失:叶高损失: 扇形损失:=(2232323'02)*226.2419.268/6041408.811.07() 1.07*2.604*()*19.5225/10010025.3936003600*19.52250.257/273.75*10(1)11()(1022f ff x m i m kj kg u P d kj kgv P h kj kg Dh x h x x x ====∆===∆=-∆=+=+叶轮摩擦损失: 湿汽损失:''p 1.40p .94)0.97156.612/(10.97)*156.612 4.698/0.0827/1.720.01026/0.09296/i x i r t bt h kj kgh kj kg d h h kj kg h E kf kgl h h h kj kgδπδδ=∆=∆=-=∆==∆==∆=∆+∆= 漏汽损失: (8)损失已经计算,图略 (9) 图略(10)2221111122222222222r 11()/60266.22/189.26/,45.482548.1/520.7/cos 315.3/248.71r m b r r r r rtr r tr r r r r r rr u n d l m sc u m s c u m s m su c c m su πωαωβωωψωωβωθββ=-=+-=⇒==︒====+-=⇒==-=︒1叶根:cos 撞角图略2221111122222222222r 11()/60551.43/203.59/,138.512553.21/525.55/cos 270.41/244.32t m b r t t r ttt t tt t t t t t tt u n d l m sc u m s c u m s m su c c m su πωαωβωωψωωβωθββ=+=+-=⇒==︒====+-=⇒==-=︒1叶顶:cos 撞角图略(11)*0.585*2.6040.90830.36272.6040.9083*0.585*2.6040.90830.69232.6040.9083m m b r m b m m b t m b d l d l d l d l Ω--Ω===--Ω++Ω===++(12) 略。
第一章级的工作原理补1. 已知某喷嘴前的蒸汽参数为p0=3.6Mpa,t=500℃,c0=80m/s,求:初态滞止状态下的音速a0*和其在喷嘴中达临界时的临界速度ccr。
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ccr为多少?。
23题.汽轮机某级蒸汽压力p0=3.4Mpa,初温t=435℃,该级反动度Ωm=0.38,级后压力p2=2.2Mpa,该级采用减缩喷嘴,出口截面积An=52cm2,计算:⑴通过喷嘴的蒸汽流量⑵若级后蒸汽压力降为p21=1.12Mpa,反动度降为Ωm=0.3,则通过喷嘴的流量又是多少?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=0.0093Mpa,蒸汽焓值h1=2307.4kJ/kg,动叶出汽角β2=38°,动叶内的焓降为Δhb =137.76kJ/kg,动叶入口速度w1=134m/s。
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w2t是多少?36题. 某机组级前蒸汽压力p0=2.0Mpa,初温t=350℃,初速c0=70m/s;级后蒸汽压力p2=1.5Mpa。
喷嘴出汽角α1=18°,反动度Ωm=0.2,动叶出汽角β2=β1-6°,级平均直径d m=1080mm,转速n=3000r/min,喷嘴速度系数ϕ=0.95。
求:⑴动叶出口相对速度w2和绝对速度c2;⑵喷嘴、动叶中的能量损失,余速动能;⑶绘制动叶进、出口速度三角形。
46题. 已知某单级冲动式机组,级平均直径dm=1067mm,转速n=3000r/min,喷嘴出汽角α1=18°,级的速度比x1=u/c1=0.42,喷嘴速度系数ϕ=0.96,动叶速度系数ψ=0 .84。
又知动叶出汽角β2=β1-3°,通过该级的蒸汽流量G=7.26kg/s。
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;答:冲动级做功原理的特点是:蒸汽只在喷嘴中膨胀,在动叶汽道中不膨胀加速,只改变流动方向,动叶中只有动能向机械能的转化;反动级做功原理的特点是:蒸汽在动叶汽道中不仅改变流动方向,而且还进行膨胀加速;动叶中既有动能向机械能的转化同时有部分热能转化成动能;在同等直径和转速的情况下,纯冲动级和反动级的最佳速比比值:op x )(1/ op x )(1=1c u im /1c u re =1cos 21α/1cos α=re t h ∆21/im t h ∆ re t h ∆/im t h ∆=1/2上式说明反动级的理想焓降比冲动级的小一倍18.分别说明高压级内和低压级内主要包括哪几项损失答:高压级内:叶高损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失等;低压级内:湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失,扇形损失、漏气损失、叶轮摩擦损失很小;19.简述蒸汽在汽轮机的工作过程;答:具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴,并在其中膨胀,蒸汽的压力、温度不断降低,速度不断升高,使蒸汽的热能转化为动能,喷嘴出口的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的通道中,汽流给动叶片一作用力,推动叶轮旋转,即蒸汽在汽轮机中将热能转化为了机械功;20.汽轮机级内有哪些损失造成这些损失的原因是什么答:汽轮机级内的损失有:喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、扇形损失、湿气损失9种;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;21.指出汽轮机中喷嘴和动叶的作用;答:蒸汽通过喷嘴实现了由热能向动能的转换,通过动叶将动能转化为机械功;22.据喷嘴斜切部分截面积变化图,请说明:1当喷嘴出口截面上的压力比p 1/p 0大于或等于临界压比时,蒸汽的膨胀特点;2当喷嘴出口截面上的压力比p 1/p 0小于临界压比时,蒸汽的膨胀特点;答:1p 1/p 0大于或等于临界压比时,喷嘴出口截面AC 上的气流速度和方向与喉部界面AB相同,斜切部分不发生膨胀,只起导向作用;2当喷嘴出口截面上的压力比p 1/p 0小于临界压比时,气流膨胀至AB 时,压力等于临界压力,速度为临界速度;且蒸汽在斜切部分ABC 的稍前面部分继续膨胀,压力降低,速度增加,超过临界速度,且气流的方向偏转一个角度;23.什么是速度比什么是级的轮周效率试分析纯冲动级余速不利用时,速度比对轮周效率的影响;答:将级动叶的圆周速度u 与喷嘴出口蒸汽的速度c 1的比值定义为速度比;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称为轮周效率;在纯冲动级中,反动度Ωm =0,则其轮周效率可表示为:ηu =2()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ψ+-121112cos cos 1cos ββχαχϕ 叶型选定后,φ、ψ、α1、β1数值基本确定,由公式来看,随速比变化,轮周效率存在一个最大值;同时,速比增大时,喷嘴损失不变,动叶损失减小,余速损失变化最大,当余速损失取最小时,轮周效率最大;24.什么是汽轮机的最佳速比并应用最佳速度比公式分析,为什么在圆周速度相同的情况下,反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小答:轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比;对于纯冲动级,()2cos 11αχ=OP ;反动级()11cos αχ=OP ;在圆周速度相同的情况下, 纯冲动级△h t =22a c =212cos 212121⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛αχu u a 反动级△h t =22a c =21212cos 21221221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛αχu c u u a 由上式可比较得到,反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小;25.简述蒸汽在轴流式汽轮机的冲动级、反动级和复速级内的能量转换特点,并比较它们的效率及作工能力;答:冲动级介于纯冲动级和反动级之间,蒸汽的膨胀大部分发生在喷嘴中,只有少部分发生在动叶中;反动级蒸汽在喷嘴和动叶中理想比焓降相等;复速级喷嘴出口流速很高,高速气流流经第一列动叶作功后其具有余速的汽流流进导向叶栅,其方向与第二列动叶进汽方向一致后,再流经第二列动叶作功;作功能力:复速级最大,冲动级次之,反动级最小;效率:反动级最大,冲动级次之,复速级最小;26.减小汽轮机中漏气损失的措施;答:为了减小漏气损失,应尽量减小径向间隙,但在汽轮机启动等情况下采用径向和轴向轴封;对于较长的扭叶片将动叶顶部削薄,缩短动叶顶部和气缸的间隙;还有减小叶顶反动度,可使动叶顶部前后压差不致过大;27.什么是动叶的速度三角形答:由于动叶以圆周速度旋转,蒸汽进入动叶的速度相对于不同的坐标系有绝对速度和相对速度之分,表示动叶进出口圆周速度、绝对速度和相对速度的相互关系的三角形叫做动叶的速度三角形;28.简述轴向推力的平衡方法;答:平衡活塞法;对置布置法,叶轮上开平衡孔;采用推力轴承;29.简述汽封的工作原理答:每一道汽封圈上有若干高低相间的汽封片齿,这些汽封片是环形的;蒸汽从高压端泄入汽封,当经过第一个汽封片的狭缝时,由于汽封片的节流作用,蒸汽膨胀降压加速,进入汽封片后的腔室后形成涡流变成热量,使蒸汽的焓值上升,然后蒸汽又进入下一腔室,这样蒸汽压力便逐齿降低,因此在给定的压差下,如果汽封片片数越多,则每一个汽封片两侧压差就越小,漏汽量也就越小;30.汽轮机的调节级为什么要采用部分进汽如何选择合适的部分进汽度答:在汽轮机的调节级中,蒸汽比容很小,如果喷嘴整圈布置,则喷嘴高度过小,而喷嘴高度太小会造成很大的流动损失,即叶高损失;所以喷嘴高度不能过小,一般大于15mm;而喷嘴平均直径也不宜过小,否则级的焓降将减少,所以采用部分进汽可以提高喷嘴高度,减少损失;由于部分进汽也会带来部分进汽损失,所以,合理选择部分进汽度的原则,应该是使部分进汽损失和叶高损失之和最小;31.汽轮机的级可分为哪几类各有何特点答: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;hb=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;hn≈hb≈ht;Ωm=;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;hn>hb>0;Ωm=~;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;32.什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;第二章多级汽轮机三、简答题1.汽轮发电机组的循环热效率答:每千克蒸汽在汽轮机中的理想焓降与每千克蒸汽在锅炉中所吸收的热量之比称为汽轮发电机组的循环热效率;2.热耗率答:每生产电能所消耗的热量;3.汽轮发电机组的汽耗率答:汽轮发电机组每发1KW·h电所需要的蒸汽量;4.汽轮机的极限功率答: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;5.汽轮机的相对内效率答:蒸汽实际比焓降与理想比焓降之比;6.汽轮机的绝对内效率答: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;7.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;8.轴封系统答:端轴封和与它相连的管道与附属设备;9.叶轮反动度答:各版和轮盘间汽室压力与级后蒸汽压力之差和级前蒸汽压力与级后压力之差的比值;10.进汽机构的阻力损失答:由于蒸汽在汽轮机进汽机构中节流,从而造成蒸汽在汽轮机中的理想焓降减小,称为进汽机构的阻力损失;11.简答多级汽轮机每一级的轴向推力是由哪几部分组成的平衡汽轮机的轴向推力可以采用哪些方法答:多级汽轮机每一级的轴向推力由1蒸汽作用在动叶上的轴向力2蒸汽作用在叶轮轮面上的轴向力3蒸汽作用在转子凸肩上的轴向力4蒸汽作用隔板汽封和轴封套筒上的轴向推力组成;平衡汽轮机的轴向推力可以采用:(1)平衡活塞法;(2)对置布置法;(3)叶轮上开平衡孔;(4)采用推力轴承;12.大功率汽轮机为什么都设计成多级汽轮机在h-s图上说明什么是多级汽轮机的重热现象答:1大功率汽轮机多采用多级的原因为:多级汽轮机的循环热效率大大高于单机汽轮机;多级汽轮机的相对内效率相对较高;多级汽轮机单位功率的投资大大减小;2如下图:第一级存在损失,使第二级进口温度由升高到,故5-4的焓降大于2-3的焓降;也就是在前一级有损失的情况下,本级进口温度升高,级的理想比焓降稍有增大,这就是重热现象;13.何为汽轮机的进汽机构节流损失和排汽阻力损失在热力过程线焓~熵图上表示出来; 答:由于蒸汽在汽轮机进汽机构中节流从而造成蒸汽在汽轮机中的理想焓降减小,称为进汽机构的节流损失;汽轮机的乏汽从最后一级动叶排出后,由于排汽要在引至凝汽器的过程中克服摩擦、涡流等阻力造成的压力降低,该压力损失使汽轮机的理想焓降减少,该焓降损失称为排汽通道的阻力损失;14.答:1 2 3 冷却轴封,影响轴承安全;4 15.,前面各级所损失的能量可以部分在以后各级中被利用的现象;因重热现象而增加的理想焓降占汽轮机理想焓降的百分比,称为多级汽轮机的重热系数;16.说明汽轮机轴封间隙过大或过小对汽轮机分别产生什么影响答:减小轴封漏气间隙,可以减小漏气,提高机组效率;但是,轴封间隙又不能太小,以免转P 3s节流损失 P’0子和静子受热或振动引起径向变形不一致时,汽封片与主轴之间发生摩擦,造成局部发热和变形;17.什么叫余速利用余速在什么情况下可被全部利用答: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;第三章汽轮机在变动功况下的工作三、简答题1.凝汽器的极限真空答:凝汽器真空达到末级动叶膨胀极限压力下的真空时,该真空称为凝汽器的极限真空;2.滑压运行答:汽轮机的进汽压力随外界的负荷增减而上下“滑动”;3.汽耗微增率答:每增加单位功率需多增加的汽耗量;4.汽轮机的工况图答:汽轮机发电机组的功率与汽耗量间的关系曲线;5.级的临界工况答:级内的喷嘴叶栅和动叶栅两者之一的流速达到或超过临界速度;6.级的亚临界工况答:级内喷嘴和动叶出口气流速度均小于临界速度;7.级组的临界工况答:级组内至少有一列叶栅的出口流速达到或超过临界速度;8.汽轮机的变工况答:汽轮机在偏离设计参数的条件下运行,称为汽轮机的变工况;9.阀点答:阀门全开的状态点,汽流节流损失最小,流动效率最高的工况点;10.节流配汽答:进入汽轮机的所有蒸汽都通过一个调节汽门,然后进入汽轮机的配汽方式;13.写出分析汽轮机变工况运行的弗里格尔公式,并说明其使用的条件; 答:弗留格尔公式为:220212011g g p p P P G G --=;使用条件为:保持设计工况和变工况下通汽面积不变;若由于其他原因,使通汽面积发生改变时应进行修正;同一工况下,各级的流量相等或成相同的比例关系;流过各级的汽流为一股均质流调节级不能包括在级组内;第四章 汽轮机的凝汽设备三、简答题1.凝汽器的冷却倍率答:进入凝汽器的冷却水量与进入凝汽器的蒸汽量的比值称为凝汽器的冷却倍率;2.凝汽器的过冷度答:凝结水的温度比凝汽器喉部压力下的饱和温度低的数值,称为凝汽器的过冷度;3.凝汽器的汽阻答:凝汽器入口压力与空气抽出口的压力的差值是蒸汽空气混和物的流动阻力;4.多压凝汽器答:有两个以上排气口的大容量机组的凝汽器科制成多压凝汽器,汽侧有密封的分隔板隔开;6.汽轮机在负荷不变的情况下运行,凝汽器真空逐渐下降,分析可能存在哪些原因 答:汽轮机在运行过程中引起凝汽器真空缓慢下降的原因有:(1) 冷却水量缓慢减少(2) 冷却水管结垢或脏污(3) 冷却水温缓慢升高(4) 凝汽器的真空系统漏入空气(5) 抽气器效率下降(6) 部分冷却水管被堵7.画图并说明汽轮机凝汽设备的组成及其任务;答:汽轮机凝汽设备的组成图如下所示:14——凝结水泵汽轮机排汽任务:1 在汽轮机的排汽口建立并维持规定的真空度,以提高循环效率;2 将汽轮机的排汽凝结成洁净的凝结水,回收工质10.凝汽器中空气的主要来源有哪些空气的存在对凝汽器的工作有什么影响答:空气的来源有:新蒸汽带入汽轮机的空气;处于真空状态下的低压各级与相应的回热系统、排汽缸、凝汽设备等不严密处漏入的;空气的危害有:空气阻碍蒸汽放热,使传热系数降低,从而使t 升高,真空降低;空气分压力Pa 使Pc升高,使真空降低;空气使凝结水过冷度增大;凝结水中溶入氧量增大,使管道腐蚀加剧;第五章汽轮机零件强度与振动一、简答题1.调频叶片答:对于有些叶片要求其某个主振型频率与某类激振力频率避开才能安全运行,这个叶片对这一主振型称为调频叶片;2.不调频叶片答:对有些叶片允许其某个主振型频率与某类激振力频率合拍而处于共振状态下长期运行,不会导致叶片疲劳破损,这个叶片对这一主振型成为不调频叶片;3.耐振强度答:表示材料在承受动应力时的一种机械性能;在某一温度和某一静压力下试件在空气环境中,作弯-弯试验,循环107次不被破坏可承受的最大动应力;4.安全倍率答:表征叶片抵抗疲劳破坏的系数;5.叶片的动频率答:考虑离心力影响后的叶片震动频率;第六章汽轮机调节三、简答题2.调节系统的动态过渡时间答:调节系统受到扰动后,从调节过程开始到被调量与新的稳定值偏差小于允许值时的最短时间称为调节系统的动态过渡时间;4.调速系统的迟缓率答:在同一功率下,转速上升过程与转速下降过程的特性曲线之间的转速差和额定转速之比的百分数,称为调节系统的迟缓率;5.影响调节系统动态特性的主要因素有哪些并简述其影响趋势答:影响调节系统动态特性的主要因素包括:1 转子飞升时间常数;2 中间容积时间常数;3 速度变动率;4 油动机时间常数;5 迟缓率;6.什么是调节系统的静态特性曲线衡量调节系统静态特性性能的指标有哪些答:表达汽轮机速度变化与功率之间的单值对应关系的曲线叫静态特性曲线;衡量调节系统静态特性性能的指标有:1速度变动率;2迟缓率;3同步器工作范围;7.常用评价调节系统动态特性的指标及其定义是什么答:稳定性——汽轮机甩全负荷时,其转速随着时间的增长最终趋于由静态特性曲线决定的空负荷转速,这样的过程称为稳定的过程;要求调节系统必须是稳定的;超调量——汽轮机甩全负荷时,其转速在过渡过程中的最大转速与最后的稳定转速之差称为转速超调量;过渡过程时间——调节系统受到扰动后,从调节过程开始到被调量与新的稳定值偏差小于允许值时的最短时间,称为过渡过程时间;9.试述同步器的主要作用;答:同步器的主要作用是通过平移调节系统特性而实现人为改变调节阀开度,做到1使孤立运行机组改变转速,起到转速给定作用;2使并网运行机组改变负荷,起到功率给定的作用;10.说明汽轮机调节系统速度变动率过大或过小对汽轮机工作的影响;答:若速度变动率过小,即曲线很平坦,则在不打得转速变化范围内,机组负荷的变化很大,机组进汽量的变化也相应很大,机组内部各部件的受力、温度应力等变化也很大,可能损坏。
博罗汽轮机练习题(附参考答案) 一、单选题(共50题,每题1分,共50分) 1.为了防止油系统失火,油系统管道、阀门、接头、法兰等附件承压等级应按耐压试验压力选用,一般为工作压力的( )。 A、2倍 B、2.2倍。 C、1.5倍 D、1.8倍 正确答案:A 2.遭受强酸(如硫酸、硝酸、盐酸等)烧伤时,应先用清水冲洗( ),然后用淡肥皂水或( B )小苏打水冲洗,再用清水冲去中和液。 A、10min ,50% B、20 min ,50% C、10 min,70% D、20 min,70%。 正确答案:B 3.下列哪项参数超限时,需人为干预停机是( )。 A、真空极低 B、蒸汽参数异常,达停机值。 C、汽轮机超速 D、润滑油压极低 正确答案:B 4.闸阀的作用是( )。 A、调节介质的流量 B、改变介质的流动方向 C、调节介质的压力。 D、截止流体的流动 正确答案:D 5.甩负荷试验一般按甩额定负荷的( )等级进行。 A、直接全甩负荷。 B、1/2,全负荷 C、1/3,2/3,全负荷 D、1/2,2/3,3/4 正确答案:D 6.蒸汽在汽轮机内的膨胀过程可以看作是( )。 A、等压过程 B、等温过程 C、等容过程。 D、绝热过程 正确答案:D 7.要使泵内最低点不发生汽化,必须使有效汽蚀余量( )必需汽蚀余量。 A、大于。 B、等于 C、略小于 D、小于 正确答案:A 8.加热器的种类,按工作原理不同可分为( )。 A、高压加热器,低压加热器 B、表面式加热器,混合式加热器 C、螺旋管式加热器,卧式加热器。 D、加热器,除氧器 正确答案:B 9.泵的轴封、轴承及叶轮圆盘摩擦损失所消耗的功率称为( )。 A、机械损失 B、摩擦损失。 C、容积损失 D、水力损失 正确答案:A 10.汽轮机差胀保护应在( )投入。 A、定速后 B、冲转前 C、带部分负荷后 D、冲转后。 正确答案:B 11.汽轮机低油压保护应在( )投入。 A、冲转前 B、定速后 C、带负荷后。 D、盘车前 正确答案:D 12.离心泵与管道系统相连时,系统流量由( )来确定。 A、仅由阀门开度。 B、泵 C、泵与管道特性曲线的交点 D、管道 正确答案:C 13.对同一种流体来说,沸腾放热的放热系数比无物态变化时的对流放热系数( )。 A、小 B、相等 C、无法确定。 D、大 正确答案:D 14.必需汽蚀余量愈大,泵的抗汽蚀能力( )。 A、越差 B、越高 C、不变。 D、无关 正确答案:A 15.凡是介质温度超过( )的设备和管道均应进行保温。 A、50℃ B、60℃ C、80℃。 D、30℃ 正确答案:A 16.滑压除氧系统只能应用于( )机组。 A、单元制 B、母管制 C、母管制或单元制。 D、扩大单元制 正确答案:A 17.热工信号和保护装置能否正常运行,将直接影响到设备、人身的安全。因此,应该在( )投入。 A、主设备启动后一段时间 B、总工同意后。 C、主设备启动前 D、主设备并网后 正确答案:C 18.关阀起动的设备要求出口阀在泵起动后很快打开,在关阀状态下泵运行时间为( )。 A、<2min B、<3min C、<5min D、<1min。 正确答案:D 19.机组甩掉全部负荷所产生的热应力要比甩掉部分负荷时( )。 A、相同 B、大 C、小 D、略大。 正确答案:C 20.冷态启动过程中,转子、汽缸、螺栓、法兰之间温度从高到低的排列为( )。 A、汽缸、法兰、螺栓、转子 B、转子、汽缸、法兰、螺栓 C、法兰、螺栓、汽缸、转子 D、螺栓、汽缸、转子、法兰。 正确答案:B 21.凝汽器汽阻是指凝汽器进口压力与( )压力的差。 A、凝结水出口 B、抽汽器出口 C、循环水出口。 D、抽汽口 正确答案:D 22.凝汽式汽轮机正常运行中当主蒸汽流量增加时,它的轴向推力( )。 A、先减小后增加。 B、减小 C、不变 D、增加 正确答案:D 23.汽轮机热态启动,冲转前要连续盘车不少于( )。 A、6h B、4h C、2h D、1h。 正确答案:B 24.汽轮机启动前先启动润滑油泵,运行一段时间后再启动高压调速油泵,其目的主要是( )。 A、排出调速系统积存的空气。 B、提高油温 C、先使用各轴瓦充油 D、排出轴承油室内的空气 正确答案:A 25.水泵倒转时,应立即( )。 A、关闭出口门 B、立即启动水泵。 C、关闭进水门同时关闭出水门 D、关闭进口门 正确答案:A 26.当转轴发生油膜振荡时( )。 A、振动频率与转速相一致 B、振动频率与转子第一临界转速基本一致。 C、振动频率为转速之半 D、振动频率为转速的一倍 正确答案:B 27.给水泵发生( )情况时应进行紧急故障停泵。 A、给水泵某轴承有异声 B、给水泵某轴承振动达0.06mm C、给水泵入口法兰漏水 D、给水泵内部有清晰的摩擦声或冲击声。 正确答案:D 28.真空泵的作用是抽出凝汽器中( )。 A、空气和不凝结气体。 B、空气 C、蒸汽和空气混合物 D、蒸汽 正确答案:A 29.强迫振动的主要特征是( )。 A、主频率与临界转速一致 B、主频率与工作转速无关 C、主频率与转子的转速一致或成两倍频率。 D、主频率与转子的转速一致 正确答案:C 30.离心泵最容易受到汽蚀损害的部位是( )。 A、叶轮或叶片入口 B、轮毂或叶片出口 C、叶轮外缘。 D、叶轮或叶片出口 正确答案:D 31.同样蒸汽参数条件下,顺序阀切换为单阀,则调节级后金属温度( )。 A、升高 B、可能升高也可能降低 C、不变。 D、降低 正确答案:A 32.在容量、参数相同的情况下,回热循环汽轮机与纯凝汽式汽轮机相比较,( )。 A、汽耗率增加,热耗率增加 B、汽耗率增加,热耗率减少 C、汽耗率减少,热耗率增加 D、汽耗率减少,热耗率减少。 正确答案:B 33.金属材料在外力作用下出现塑性变形的应力称( )。 A、弹性极限 B、屈服极限。 C、韧性极限 D、强度极限 正确答案:B 34.锅炉与汽轮机之间连接的蒸汽管道,以及用于蒸汽通往各辅助设备的支管,都属于( ),对于再热机组,还应该包括再热蒸汽管道。 A、旁路系统 B、给水管道系统 C、真空抽汽系统。 D、主蒸汽管道系统 正确答案:D 35.火力发电厂的蒸汽参数一般是指蒸汽的( )。 A、压力、温度。 B、压力、比容 C、焓、熵 D、温度、比容 正确答案:A 36.DCS系统的备用电源的切换时间应小于( )ms,以保证控制器不初始化。 A、1 B、2 C、3 D、5。 正确答案:D 37.下列设备中运行中处于负压状态的是( )。 A、过热器 B、省煤器 C、除氧器。 D、凝汽器 正确答案:D 38.表面式换热器中,冷流体和热流体按相反方向平行流动称为( )。 A、无法确定。 B、混合式 C、逆流式 D、顺流式 正确答案:C 39.使用抗燃油的主要原因是 ( )的。 A、加大提升力 B、解决超速问题 C、防火 D、降低成本。 正确答案:C 40.球形阀的阀体制成流线型是为了( )。 A、外形美观 B、制造方便 C、减少流质阻力损失 D、减少沿程阻力损失。 正确答案:C 41.水在水泵中的压缩升压过程可看做是( )。 A、等压过程 B、等压和等温过程。 C、等温过程 D、绝热过程 正确答案:D 42.水泵的功率与泵转速的( )成正比。 A、四次方。 B、三次方 C、二次方 D、一次方 正确答案:B 43.在机组启、停过程中,汽缸的绝对膨胀值突然增大或突然减小时,说明( )。 A、滑销系统卡涩 B、汽缸温度变化大。 C、汽温变化大 D、负荷变化大 正确答案:A 44.当汽轮机工况变化时,推力轴承的受力瓦块是( )。 A、工作瓦块 B、非工作瓦块 C、工作瓦块和非工作瓦块都可能 D、工作瓦块和非工作瓦块受力均不发生变化。 正确答案:C 45.采用回热循环后与之相同初参数及功率的纯凝汽式循环相比,它的( )。 A、做功的总焓降增加 B、汽耗量减少 C、热耗率减少 D、做功不足系统增加。 正确答案:C 46.凝结水泵的流量应按机组最大负荷时排汽量的( )来计算。 A、1.1~1.2倍 B、1.2~1.3倍 C、1.05~1.10倍 D、1.5倍。 正确答案:A 47.通流部分结垢时,轴向推力( )。 A、增加 B、减小 C、不变 D、不确定。 正确答案:A 48.发电机逆功率保护的主要作用是( )。 A、防止汽轮机无蒸汽运行,末级叶片过热损坏 B、防止发电机失磁 C、防止汽轮机带厂用电运行。 D、防止发电机进相运行 正确答案:A 49.当汽轮发电机组转轴发生动静摩擦时( )。 A、振动的相位角是不变的 B、振动的相位角有时变有时不变 C、振动的相位角是变化的 D、振动的相位角起始变,以后加剧。 正确答案:C
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。
答:冲动级做功原理的特点是:蒸汽只在喷嘴中膨胀,在动叶汽道中不膨胀加速, 只改变流动方向,动叶中只有动能向机械能的转化。
《汽轮机原理习题》参考答案习题1(1)000120*2000311t /60 3.14*2.604*3000/60408.8/0.02432618.86/,7.8474/(*)65.60.01350.0052110/1/10002624.91/22530.655/10.766/m t u d n m sp MPa kj kg s kj kg K t C p MPa p MPa c m sh h c kj kgh kj kg v m kgπ====⎫==⎬=︒⎭====+===0 可以查的 h ''3222*2*013111322212*022398.674/25.33/(1)*(10.97)*() 5.57/2536.225/10.79/7.8645/(*)2403.93/,25.39/t t n n t t n t t tm h kj kg v m kgh h h h kj kgh h h kj kg v m kg kj kg K p h kj kg v m kg h h h h εεϕ==∆=-∆=--==+∆=====-Ω=-11 ,s 由s ,可以得到:'0.585t=(2)11111''''11311434.2/*0.97*434.2421.15/51.80,324.800.97551.0350.1 1.133412.1/,13,0.9910.766/,76.042/,434.2t t n n n n tt n t c m sc c m s t C T K h h x h h k x a m sc a G A c v m kg G kg s c ϕμμ======︒=-==-=+===>-=====喷嘴达到临界,斜切部分膨胀查图21/1.9045 1.90450.7272sin 3.14*1*2.604*0.3203n n n m s A m A l med πα====(3)222222222222531.87/0.95*531.87505.275/1()/100013.791/22417.721/33.58,306.580.94, 1.0350.1 1.129399.7/,t t b t t b m s m sh kj kgh h h kj kg t C T K x k x a m sa εεωωψωωωω=====∆=-==+∆==︒===+===>动叶达到临界,斜切部分膨胀查图1-32222 1.013.594 3.5940.9083sin 1*3.14*2.604*0.4839b t b tb b bb G v A A m A l me d μμωπβ=====b b ,(4)3.594 1.8871.9045b n A f A ===理由略(5)11122211111122222222222sin 0.3203,cos 0.9473,18.7cos 135.255/,94.192sin 0.4839,cos 0.875,28.94cos 246.7662c u m s c u u c c uαααωαωββββωβω==︒+-=⇒==︒===︒+-=⇒=图略(6)2222122122220121121001[()()]176.741/2111()*2220226.561/0.7801u t t uu W c c kj kgE c c E kj kg W E ωωωωμμη=-+-==+--===轮周功:理想能量:该级为末级,=,轮周效率:(7)2222*2*5.57/13.791/1/100030.447/2176.429/1.2*176.4280.291/727.20.90830.7?*0.7*(2.n b c u t n b c l u n bt bh kj kg h kj kgh c kj kgh h h h h kj kg a h h kj kg l l h h d εεεεθ∆=∆=∆==∆=∆-∆-∆-∆=∆=∆==∆∆=喷嘴损失:动叶损失:余速损失:叶高损失: 扇形损失:=(2232323'02)*226.2419.268/6041408.811.07() 1.07*2.604*()*19.5225/10010025.3936003600*19.52250.257/273.75*10(1)11()(1022f ff x m i m kj kg u P d kj kgv P h kj kg Dh x h x x x ====∆===∆=-∆=+=+叶轮摩擦损失: 湿汽损失:''p 1.40p .94)0.97156.612/(10.97)*156.612 4.698/0.0827/1.720.01026/0.09296/i x i r t bt h kj kgh kj kg d h h kj kg h E kf kgl h h h kj kgδπδδ=∆=∆=-=∆==∆==∆=∆+∆= 漏汽损失: (8)损失已经计算,图略 (9) 图略(10)2221111122222222222r 11()/60266.22/189.26/,45.482548.1/520.7/cos 315.3/248.71r m b r r r r rtr r tr r r r r r rr u n d l m sc u m s c u m s m su c c m su πωαωβωωψωωβωθββ=-=+-=⇒==︒====+-=⇒==-=︒1叶根:cos 撞角图略2221111122222222222r 11()/60551.43/203.59/,138.512553.21/525.55/cos 270.41/244.32t m b r t t r ttt t tt t t t t t tt u n d l m sc u m s c u m s m su c c m su πωαωβωωψωωβωθββ=+=+-=⇒==︒====+-=⇒==-=︒1叶顶:cos 撞角图略(11)*0.585*2.6040.90830.36272.6040.9083*0.585*2.6040.90830.69232.6040.9083m m b r m b m m b t m b d l d l d l d l Ω--Ω===--Ω++Ω===++(12) 略。
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。
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和P2的关系为( C )A.P1<P2B.P1>P2C.P1=P2D.P1≥P27.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. 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______。
第一章绪论欧阳引擎(2021.01.01)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和P2的关系为(C)A.P1<P2B.P1>P2C.P1=P2 D.P1≥P27.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. 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______。
第一章 级的工作原理 补1. 已知某喷嘴前的蒸汽参数为p0=3.6Mpa,t0=500℃,c0=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ccr。 解: 由p0=3.6Mpa,t0=500℃查得: h0=3349.5; s0=7.1439
00021chhh=3349.5+3.2=3452.7
查得0*点参数为p0*=3.6334;v0*=0.0956
∴音速a0*=*0*0vkp=671.85
(或a0*=*0kRT=681.76 ; 或a0*=*0)1(hk=1017.7)
ccr=*0*12aK=626.5 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 ccr
为多少?。
解: 2222)1(212112121crcrcrcrcrcrckkcvpkkchch
)211(1)1(222ckakkccr=522
23题. 汽轮机某级蒸汽压力p0=3.4Mpa,初温t0=435℃,该级反动度Ωm=0.38,级后压力p2=2.2Mpa,该级采用减缩喷嘴,出口截面积An=52cm2,计算: ⑴通过喷嘴的蒸汽流量 ⑵若级后蒸汽压力降为p21=1.12Mpa,反动度降为Ωm=0.3,则通过喷嘴的流量又是多少? 答:1):17.9 kg/s; 2):20.5kg/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p1=0.0093Mpa,蒸汽焓值h1=2307.4kJ/kg,动叶出汽角β2=38°,动叶内的焓降为Δhb=137.76kJ/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w2t是多少? 解:
确定初态:由h1,p1查图得s1=7.311
4.231620001211*1whh 由h*1, s1查图得p1*=0.01Mpa,x1*=0.888
∴k=1.124
∴临界压力比:5797.0)12(1kkcrk
极限压力比:347.05985.0*5797.0)(sin*1221kkcrd
流动状态判断:由s1=7.311,h2t=h1-Δhb=2169.6
查图得p2=0.003Mpa
动叶压力比εb=p2/p*1=0.3
显然εb<ε1d,即蒸汽在动叶中达极限膨胀,极限背压为p1d=
ε1d*p1*=0.00347Mpa 查焓熵图得:h2dt=2185.5,ρ2dt=0.02954
7.511)(22*12dtthhw 查临界压力比处的参数: p2cr=0.005797;h2cr=2247.5ρ2cr=0.04697
∴2.371)(22*12crcrhhw
dttcrcrww2222222sin)sin(
1.1535
7102.0)sin(22 27.4522 ∴极限偏转角δ2=7.27
36题. 某机组级前蒸汽压力p0=2.0Mpa,初温t0=350℃,初速
c0=70m/s;级后蒸汽压力p2=1.5Mpa。喷嘴出汽角α1=18°,反动度Ωm=0.2,动叶出汽角β2=β1-6°,级平均直径dm=1080mm,转速n=3000r/min,喷嘴速度系数=0.95。求: ⑴动叶出口相对速度w2和绝对速度c2; ⑵喷嘴、动叶中的能量损失,余速动能; ⑶绘制动叶进、出口速度三角形。 答:P9;1)w2=239.8m/s;c2=124 m/s
2)nh6.09kJ/kg;bh3.78 kJ/kg; 2ch7.69 kJ/kg 3)c1=336.6 m/s;α1=18°; w1=183.5m/s;β1=34°51’ w2=239.8m/s;β2=28°51’; c2=124 m/s;α2=71°12’
46题. 已知某单级冲动式机组,级平均直径dm=1067mm,转速
n=3000r/min,喷嘴出汽角α1=18°,级的速度比x1=u/c1=0.42,喷嘴速度系数=0.96,动叶速度系数ψ=0 .84。又知动叶出汽角β2=β1
-3°,通过该级的蒸汽流量G=7.26kg/s。求:蒸汽作用在动叶上的
切向力Fu、轮周功率Pu和轮周效率ηu,并绘制级的进、出口速度三角形。 解:叶轮圆周速度u=πdmn/60=167.6m/s
喷嘴出口速度c1=u/x1=399.06m/s
动叶进口相对速度 w1=2.245cos211221ucucm/s
动叶进口汽流角2.30)sin*arcsin(1111w
c
动叶出口汽流角β2=27.2
动叶出口相对速度95.205*12wwm/s
动叶出口绝对速度42.95cos2222222uwuwcm/s
动叶出口绝对排汽角64.80cos*arccos2222c
uw
切向力Fu=G(c1cosα1+c2cosα2)=2857.6N 轮周功率Pu=Fu*u=478级的理想能量397.8622122121*0cchEttkJ/kg
轮周效率ηu=
76.00
GE
Pu
.65kW
第二章 多级汽轮机 123题. 已知某中压凝汽式汽轮机的内功率Pi=12340kW,发电机功率Pel=11900kW,蒸汽流量D=52.4t/h,初压p0=2.35Mpa,初温t0=380℃,凝汽器压力pc=0.0042Mpa。求该机组在没有回热抽汽工况下的汽耗率d,热耗率q,相对内效率ηi,相对电效率ηr.el,绝对电效率ηa。el,循环热效率ηt。 解:汽耗率d=D/pel=52.4*1000/11900=4.403kg/(kW·h)
凝结水焓)('cCpfh 124.95kJ/kg
由初压p0=2.35Mpa,初温t0=380℃知:新蒸汽焓h0=3198.7 kJ/kg
由凝汽器压力pc=0.0042Mpa:ΔHt=1089.88 kJ/kg
热耗率q=)('0chhd 13533.7 kJ/(kW·h)
有效焓降: ΔHi=4.52100036001234010003600DPi 847.8kJ/kg
相对内效率ηi=ΔHi/ΔHt=847.8/1089.88= 0.778
相对电效率ηr.el=ηi*pel/pi=0.750
绝对电效率ηa。el=3600/q= 0.266
循环热效率ηt=ηa。el/ηr.el=0.3547;
(或ηt=ΔHt/( h0-hc’)=1089.88/(3198.7-124.95)=0.3547)
127题. 某中间再热凝汽式汽轮发电机组电功率Pel=119959kW
下的热力过程线如下图示。 已知发电机损失ΔPg=1982Kw,机械损失ΔPm=1982Kw。求该汽轮机的内功率Pi、高压缸相对内效率ηhi、中压缸相对内效率ηii、中低压缸相对内效率ηiei。 0..
0,
=12.868p0p
0
,
=12.33
t0=537
12=2.71ph
=346.7th
34
tr=544
pr=2.63
p
r
,
=2.5
pi=0.282
pi
,
=0.279
ti=267.7
pc=0.00762
567
89h0h1h2hrhih5h8hex,=2485.4hex=2499.3
.
hs 解: 内功率Pi=Pel+ΔPg+ΔPm=12393kW
由MPap℃tMPaph71.2,537,868.1200得:ΔHth=447.7kJ/kg
由℃tMPaphh7.346,71.2得:ΔHih=326.55 kJ/kg
高压缸相对内效率ηhi=ΔHih/ΔHth=0.713
由MPap℃tMPapirr282.0,544,63.2得:ΔHti=653.01kJ/kg
由℃tMPapii7.267,282.0得:ΔHii=553.8 kJ/kg
中压缸相对内效率ηhi=ΔHih/ΔHth=0.848
由MPap℃tMPapirr00762.0,544,63.2得:ΔHtre=1241.42kJ/kg,,hr= 3558.24
中低压缸相对内效率ηrei=( hr-hex)/ΔHtre=(3558.24-2499.3)/1241.42=0.853
114题. 某汽轮机前轴封有三段曲径轴封组成。第一段轴封齿数Z1=26,第二段Z2=20,第三段Z3=16。第一段轴封前蒸汽参数p0=1.8MPa, t0=340℃;第一段轴封后抽汽口与压力为p1=0.85MPa的第一级回热抽汽口相连。第二段轴封后与压力为p2=0.24MPa的第