《汽輪機(jī)原理》復(fù)習(xí)習(xí)題和答案解析

..第一章汽輪機(jī)級的工作原理三、簡答題1．速度比和最佳速比答：將〔級動(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)的級答：汽輪機(jī)的級是汽輪機(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．級的輪周效率答：1kg蒸汽在輪周上所作的輪周功與整個(gè)級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．級的相對內(nèi)效率答：級的相對內(nèi)效率是指級的有效焓降和級的理想能量之比。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)噴嘴出口所對應(yīng)的壓力。9．級的反動(dòng)度答：動(dòng)葉的理想比焓降與級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)速度對應(yīng)的動(dòng)能在該級內(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)的各級和普通凝汽式汽輪機(jī)的最后幾級都工作與濕蒸汽區(qū),從而對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。17．沖動(dòng)級和反動(dòng)級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)級和反動(dòng)級的最佳速比比值：/=〔im/〔re=〔/=/／=1/2上式說明反動(dòng)級的理想焓降比沖動(dòng)級的小一倍18．分別說明高壓級內(nèi)和低壓級內(nèi)主要包括哪幾項(xiàng)損失？答：高壓級內(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；低壓級內(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?！?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?！?余速損失：當(dāng)蒸汽離開動(dòng)葉柵時(shí),仍具有一定的絕對速度,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?！?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?！?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?！?漏汽損失：汽輪機(jī)的級由靜止部分和轉(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?！?濕汽損失：在濕蒸汽區(qū)工作的級,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：〔1p1/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?！?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？什么是級的輪周效率？試分析純沖動(dòng)級余速不利用時(shí),速度比對輪周效率的影響。答：將〔級動(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)級所消耗的蒸汽理想能量之比稱為輪周效率。在純沖動(dòng)級中,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)級能承擔(dān)的焓降或做功能力比純沖動(dòng)級小？答：輪周效率最大時(shí)的速度比稱為最佳速度比。對于純沖動(dòng)級,；反動(dòng)級；在圓周速度相同的情況下,純沖動(dòng)級△ht==反動(dòng)級△ht==由上式可比較得到,反動(dòng)級能承擔(dān)的焓降或做功能力比純沖動(dòng)級小。25．簡述蒸汽在軸流式汽輪機(jī)的沖動(dòng)級、反動(dòng)級和復(fù)速級內(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)級介于純沖動(dòng)級和反動(dòng)級之間,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)級蒸汽在噴嘴和動(dòng)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(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)速級最大,沖動(dòng)級次之,反動(dòng)級最?。恍剩悍磩?dòng)級最大,沖動(dòng)級次之,復(fù)速級最小。26．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。27．什么是動(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)葉的速度相對于不同的坐標(biāo)系有絕對速度和相對速度之分,表示動(dòng)葉進(jìn)出口圓周速度、絕對速度和相對速度的相互關(guān)系的三角形叫做動(dòng)葉的速度三角形。28．簡述軸向推力的平衡方法。答：平衡活塞法；對置布置法,葉輪上開平衡孔；采用推力軸承。29．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。30．汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級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。31．汽輪機(jī)的級可分為哪幾類？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)的級分為純沖動(dòng)級、反動(dòng)級、帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級和復(fù)速級等幾種。各類級的特點(diǎn)：〔1純沖動(dòng)級：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。在這種級中：p1=p2；hb=0；Ωm=0?！?反動(dòng)級：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)級的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級,但作功能力較小。在這種級中：p1>p2；hn≈hb≈0.5ht；Ωm=0.5?！?帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級：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。這種級兼有沖動(dòng)級和反動(dòng)級的特征,它的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級,作功能力高于反動(dòng)級。在這種級中：p1>p2；hn>hb>0；Ωm=0.05～0.35?！?復(fù)速級：復(fù)速級有兩列動(dòng)葉,現(xiàn)代的復(fù)速級都帶有一定的反動(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)速級采用了兩列動(dòng)葉柵,其作功能力要比單列沖動(dòng)級大。32．什么是汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率？什么是級的輪周效率？影響級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)的相對內(nèi)效率。一公斤蒸汽在級內(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)葉出口絕對速度。余速損失和余速損失系數(shù)最小時(shí),級具有最高的輪周效率。第二章多級汽輪機(jī)三、簡答題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)1kW.h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)組的相對電效率和絕對電效率答：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后蒸汽壓力之差和級前蒸汽壓力與級后壓力之差的比值。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。11.簡答多級汽輪機(jī)每一級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：多級汽輪機(jī)每一級的軸向推力由〔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)成多級汽輪機(jī)？在h-s圖上說明什么是多級汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象？答：〔1大功率汽輪機(jī)多采用多級的原因?yàn)椋憾嗉壠啓C(jī)的循環(huán)熱效率大大高于單機(jī)汽輪機(jī)；多級汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率相對較高；多級汽輪機(jī)單位功率的投資大大減小?！?如下圖：332154P3T2T1P2P1第一級存在損失,使第二級進(jìn)口溫度由升高到,故5-4的焓降大于2-3的焓降。也就是在前一級有損失的情況下,本級進(jìn)口溫度升高,級的理想比焓降稍有增大,這就是重?zé)岈F(xiàn)象。13.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.何為多級汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)？答：所謂多級汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象,也就是說在多級汽輪機(jī)中,前面各級所損失的能量可以部分在以后各級中被利用的現(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：蒸汽從上一級動(dòng)葉柵流出所攜帶的動(dòng)能,進(jìn)入下一級參加能量轉(zhuǎn)換,稱為余速利用。如果相鄰兩級的直徑相近,均為全周進(jìn)汽,級間無回?zé)岢槠?且在下一級進(jìn)口又無撞擊損失,則上一級的余速就可全部被下一級利用,否則只能部分被利用。當(dāng)上一級的余速被利用的份額較小時(shí),視為余速不能被利用。汽輪機(jī)在變動(dòng)功況下的工作三、簡答題1.凝汽器的極限真空答：凝汽器真空達(dá)到末級動(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.級的臨界工況答：級內(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.級的亞臨界工況答：級內(nèi)噴嘴和動(dòng)葉出口氣流速度均小于臨界速度。7.級組的臨界工況答：級組內(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。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,各級的流量相等或成相同的比例關(guān)系；流過各級的汽流為一股均質(zhì)流〔調(diào)節(jié)級不能包括在級組內(nèi)。第四章汽輪機(jī)的凝汽設(shè)備三、簡答題1.凝汽器的冷卻倍率答：進(jìn)入凝汽器的冷卻水量與進(jìn)入凝汽器的蒸汽量的比值稱為凝汽器的冷卻倍率。2.凝汽器的過冷度答：凝結(jié)水的溫度比凝汽器喉部壓力下的飽和溫度低的數(shù)值,稱為凝汽器的過冷度。3.凝汽器的汽阻答：凝汽器入口壓力與空氣抽出口的壓力的差值是蒸汽空氣混和物的流動(dòng)阻力。4.多壓凝汽器答：有兩個(gè)以上排氣口的大容量機(jī)組的凝汽器科制成多壓凝汽器,汽側(cè)有密封的分隔板隔開。6.汽輪機(jī)在負(fù)荷不變的情況下運(yùn)行,凝汽器真空逐漸下降,分析可能存在哪些原因？答：汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中引起凝汽器真空緩慢下降的原因有：冷卻水量緩慢減少冷卻水管結(jié)垢或臟污冷卻水溫緩慢升高凝汽器的真空系統(tǒng)漏入空氣抽氣器效率下降部分冷卻水管被堵7.畫圖并說明汽輪機(jī)凝汽設(shè)備的組成及其任務(wù)。答：汽輪機(jī)凝汽設(shè)備的組成圖如下所示：汽輪機(jī)排汽汽輪機(jī)排汽抽氣器工作介質(zhì)冷卻水汽氣混合物凝結(jié)水12341——凝汽器；2——抽氣器；3——循環(huán)水泵；4——凝結(jié)水泵任務(wù)：<1>在汽輪機(jī)的排汽口建立并維持規(guī)定的真空度,以提高循環(huán)效率；<2>將汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)成潔凈的凝結(jié)水,回收工質(zhì)10.凝汽器中空氣的主要來源有哪些？空氣的存在對凝汽器的工作有什么影響？答：空氣的來源有：新蒸汽帶入汽輪機(jī)的空氣；處于真空狀態(tài)下的低壓各級與相應(yīng)的回?zé)嵯到y(tǒng)、排汽缸、凝汽設(shè)備等不嚴(yán)密處漏入的?？諝獾奈：τ校嚎諝庾璧K蒸汽放熱,使傳熱系數(shù)降低,從而使升高,真空降低；空氣分壓力Pa使Pc升高,使真空降低；空氣使凝結(jié)水過冷度增大；凝結(jié)水中溶入氧量增大,使管道腐蝕加劇。第五章汽輪機(jī)零件強(qiáng)度與振動(dòng)一、簡答題1.調(diào)頻葉片答：對于有些葉片要求其某個(gè)主振型頻率與某類激振力頻率避開才能安全運(yùn)行,這個(gè)葉片對這一主振型稱為調(diào)頻葉片。2.不調(diào)頻葉片答：對有些葉片允許其某個(gè)主振型頻率與某類激振力頻率合拍而處于共振狀態(tài)下長期運(yùn)行,不會(huì)導(dǎo)致葉片疲勞破損,這個(gè)葉片對這一主振型成為不調(diào)頻葉片。3.耐振強(qiáng)度答：表示材料在承受動(dòng)應(yīng)力時(shí)的一種機(jī)械性能。在某一溫度和某一靜壓力下試件在空氣環(huán)境中,作彎-彎試驗(yàn),循環(huán)107次不被破壞可承受的最大動(dòng)應(yīng)力。4.安全倍率答：表征葉片抵抗疲勞破壞的系數(shù)。5.葉片的動(dòng)頻率答：考慮離心力影響后的葉片震動(dòng)頻率。第六章汽輪機(jī)調(diào)節(jié)三、簡答題2.調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過渡時(shí)間答：調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到擾動(dòng)后,從調(diào)節(jié)過程開始到被調(diào)量與新的穩(wěn)定值偏差小于允許值時(shí)的最短時(shí)間稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過渡時(shí)間。4.調(diào)速系統(tǒng)的遲緩率答：在同一功率下,轉(zhuǎn)速上升過程與轉(zhuǎn)速下降過程的特性曲線之間的轉(zhuǎn)速差和額定轉(zhuǎn)速之比的百分?jǐn)?shù),稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率。5.影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的主要因素有哪些并簡述其影響趨勢？答：影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的主要因素包括：<1>轉(zhuǎn)子飛升時(shí)間常數(shù)；<2>中間容積時(shí)間常數(shù)；<3>速度變動(dòng)率；<4>油動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)；<5>遲緩率。6.什么是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線？衡量調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性性能的指標(biāo)有哪些？答：表達(dá)汽輪機(jī)速度變化與功率之間的單值對應(yīng)關(guān)系的曲線叫靜態(tài)特性曲線。衡量調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性性能的指標(biāo)有：〔1速度變動(dòng)率；〔2遲緩率；〔3同步器工作范圍。7.常用評價(jià)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的指標(biāo)及其定義是什么？ 答：穩(wěn)定性——汽輪機(jī)甩全負(fù)荷時(shí),其轉(zhuǎn)速隨著時(shí)間的增長最終趨于由靜態(tài)特性曲線決定的空負(fù)荷轉(zhuǎn)速,這樣的過程稱為穩(wěn)定的過程。要求調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的。超調(diào)量——汽輪機(jī)甩全負(fù)荷時(shí),其轉(zhuǎn)速在過渡過程中的最大轉(zhuǎn)速與最后的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速之差稱為轉(zhuǎn)速超調(diào)量。過渡過程時(shí)間——調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到擾動(dòng)后,從調(diào)節(jié)過程開始到被調(diào)量與新的穩(wěn)定值偏差小于允許值時(shí)的最短時(shí)間,稱為過渡過程時(shí)間。9.試述同步器的主要作用。答：同步器的主要作用是通過平移調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性而實(shí)現(xiàn)人為改變調(diào)節(jié)閥開度,做到〔1使孤立運(yùn)行機(jī)組改變轉(zhuǎn)速,起到轉(zhuǎn)速給定作用；〔2使并網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組改變負(fù)荷,起到功率給定的作用。10.說明汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度變動(dòng)率過大或過小對汽輪機(jī)工作的影響。答：若速度變動(dòng)率過小,即曲線很平坦,則在不打得轉(zhuǎn)速變化范圍內(nèi),機(jī)組負(fù)荷的變化很大,機(jī)組進(jìn)汽量的變化也相應(yīng)很大,機(jī)組內(nèi)部各部件的受力、溫度應(yīng)力等變化也很大,可能損壞部件；同時(shí)速度變動(dòng)率過大,負(fù)荷的較小變化都會(huì)引起速度的很大幅度的變化,不利于機(jī)組的超速保護(hù),而影響機(jī)組的安全運(yùn)行。12.簡單說明下列三種靜態(tài)特性線分別使機(jī)組處于怎樣的運(yùn)行工況。答：〔1用于機(jī)組并網(wǎng)。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率不一致時(shí),可通過偏差信號調(diào)整,故不應(yīng)有死區(qū)和限幅?！?用于并網(wǎng)運(yùn)行?？紤]到中間再熱機(jī)組的負(fù)荷適應(yīng)性受鍋爐限制,所以有一定限幅?！?〔2〔3〔〔1〔2〔316．汽輪機(jī)運(yùn)行對其調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本要求有哪些？答：汽輪機(jī)運(yùn)行對其調(diào)節(jié)系統(tǒng)有如下基本要求：〔1能控制汽轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)速,按要求從零逐步升高到額定轉(zhuǎn)速；并入電網(wǎng)后,能使機(jī)組功率在零和額定值之間任一負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行；外負(fù)荷不變時(shí),能保持機(jī)組功率和轉(zhuǎn)速不變?！?在外負(fù)荷變化時(shí),能迅速改變機(jī)組輸出功率與外負(fù)荷相適應(yīng),從原穩(wěn)定工況過渡到新的穩(wěn)定工況,保證機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化在允許范圍內(nèi)。〔3在機(jī)組甩負(fù)荷〔主汽門全開,突然與電網(wǎng)解列,負(fù)荷降至零時(shí),能維持機(jī)組轉(zhuǎn)速在3000r/min左右空負(fù)荷運(yùn)行?！?能按要求控制機(jī)組正常停機(jī)；當(dāng)出現(xiàn)危及機(jī)組安全的情況時(shí),能迅速切斷汽源,實(shí)行事故停機(jī)。17．汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般由哪些機(jī)構(gòu)組成？各自的作用分別是什么？答：汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng),由感應(yīng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和定值機(jī)構(gòu)組成。它們各自的作用如下：感應(yīng)機(jī)構(gòu)接受調(diào)節(jié)信號的變化,并將其轉(zhuǎn)換為可傳遞的信號。采用轉(zhuǎn)速變化為調(diào)節(jié)信號時(shí),感應(yīng)機(jī)構(gòu)稱為調(diào)速器。傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)將感應(yīng)機(jī)構(gòu)送來的調(diào)節(jié)信號進(jìn)行幅值放大和功率放大,并進(jìn)行綜合處理,傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥和操縱機(jī)構(gòu),也稱配汽機(jī)構(gòu)。它根據(jù)調(diào)節(jié)信號,改變調(diào)節(jié)閥的開度,使機(jī)組功率相應(yīng)變化。定值機(jī)構(gòu)即同步器,對于電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)即轉(zhuǎn)速給定和功率給定。它通過手動(dòng)產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號,也送入傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu),以改變進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥的開度。模擬試題一3．汽輪機(jī)的級可分為哪幾類？各有何特點(diǎn)？〔10分答：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)的級分為純沖動(dòng)級、反動(dòng)級、帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級和復(fù)速級等幾種。各類級的特點(diǎn)：〔1純沖動(dòng)級：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。在這種級中：p1