汽輪機(jī)習(xí)題集

1、汽輪機(jī)原理習(xí)題1. 已知:漸縮噴嘴進(jìn)口蒸汽壓力MPa p 4.80=,溫度4900=t ,初速s m c 500=;噴嘴后蒸汽壓力MPa p 8.51=,噴嘴速度系數(shù)97.0=。求(1 噴嘴前蒸汽滯止焓、滯止壓力;(2 噴嘴出口的實(shí)際速度;(3 當(dāng)噴嘴后蒸汽壓力由MPa p 8.51=下降到臨界壓力時(shí)的臨界速度。2. 已知:某汽輪機(jī)級(jí)的進(jìn)汽壓力MPa p 96.10=,溫度3500=t ;級(jí)后蒸汽壓力MPa p 47.12=。速度比53.011=c u x ,級(jí)的平均反動(dòng)度15.0=m ,又知噴嘴和動(dòng)葉柵的速度系數(shù)分別為97.0=,90.0=,噴嘴和動(dòng)葉的出口汽流角為o181=,o 612=。

2、 (1 求解并作出該級(jí)的速度三角形;(2 若余速利用系數(shù)00=,11=,流量h t D 960=,求級(jí)的輪周效率u 和輪周功率u P ;(3 定性繪制級(jí)的熱力過(guò)程曲線。3. 某機(jī)組沖動(dòng)級(jí)級(jí)前蒸汽壓力MPa p 96.10=,溫度3500=t ;級(jí)后蒸汽壓力MPa p 47.12=。該級(jí)速度比45.01=x ,噴嘴出口汽流角為o 131=,動(dòng)葉的進(jìn)口汽流角與出口汽流角相等(=21,噴嘴和動(dòng)葉柵的速度系數(shù)分別為95.0=,87.0=;該級(jí)的平均反動(dòng)度0=m 。試求解:同題2(1、(2、(3。4. 國(guó)產(chǎn)某機(jī)組第三級(jí)設(shè)計(jì)工況下級(jí)前蒸汽壓力MPa p 13.50=,溫度5.4670=t ;級(jí)后蒸汽壓力M

3、Pa p 37.42=,進(jìn)口汽流的初速動(dòng)能kg kJ h c 214.10=全部被利用。設(shè)計(jì)中選定該級(jí)的平均直徑mm d m 5.998=,級(jí)的平均反動(dòng)度%94.7=m ,噴嘴出口汽流角為74101=o ,動(dòng)葉的出口汽流角相等45172=o。又知噴嘴和動(dòng)葉柵的速度系數(shù)分別為97.0=,935.0=,汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速min 3000r n =,11=。試作出該級(jí)的速度三角形,求級(jí)的輪周效率u ,定性繪制級(jí)的熱力過(guò)程曲線。5. 已知:單級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)的動(dòng)葉為對(duì)稱(chēng)葉片,即動(dòng)葉進(jìn)出口汽流角相等。噴嘴出口汽流角o201=,噴嘴出口汽流速度s m c 6501=,噴嘴速度系數(shù)96.0=。動(dòng)葉圓周速s m u

4、300=,動(dòng)葉速度系數(shù)70.0=,另取0=m ,01=。試計(jì)算:(1 動(dòng)葉的進(jìn)出口汽流角1和2;(2 單位流量蒸汽作用于動(dòng)葉片上的作用力1u F 和1z F ;(3 單位流量蒸汽所作的輪周功1u P ,以及輪周效率u 。6. 已知機(jī)組某純沖動(dòng)級(jí)噴嘴出口汽流速度s m c 8.7661=,噴嘴出口汽流角o 201=,動(dòng)葉圓周速s m u 76.365=。若動(dòng)葉進(jìn)出口汽流角相同,噴嘴速度系數(shù)96.0=,動(dòng)葉速度系數(shù)80.0=,通過(guò)該級(jí)的蒸汽流量s kg G 2.1=,01=,試求:(1 蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉的角度1和相對(duì)速度1w ;(2 蒸汽作用在動(dòng)葉上的切向力u F ;(3 級(jí)的輪周功率u P 和輪周效

5、率u 。7. 試估算某機(jī)組低壓缸的級(jí)數(shù)z 。已知該級(jí)組的理想焓降為kg kJ H t 260=,級(jí)組的第一級(jí)和最末級(jí)的平均直徑分別為m d 956.01=,m d z 997.0=。速度比50.0=a x ,且對(duì)于各級(jí)均為定數(shù)。轉(zhuǎn)速min 3000r n =,重?zé)嵯禂?shù)05.0=。8. 某中壓汽輪機(jī)的前軸封是由若干段迷宮式軸封組成。其第一段軸封的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:軸封片數(shù)17=z ,軸封段直徑mm d l 400=,軸封徑向間隙mm 5.0=,軸封進(jìn)汽壓力MPa p 18.10=,溫度3000=t 。試求:(1 軸封段后汽壓MPa p z 294.01=時(shí),該軸封段的漏汽量1l G ;(2 當(dāng)軸封段

6、后汽壓MPa p z 196.02=時(shí)的漏汽量2l G 。9. 已知當(dāng)噴嘴初壓MPa p 96.10=,背壓MPa p 61.11=時(shí),通過(guò)噴嘴的流量s kg G 4=。試求當(dāng)初壓維持不變,而噴嘴流量增至s kg G 51=時(shí)的噴嘴背壓11p 。10. 已知漸縮噴嘴前蒸汽壓力MPa p 8.120=,噴嘴后壓力MPa p 81.91=,且保持不變。當(dāng)忽略蒸汽初溫的變化,問(wèn)噴嘴前蒸汽必須節(jié)流到什么壓力01p ,才能使通過(guò)噴嘴的蒸汽流量減少至三分之一?11. 已知某高壓凝汽式汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)流量s kg G 75.165=,設(shè)計(jì)工況下調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽壓力MPa p 71.91=,溫度5.5021=t ,第

7、一段回?zé)岢槠c(diǎn)蒸汽壓力MPa p 73.32=。若工況變動(dòng)后,調(diào)節(jié)級(jí)后蒸汽壓力變化為MPa p 69.1011=,溫度51311=t ,第一段回?zé)岢槠c(diǎn)蒸汽壓力MPa p 12.421=。試計(jì)算此工況下,通過(guò)調(diào)節(jié)級(jí)后至第一段回?zé)岢槠c(diǎn)級(jí)組的流量是多少?12. 已知在設(shè)計(jì)工況下通過(guò)某汽輪機(jī)的流量h t G 6.1320=,調(diào)節(jié)級(jí)汽室壓力MPa p 67.11=。當(dāng)機(jī)組流量變?yōu)閔 t G 901=,試問(wèn)在正常情況下調(diào)節(jié)級(jí)汽室壓力應(yīng)為多大?若由于壓力級(jí)組結(jié)垢,使通道面積較原來(lái)減少%5,則調(diào)節(jié)級(jí)汽室壓力又應(yīng)是多少?13. 下圖為具有一次調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)的實(shí)際工況圖。(1 已知電功率kW N el 56

8、00=,抽汽量h t G e 30=,求新汽流量0G 為多少?(2 已知新汽量h t G 500=,抽汽量h t G e 36=,求電功率el N 為多少?(3 已知電功率kW N el 4000=,低壓缸流量h t G c 8=,求抽汽量e G 為多少?(4 已知抽汽量h t G e 20=,低壓缸流量h t G c 15=,求電功率el N 及新汽量0G 為多少?(5 已知新汽量h t G 300=,低壓缸流量h t G c 12=,求電功率el N 為多少? 14. 某單壓凝汽器的冷卻水進(jìn)口溫度201=w t ,冷卻水溫升8=t ,凝汽器傳熱端差5=t ,試確定該凝汽器內(nèi)壓力。(不考慮過(guò)

9、冷因素15. 根據(jù)下列條件,計(jì)算等截面葉片的根部截面上,由于離心力拉應(yīng)力c 和汽流彎應(yīng)力u 。已知:級(jí)的平均直徑m d m 10.1=,動(dòng)葉高度m l b 05.0=,輪周功率kW P u 600=,該級(jí)為全周進(jìn)汽,葉片數(shù)152=b Z ,葉型根部抗彎斷面系數(shù)309.0cm W =,轉(zhuǎn)速min 3000r n =,密度331085.7m kg =。忽略動(dòng)葉前后壓差軸向分力的變化。16. 試求等截面葉片的最大彎應(yīng)力和最大拉應(yīng)力。 已知:通過(guò)該級(jí)的蒸汽流量s kg G 6.16=,級(jí)的平均直徑m d m 252.1=,葉片高度m l b 191.0=,動(dòng)葉前壓力MPa p 03903.01=,級(jí)后

10、壓力MPa p 03766.02=,噴嘴出口汽流速度s m c 3861=,汽流角o 151=,o1002=,余速s m c 972=。級(jí)的輪周速度s m u 5.196=,動(dòng)葉片數(shù)144=b Z ,葉片最小截面系數(shù)3min 508.0cm W =,部分進(jìn)汽度1=e ,葉片材料密度331085.7m kg =。17. 試求根部夾緊而頂端自由的等截面單個(gè)葉片的切向A 型振動(dòng)的一、二階頻率。已知:葉高m l b 191.0=,葉片截面積24104.3m A b =,最小慣性矩48min 10742.0m I =,葉片材料的彈性模量2101059.20m N E =,材料密度331085.7m kg

11、 =。18. 某級(jí)動(dòng)葉片為調(diào)頻的自由葉片,已知:0A 型靜頻率Hz f 160min =,Hz f 170max =,動(dòng)頻系數(shù)3=B ,振動(dòng)強(qiáng)度安全倍率06.4=b A ,電網(wǎng)周波允許波動(dòng)范圍Hz 5.505.48,各頻位下的安全倍率限額見(jiàn)下表。試問(wèn):(1 葉片的頻率分散度是否合格?(2 葉片振動(dòng)安全倍率是否合格?(3 正常運(yùn)行時(shí)能否避開(kāi)危險(xiǎn)共振?K 23 34 45 56b A4.5 3.7 3.5 3.519. 某廠在低周波運(yùn)行期間,曾將同步器的工作范圍調(diào)至%6%4,該調(diào)速系統(tǒng)的速度變動(dòng)率%5=,試問(wèn):(1 當(dāng)電網(wǎng)周波恢復(fù)至50Hz 時(shí),機(jī)組最多能帶多少負(fù)荷?(2 當(dāng)電網(wǎng)周波在何值時(shí)才能帶

12、上滿(mǎn)負(fù)荷?(3 如果調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率%5.0=,機(jī)組甩負(fù)荷后轉(zhuǎn)速升高的最大靜態(tài)穩(wěn)定值是多少?20. 甲、乙兩機(jī)的靜態(tài)特性如下圖所示,當(dāng)電網(wǎng)周波為50Hz 時(shí),甲、乙兩機(jī)的負(fù)荷為100%額定值,試求:(1甲、乙兩機(jī)的轉(zhuǎn)速變動(dòng)率各為多少?(2若電網(wǎng)周波對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速升高到3050rpm ,則兩機(jī)的負(fù)荷各為多少?(3若電網(wǎng)周波對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速升高到3050rpm ,甲機(jī)仍需擔(dān)負(fù)100%額定負(fù)荷,則其靜態(tài)特性線應(yīng)移到什么位置?(4在甲機(jī)靜態(tài)特性移動(dòng)后,若該機(jī)組甩負(fù)荷,試問(wèn)超調(diào)量為90rpm 時(shí)是否引起超速保安器動(dòng)作?(假定超速保安器的動(dòng)作轉(zhuǎn)速為0%112n 3175汽輪機(jī)原理補(bǔ)充習(xí)題 補(bǔ)充習(xí)題 1完成某沖動(dòng)級(jí)的

13、熱力計(jì)算。 其某級(jí)的動(dòng)葉平均直徑 d m = 1300mm ， 該級(jí)的平均反動(dòng) 某多級(jí)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速 n = 3000rpm ， 度 m = 0.20 ，級(jí)的理想焓降 ht = 90 kJ / kg ，進(jìn)口初速 C 0 = 80 m / s ，全部被利用，汽 流 角 1 = 15 ， o 2 = 1 6 o ， 離 開(kāi) 本 級(jí) 的 余 速 全 部 被 下 一 級(jí) 利 用 ； 已 知 蒸 汽 流 量 D = 1700 t / h ，噴管速度系數(shù) = 0.97 ，動(dòng)葉速度系數(shù) = 0.95 ，除噴管損失、動(dòng)葉損失 和余速損失外的其它級(jí)內(nèi)損失為 2.10 kJ / kg 。 (1 按比例繪制級(jí)的速度三角形。 (2 計(jì)算級(jí)的輪周效率、輪周功率。 (3 計(jì)算級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率、內(nèi)功率。 (4 定性繪制級(jí)的熱力過(guò)程線。 補(bǔ)充習(xí)題 2完成某反動(dòng)級(jí)的熱力計(jì)算。 某多級(jí)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速 n = 3000rpm ，其某級(jí)的動(dòng)葉平均直徑 d m = 1250mm ，該級(jí)為反動(dòng)級(jí)， 級(jí)的理想焓降 ht = 48 kJ / kg ，進(jìn)口初速 C 0 = 50 m / s ，全部被利用，汽流角 1 = 15 ， o 2 = 1 ，離開(kāi)本級(jí)的余速全部被下一級(jí)利用；已知蒸汽流量 D = 2500 t / h ，噴管速度系 數(shù) = 0.97 ，動(dòng)葉速度系數(shù) = 0.9