发布时间 : 星期三 文章《汽轮机原理》习题及答案更新完毕开始阅读00c6ffef81c758f5f61f671c
?2??1?60?34.64?6=28.64o
?hb??m?ht*?0.2×78.45=15.69 kJ/kg
w2??2?hb?w12?0.942?15.69?1000?182.972=239.39 m/s
121.69 m/s
c2?w22?u2?2w2ucos?2?239.392?169.562?2?239.39?169.56?cos28.640??2?arcsin???w2sin?2??239.39?sin28.64???arcsin????c2121.69?????1 ?1 ?2 c2 u 70.54°
?2 w2 c1 u w1 动叶进出口蒸汽的速度三角形
10．已知某级G=30Kg/s，c0=0.0，w1=158m/s，c1=293m/s，w2=157m/s，c2=62.5m/s，轴向排汽(α2=900),喷嘴和动叶速度系数分别为?=0.95，?=0.88，汽轮机转速为3000转/分。（1）计算该级的平均反动度。（2）计算轮周损失、轮周力、轮周功率和轮周效率（μ0=0，μ1=0.9）。（3）作出该级的热力过程线并标出各量。
解：
?hn0c12932???2?103?22?103?0.95247.56 KJ/Kg
222w2w115721582?hb?????3.4183323232?102?10?0.882?102?10? KJ/Kg
?m? （1） （2）
?hb?hn??hb220?3.418?0.073.418?47.56
u?w2?c2?1572?62.5222=144 m/s
c1?u2?w12932?1442?1582?1?arccos?arccos2c1u2?293?144=160
?2?arcsin
c262.5?arcsin?260w2157
022????=4.64 KJ/Kg ?h??h1???47.56?1?0.95n 喷嘴损失为：nw2t178.4222?hb?1???1?0.88?3.5932?102?103 动叶损失为： KJ/Kg
2????c262.52?hc2???332?102?101.95 KJ/Kg 余速损失为：
2 轮周损失为：?hn??hb??hc2?4.64+3.59+1.95=10.18 KJ/Kg 轮周力为： Fu=
G?c1cos?1?c2cos?2??30?293cos160?62.5cos900??=851N
（3）热力过程线为：
0?hn P1 0?ht ?hn ?hb P2
?hb h ?hc2
s
四、简答题
4．轴封系统的作用是什么？（10分）
答：(1) 利用轴封漏汽加热给水或到低压处作功。(2) 防止蒸汽自汽封处漏入大气； (3) 冷却轴封，防止高压端轴封处过多的热量传出至主轴承而造成轴承温度过高，影响轴承安全；(4) 防止空气漏入汽轮机真空部分。 11.简答多级汽轮机每一级的轴向推力是由哪几部分组成的？平衡汽轮机的轴向推力可以采用哪些方法？ 答：多级汽轮机每一级的轴向推力由（1）蒸汽作用在动叶上的轴向力（2）蒸汽作用在叶轮轮面上的轴向力（3）蒸汽作用在转子凸肩上的轴向力（4）蒸汽作用隔板汽封和轴封套筒上的轴向推力组成。
平衡汽轮机的轴向推力可以采用：(1)平衡活塞法；(2)对置布置法；(3)叶轮上开平衡孔；(4)采用推力轴承。 25．简述蒸汽在轴流式汽轮机的冲动级、反动级和复速级内的能量转换特点，并比较它们的效率及作工能力。 答：冲动级介于纯冲动级和反动级之间，蒸汽的膨胀大部分发生在喷嘴中，只有少部分发生在动叶中；反动级蒸汽在喷嘴和动叶中理想比焓降相等；复速级喷嘴出口流速很高，高速气流流经第一列动叶作功后其具有余速的汽流流进导向叶柵，其方向与第二列动叶进汽方向一致后，再流经第二列动叶作功。 作功能力：复速级最大，冲动级次之，反动级最小； 效率：反动级最大，冲动级次之，复速级最小。
34．说明冲击式汽轮机级的工作原理和级内能量转换过程及特点。
答：蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械功。具有一定温度和压力的蒸汽先在固定不动的喷嘴流道中进行膨胀加速，蒸汽的压力、温度降低，速度增加，将蒸汽所携带的部分热能转变为蒸汽的动能。从喷嘴叶栅喷出的高速汽流，以一定的方向进入装在叶轮上的动叶栅，在动叶流道中继续膨胀，改变汽流速度的方向和大小，对动叶栅产生作用力，推动叶轮旋转作功，通过汽轮机轴对外输出机械功，完成动能到机械功的转换。 由上述可知，汽轮机中的能量转换经历了两个阶段：第一阶段是在喷嘴叶栅和动叶栅中将蒸汽所携带的热能转变为蒸汽所具有的动能，第二阶段是在动叶栅中将蒸汽的动能转变为推动叶轮旋转机械功，通过汽轮机轴对外
输出。
5．为什么采用多级汽轮机能提高效率？（10分）
答：多级汽轮机效率大大提高。主要因为：（1）循环热效率提高。多级汽轮机可采用较高的初参数和较低的终参数，并可采用给水回热和再热等手段，使循环热效率提高。（2）相对内效率提高。 a) 多级汽轮机可使各级都设计在最佳速比附近工作，各级相对内效率都较高； b) 在一定条件下，各级余速可部分或全部利用，使相对内效率提高； c) 多级汽轮机所具有的重热现象也使整机的相对内效率提高。
3．什么是汽轮机的最佳速比？并应用最佳速度比公式分析，为什么在圆周速度相同的情况下，反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小？（10分） 答：轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。
对于纯冲动级，
??1????cos?12；反动级??1????cos?1；在圆周速度相同的情况下，
2??2??1?u?1?u????2??ca2??a?2?1??cos?1??2? 纯冲动级△ht=2=
ca反动级△ht=2=
21?u?2???a?1?u?1?u??????2??2??c??cos????221??1???
222由上式可比较得到，反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小。
12.大功率汽轮机为什么都设计成多级汽轮机？在h-s图上说明什么是多级汽轮机的重热现象？
答：（1）大功率汽轮机多采用多级的原因为：多级汽轮机的循环热效率大大高于单机汽轮机；多级汽轮机的相对内效率相对较高；多级汽轮机单位功率的投资大大减小。 （2）如下图：
P1 1
P2 T1 T2 5 2
P3
3
4