汽輪機原理習(xí)題及答案

1、汽輪機原理一、單項選擇題6.在其他條件不變的情況下，余速利用系數(shù)增加，級的輪周效率u 【 A 】A. 增大B. 降低C. 不變D. 無法確定9.在多級汽輪機中重?zé)嵯禂?shù)越大，說明【 A 】 A. 各級的損失越大B. 機械損失越大 C. 軸封漏汽損失越大D. 排汽阻力損失越大1.并列運行的機組，同步器的作用是【 C 】A. 改變機組的轉(zhuǎn)速B. 改變調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓C. 改變汽輪機功率D. 減小機組振動5多級汽輪機相對內(nèi)效率降低的不可能原因是（D）。A.余速利用系數(shù)降低B.級內(nèi)損失增大C.進排汽損失增大D.重?zé)嵯禂?shù)降低19.關(guān)于噴嘴臨界流量，在噴嘴出口面積一定的情況下，請判斷下列說法哪個正確：【 C 】

2、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)13.沖動級動葉入口壓力為P1，出口壓力為P2，則P1和P2有_關(guān)系。【 B 】A. P1P2B. P1P2C. P1P2D. P1=0.5P26.汽輪機的進汽節(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14.對于汽輪機的動態(tài)特性，下列哪些說法是正確的？ 【 D 】A. 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，動態(tài)最大轉(zhuǎn)速可以大于危急保安器動作轉(zhuǎn)速B. 調(diào)節(jié)系統(tǒng)遲緩的存在，使動態(tài)超調(diào)量減小C. 速度變動率越小，過渡時間越短D.

3、 機組功率越大，甩負荷后超速的可能性越大27.在反動級中，下列哪種說法正確【 C 】A. 蒸汽在噴嘴中理想焓降為零 B. 蒸汽在動葉中理想焓降為零 C. 蒸汽在噴嘴與動葉中的理想焓降相等 D. 蒸汽在噴嘴的理想焓降小于動葉的理想焓降25.在各自最佳速比下，輪周效率最高的級是【 D 】A. 純沖動級B.帶反動度的沖動級 C.復(fù)速級D.反動級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12.下列哪個說法是正確的【 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

4、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 8.評價汽輪機熱功轉(zhuǎn)換效率的指標(biāo)為【 C 】A. 循環(huán)熱效率B. 汽耗率C. 汽輪機相對內(nèi)效率D. 汽輪機絕對內(nèi)效率13.在其它條件不變的情況下，冷卻水量越大，則【 A 】A. 凝汽器的真空度越高B. 凝汽器的真空度越低 C. 機組的效率越高D. 機組的發(fā)電量越多4.兩臺額定功率相同的并網(wǎng)運行機組A, B所帶的負荷相同，機組A的速度變動率小于機組B的速度變動率，當(dāng)電網(wǎng)周波下降時，兩臺機組一次調(diào)頻后所帶功率為PA和PB，則【 C 】A. PAPB B. PAPB C. PAPB D.

5、 無法確定二、填空題4.汽輪機的外部損失主要有 機械損失 和 軸封損失 。1.壓力反動度是指 噴嘴后與級后蒸汽壓力之差 和 級前與級后壓力之差 之比。1.滑壓運行方式是指當(dāng)機組復(fù)合變化時，主汽壓力 滑動 ，主汽溫度 基本不變 。3背壓式汽輪機非調(diào)節(jié)級，流量增大，級的理想比焓降 增大 ，反動度 降低 。5噴射式抽汽器由于采用的工質(zhì)不同，又分為 射汽抽汽器 和 射水抽汽器 兩種。1.汽輪機級內(nèi)漏汽主要發(fā)生在 隔板 和 動葉頂部 。6.汽輪發(fā)電機組中，以全機理想比焓降為基礎(chǔ)來衡量設(shè)備完善程度的效率為 相對效率 以整個循環(huán)中加給1kg蒸汽的熱量為基準(zhǔn)來衡量的效率為 絕對效率 。8.若應(yīng)用汽耗率和熱耗率

6、來評價汽輪機經(jīng)濟性，對于不同初參數(shù)的機組，一般采用 熱耗率 評價機組經(jīng)濟性。4.汽輪機定壓運行時噴嘴配汽與節(jié)流配汽相比，節(jié)流損失 少 ，效率 高 。1.抽汽器有 射汽抽汽器 、 射水抽汽器 和 水環(huán)式真空泵 三種型式。3.部分進汽損失包括 鼓風(fēng) 損失和 斥汽 損失。2.葉輪上開平衡孔可以起到 減小軸向推力 的作用。3.凝汽式汽輪機中間級，流量變化時級的理想比焓降 不變 ，反動度 不變 。背壓式汽輪機非調(diào)節(jié)級，流量增大，級的理想比焓降 增大 ，反動度 降低 。5.兩種配汽方式，汽輪機帶高負荷時，宜采用 噴嘴配汽 ，低負荷時宜采用 節(jié)流配汽 。3.相同條件下，冬季與夏季相比，凝汽器效果較好的是 冬

7、季 。三、計算題1已知汽輪機某純沖動級噴嘴進口蒸汽的焓值為3369.3 kJ/kg，初速度c0 = 50 m/s，噴嘴出口蒸汽的實際速度為c1 = 470.21 m/s，速度系數(shù)= 0.97，本級的余速未被下一級利用，該級內(nèi)功率為Pi = 1227.2 kW，流量D1 = 47 T/h，求：（1）噴嘴損失為多少? （2）噴嘴出口蒸汽的實際焓？（3）該級的相對內(nèi)效率？解：(1) 噴嘴損失：(2) 噴嘴出口蒸汽的實際焓：(3) 級的相對內(nèi)效率：6試求凝汽式汽輪機最末級的軸向推力。已知該級蒸汽流量kg/s，平均直徑m，動葉高度mm，葉輪輪轂直徑m，軸端軸封直徑m，噴嘴后的蒸汽壓力MPa，動葉后的蒸汽

8、壓力MPa。根據(jù)級的計算，已知其速度三角形為：m/s，m/s，m/s。解：（1）蒸汽作用在動葉上的軸向推力： = =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）5已知汽輪機某級的理想焓降為84.3 kJ/kg，初始動能1.8 kJ/kg，反動度0.04，噴嘴速度系數(shù)= 0.96，動葉速度系數(shù)= 0.96，圓周速度為171.8 m/s，噴嘴出口角1 = 15°，動葉出口角2 =13°，蒸汽流量G = 4.8 kg/s。求：（1）噴嘴出口相對速度？ （2）動葉出口相對速度？（3）輪周功率？

9、解：(1) kJ/kg， kJ/kg，u = 171.8 m/s kJ/kg m/s噴嘴出口相對速度: m/s(2) 動葉出口相對速度: m/s(3) 輪周功率:3某反動級理想焓降ht=62.1kJ/kg，初始動能hc0=1.8 kJ/kg, 蒸汽流量G=4.8kg/s，若噴嘴損失hn=5.6kJ/kg, 動葉損失hb=3.4kJ/kg，余速損失hc2=3.5kJ/kg，余速利用系數(shù)1=0.5，計算該級的輪周功率和輪周效率。解：級的輪周有效焓降 hu=ht*-hn-hb-hc2 =62.1+1.85.63.43.5 =51.4kJ/kg輪周功率Pu=G×hu=4.8×51.

10、4=246.7kW輪周效率u=hu/E 0=hu/(h t*1×h c2)=51.4/（62.1+1.80.5×0.35）= 82.7%4某級蒸汽的理想焓降為ht = 76 kJ/kg，蒸汽進入噴嘴的初速度為 c0 = 70 m/s，噴嘴出口方向角1 =18°，反動度為m = 0.2，動葉出汽角2 = 16°，動葉的平均直徑為dm = 1080 mm，轉(zhuǎn)速n = 3000 r/min，噴嘴的速度系數(shù) = 0.95，動葉的速度系數(shù) = 0.94，求：(1) 動葉出口汽流的絕對速度c2 (2) 動葉出口汽流的方向角2 (3) 繪出動葉進出口蒸汽的速度三角形。

11、解：=76 + 0.5×702/1000 = 76 + 2.45 = 78.45 kJ/kg336.57 m/s169.56 m/s182.97 m/s=28.64o 0.2×78.45=15.69 kJ/kg=239.39 m/s121.69 m/sw1w2c2c1uub2b1a2a170.54° 動葉進出口蒸汽的速度三角形10已知某級G=30Kg/s，c0=0.0，w1=158m/s，c1=293m/s，w2=157m/s，c2=62.5m/s，軸向排汽(2=900),噴嘴和動葉速度系數(shù)分別為=0.95，=0.88，汽輪機轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分。（1）計算該級的

12、平均反動度。（2）計算輪周損失、輪周力、輪周功率和輪周效率（0=0，1=0.9）。（3）作出該級的熱力過程線并標(biāo)出各量。解：47.56 KJ/Kg KJ/Kg （1） （2）=144 m/s =160 噴嘴損失為：=4.64 KJ/Kg 動葉損失為： KJ/Kg 余速損失為：1.95 KJ/Kg 輪周損失為：4.64+3.59+1.95=10.18 KJ/Kg 輪周力為： Fu=851N（3）熱力過程線為：sP1P2h四、簡答題4軸封系統(tǒng)的作用是什么？（10分） 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

13、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真空部分。11.簡答多級汽輪機每一級的軸向推力是由哪幾部分組成的？平衡汽輪機的軸向推力可以采用哪些方法？ 答：多級汽輪機每一級的軸向推力由（1）蒸汽作用在動葉上的軸向力（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。平衡汽輪機的軸向推力可以采用：(1)平衡活塞法；(2)對置布置法；(3)葉輪上開平衡孔；(4)采用推力軸承。25簡述蒸汽在軸流式汽輪機的沖動級、反動級和復(fù)速級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換特點，并比較它們的效率及作工能力。答：沖動級介于純沖動級和反動級之間，蒸汽的

14、膨脹大部分發(fā)生在噴嘴中，只有少部分發(fā)生在動葉中；反動級蒸汽在噴嘴和動葉中理想比焓降相等；復(fù)速級噴嘴出口流速很高，高速氣流流經(jīng)第一列動葉作功后其具有余速的汽流流進導(dǎo)向葉柵，其方向與第二列動葉進汽方向一致后，再流經(jīng)第二列動葉作功。 作功能力：復(fù)速級最大，沖動級次之，反動級最??； 效率：反動級最大，沖動級次之，復(fù)速級最小。34說明沖擊式汽輪機級的工作原理和級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程及特點。答：蒸汽在汽輪機級內(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能，然后再將蒸汽的動能在動葉柵中轉(zhuǎn)換為軸所輸出的機械功。具有一定溫度和壓力的蒸汽先在固定不動的噴嘴流道中進行膨脹加速，蒸汽的壓力、溫度降低

15、，速度增加，將蒸汽所攜帶的部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝膭幽堋膰娮烊~柵噴出的高速汽流，以一定的方向進入裝在葉輪上的動葉柵，在動葉流道中繼續(xù)膨脹，改變汽流速度的方向和大小，對動葉柵產(chǎn)生作用力，推動葉輪旋轉(zhuǎn)作功，通過汽輪機軸對外輸出機械功，完成動能到機械功的轉(zhuǎn)換。由上述可知，汽輪機中的能量轉(zhuǎn)換經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是在噴嘴葉柵和動葉柵中將蒸汽所攜帶的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝哂械膭幽?，第二階段是在動葉柵中將蒸汽的動能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿尤~輪旋轉(zhuǎn)機械功，通過汽輪機軸對外輸出。5為什么采用多級汽輪機能提高效率？（10分）答：多級汽輪機效率大大提高。主要因為：（1）循環(huán)熱效率提高。多級汽輪機可采用較高的初參數(shù)和較低的終參數(shù)，并可采用給水回?zé)岷驮贌岬仁侄危寡h(huán)熱效率提高。（2）相對內(nèi)效率提高。a) 多級汽輪機可使各級都設(shè)計在最佳速比附近工作，各級相對內(nèi)效率都較高；b) 在一定條件下，各級余速可部分或全部利用，使相對內(nèi)效率提高；c) 多級汽輪機所具有的重?zé)岈F(xiàn)象也使整機的相對內(nèi)效率提高。3什么是汽輪機的最佳速比？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，反動級能承擔(dān)的焓降或做功