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=3、6Mpa,t 0=500℃,c 0=80m/s,求:初态滞止状态下的音速与其在喷嘴中达临界时的临界速度c cr 。
解: 由p 0=3、6Mpa,t 0=500℃查得: h 0=3349、5; s 0=7、1439
0002
1
c h h h ∆+
=*
=3349、5+3、2=3452、7 查得0*点参数为p 0*
=3、6334;v 0*=0、0956 ∴音速a 0*=*
0*0v kp =671、85
(或a 0*=*
0kRT =681、76 ; 或a 0*=*
0)1(h k *-=1017、7) c cr =
*
0*1
2a K +=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 c cr 为多少？。
解: 2222)
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=3、4Mpa,初温t 0=435℃,该级反动度Ωm =0、38,级后压力p 2=2、2Mpa,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=1、12Mpa,反动度降为Ωm =0、3,则通过喷嘴的流量又就是多少？
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p 1=0、0093Mpa,蒸汽焓值h 1=2307、4kJ/kg,动叶出汽角β2=38°,动叶内的焓降为Δh b =137、76kJ/kg 。问:
⑴汽流在动叶斜切部分就是否膨胀、动叶出口汽流角就是多少？ ⑵动叶出口的理想相对速度w 2t 就是多少？
解:
确定初态:由h 1,p 1查图得s 1=7、311
4.23162000
1
211*
1=+
=w h h 由h *1, s 1查图得p 1*=0、01Mpa,x 1*=0、888
∴k=1、124
∴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=7、311,h 2t =h 1-Δh b =2169、6
查图得p 2=0、003Mpa
动叶压力比εb =p 2/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p 1d =ε
1d *p 1*
=0、00347Mpa
查焓熵图得:h 2dt =2185、5,ρ2dt =0、02954
7.511)(22*12=-=∴dt t h h w
查临界压力比处的参数:
p 2cr =0、005797;h 2cr =2247、5ρ2cr =0、04697 ∴2.371)(22*12=-=cr cr h h w
=⨯⨯=+dt
t cr
cr w w 2222222sin )sin(ρρβδβ1、1535
7102.0)sin(22=+δβ
27.4522=+δβ
∴极限偏转角δ2=7、27
36题、 某机组级前蒸汽压力p 0=2、0Mpa,初温t 0=350℃,初速c 0=70m/s;级后蒸汽压力p 2=1、5Mpa 。喷嘴出汽角α1=18°,反动度Ω
m =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w 2与绝对速度c 2; 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)w 2=239、8m/s;c 2=124 m/s
2)=∆ξn h 6、09kJ/kg;=∆ξb h 3、78 kJ/kg; =∆2c h 7、69 kJ/kg 3)c 1=336、6 m/s;α1=18°; w 1=183、5m/s;β1=34°51’ w 2=239、8m/s;β2=28°51’; c 2=124 m/s;α2=71°12’
46题、 已知某单级冲动式机组,级平均直径d m =1067mm,转速n=3000r/min,喷嘴出汽角α1=18°,级的速度比x 1=u/c 1=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 。求:蒸汽作用在动叶上的切向力F u 、轮周功率P u 与轮周效率ηu ,并绘制级的进、出口速度三角形。
解:叶轮圆周速度u=πd m n/60=167、6m/s
喷嘴出口速度c 1=u/x 1=399、06m/s
动叶进口相对速度 w 1=2.245cos 211221=-+αuc u c m/s 动叶进口汽流角2.30)sin *arcsin(1
1
11==w c αβ 动叶出口汽流角β2=27、2
动叶出口相对速度95.205*12==w w φm/s
动叶出口绝对速度42.95cos 22222
22=-+=βuw u w c m/s
动叶出口绝对排汽角64.80cos *arccos
2
222=-=c u
w βα
切向力F u =G(c 1cos α1+c 2cos α2)=2857、6N 轮周功率P u =F u *u=478、65kW
级的理想能量397.862212
212
1*0===∆=ϕ
c c h E t t
kJ/kg
