汽輪機(jī)原理習(xí)題集與答案解析

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--內(nèi)頁可以根據(jù)需求調(diào)整合適字體及大小--汽輪機(jī)原理習(xí)題集與答案解析(總95頁)PAGE第一章緒論一、單項(xiàng)選擇題1．新蒸汽參數(shù)為的汽輪機(jī)為（b）A．高壓汽輪機(jī) B．超高壓汽輪機(jī)C．亞臨界汽輪機(jī) D．超臨界汽輪機(jī)2．型號(hào)為538/538的汽輪機(jī)是(B)。A.一次調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)B.凝汽式汽輪機(jī)C.背壓式汽輪機(jī)D.工業(yè)用汽輪機(jī)第一章汽輪機(jī)級(jí)的工作原理一、單項(xiàng)選擇題3．在反動(dòng)級(jí)中，下列哪種說法正確(C)A.蒸汽在噴嘴中的理想焓降為零B.蒸汽在動(dòng)葉中的理想焓降為零C.蒸汽在噴嘴與動(dòng)葉中的理想焓降相等D.蒸汽在噴嘴中的理想焓降小于動(dòng)葉中的理想焓降4．下列哪個(gè)措施可以減小葉高損失(A)A.加長葉片B.縮短葉片C.加厚葉片D.減薄葉片5．下列哪種措施可以減小級(jí)的扇形損失(C)A.采用部分進(jìn)汽B.采用去濕槽C.采用扭葉片D.采用復(fù)速級(jí)6．純沖動(dòng)級(jí)動(dòng)葉入口壓力為P1，出口壓力為P2，則P1和P2的關(guān)系為（C）A．P1<P2 B．P1>P2C．P1＝P2 D．P1≥P27．當(dāng)選定噴嘴和動(dòng)葉葉型后，影響汽輪機(jī)級(jí)輪周效率的主要因素(A)A.余速損失B.噴嘴能量損失C.動(dòng)葉能量損失D.部分進(jìn)汽度損失8．下列哪項(xiàng)損失不屬于汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)損失(A)A.機(jī)械損失B.鼓風(fēng)損失C.葉高損失D.扇形損失9．反動(dòng)級(jí)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是動(dòng)葉葉型(B)。A.與靜葉葉型相同B.完全對(duì)稱彎曲C.近似對(duì)稱彎曲D.橫截面沿汽流方向不發(fā)生變化10．當(dāng)汽輪機(jī)的級(jí)在(B)情況下工作時(shí)，能使余速損失為最小。A.最大流量B.最佳速度比C.部發(fā)進(jìn)汽D.全周進(jìn)汽1.汽輪機(jī)的級(jí)是由______組成的。 【C】A.隔板+噴嘴 B.汽缸+轉(zhuǎn)子C.噴嘴+動(dòng)葉 D.主軸+葉輪2.當(dāng)噴嘴的壓力比εn大于臨界壓力比εcr時(shí)，則噴嘴的出口蒸汽流速C1 【A】A.C1<Ccr B.C1=CcrC.C1>Ccr D.C1≤Ccr3.當(dāng)漸縮噴嘴出口壓力p1小于臨界壓力pcr時(shí)，蒸汽在噴嘴斜切部分發(fā)生膨脹，下列哪個(gè)說法是正確的 【B】A.只要降低p1，即可獲得更大的超音速汽流B.可以獲得超音速汽流，但蒸汽在噴嘴中的膨脹是有限的C.蒸汽在漸縮噴嘴出口的汽流流速等于臨界速度CcrD.蒸汽在漸縮噴嘴出口的汽流流速小于臨界速度Ccr4.汽輪機(jī)的軸向位置是依靠______確定的 【D】A.靠背輪 B.軸封C.支持軸承 D.推力軸承5.蒸汽流動(dòng)過程中，能夠推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)對(duì)外做功的有效力是______?！綜】A.軸向力 B.徑向力C.周向力 D.蒸汽壓差6.在其他條件不變的情況下，余速利用系數(shù)增加，級(jí)的輪周效率ηu 【A】A.增大 B.降低C.不變 D.無法確定7.工作在濕蒸汽區(qū)的汽輪機(jī)的級(jí)，受水珠沖刷腐蝕最嚴(yán)重的部位是：【A】A.動(dòng)葉頂部背弧處 B.動(dòng)葉頂部內(nèi)弧處C.動(dòng)葉根部背弧處 D.噴嘴背弧處8.降低部分進(jìn)汽損失，可以采取下列哪個(gè)措施 【D】A.加隔板汽封 B.減小軸向間隙C.選擇合適的反動(dòng)度 D.在非工作段的動(dòng)葉兩側(cè)加裝護(hù)罩裝置9.火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的主要任務(wù)是： 【B】A.將熱能轉(zhuǎn)化成電能 B.將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能C.將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 D.將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能10.在純沖動(dòng)式汽輪機(jī)級(jí)中，如果不考慮損失，蒸汽在動(dòng)葉通道中 【C】A.相對(duì)速度增加 B.相對(duì)速度降低；C.相對(duì)速度只改變方向，而大小不變 D.相對(duì)速度大小和方向都不變11.已知蒸汽在汽輪機(jī)某級(jí)的滯止理想焓降為40kJ/kg，該級(jí)的反動(dòng)度為，則噴嘴出口的理想汽流速度為 【D】A.8m/s B.122m/sC.161m/s D.255m/s12.下列哪個(gè)說法是正確的 【C】A.噴嘴流量總是隨噴嘴出口速度的增大而增大；B.噴嘴流量不隨噴嘴出口速度的增大而增大；C.噴嘴流量可能隨噴嘴出口速度的增大而增大，也可能保持不變；D.以上說法都不對(duì)13.沖動(dòng)級(jí)動(dòng)葉入口壓力為P1，出口壓力為P2，則P1和P2有______關(guān)系?！綛】A.P1＜P2 B.P1＞P2 C.P1＝P2 D.P1= 14.工作段弧長為1037mm，平均直徑1100mm，該級(jí)的部分進(jìn)汽度:【A】36A. B.C. D.115.汽機(jī)中反動(dòng)度為的級(jí)被稱為： 【D】A.純沖動(dòng)級(jí) B.帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)C.復(fù)速級(jí) D.反動(dòng)級(jí)16.蒸汽在某反動(dòng)級(jí)噴嘴中的滯止理想焓降為30kJ/kg，則蒸汽在動(dòng)葉通道中的理想焓降為： 【C】A.0kJ/kg B.15kJ/kgC.30kJ/kg D.45kJ/kg17.在反動(dòng)式汽輪機(jī)級(jí)中，如果不考慮損失，則： 【B】A．蒸汽在動(dòng)葉通道中的絕對(duì)速度增大B．蒸汽在動(dòng)葉通道中絕對(duì)速度降低C．蒸汽在動(dòng)葉通道中相對(duì)速度只改變方向，而大小不變D．以上說法都不對(duì)18.假設(shè)噴嘴前的蒸汽滯止焓為3350kJ/kg，噴嘴出口蒸汽理想比焓值為kJ/kg，則噴嘴實(shí)際出口速度為 【A】16A.m/s B.m/sC.m/s D.320m/s19.關(guān)于噴嘴臨界流量，在噴嘴出口面積一定的情況下，請(qǐng)判斷下列說法哪個(gè)正確： 【C】A．噴嘴臨界流量只與噴嘴初參數(shù)有關(guān)B．噴嘴臨界流量只與噴嘴終參數(shù)有關(guān)C．噴嘴臨界流量與噴嘴壓力比有關(guān)D.噴嘴臨界流量既與噴嘴初參數(shù)有關(guān)，也與噴嘴終參數(shù)有關(guān)20.反動(dòng)級(jí)中，若噴嘴出口汽流角=15°，當(dāng)速比取下列哪個(gè)值時(shí)，該級(jí)的輪周效率最高。 【D】 A. B.C. D.21.在噴嘴出口方向角和圓周速度相等時(shí)，純沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)在最佳速比下所能承擔(dān)的焓降之比為 【B】A.1：2 B.2：1C.1：1 D.1：422.汽輪機(jī)級(jí)采用部分進(jìn)汽的原因是 【B】A.葉片太長 B.葉片太短C.存在鼓風(fēng)損失 D.存在斥汽損失23.下列哪幾項(xiàng)損失不屬于葉柵損失。 【C】A.噴嘴損失 B.動(dòng)葉損失C.余速損失 D.葉高損失24.在圓周速度相同的情況下，作功能力最大的級(jí)為 【C】A.純沖動(dòng)級(jí) B.帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)C.復(fù)速級(jí) D.反動(dòng)級(jí)25.在各自最佳速比下，輪周效率最高的級(jí)是 【D】A.純沖動(dòng)級(jí) B.帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)C.復(fù)速級(jí) D.反動(dòng)級(jí)26.蒸汽在噴嘴斜切部分膨脹的條件是 【A】A.噴嘴后壓力小于臨界壓力 B.噴嘴后壓力等于臨界壓力C.噴嘴后壓力大于臨界壓力 D.噴嘴后壓力大于噴嘴前壓力27.在反動(dòng)級(jí)中，下列哪種說法正確 【C】A.蒸汽在噴嘴中理想焓降為零B.蒸汽在動(dòng)葉中理想焓降為零C.蒸汽在噴嘴與動(dòng)葉中的理想焓降相等D.蒸汽在噴嘴的理想焓降小于動(dòng)葉的理想焓降28.下列哪個(gè)措施可以減小葉高損失 【A】A.加長葉片 B.縮短葉片C.加厚葉片 D.減薄葉片29.下列哪種措施可以減小級(jí)的扇形損失 【C】A.采用部分進(jìn)汽 B.采用去濕槽C.采用扭葉片 D.采用復(fù)速級(jí)30.在汽輪機(jī)工作過程中，下列哪些部件是靜止不動(dòng)的【C】A葉輪B葉片C隔板D軸31.哪些措施可以減小斥汽損失 【B】49A.采用扭葉片 B.減少噴嘴組數(shù)C.在葉輪上開孔 D.在動(dòng)葉非工作弧段加裝護(hù)罩32.純沖動(dòng)級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)是 【B】A.蒸汽只在動(dòng)葉柵中進(jìn)行膨脹 B.蒸汽僅對(duì)噴嘴施加沖動(dòng)力C.噴嘴進(jìn)出口蒸汽壓力相等 D.噴嘴理想焓降等于動(dòng)葉理想焓降33.汽在葉片斜切部分膨脹的特點(diǎn)包括 【B】A.蒸汽汽流方向不變B.其葉片前后的壓力比ε＜εcrC.其葉片前后的壓力比ε＞εcrD.葉片出口只能得到音速汽流34.大型氣輪機(jī)低壓末級(jí)的反動(dòng)度一般為【D】A0BCD〉噴嘴出口實(shí)際氣流速度與理想速度的關(guān)系是（）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。2、動(dòng)葉出口實(shí)際氣流速度與理想速度的關(guān)系是（）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。3、氣流在噴嘴中流動(dòng)的動(dòng)能損失轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麩崮?，所以其出口焓值是：（）升高；B.下降；C.不變。4、漸縮噴嘴超臨界流動(dòng)時(shí)，壓比與臨界壓比的關(guān)系是：（）相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。5、在噴嘴出口面積和蒸汽性質(zhì)確定后，通過噴嘴的最大蒸汽量只與（）有關(guān)。蒸汽的初參數(shù)；B.蒸汽的終參數(shù)；和B。6、在超臨界流動(dòng)條件下，蒸汽在斜切部分流動(dòng)的情形是：A.超音速，汽流方向不偏轉(zhuǎn)；B.亞音速流動(dòng)，汽流方向不偏轉(zhuǎn);C.超音速，汽流方向偏轉(zhuǎn)。7、為了表明在一個(gè)級(jí)中蒸汽在動(dòng)葉內(nèi)膨脹的大小引入反動(dòng)度概念。對(duì)純沖動(dòng)級(jí)，下面選項(xiàng)哪項(xiàng)正確：（）A.動(dòng)葉焓降為零，反動(dòng)度亦為零；B.動(dòng)葉焓降為零，反動(dòng)度為；C.動(dòng)葉焓降不為零，反動(dòng)度亦為零；8、為了表明在一個(gè)級(jí)中蒸汽在動(dòng)葉內(nèi)膨脹的大小引入反動(dòng)度概念。對(duì)反動(dòng)級(jí)，下面選項(xiàng)哪項(xiàng)正確：（）A.動(dòng)葉焓降為零，反動(dòng)度亦為零；B.動(dòng)葉焓降為零，反動(dòng)度為；C.動(dòng)葉焓降不為零，反動(dòng)度為；9、滯止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)的蒸汽壓力與實(shí)際狀態(tài)點(diǎn)的關(guān)系是：（）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。10、滯止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)的蒸汽焓值與實(shí)際狀態(tài)點(diǎn)的關(guān)系是：（）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。11、純沖動(dòng)級(jí)和復(fù)速級(jí)做功能力的大小排序是：（）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。12、純沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)做功能力的大小排序是：（）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。13、反動(dòng)級(jí)和復(fù)速級(jí)的做功能力的大小排序是：（）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。14、輪周效率是針對(duì)下面哪項(xiàng)損失提出的。（）A.余速損失；B.部分進(jìn)汽損失；C.級(jí)內(nèi)損失。15、級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率是針對(duì)下面哪項(xiàng)損失提出的。（）A.余速損失；B.噴嘴和動(dòng)葉內(nèi)部流動(dòng)損失；C.級(jí)內(nèi)損失。16、長葉片級(jí)的速度三角形中，葉根、平均直徑和葉頂三處的動(dòng)葉進(jìn)口角的大小排序是：（）A.β1根<β1均<β1頂；B.β1頂<β1均<β1根；C.β1均<β1根<β1頂。17、長葉片級(jí)的速度三角形中，葉根、平均直徑和葉頂三處的噴葉出口相對(duì)速度的大小排序是：（）根<w1均<w1頂；頂<w1均<w1根；均<w1根<w1頂。二、判斷題復(fù)數(shù)級(jí)具有兩列或兩列以上的靜葉和動(dòng)葉，所以也可以視為兩個(gè)或以上級(jí)的串聯(lián)。（）在純沖動(dòng)級(jí)內(nèi)，動(dòng)葉的焓降為零，做功也為零。（）帶部分進(jìn)汽的級(jí)中，動(dòng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)將停滯的蒸汽從葉輪一側(cè)鼓到另一側(cè)消耗的有用功稱為斥汽損失。（）在部分進(jìn)汽的級(jí)中，當(dāng)動(dòng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入工作段時(shí)，蒸汽排斥流道中停滯汽流所消耗的能量稱為鼓風(fēng)損失。（）反動(dòng)級(jí)就是反動(dòng)度等于的級(jí)。（）葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與其兩側(cè)和外緣蒸汽產(chǎn)生的摩擦稱為摩擦損失。（）沖動(dòng)級(jí)就是反動(dòng)度為零的級(jí)。（）對(duì)于純沖動(dòng)級(jí)，由于其動(dòng)葉內(nèi)沒有焓降，所以輪周功等于零。（）對(duì)于靜葉，由于其靜止不動(dòng)，因此即使有焓降也沒有能量的轉(zhuǎn)換。（）減縮噴嘴出口處的當(dāng)?shù)匾羲倬褪瞧渑R界速度。()當(dāng)噴嘴出口壓力小于臨界壓力時(shí)，汽流流動(dòng)從喉部開始方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)（）。當(dāng)噴嘴出口壓力大于臨界壓力時(shí)，汽流流動(dòng)從出口截面開始方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)（）。在平面葉柵中，噴嘴出口速度三角形是指噴嘴出口處汽流的絕對(duì)速度、相對(duì)速度和輪周速度三者的矢量關(guān)系（）。在平面葉柵中，動(dòng)葉入口速度三角形是指噴嘴葉出口處汽流的絕對(duì)速度、相對(duì)速度和輪周速度三者的矢量關(guān)系（）。反動(dòng)級(jí)的焓降在噴嘴和動(dòng)葉中各占一半，所以噴嘴和動(dòng)葉的葉型互為鏡內(nèi)映射形狀。（）由于反動(dòng)級(jí)的焓降在噴嘴和動(dòng)葉中各占一半，所以為了加工簡化，兩者可采用同一葉型。（）三、填空題1.汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)漏汽主要發(fā)生在隔板和動(dòng)葉頂部。2.葉輪上開平衡孔可以起到減小軸向推力的作用。 3.部分進(jìn)汽損失包括鼓風(fēng)損失和斥汽損失。4.汽輪機(jī)的外部損失主要有機(jī)械損失和軸封損失。5.濕氣損失主要存在于汽輪機(jī)的末級(jí)和次末級(jí)。6.在反動(dòng)級(jí)、沖動(dòng)級(jí)和速度級(jí)三種方式中，要使單級(jí)汽輪機(jī)的焓降大，損失較少，應(yīng)采用反動(dòng)級(jí)。7.輪周損失包括：噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失。四、名詞解釋反動(dòng)度復(fù)數(shù)級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)（級(jí)）反動(dòng)式汽輪機(jī)（級(jí)）級(jí)的理想焓降級(jí)的滯止理想焓降嘴斜切部分的膨脹極限。噴嘴斜切部分的極限壓力。余速損失。部分進(jìn)汽。部分進(jìn)汽度。輪周功率。輪周效率。級(jí)的有效焓降。級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率。1．速度比和最佳速比答：將（級(jí)動(dòng)葉的）圓周速度u與噴嘴出口（蒸汽的）速度c1的比值定義為速度比，輪周效率最大時(shí)的速度比稱為最佳速度比。2．假想速比答：圓周速度u與假想全級(jí)滯止理想比焓降都在噴嘴中等比熵膨脹的假想出口速度的比值。3．汽輪機(jī)的級(jí)答：汽輪機(jī)的級(jí)是汽輪機(jī)中由一列靜葉柵和一列動(dòng)葉柵組成的將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的基本工作單元。4．級(jí)的輪周效率答：1kg蒸汽在輪周上所作的輪周功與整個(gè)級(jí)所消耗的蒸汽理想能量之比。5．滯止參數(shù)答：具有一定流動(dòng)速度的蒸汽，如果假想蒸汽等熵地滯止到速度為零時(shí)的狀態(tài)，該狀態(tài)為滯止?fàn)顟B(tài)，其對(duì)應(yīng)的參數(shù)稱為滯止參數(shù)。6．臨界壓比答：汽流達(dá)到音速時(shí)的壓力與滯止壓力之比。7．級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率答：級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率是指級(jí)的有效焓降和級(jí)的理想能量之比。8．噴嘴的極限膨脹壓力答：隨著背壓降低，參加膨脹的斜切部分?jǐn)U大，斜切部分達(dá)到極限膨脹時(shí)噴嘴出口所對(duì)應(yīng)的壓力。9．級(jí)的反動(dòng)度答：動(dòng)葉的理想比焓降與級(jí)的理想比焓降的比值。表示蒸汽在動(dòng)葉通道內(nèi)膨脹程度大小的指標(biāo)。10．余速損失答：汽流離開動(dòng)葉通道時(shí)具有一定的速度，且這個(gè)速度對(duì)應(yīng)的動(dòng)能在該級(jí)內(nèi)不能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功，這種損失為余速損失。11．臨界流量答：噴嘴通過的最大流量。12．漏氣損失答：汽輪機(jī)在工作中由于漏氣而產(chǎn)生的損失。13．部分進(jìn)汽損失答：由于部分進(jìn)汽而帶來的能量損失。14．濕氣損失答：飽和蒸汽汽輪機(jī)的各級(jí)和普通凝汽式汽輪機(jī)的最后幾級(jí)都工作與濕蒸汽區(qū)，從而對(duì)干蒸汽的工作造成一種能量損失稱為濕氣損失。15．蓋度答：指動(dòng)葉進(jìn)口高度超過噴嘴出口高度的那部分葉高。16．級(jí)的部分進(jìn)汽度答：裝有噴嘴的弧段長度與整個(gè)圓周長度的比值。五、簡答題17．沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)的做功原理有何不同在相等直徑和轉(zhuǎn)速的情況下，比較二者的做功能力的大小并說明原因。答：沖動(dòng)級(jí)做功原理的特點(diǎn)是：蒸汽只在噴嘴中膨脹，在動(dòng)葉汽道中不膨脹加速，只改變流動(dòng)方向，動(dòng)葉中只有動(dòng)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。 反動(dòng)級(jí)做功原理的特點(diǎn)是：蒸汽在動(dòng)葉汽道中不僅改變流動(dòng)方向，而且還進(jìn)行膨脹加速。動(dòng)葉中既有動(dòng)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化同時(shí)有部分熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。在同等直徑和轉(zhuǎn)速的情況下，純沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)的最佳速比比值：/=（）im/（）re=（）/=/／=1/2上式說明反動(dòng)級(jí)的理想焓降比沖動(dòng)級(jí)的小一倍18．分別說明高壓級(jí)內(nèi)和低壓級(jí)內(nèi)主要包括哪幾項(xiàng)損失答：高壓級(jí)內(nèi)：葉高損失、噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失、扇形損失、漏氣損失、葉輪摩擦損失等；噴嘴損失低壓級(jí)內(nèi)：濕氣損失、噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失，扇形損失、漏氣損失、葉輪摩擦損失很小。19．簡述蒸汽在汽輪機(jī)的工作過程。答：具有一定壓力和溫度的蒸汽流經(jīng)噴嘴，并在其中膨脹，蒸汽的壓力、溫度不斷降低，速度不斷升高，使蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，噴嘴出口的高速汽流以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪上的通道中，汽流給動(dòng)葉片一作用力，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，即蒸汽在汽輪機(jī)中將熱能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械功。20．汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)有哪些損失造成這些損失的原因是什么答：汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)的損失有：噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失、葉高損失、葉輪摩擦損失、部分進(jìn)汽損失、漏汽損失、扇形損失、濕氣損失9種。造成這些損失的原因：（1）噴嘴損失：蒸汽在噴嘴葉柵內(nèi)流動(dòng)時(shí)，汽流與流道壁面之間、汽流各部分之間存在碰撞和摩擦，產(chǎn)生的損失。（2）動(dòng)葉損失：因蒸汽在動(dòng)葉流道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，因摩擦而產(chǎn)生損失。（3）余速損失：當(dāng)蒸汽離開動(dòng)葉柵時(shí)，仍具有一定的絕對(duì)速度，動(dòng)葉柵的排汽帶走一部分動(dòng)能，稱為余速損失。（4）葉高損失：由于葉柵流道存在上下兩個(gè)端面，當(dāng)蒸汽流動(dòng)時(shí)，在端面附面層內(nèi)產(chǎn)生摩擦損失，使其中流速降低。其次在端面附面層內(nèi)，凹弧和背弧之間的壓差大于彎曲流道造成的離心力，產(chǎn)生由凹弧向背弧的二次流動(dòng)，其流動(dòng)方向與主流垂直，進(jìn)一步加大附面層內(nèi)的摩擦損失。（5）扇形損失：汽輪機(jī)的葉柵安裝在葉輪外圓周上，為環(huán)形葉柵。當(dāng)葉片為直葉片時(shí)，其通道截面沿葉高變化，葉片越高，變化越大。另外，由于噴嘴出口汽流切向分速的離心作用，將汽流向葉柵頂部擠壓，使噴嘴出口蒸汽壓力沿葉高逐漸升高。而按一元流動(dòng)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，所有參數(shù)的選取，只能保證平均直徑截面處為最佳值，而沿葉片高度其它截面的參數(shù)，由于偏離最佳值將引起附加損失，統(tǒng)稱為扇形損失。（6）葉輪摩擦損失：葉輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪面與其兩側(cè)的蒸汽發(fā)生摩擦，為了克服摩擦阻力將損耗一部分輪周功。又由于蒸汽具有粘性，緊貼著葉輪的蒸汽將隨葉輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并受離心力的作用產(chǎn)生向外的徑向流動(dòng)，而周圍的蒸汽將流過來填補(bǔ)產(chǎn)生的空隙，從而在葉輪的兩側(cè)形成渦流運(yùn)動(dòng)。為克服摩擦阻力和渦流所消耗的能量稱為葉輪摩擦損失。（7）部分進(jìn)汽損失：它由鼓風(fēng)損失和斥汽損失兩部分組成。在沒有布置噴嘴葉柵的弧段處，蒸汽對(duì)動(dòng)葉柵不產(chǎn)生推動(dòng)力，而需動(dòng)葉柵帶動(dòng)蒸汽旋轉(zhuǎn)，從而損耗一部分能量；另外動(dòng)葉兩側(cè)面也與弧段內(nèi)的呆滯蒸汽產(chǎn)生摩擦損失，這些損失稱為鼓風(fēng)損失。當(dāng)不進(jìn)汽的動(dòng)葉流道進(jìn)入布置噴嘴葉柵的弧段時(shí)，由噴嘴葉柵噴出的高速汽流要推動(dòng)殘存在動(dòng)葉流道內(nèi)的呆滯汽體，將損耗一部分動(dòng)能。此外，由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)和壓力差的作用，在噴嘴組出口末端的軸向間隙會(huì)產(chǎn)生漏汽，而在噴嘴組出口起始端將出現(xiàn)吸汽現(xiàn)象，使間隙中的低速蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉流道，擾亂主流，形成損失，這些損失稱為斥汽損失。（8）漏汽損失：汽輪機(jī)的級(jí)由靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分組成，動(dòng)靜部分之間必須留有間隙，而在間隙的前后存在有一定的壓差時(shí)，會(huì)產(chǎn)生漏汽，使參加作功的蒸汽量減少，造成損失，這部分能量損失稱為漏汽損失。（9）濕汽損失：在濕蒸汽區(qū)工作的級(jí)，將產(chǎn)生濕汽損失。其原因是：濕蒸汽中的小水滴，因其質(zhì)量比蒸汽的質(zhì)量大，所獲得的速度比蒸汽的速度小，故當(dāng)蒸汽帶動(dòng)水滴運(yùn)動(dòng)時(shí)，造成兩者之間的碰撞和摩擦，損耗一部分蒸汽動(dòng)能；在濕蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉柵時(shí)，由于水滴的運(yùn)動(dòng)速度較小，在相同的圓周速度下，水滴進(jìn)入動(dòng)葉的方向角與動(dòng)葉柵進(jìn)口幾何角相差很大，使水滴撞擊在動(dòng)葉片的背弧上，對(duì)動(dòng)葉柵產(chǎn)生制動(dòng)作用，阻止葉輪的旋轉(zhuǎn)，為克服水滴的制動(dòng)作用力，將損耗一部分輪周功；當(dāng)水滴撞擊在動(dòng)葉片的背弧上時(shí)，水滴就四處飛濺，擾亂主流，進(jìn)一步加大水滴與蒸汽之間的摩擦，又損耗一部分蒸汽動(dòng)能。以上這些損失稱為濕汽損失。21．指出汽輪機(jī)中噴嘴和動(dòng)葉的作用。答：蒸汽通過噴嘴實(shí)現(xiàn)了由熱能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)換，通過動(dòng)葉將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。22．據(jù)噴嘴斜切部分截面積變化圖，請(qǐng)說明：（1）當(dāng)噴嘴出口截面上的壓力比p1/p0大于或等于臨界壓比時(shí)，蒸汽的膨脹特點(diǎn)；（2）當(dāng)噴嘴出口截面上的壓力比p1/p0小于臨界壓比時(shí)，蒸汽的膨脹特點(diǎn)。答：（1）p1/p0大于或等于臨界壓比時(shí)，噴嘴出口截面AC上的氣流速度和方向與喉部界面AB相同，斜切部分不發(fā)生膨脹，只起導(dǎo)向作用。（2）當(dāng)噴嘴出口截面上的壓力比p1/p0小于臨界壓比時(shí)，氣流膨脹至AB時(shí)，壓力等于臨界壓力，速度為臨界速度。且蒸汽在斜切部分ABC的稍前面部分繼續(xù)膨脹，壓力降低，速度增加，超過臨界速度，且氣流的方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度。23．什么是速度比什么是級(jí)的輪周效率試分析純沖動(dòng)級(jí)余速不利用時(shí)，速度比對(duì)輪周效率的影響。答：將（級(jí)動(dòng)葉的）圓周速度u與噴嘴出口（蒸汽的）速度c1的比值定義為速度比。1kg蒸汽在輪周上所作的輪周功與整個(gè)級(jí)所消耗的蒸汽理想能量之比稱為輪周效率。在純沖動(dòng)級(jí)中，反動(dòng)度Ωm=0，則其輪周效率可表示為：ηu=2葉型選定后，φ、ψ、α1、β1數(shù)值基本確定，由公式來看，隨速比變化，輪周效率存在一個(gè)最大值。同時(shí)，速比增大時(shí)，噴嘴損失不變，動(dòng)葉損失減小，余速損失變化最大，當(dāng)余速損失取最小時(shí)，輪周效率最大。24．什么是汽輪機(jī)的最佳速比并應(yīng)用最佳速度比公式分析，為什么在圓周速度相同的情況下，反動(dòng)級(jí)能承擔(dān)的焓降或做功能力比純沖動(dòng)級(jí)小答：輪周效率最大時(shí)的速度比稱為最佳速度比。對(duì)于純沖動(dòng)級(jí)，；反動(dòng)級(jí)；在圓周速度相同的情況下，純沖動(dòng)級(jí)△ht==反動(dòng)級(jí)△ht==由上式可比較得到，反動(dòng)級(jí)能承擔(dān)的焓降或做功能力比純沖動(dòng)級(jí)小。25．簡述蒸汽在軸流式汽輪機(jī)的沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)和復(fù)速級(jí)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)，并比較它們的效率及作工能力。答：沖動(dòng)級(jí)介于純沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)之間，蒸汽的膨脹大部分發(fā)生在噴嘴中，只有少部分發(fā)生在動(dòng)葉中；反動(dòng)級(jí)蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉中理想比焓降相等；復(fù)速級(jí)噴嘴出口流速很高，高速氣流流經(jīng)第一列動(dòng)葉作功后其具有余速的汽流流進(jìn)導(dǎo)向葉柵，其方向與第二列動(dòng)葉進(jìn)汽方向一致后，再流經(jīng)第二列動(dòng)葉作功。作功能力：復(fù)速級(jí)最大，沖動(dòng)級(jí)次之，反動(dòng)級(jí)最?。恍剩悍磩?dòng)級(jí)最大，沖動(dòng)級(jí)次之，復(fù)速級(jí)最小。26．分別繪出純沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)的壓力p、速度c變化的示意圖。答：純沖動(dòng)級(jí)：CC2P2P0C0C11P1反動(dòng)級(jí)：C1C1P0C0P1C2P227．減小汽輪機(jī)中漏氣損失的措施。答：為了減小漏氣損失，應(yīng)盡量減小徑向間隙，但在汽輪機(jī)啟動(dòng)等情況下采用徑向和軸向軸封；對(duì)于較長的扭葉片將動(dòng)葉頂部削薄，縮短動(dòng)葉頂部和氣缸的間隙；還有減小葉頂反動(dòng)度，可使動(dòng)葉頂部前后壓差不致過大。28．什么是動(dòng)葉的速度三角形答：由于動(dòng)葉以圓周速度旋轉(zhuǎn)，蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉的速度相對(duì)于不同的坐標(biāo)系有絕對(duì)速度和相對(duì)速度之分，表示動(dòng)葉進(jìn)出口圓周速度、絕對(duì)速度和相對(duì)速度的相互關(guān)系的三角形叫做動(dòng)葉的速度三角形。29．簡述軸向推力的平衡方法。答：平衡活塞法；對(duì)置布置法，葉輪上開平衡孔；采用推力軸承。30．簡述汽封的工作原理答：每一道汽封圈上有若干高低相間的汽封片（齒），這些汽封片是環(huán)形的。蒸汽從高壓端泄入汽封，當(dāng)經(jīng)過第一個(gè)汽封片的狹縫時(shí)，由于汽封片的節(jié)流作用，蒸汽膨脹降壓加速，進(jìn)入汽封片后的腔室后形成渦流變成熱量，使蒸汽的焓值上升，然后蒸汽又進(jìn)入下一腔室，這樣蒸汽壓力便逐齒降低，因此在給定的壓差下，如果汽封片片數(shù)越多，則每一個(gè)汽封片兩側(cè)壓差就越小，漏汽量也就越小。31．汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí)為什么要采用部分進(jìn)汽如何選擇合適的部分進(jìn)汽度答：在汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí)中，蒸汽比容很小，如果噴嘴整圈布置，則噴嘴高度過小，而噴嘴高度太小會(huì)造成很大的流動(dòng)損失，即葉高損失。所以噴嘴高度不能過小，一般大于15mm。而噴嘴平均直徑也不宜過小，否則級(jí)的焓降將減少，所以采用部分進(jìn)汽可以提高噴嘴高度，減少損失。由于部分進(jìn)汽也會(huì)帶來部分進(jìn)汽損失，所以，合理選擇部分進(jìn)汽度的原則，應(yīng)該是使部分進(jìn)汽損失和葉高損失之和最小。32．汽輪機(jī)的級(jí)可分為哪幾類各有何特點(diǎn)答：根據(jù)蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，可將汽輪機(jī)的級(jí)分為純沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)、帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)和復(fù)速級(jí)等幾種。各類級(jí)的特點(diǎn)：（1）純沖動(dòng)級(jí)：蒸汽只在噴嘴葉柵中進(jìn)行膨脹，而在動(dòng)葉柵中蒸汽不膨脹。它僅利用沖擊力來作功。在這種級(jí)中：p1=p2；hb=0；Ωm=0。（2）反動(dòng)級(jí)：蒸汽的膨脹一半在噴嘴中進(jìn)行，一半在動(dòng)葉中進(jìn)行。它的動(dòng)葉柵中不僅存在沖擊力，蒸汽在動(dòng)葉中進(jìn)行膨脹還產(chǎn)生較大的反擊力作功。反動(dòng)級(jí)的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級(jí)，但作功能力較小。在這種級(jí)中：p1>p2；hn≈hb≈ht；Ωm=。（3）帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)：蒸汽的膨脹大部分在噴嘴葉柵中進(jìn)行，只有一小部分在動(dòng)葉柵中進(jìn)行。這種級(jí)兼有沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)的特征，它的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級(jí)，作功能力高于反動(dòng)級(jí)。在這種級(jí)中：p1>p2；hn>hb>0；Ωm=～。（4）復(fù)速級(jí)：復(fù)速級(jí)有兩列動(dòng)葉，現(xiàn)代的復(fù)速級(jí)都帶有一定的反動(dòng)度，即蒸汽除了在噴嘴中進(jìn)行膨脹外，在兩列動(dòng)葉和導(dǎo)葉中也進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐蛎?。由于?fù)速級(jí)采用了兩列動(dòng)葉柵，其作功能力要比單列沖動(dòng)級(jí)大。33．什么是沖擊原理和反擊原理在什么情況下，動(dòng)葉柵受反擊力作用答：沖擊原理：指當(dāng)運(yùn)動(dòng)的流體受到物體阻礙時(shí)，對(duì)物體產(chǎn)生的沖擊力，推動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的作功原理。流體質(zhì)量越大、受阻前后的速度矢量變化越大，則沖擊力越大，所作的機(jī)械功愈大。反擊原理：指當(dāng)原來靜止的或運(yùn)動(dòng)速度較小的氣體，在膨脹加速時(shí)所產(chǎn)生的一個(gè)與流動(dòng)方向相反的作用力，稱為反擊力，推動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的作功原理。流道前后壓差越大，膨脹加速越明顯，則反擊力越大，它所作的機(jī)械功愈大。當(dāng)動(dòng)葉流道為漸縮形，且動(dòng)葉流道前后存在一定的壓差時(shí)，動(dòng)葉柵受反擊力作用。34．說明沖擊式汽輪機(jī)級(jí)的工作原理和級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程及特點(diǎn)。答：蒸汽在汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換過程，是先將蒸汽的熱能在其噴嘴葉柵中轉(zhuǎn)換為蒸汽所具有的動(dòng)能，然后再將蒸汽的動(dòng)能在動(dòng)葉柵中轉(zhuǎn)換為軸所輸出的機(jī)械功。具有一定溫度和壓力的蒸汽先在固定不動(dòng)的噴嘴流道中進(jìn)行膨脹加速，蒸汽的壓力、溫度降低，速度增加，將蒸汽所攜帶的部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝膭?dòng)能。從噴嘴葉柵噴出的高速汽流，以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪上的動(dòng)葉柵，在動(dòng)葉流道中繼續(xù)膨脹，改變汽流速度的方向和大小，對(duì)動(dòng)葉柵產(chǎn)生作用力，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)作功，通過汽輪機(jī)軸對(duì)外輸出機(jī)械功，完成動(dòng)能到機(jī)械功的轉(zhuǎn)換。由上述可知，汽輪機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是在噴嘴葉柵和動(dòng)葉柵中將蒸汽所攜帶的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝哂械膭?dòng)能，第二階段是在動(dòng)葉柵中將蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械功，通過汽輪機(jī)軸對(duì)外輸出。35．汽輪機(jī)的能量損失有哪幾類各有何特點(diǎn)答：汽輪機(jī)內(nèi)的能量損失可分為兩類，一類是汽輪機(jī)的內(nèi)部損失，一類是汽輪機(jī)的外部損失。汽輪機(jī)的內(nèi)部損失主要是蒸汽在其通流部分流動(dòng)和進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)，產(chǎn)生的能量損失，可以在焓熵圖中表示出來。汽輪機(jī)的外部損失是由于機(jī)械摩擦及對(duì)外漏汽而形成的能量損失，無法在焓熵圖中表示。36．什么是汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率什么是級(jí)的輪周效率影響級(jí)的輪周效率的因素有哪些答：蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的有效焓降與其在汽輪機(jī)內(nèi)的理想焓降的比值稱為汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率。一公斤蒸汽在級(jí)內(nèi)轉(zhuǎn)換的輪周功和其參與能量轉(zhuǎn)換的理想能量之比稱為輪周效率。影響輪周效率的主要因素是速度系數(shù)和，以及余速損失系數(shù)，其中余速損失系數(shù)的變化范圍最大。余速損失的大小取決于動(dòng)葉出口絕對(duì)速度。余速損失和余速損失系數(shù)最小時(shí)，級(jí)具有最高的輪周效率。分別畫出反動(dòng)級(jí)、純沖動(dòng)級(jí)、復(fù)數(shù)級(jí)最佳速度比時(shí)的速度三角形，并解釋作圖依據(jù)。畫出最佳速度比(X1)op分別為cosа1、（cosа1）/2和（cosа1）/4的速度三角形，并解釋作圖依據(jù)。在h—s圖上畫出反動(dòng)級(jí)的熱力過程曲線，并標(biāo)注動(dòng)葉進(jìn)口滯止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)、動(dòng)葉出口狀態(tài)點(diǎn)、級(jí)有效焓降。在h—s圖上畫出純沖動(dòng)級(jí)的熱力過程曲線，并標(biāo)注靜葉進(jìn)口滯止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)、動(dòng)葉出口狀態(tài)點(diǎn)、級(jí)的余速損失。六、計(jì)算題1．已知汽輪機(jī)某純沖動(dòng)級(jí)噴嘴進(jìn)口蒸汽的焓值為kJ/kg，初速度c0=50m/s，噴嘴出口蒸汽的實(shí)際速度為c1=m/s，速度系數(shù)=，本級(jí)的余速未被下一級(jí)利用，該級(jí)內(nèi)功率為Pi=kW，流量D1=47T/h，求：（1）噴嘴損失為多少（2）噴嘴出口蒸汽的實(shí)際焓（3）該級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率解：(1)噴嘴損失：(2)噴嘴出口蒸汽的實(shí)際焓：(3)級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率：2．某沖動(dòng)級(jí)級(jí)前壓力p0=，級(jí)前溫度t0=169°C,噴嘴后壓力p1=,級(jí)后壓力p2=,噴嘴理想焓降Δhn=kg,噴嘴損失Δhnt=kg,動(dòng)葉理想焓降Δhb=kg,動(dòng)葉損失Δhbt=kg,級(jí)的理想焓降Δht=kg，初始動(dòng)能Δhc0=0，余速動(dòng)能Δhc2=kg,其他各種損失ΣΔh=kJ/kg。計(jì)算：（1）計(jì)算級(jí)的反動(dòng)度Ωm（2）若本級(jí)余速動(dòng)能被下一級(jí)利用的系數(shù)1=，計(jì)算級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率ηri。解：級(jí)的反動(dòng)度Ωm=Δhb/Δht==級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率ηri=(Δht-Δhnζ-Δhbζ-Δhc2-ΣΔh)/(Δht-μ1×Δhc2)=3．某反動(dòng)級(jí)理想焓降Δht=kg，初始動(dòng)能Δhc0=kJ/kg,蒸汽流量G=s，若噴嘴損失Δhnζ=kg,動(dòng)葉損失Δhbζ=kg，余速損失Δhc2=kg，余速利用系數(shù)μ1=，計(jì)算該級(jí)的輪周功率和輪周效率。解：級(jí)的輪周有效焓降Δhu=Δht*-δhn-δhb-δhc2=+－－－=kg輪周功率Pu=G×Δhu=×=輪周效率ηu=Δhu/E0=Δhu/(Δht*－μ1×δhc2)=（+－×）=%4．某級(jí)蒸汽的理想焓降為Δht=76kJ/kg，蒸汽進(jìn)入噴嘴的初速度為c0=70m/s，噴嘴出口方向角α1=18°，反動(dòng)度為Ωm=，動(dòng)葉出汽角β2=β1－6°，動(dòng)葉的平均直徑為dm=1080mm，轉(zhuǎn)速n=3000r/min，噴嘴的速度系數(shù)=，動(dòng)葉的速度系數(shù)=，求：動(dòng)葉出口汽流的絕對(duì)速度c2動(dòng)葉出口汽流的方向角α2繪出動(dòng)葉進(jìn)出口蒸汽的速度三角形。解：=76+×702/1000=76+=kJ/kgm/sm/sm/s=×=kJ/kg=m/sm/sw1ww1w2c2c1uu2121動(dòng)葉進(jìn)出口蒸汽的速度三角形5．已知汽輪機(jī)某級(jí)的理想焓降為kJ/kg，初始動(dòng)能kJ/kg，反動(dòng)度，噴嘴速度系數(shù)=，動(dòng)葉速度系數(shù)=，圓周速度為m/s，噴嘴出口角1=15°，動(dòng)葉出口角2=1－3°，蒸汽流量G=kg/s。求：（1）噴嘴出口相對(duì)速度（2）動(dòng)葉出口相對(duì)速度（3）輪周功率解：(1)kJ/kg，kJ/kg，，u=m/skJ/kgm/s噴嘴出口相對(duì)速度:m/s(2)動(dòng)葉出口相對(duì)速度:m/s(3)輪周功率:6．已知噴嘴進(jìn)口蒸汽焓值h0=3336kJ/kg，蒸汽初速度c0=70m/s；噴嘴后理想焓值h1t=3256kJ/kg，，噴嘴速度系數(shù)=。試計(jì)算噴嘴前蒸汽滯止焓噴嘴出口實(shí)際速度解：（1）噴嘴進(jìn)口動(dòng)能：⊿hc0=c02/2=702/2=2450（J/kg）=kJ/kg噴嘴前蒸汽滯止焓：h0*=h0+⊿hc0=3336+=(kJ/kg)(2)噴嘴出口實(shí)際速度：7．某沖動(dòng)級(jí)級(jí)前壓力p0=，級(jí)前溫度t0=169°C,噴嘴后壓力p1=,級(jí)后壓力p2=,噴嘴理想焓降Δhn=kg,噴嘴損失Δhnt=kg,動(dòng)葉理想焓降Δhb=kg,動(dòng)葉損失Δhbt=kg,級(jí)的理想焓降Δht=kg，初始動(dòng)能Δhc0=0，余速動(dòng)能Δhc2=kg,其他各種損失ΣΔh=kJ/kg。計(jì)算：計(jì)算級(jí)的反動(dòng)度Ωm若本級(jí)余速動(dòng)能被下一級(jí)利用的系數(shù)μ1=，計(jì)算級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率ηri。解：級(jí)的反動(dòng)度Ωm=Δhb/Δht==級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率ηri=(Δht-Δhnζ-Δhbζ-Δhc2-ΣΔh)/(Δht-μ1×Δhc2)=8．凝汽式汽輪機(jī)的蒸汽初參數(shù)：P0=MPa，溫度t0=530℃，汽輪機(jī)排汽壓力Pc=MPa，全機(jī)理想焓降ΔHt=1450kJ/kg，其中調(diào)節(jié)級(jí)理想焓降ΔhtI=kJ/kg，調(diào)節(jié)級(jí)相對(duì)內(nèi)效率ηIri=，其余各級(jí)平均相對(duì)內(nèi)效率ηIIri=。假定發(fā)電機(jī)效率ηg=，機(jī)械效率ηm=。試求：(1)該級(jí)組的相對(duì)內(nèi)效率。(2)該機(jī)組的汽耗率。(3)在h~s(焓~熵)圖上繪出該機(jī)組的熱力過程線。解：（1）因?yàn)檎{(diào)節(jié)級(jí)效率ηIri==ΔhiI／ΔhtI所以調(diào)節(jié)級(jí)有效焓降：ΔhiI=×ΔhtI=kJ/kg其余各級(jí)的有效焓降：ΔHiII=ηIIri×ΔHtII其中：ΔHtII=ΔHt－ΔhtI=1450－=kJ/kg∴ΔHiII=ηIIri×ΔHtII=×=kJ/kghshsΔhtIΔHtIIt0=530℃P0=MPaPc=MPaηri=（ΔhiI+ΔHiII）／ΔHt=／1450=% （2）機(jī)組的汽耗率：d=3600／(ΔHt·ηri·ηg·ηm)=3600／（）=kg／kW. （3）熱力過程線見右圖。9．已知某級(jí)級(jí)前蒸汽入口速度C0=m/s，級(jí)的理想焓降△ht=kg，級(jí)的反動(dòng)度Ω=，1=12°，2=18°，圓周速度u=178m/s,噴嘴速度系數(shù)=，動(dòng)葉速度系數(shù)=，余速利用系數(shù)0=。計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)出口汽流絕對(duì)速度及相對(duì)速度。畫出動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形。畫出該級(jí)熱力過程線并標(biāo)注各符號(hào)。解:(1)=（）×78=kJ/kgm/sm/s=s=m/s=s(2)動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形：W2C1uuC2W2C1uuC2W1P0P0shPshP1P210．已知某級(jí)G=30Kg/s，c0=，w1=158m/s，c1=293m/s，w2=157m/s，c2=s，軸向排汽(α2=900),噴嘴和動(dòng)葉速度系數(shù)分別為=，=，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分。 （1）計(jì)算該級(jí)的平均反動(dòng)度。（2）計(jì)算輪周損失、輪周力、輪周功率和輪周效率（μ0=0，μ1=）。（3）作出該級(jí)的熱力過程線并標(biāo)出各量。解：KJ/KgKJ/Kg（1）（2）=144m/s=160噴嘴損失為：=KJ/Kg動(dòng)葉損失為：KJ/Kg余速損失為：KJ/Kg輪周損失為：++=KJ/Kg輪周力為：Fu==851N（3）熱力過程線為：ssP1P2h11．已知汽輪機(jī)某級(jí)噴嘴出口速度c1=275m/s，動(dòng)也進(jìn)、出口速度分別為w1=124m/s、w2=205m/s，噴嘴、動(dòng)葉的速度系數(shù)分別為=,=，試計(jì)算該級(jí)的反動(dòng)度。解：=KJ/Kg=KJ/Kg=KJ/Kg已知某動(dòng)葉柵出口汽流溫度為400℃，滯止音速為700m/s，汽流為過熱蒸汽(R=,k=已知某反動(dòng)級(jí)的滯止理想焓降為150kj/kg,噴嘴進(jìn)口速度為100m/s，ф已知某汽輪機(jī)級(jí)的滯止參數(shù)為P0*=,ρ0*=m3，汽流為過熱蒸汽，噴嘴出口面積An=,彭臺(tái)門系數(shù)β=,求該汽輪機(jī)級(jí)的流量。（5分）已知某汽輪機(jī)級(jí)的初參數(shù)，P0=,T0=535℃,C0=100m/s,汽流為過熱蒸汽(R=,k=，Cp=。求其止滯參數(shù)P0*、T0*已知某汽輪機(jī)噴嘴的滯止參數(shù)，P0*=,ρ0*=39kg/m3,噴嘴出口面積An=,壓比εn已知某純沖動(dòng)式汽輪機(jī)動(dòng)葉平均直徑dm=,轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分，流量G=300t/h,C1=560m/s,α1=120,β*2=110,Ψ=。求該動(dòng)葉柵所受的周向力。(10已知某單級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)機(jī)，動(dòng)葉平均直徑dm=,轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分，反動(dòng)度Ω=，理想焓降△h0*=200kj/kg,輪周功率Pu=1000kw,C1=560mα1=120,β*2=110,Ψ=。求該汽輪機(jī)的流量。（10分）已知某純沖動(dòng)式汽輪機(jī)動(dòng)葉平均直徑dm=,轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分，C1=560m/s,α1=120,β2=110,Ψ=。求該動(dòng)葉柵余速損失。(5已知某純沖動(dòng)式汽輪機(jī)動(dòng)葉平均直徑dm=1m,轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分，最佳速度比(X1)OP=,求該級(jí)的理想焓降。（5分）已知沖動(dòng)式汽輪機(jī)某級(jí)動(dòng)葉平均直徑dm=,轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分，反動(dòng)度Ω=，最佳速度比(X1)OP=，求該級(jí)靜葉的理想焓降。（5分）已知某汽輪機(jī)級(jí)的理想焓降△ht=120kj/kg,余速損失為54kj/kg，余速利用系數(shù)μ0=1，μ1=,前級(jí)的余速損失為60kj/kg，計(jì)算該級(jí)的理想能量E0。已知某汽輪機(jī)級(jí)的理想滯止焓降△h*t=150jk/kg，級(jí)的反動(dòng)度Ωm=，噴嘴出汽角а1=，動(dòng)葉出汽角β2=。若級(jí)的速度比x1=u/c1=，噴嘴速度系數(shù)Φ=，ψ=,進(jìn)入噴嘴的初速度c0=s，試計(jì)算動(dòng)葉出口相對(duì)速度w2及絕對(duì)速度c2，若排汽動(dòng)能全部利用，試求級(jí)的有效焓降和輪周效率。第二章多級(jí)汽輪機(jī)一、單項(xiàng)選擇題1.汽輪機(jī)的軸向位置是依靠______確定的 【D】A.靠背輪 B.軸封C.支持軸承 D.推力軸承2.為減小排汽壓力損失提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，汽輪機(jī)的排汽室通常設(shè)計(jì)成：【D】A.等截面型 B.漸縮型C.縮放型 D.漸擴(kuò)型3.目前，我國火力發(fā)電廠先進(jìn)機(jī)組的絕對(duì)電效率可達(dá) 【B】A.30%左右 B.40%左右C.50%左右 D.80%左右4.下列說法正確的是 【A】A.增加軸封齒數(shù)可以減少軸封漏汽B.減少軸封齒數(shù)可以減少軸封漏汽C.加大軸封直徑可以減少軸封漏汽D.以上途徑都不可以5.在多級(jí)汽輪機(jī)中，全機(jī)理想比焓降為1200kJ/kg，各級(jí)的理想比焓降之和為1242kJ/kg，則重?zé)嵯禂?shù)為 【D】A.% B.%C.% D.%6.汽輪機(jī)的進(jìn)汽節(jié)流損失使得蒸汽入口焓 【C】A.增大 B.減小C.保持不變 D.以上變化都有可能7.現(xiàn)代汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率大約為 【C】A.30%~40% B.50%~60%C.90%左右 D.98%~99%8.評(píng)價(jià)汽輪機(jī)熱功轉(zhuǎn)換效率的指標(biāo)為 【C】A.循環(huán)熱效率 B.汽耗率C.汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率 D.汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率9.在多級(jí)汽輪機(jī)中重?zé)嵯禂?shù)越大，說明 【A】A.各級(jí)的損失越大 B.機(jī)械損失越大C.軸封漏汽損失越大 D.排汽阻力損失越大10.關(guān)于多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象，下列哪些說法是不正確的 【A】A.設(shè)法增大重?zé)嵯禂?shù)，可以提高多級(jí)汽輪機(jī)的內(nèi)效率B.重?zé)岈F(xiàn)象是從前面各級(jí)損失中回收的一小部分熱能C.重?zé)岈F(xiàn)象使得多級(jí)汽輪機(jī)的理想焓降有所增加D.重?zé)岈F(xiàn)象使機(jī)組的相對(duì)內(nèi)效率大于各級(jí)的平均相對(duì)內(nèi)效率11.哪些指標(biāo)可以用來評(píng)價(jià)不同類型汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性 【A】A.熱耗率 B.汽耗率C.發(fā)電機(jī)效率 D.機(jī)械效率1采用齒形曲徑軸封防止漏氣。它的工作原理是：（）。A.減少漏氣的面積；B.減小軸封兩側(cè)的壓差；和B。2、芬諾曲線是描述曲徑軸封熱力過程的曲線。它表明，（）。A.軸封中各孔口流量相等；B.軸封中各孔口流通面積相等；C.軸封中各孔口汽流速度相等。3、隨著汽流在曲徑軸封各孔口的流動(dòng)，壓力逐漸降低，汽流速度亦逐漸增加，在最后一個(gè)孔口處速度最高可達(dá)()。A.超音速；B.音速；C.亞音速。4、噴嘴的流量比，即彭臺(tái)門系數(shù)，反映的是（）.A.變工況流量與設(shè)計(jì)工況流量之比；B.任意流量與最大流量之比；C.不同進(jìn)出口壓比對(duì)應(yīng)的流量與同一初態(tài)下的臨界流量之比。二、判斷題軸封漏汽達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，其漏汽量與軸封后壓力有關(guān)。（）軸封漏汽未達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，其漏汽量與軸封后壓力無關(guān)。（）5、在汽輪機(jī)的低壓端或低壓缸的兩端，因汽缸內(nèi)的壓力小于大氣壓力，在主軸穿出汽缸處，會(huì)有空氣漏入汽缸，使機(jī)組真空惡化，并增大抽氣器的負(fù)荷。（）6、在汽輪機(jī)的高壓端或高中壓缸的兩端，在主軸穿出汽缸處，蒸汽會(huì)向外泄漏，使汽輪機(jī)的效率降低，并增大凝結(jié)水損失。（）三、填空題1.壓力反動(dòng)度是指噴嘴后與級(jí)后蒸汽壓力之差和級(jí)前與級(jí)后壓力之差之比。2.某機(jī)組在最大工況下通過的蒸汽流量G=T/h，得到作用在動(dòng)葉上的軸向推力ΣFz1=104339N，作用在葉輪上的軸向推力ΣFz2=56859N,作用在各凸肩上的軸向推力ΣFz3=-93901N，則機(jī)組總的軸向推力為67297N3.在多級(jí)汽輪機(jī)中，全機(jī)理想比焓降為1200kJ/kg，各級(jí)的理想焓降之和為1230kJ/kg，則重?zé)嵯禂?shù)為%。4.減小汽輪機(jī)進(jìn)汽阻力損失的主要方法是：改善蒸汽在汽門中的流動(dòng)特性。5.汽輪機(jī)損失包括級(jí)內(nèi)損失和進(jìn)汽阻力損失，排氣損失，軸端漏氣損失，機(jī)械摩擦損失。6.汽輪發(fā)電機(jī)組中，以全機(jī)理想比焓降為基礎(chǔ)來衡量設(shè)備完善程度的效率為相對(duì)效率以整個(gè)循環(huán)中加給1kg蒸汽的熱量為基準(zhǔn)來衡量的效率為絕對(duì)效率。7.汽輪機(jī)機(jī)械效率的表達(dá)式為ηm=pe/pi8.若應(yīng)用汽耗率和熱耗率來評(píng)價(jià)汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于不同初參數(shù)的機(jī)組，一般采用熱耗率評(píng)價(jià)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。9.考慮整個(gè)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，提高單機(jī)極限功率的主要途徑是增大末級(jí)葉片軸向排氣面積。四、名詞解釋1.汽輪發(fā)電機(jī)組的循環(huán)熱效率答：每千克蒸汽在汽輪機(jī)中的理想焓降與每千克蒸汽在鍋爐中所吸收的熱量之比稱為汽輪發(fā)電機(jī)組的循環(huán)熱效率。2.熱耗率答：每生產(chǎn)電能所消耗的熱量。3.汽輪發(fā)電機(jī)組的汽耗率答：汽輪發(fā)電機(jī)組每發(fā)1KW·h電所需要的蒸汽量。4.汽輪機(jī)的極限功率答：在一定的初終參數(shù)和轉(zhuǎn)速下，單排氣口凝汽式汽輪機(jī)所能發(fā)出的最大功率。5.汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率答：蒸汽實(shí)際比焓降與理想比焓降之比。6.汽輪機(jī)的絕對(duì)內(nèi)效率答：蒸汽實(shí)際比焓降與整個(gè)熱力循環(huán)中加給1千克蒸汽的熱量之比。7.汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)電效率和絕對(duì)電效率答：1千克蒸汽所具有的理想比焓降中最終被轉(zhuǎn)化成電能的效率稱為汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)電效率。1千克蒸汽理想比焓降中轉(zhuǎn)換成電能的部分與整個(gè)熱力循環(huán)中加給1千克蒸汽的熱量之比稱為絕對(duì)電效率。8.軸封系統(tǒng)答：端軸封和與它相連的管道與附屬設(shè)備。9.葉輪反動(dòng)度答：各版和輪盤間汽室壓力與級(jí)后蒸汽壓力之差和級(jí)前蒸汽壓力與級(jí)后壓力之差的比值。10.進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的阻力損失答：由于蒸汽在汽輪機(jī)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)中節(jié)流，從而造成蒸汽在汽輪機(jī)中的理想焓降減小，稱為進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的阻力損失。重?zé)岈F(xiàn)象。重?zé)嵯禂?shù)。汽輪機(jī)的內(nèi)功率。汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率。汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)電效率。汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)電效率。汽輪機(jī)的軸端功率。發(fā)電機(jī)出線端功率。五、簡答題11.簡答多級(jí)汽輪機(jī)每一級(jí)的軸向推力是由哪幾部分組成的平衡汽輪機(jī)的軸向推力可以采用哪些方法答：多級(jí)汽輪機(jī)每一級(jí)的軸向推力由（1）蒸汽作用在動(dòng)葉上的軸向力（2）蒸汽作用在葉輪輪面上的軸向力（3）蒸汽作用在轉(zhuǎn)子凸肩上的軸向力（4）蒸汽作用隔板汽封和軸封套筒上的軸向推力組成。平衡汽輪機(jī)的軸向推力可以采用：平衡活塞法；對(duì)置布置法；葉輪上開平衡孔；采用推力軸承。12.大功率汽輪機(jī)為什么都設(shè)計(jì)成多級(jí)汽輪機(jī)在h-s圖上說明什么是多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象答：（1）大功率汽輪機(jī)多采用多級(jí)的原因?yàn)椋憾嗉?jí)汽輪機(jī)的循環(huán)熱效率大大高于單機(jī)汽輪機(jī)；多級(jí)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率相對(duì)較高；多級(jí)汽輪機(jī)單位功率的投資大大減小。（2）如下圖：332154P3T2T1P2P113.何為汽輪機(jī)的進(jìn)汽機(jī)構(gòu)節(jié)流損失和排汽阻力損失在熱力過程線（焓~熵圖）上表示出來。答：由于蒸汽在汽輪機(jī)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)中節(jié)流從而造成蒸汽在汽輪機(jī)中的理想焓降減小，稱為進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失。汽輪機(jī)的乏汽從最后一級(jí)動(dòng)葉排出后，由于排汽要在引至凝汽器的過程中克服摩擦、渦流等阻力造成的壓力降低，該壓力損失使汽輪機(jī)的理想焓降減少，該焓降損失稱為排汽通道的阻力損失。hhs節(jié)流損失t0P’0P’cPcP0排汽阻力損失第一級(jí)存在損失，使第二級(jí)進(jìn)口溫度由升高到，故5-4的焓降大于2-3的焓降。也就是在前一級(jí)有損失的情況下，本級(jí)進(jìn)口溫度升高，級(jí)的理想比焓降稍有增大，這就是重?zé)岈F(xiàn)象。14.軸封系統(tǒng)的作用是什么答：(1)利用軸封漏汽加熱給水或到低壓處作功。(2)防止蒸汽自汽封處漏入大氣；(3)冷卻軸封，防止高壓端軸封處過多的熱量傳出至主軸承而造成軸承溫度過高，影響軸承安全；(4)防止空氣漏入汽輪機(jī)真空部分。15.何為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)答：所謂多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象，也就是說在多級(jí)汽輪機(jī)中，前面各級(jí)所損失的能量可以部分在以后各級(jí)中被利用的現(xiàn)象。因重?zé)岈F(xiàn)象而增加的理想焓降占汽輪機(jī)理想焓降的百分比，稱為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)。16.說明汽輪機(jī)軸封間隙過大或過小對(duì)汽輪機(jī)分別產(chǎn)生什么影響答：減小軸封漏氣間隙，可以減小漏氣，提高機(jī)組效率。但是，軸封間隙又不能太小，以免轉(zhuǎn)子和靜子受熱或振動(dòng)引起徑向變形不一致時(shí)，汽封片與主軸之間發(fā)生摩擦，造成局部發(fā)熱和變形。17．什么叫余速利用余速在什么情況下可被全部利用答：蒸汽從上一級(jí)動(dòng)葉柵流出所攜帶的動(dòng)能，進(jìn)入下一級(jí)參加能量轉(zhuǎn)換，稱為余速利用。如果相鄰兩級(jí)的直徑相近，均為全周進(jìn)汽，級(jí)間無回?zé)岢槠?，且在下一?jí)進(jìn)口又無撞擊損失，則上一級(jí)的余速就可全部被下一級(jí)利用，否則只能部分被利用。當(dāng)上一級(jí)的余速被利用的份額較小時(shí)，視為余速不能被利用。為什么沖動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力比反動(dòng)時(shí)汽輪機(jī)小。為什么反動(dòng)式汽輪機(jī)多采用轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)而很少采用葉輪結(jié)構(gòu)。六、在多級(jí)汽輪機(jī)的熱力過程曲線上標(biāo)出以下狀態(tài)點(diǎn)：調(diào)節(jié)閥前進(jìn)汽狀態(tài)，調(diào)節(jié)級(jí)前進(jìn)汽狀態(tài)，末級(jí)排氣狀態(tài)，排汽缸排汽狀態(tài)。四、計(jì)算題1．某50MW汽輪機(jī)全機(jī)理想比焓降為kg，各級(jí)的理想焓降之和為kg，求該汽輪機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)為多少解：根據(jù)重?zé)嵯禂?shù)的定義：各級(jí)的理想焓降之和/全機(jī)理想比焓降所以該多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)為：2．一反動(dòng)式汽輪機(jī)，蒸汽流量T/h,蒸汽初壓MPa，初溫，排汽壓力MPa，排汽恰好是飽和蒸汽。全機(jī)共有14級(jí)，每級(jí)效率相同，焓降相同，重?zé)嵯禂?shù)。試計(jì)算各級(jí)效率、汽輪機(jī)內(nèi)功率。解：由和在h-s圖上可查得：蒸汽初始焓：kJ/kg，理想出口焓：kJ/kg由此可得汽輪機(jī)理想焓降：(kJ/kg)圖1汽輪機(jī)熱力過程線G=34T/h根據(jù)題意知排汽為干飽和蒸汽，則由MPa的等壓線與飽和線相交點(diǎn)得實(shí)際排汽狀態(tài)點(diǎn)C，該點(diǎn)的焓kJ/kg故汽輪機(jī)有效焓降：(kJ/kg)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率：由于各級(jí)焓降相同、效率相同，所以各級(jí)效率與整機(jī)相對(duì)內(nèi)效率存在如下關(guān)系：則各級(jí)效率：汽輪機(jī)內(nèi)功率：3．凝汽式汽輪機(jī)的蒸汽初參數(shù)為：蒸汽初壓MPa，初溫；排汽壓力MPa，其第一級(jí)理想焓降kJ/kg，該級(jí)效率，其余各壓力級(jí)內(nèi)效率（包括末級(jí)余速損失在內(nèi)）。設(shè)進(jìn)汽節(jié)流損失，假定發(fā)電機(jī)效率，機(jī)械效率。試求：（1）該機(jī)組的相對(duì)內(nèi)效率，并繪出在h-s上的熱力過程線。（2）該機(jī)組的汽耗率。解：由和在h-s圖上可查得蒸汽初始焓kJ/kg，理想排汽焓=2025kJ/kg因進(jìn)汽節(jié)流損失為5%，節(jié)流后的壓力MPa，節(jié)流過程中焓值不變，∴kJ/kg，汽輪機(jī)第一級(jí)實(shí)際入口點(diǎn)為已知第一級(jí)理想焓降，所以：第一級(jí)出口壓力可確定h已知第一級(jí)效率，而s 所以第一級(jí)實(shí)際出口焓：圖3級(jí)的熱力過程線 (kJ/kg)第一級(jí)實(shí)際出口點(diǎn)為2（，），此點(diǎn)即是壓力級(jí)的入口點(diǎn)。又因排汽壓力MPa，查h-s圖可得壓力級(jí)理想出口焓：kJ/kg已知所有壓力級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率：所以壓力級(jí)的實(shí)際出口焓（即整機(jī)的實(shí)際出口焓）：（kJ/kg）故，整機(jī)有效焓降：(kJ/kg) 整機(jī)理想焓降：(kJ/kg)整機(jī)相對(duì)內(nèi)效率：由于汽輪機(jī)輸出電功率：所以汽輪機(jī)汽耗量：汽耗率：=（kg/）=（kg/）4．試求蒸汽初參數(shù)為MPa，初溫，終參數(shù)MPa，的背壓式汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率和各壓力級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率。已知：第一級(jí)級(jí)后壓力MPa，內(nèi)效率，其余四個(gè)壓力級(jí)具有相同的焓降和內(nèi)效率，進(jìn)汽機(jī)構(gòu)和排汽管中的損失可忽略不計(jì)。（重?zé)嵯禂?shù)）解：由和，可在h-s圖上查得，蒸汽初始焓kJ/kg；第一級(jí)理想出口焓kJ/kg；汽輪機(jī)的理想出口焓kJ/kg又已知汽輪機(jī)實(shí)際排汽參數(shù)，，可查得kJ/kg整機(jī)有效焓降（kJ/kg）hs整機(jī)理想焓降（kJ/kg）圖4級(jí)的熱力過程線整機(jī)相對(duì)內(nèi)效率：由于已知整機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)，且各壓力級(jí)焓降相等，所以有：故：=各壓力級(jí)的理想焓降：各壓力級(jí)的有效焓降：所以，各壓力級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率為：5．凝汽式汽輪機(jī)的蒸汽初參數(shù)為：蒸汽初壓MPa，初溫，汽輪機(jī)排汽壓力MPa，進(jìn)汽節(jié)流損失，試問進(jìn)汽節(jié)流損失使理想焓降減少多少解：由和在h-s圖上可查得,蒸汽初始焓kJ/kg，理想排汽焓kJ/kg則汽輪機(jī)理想焓降：（kJ/kg）因節(jié)流損失，所以節(jié)流后的初壓：MPa，又由于節(jié)流過程焓值不變，圖2進(jìn)汽節(jié)流過程示意圖所以節(jié)流后的焓值kJ/kg，對(duì)應(yīng)的理想排汽焓：kJ/kg此時(shí)的汽輪機(jī)理想焓降：(kJ/kg)所以節(jié)流造成的理想焓降減少為：(kJ/kg6．試求凝汽式汽輪機(jī)最末級(jí)的軸向推力。已知該級(jí)蒸汽流量kg/s，平均直徑m，動(dòng)葉高度mm，葉輪輪轂直徑m，軸端軸封直徑m，噴嘴后的蒸汽壓力MPa，動(dòng)葉后的蒸汽壓力MPa。根據(jù)級(jí)的計(jì)算，已知其速度三角形為：m/s，，，m/s，，m/s。解：（1）蒸汽作用在動(dòng)葉上的軸向推力：==4074（N）（2)作用在葉輪輪面上的作用力（近似）：==2173（N）（3)蒸汽作用在軸封上的作用力：（N）故總的軸向推力為：（N）7．某機(jī)組在最大工況下通過的蒸汽流量T/h，此時(shí)計(jì)算得到作用在動(dòng)葉上的軸向推力N，作用在葉輪上的軸向推力N,作用在各凸肩上的軸向推力N，機(jī)組軸向推力軸承共裝有10個(gè)瓦塊，每塊面積，軸承工作面能承受的最大壓力為，要求的安全系數(shù)為~。解：機(jī)組總的軸向推力：（N）推力軸承瓦塊上所承受的壓力為：由已知得，軸承工作面最大能承受的壓力。所以其軸承安全系數(shù)為：>,故此推力瓦工作是安全的。8．一臺(tái)多缸凝汽式汽輪機(jī)如圖所示，推力軸承位于高、中壓缸之間，它共有10個(gè)瓦塊，每塊面積。最大工況下動(dòng)葉軸向力為：高壓部分N，中低壓部分N；葉輪上的軸向力：高壓部分N，中低壓部分N；轉(zhuǎn)子凸肩與軸封凸肩上的總軸向推力：高壓缸側(cè)N，中低壓部分N。軸承工作面最大能承受的壓力N/cm2，中低壓部分N，試判斷推力瓦工作的安全性。（要求的安全系數(shù)為∽）。高壓缸高壓缸軸承中低壓缸低壓缸軸承軸承圖某汽輪機(jī)汽缸分布圖解：軸向推力以高壓側(cè)指向低壓側(cè)為正，則總的軸向推力為：=（N）推力軸承瓦塊上所承受的壓力為：由已知得，軸承工作面最大能承受的壓力。所以其軸承安全系數(shù)為：>故此推力瓦工作是安全的。已知某汽輪機(jī)為10級(jí)，級(jí)數(shù)為無窮大時(shí)的重?zé)嵯禂?shù)為，求該汽輪機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)。(5分)已知某汽輪機(jī)為12級(jí)，重?zé)嵯禂?shù)為,求級(jí)數(shù)為無窮大時(shí)的重?zé)嵯禂?shù)。（5分）汽輪機(jī)某軸封前后的壓力比為，軸封的齒數(shù)為10，判斷該軸封是否達(dá)到臨界狀態(tài)。（5分）汽輪機(jī)某軸封前后的壓力比為，軸封漏氣已達(dá)到臨界狀態(tài)，該軸封的齒數(shù)最多不會(huì)超過多少個(gè)。（5分）汽輪機(jī)在變動(dòng)功況下的工作一、單項(xiàng)選擇題1.背壓式汽輪機(jī)和調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)的共同點(diǎn)包括下列哪幾項(xiàng) 【C】A.排汽壓力大于1個(gè)大氣壓 B.有冷源損失C.能供電和供熱 D.沒有凝汽器當(dāng)汽輪機(jī)動(dòng)葉中流動(dòng)達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，通過該級(jí)的流量（）。A.僅與動(dòng)葉前滯止壓力成正比；B.僅與動(dòng)葉前實(shí)際壓力成正比；和B。2、汽輪機(jī)級(jí)在臨界狀態(tài)下工作時(shí)，其流量（）。A.與級(jí)前壓力成正比；B.與級(jí)后壓力成正比；和B。3、汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)流動(dòng)未達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，通過級(jí)的流量（）。A.僅與級(jí)的初參數(shù)有關(guān)；B.僅與級(jí)的級(jí)后參數(shù)有關(guān)；和B。4、汽輪機(jī)級(jí)組在臨界狀態(tài)下工作時(shí)，級(jí)組中各級(jí)流量（）。A.與級(jí)組前壓力成正比；B.與級(jí)組后壓力成正比；C.與級(jí)組臨界壓力成正比；5、多級(jí)汽輪機(jī)變工況計(jì)算時(shí)常用到弗留格爾公式。它反映了（）。A.流量與級(jí)組前壓力的唯一關(guān)系；B.流量與級(jí)組后壓力的唯一關(guān)系；C.流量與級(jí)組前后壓力均有關(guān)。6、對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)，若級(jí)組所取級(jí)數(shù)較多時(shí)，各級(jí)流量（）。A.僅與級(jí)組前壓力成正比；B.僅與各級(jí)前壓力成正比；、B成立的條件是工況應(yīng)為臨界工況；7、噴嘴調(diào)節(jié)在工況變動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)汽室中溫度變化較大，從而引起較大的熱應(yīng)力，常常成為限制級(jí)組迅速改變負(fù)荷的重要因素。調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉最危險(xiǎn)的工況發(fā)生在（）。A.最大負(fù)荷；B.第一調(diào)節(jié)閥剛?cè)_時(shí)的負(fù)荷；C.設(shè)計(jì)工況時(shí)的負(fù)荷。8、變工況時(shí)，當(dāng)級(jí)的焓降增加時(shí)，動(dòng)葉進(jìn)口角（）A.不變；B.增大；C.減小。9、變工況時(shí)，當(dāng)級(jí)的焓降減小時(shí)，動(dòng)葉進(jìn)口角（）A.不變；B.增大；C.減小。二、判斷題節(jié)流調(diào)節(jié)的節(jié)流效率隨機(jī)組背壓的降低而提高，隨負(fù)荷的減少而降低，因此背壓式汽輪機(jī)不宜采用節(jié)流調(diào)節(jié)。（）節(jié)流調(diào)節(jié)的節(jié)流效率隨機(jī)組背壓的降低而增加，隨負(fù)荷的減小而減小，因此承擔(dān)基本負(fù)荷的凝汽式機(jī)組汽輪機(jī)較適宜采用節(jié)流調(diào)節(jié)。（）三、填空題1.滑壓運(yùn)行方式是指當(dāng)機(jī)組復(fù)合變化時(shí)，主汽壓力滑動(dòng)，主汽溫度基本不變。2.負(fù)荷變化時(shí)，采用滑壓運(yùn)行于采用定壓噴嘴調(diào)節(jié)方式相比，調(diào)節(jié)級(jí)后各級(jí)溫度變化很小，因而熱應(yīng)力很小。3.凝汽式汽輪機(jī)中間級(jí)，流量變化時(shí)級(jí)的理想比焓降不變，反動(dòng)度不變。背壓式汽輪機(jī)非調(diào)節(jié)級(jí)，流量增大，級(jí)的理想比焓降增大，反動(dòng)度降低。4.汽輪機(jī)定壓運(yùn)行時(shí)噴嘴配汽與節(jié)流配汽相比，節(jié)流損失少，效率高。5.兩種配汽方式，汽輪機(jī)帶高負(fù)荷時(shí)，宜采用噴嘴配汽，低負(fù)荷時(shí)宜采用節(jié)流配汽。6.節(jié)流配汽凝汽式汽輪機(jī)，全機(jī)軸向推力與流量成正比。四、名詞解釋1.凝汽器的極限真空答：凝汽器真空達(dá)到末級(jí)動(dòng)葉膨脹極限壓力下的真空時(shí)，該真空稱為凝汽器的極限真空。2.滑壓運(yùn)行答：汽輪機(jī)的進(jìn)汽壓力隨外界的負(fù)荷增減而上下“滑動(dòng)”。3.汽耗微增率答：每增加單位功率需多增加的汽耗量。4.汽輪機(jī)的工況圖答：汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的功率與汽耗量間的關(guān)系曲線。5.級(jí)的臨界工況答：級(jí)內(nèi)的噴嘴葉柵和動(dòng)葉柵兩者之一的流速達(dá)到或超過臨界速度。6.級(jí)的亞臨界工況答：級(jí)內(nèi)噴嘴和動(dòng)葉出口氣流速度均小于臨界速度。7.級(jí)組的臨界工況答：級(jí)組內(nèi)至少有一列葉柵的出口流速達(dá)到或超過臨界速度。8.汽輪機(jī)的變工況答：汽輪機(jī)在偏離設(shè)計(jì)參數(shù)的條件下運(yùn)行，稱為汽輪機(jī)的變工況。9.閥點(diǎn)答：閥門全開的狀態(tài)點(diǎn)，汽流節(jié)流損失最小，流動(dòng)效率最高的工況點(diǎn)。10.節(jié)流配汽答：進(jìn)入汽輪機(jī)的所有蒸汽都通過一個(gè)調(diào)節(jié)汽門，然后進(jìn)入汽輪機(jī)的配汽方式?？s放噴嘴的膨脹度?？s放噴嘴的極限壓力。沖角。正沖角。負(fù)沖角。節(jié)流調(diào)節(jié)噴嘴調(diào)節(jié)五、簡答題11.說明汽輪機(jī)噴嘴配汽方式的特點(diǎn)答：噴嘴配汽是依靠幾個(gè)調(diào)門控制相應(yīng)的調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴來調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。這種配汽方式具有如下特點(diǎn)：部分進(jìn)汽，e﹤1,滿負(fù)荷時(shí)，仍存在部分進(jìn)汽，所以效率比節(jié)流配汽低；部分負(fù)荷時(shí)，只有那個(gè)部分開啟的調(diào)節(jié)汽門中蒸汽節(jié)流較大，而其余全開汽門中的蒸汽節(jié)流已減小到最小，故定壓運(yùn)行時(shí)的噴嘴配汽與節(jié)流配汽相比，節(jié)流損失較少，效率較高，12.繪圖說明最簡單的發(fā)電廠生產(chǎn)過程示意圖并說明各主要設(shè)備的作用答：1—鍋爐；2—汽輪機(jī)；3—發(fā)電機(jī)；4—凝汽器；5—給水泵13.寫出分析汽輪機(jī)變工況運(yùn)行的弗里格爾公式，并說明其使用的條件。答：弗留格爾公式為：。使用條件為：保持設(shè)計(jì)工況和變工況下通汽面積不變。若由于其他原因，使通汽面積發(fā)生改變時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正；同一工況下，各級(jí)的流量相等或成相同的比例關(guān)系；流過各級(jí)的汽流為一股均質(zhì)流（調(diào)節(jié)級(jí)不能包括在級(jí)組內(nèi)）。14.何種工況為調(diào)節(jié)級(jí)的最危險(xiǎn)工況，為什么答：調(diào)節(jié)級(jí)最危險(xiǎn)工況為：第一調(diào)節(jié)汽門全開，而其他調(diào)節(jié)汽門全關(guān)的情況。當(dāng)只有在上述情況下，不僅⊿htI最大，而且，流過第一噴嘴組的流量是第一噴嘴前壓力等于調(diào)節(jié)汽門全開時(shí)第一級(jí)前壓力情況下的臨界流量，是第一噴嘴的最大流量，這段流量集中在第一噴嘴后的少數(shù)動(dòng)葉上，使每片動(dòng)葉分?jǐn)偟恼羝髁孔畲?。?dòng)葉的蒸汽作用力正比于流量和比焓降之積，因此此時(shí)調(diào)節(jié)級(jí)受力最大，是最危險(xiǎn)工況。15.簡述汽輪機(jī)初壓不變，初溫變化對(duì)汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性和安全性的影響在其他參數(shù)不變的情況下并說明汽輪機(jī)初壓升高時(shí)，為什么說末級(jí)葉片危險(xiǎn)性最大答：初溫不變，初壓升高過多，將使主蒸汽管道、主汽門、調(diào)節(jié)汽門、導(dǎo)管等承壓部件內(nèi)部應(yīng)力增大。若調(diào)節(jié)汽門開度不變，則除壓升高，致使新汽比容減小、蒸汽流量增大、功率增大、零件受力增大。各級(jí)葉片的受力正比于流量而增大，流量增大時(shí)末級(jí)葉片的比焓降增大的更多，而葉片的受力正比于流量和比焓降之積，故此時(shí)末級(jí)運(yùn)行安全性危險(xiǎn)。同時(shí)，流量增大還將使軸向推力增大。16.分析說明汽輪機(jī)某一中間級(jí)在理想焓降減小時(shí)其反動(dòng)度的變化情況。答：級(jí)的反動(dòng)度變化主要是速比變化引起的，固定轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)圓周速度不變，此時(shí)反動(dòng)度隨級(jí)的比焓降變化。（如圖）當(dāng)比焓降減小即速比增大時(shí)，,減為，動(dòng)葉進(jìn)口實(shí)際有效相對(duì)速度為,若反動(dòng)度不變，則；在噴嘴出口面積和動(dòng)葉出口面積不變的情況下，噴嘴葉柵中以流出的汽流，來不及以的速度流出動(dòng)葉柵，在動(dòng)葉汽道內(nèi)形成阻塞，造成動(dòng)葉汽道與葉柵軸向間隙中壓力升高，使反動(dòng)度增大，從而使減小，增大，減輕動(dòng)葉柵汽道的阻塞。WW1uC1C11W11’W11當(dāng)比焓降增大時(shí)，則有，故由上可知反動(dòng)度降低。17.用h-s圖上的熱力過程線分析說明噴嘴配汽定壓運(yùn)行與滑壓運(yùn)行哪一種運(yùn)行方式對(duì)變負(fù)荷的適應(yīng)性好。答：如圖：以高壓缸在設(shè)計(jì)工況和75%設(shè)計(jì)負(fù)荷的熱力過程線為例進(jìn)行說明。曲線A1B1C1、A1B2C2是定壓運(yùn)行機(jī)組100%設(shè)計(jì)工況和75%設(shè)計(jì)負(fù)荷的熱力過程線，曲線A1D1、A2D2為滑壓運(yùn)行相應(yīng)工況熱力過程線。由圖可見，定壓運(yùn)行時(shí)排汽溫度下降近60度，表明高壓缸各級(jí)的溫度變化較大，熱應(yīng)力和熱變形較大，負(fù)荷變化時(shí)，靈活性和安全性較差；滑壓運(yùn)行下，排氣溫度保持在320度左右，即負(fù)荷變化時(shí)，高壓缸熱應(yīng)力和熱變形很小，從而增強(qiáng)了機(jī)組調(diào)峰的靈活性和安全性。sshA1A2D1D2C2C1B1B2P0t=5400t=3200t=262018.某背壓式汽輪機(jī)才用噴嘴調(diào)節(jié)方式，其流量由設(shè)計(jì)工況增加，排汽壓力近似不變，變工況前后為亞臨界狀態(tài)，請(qǐng)定性填寫下表（只需填寫增、減、基本不變）P2/p0⊿htxaΩmηi調(diào)節(jié)級(jí)中間級(jí)末幾級(jí)19.分別指出凝汽式汽輪機(jī)和背壓式汽輪機(jī)的軸向推力隨負(fù)荷的變化規(guī)律。答：對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)，負(fù)荷即流量變化時(shí)，各中間級(jí)焓降基本不變，因而反動(dòng)度不變，各級(jí)前后壓差與流量程正比，即汽輪機(jī)軸向推力與流量成正比；同時(shí)，末級(jí)不遵循此規(guī)律，調(diào)節(jié)級(jí)的軸向推力也是隨部分進(jìn)汽度而改變的，且最大負(fù)荷時(shí)，軸向推力最大，但調(diào)節(jié)級(jí)和末級(jí)其軸向推力在總推力中所占比例較小，一般忽略，認(rèn)為凝汽式汽輪機(jī)總軸向推力與流量成正比，且最大負(fù)荷時(shí)軸向推力最大。20．漸縮噴嘴和縮放噴嘴的變工況特性有何差別答：縮放噴嘴與漸縮噴嘴的本質(zhì)區(qū)別，是它的臨界截面與出口截面不同，且縮放噴嘴設(shè)計(jì)工況下背壓低于臨界壓力、出口汽流速度大于音速，而在最小截面處理想速度等于音速?？s放噴嘴的變工況與漸縮噴嘴的差別是：當(dāng)出口壓力大于設(shè)計(jì)工況下背壓時(shí)，在噴嘴出口截面或噴嘴漸擴(kuò)部分將產(chǎn)生沖波，速度系數(shù)大大降低。另外，對(duì)應(yīng)臨界流量的壓力比小于臨界壓力比。21．為什么可以利用研究噴嘴變工況特性的結(jié)果分析動(dòng)葉柵變工況特性答：動(dòng)葉柵為漸縮流道，壓力比都用滯止壓力比，漸縮噴嘴蒸汽參數(shù)與流量的特性完全可適用于動(dòng)葉柵，所不