《汽轮机原理》课程学习辅导材料

精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除汽 轮 机 原 理课程学习辅导材料目 录第一篇 各章单元复习题及解答绪论及第一章 汽轮机级的工作原理 2解答 9第二章 多级汽轮机 17解答 21第五章 凝汽设备 28解答 32第七章 汽轮机调节系统 35解答 39第二篇 综合思考题及解答第一部分 汽轮机的热力特性 43第二部分 汽轮机的负荷调节 51第三部分 汽轮机的经济运行 58第四部分 汽轮机的安全运行 64第五部分 汽轮机的启动与运行 75第三篇 各章练习题及答案 练习题 83 答案 85【精品文档】第 82 页第一篇、各章单元复习题及解答绪论及第一章 级的工作原理一、 问答题:1 按工作原理、热力过程特性、蒸汽流动方向、新蒸汽参数等对汽轮机进行分类，汽轮机可分为哪些类型？按新蒸汽参数分类时，相应类型汽轮机的新汽压力等级是什么？2 国产汽轮机型号的表示方法是什么？3 根据国产汽轮机型号的表示方法，说明下列汽轮机的型号提供了汽轮机设备的哪些基本特征？（1） CB25-8.82/0.98/0.118（2） CC25-8.82/0.98/0.118-1（3） CB25-8.83/1.47/0.49（4） N300-16.7/537/5374 汽轮机中哪些部件是转动的？哪些部件是静止不动的？5 汽缸的作用是什么？6 简述蒸汽在汽轮机中的能量转换过程？7 试绘图说明最简单的发电厂生产过程示意图？8 蒸汽对动叶片冲动作用原理的特点是什么？9 蒸汽对动叶片反动作用原理的特点是什么？10 根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，如何划分汽轮机级的类型？各种类型级的特点是什么？11 什么是动叶的速度三角形？12 如何根据喷嘴汽流出汽角计算速度级、纯冲动级与反动级的最佳速比？13 汽轮机的调节级为什么要采用部分进汽？如何选择合适的部分进汽度？14 试述汽轮机级内有哪些损失？造成这些损失的原因是什么？15 如何减小级内漏汽损失？16 简述轴向推力的平衡方法。17 简述汽封的工作原理？18 何为汽轮机的进汽机构节流损失和排汽阻力损失？在热力过程线（焓熵图）上表示出来。二、 名词解释1汽轮机的级2反动度。3滞止参数4临界压比5轮周效率。6级的余速损失7最佳速度比。8部分进汽度。9级的相对内效率三、 单项选择1电厂常用汽轮机属于下列那种类型？A. 离心式B. 轴流式C. 辐流式D. 周流式2 保证转子相对于静子的正确轴向位置的是：A. 支持轴承B. 轴封C. 汽缸D. 推力轴承3 汽轮机的轴向位置是依靠_确定的？A. 靠背轮B. 轴封C. 支持轴承D. 推力轴承 4 火力发电厂汽轮机的主要任务是：A. 将热能转化成电能B. 将热能转化成机械能C. 将电能转化成机械能D. 将机械能转化成电能5 具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时A. 压力下降，速度下降B. 压力上升，速度下降C. 压力下降，速度上升D. 压力上升，速度上升6 级的反动度是：A. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的滞止理想焓降之比。 B. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。 C. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的滞止理想焓降之比。 D. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。7 通常当级的焓降很大、喷嘴出口速度很高时采用： A. 纯冲动级B. 带反动度的冲动级 C. 复速级D. 反动级8 汽轮机的级中做功能力最大的级为： A. 纯冲动级B. 带反动度的冲动级 C. 复速级D. 反动级9 反动级动叶入口压力为P1，出口压力为P2，则P1和P2有_关系。 A. P1P2B. P1P2 C. P1P2D. P1=0.5P210 已知蒸汽在汽轮机某级的滞止理想焓降为40 kJ/kg，该级的反动度为0.187，则喷嘴出口的理想汽流速度为A. 8 m/sB. 122 m/sC. 161 m/sD. 255 m/s 11 假设喷嘴前的蒸汽滞止焓为3350 kJ/kg，喷嘴出口蒸汽理想比焓值为3304.4 kJ/kg，则喷嘴实际出口速度为A. 9.5 m/sB. 81.3 m/sC. 81.9 m/sD. 320 m/s12 蒸汽在某反动级喷嘴中的滞止理想焓降为30 kJ/kg，则蒸汽在动叶通道中的理想焓降为：A. 0 kJ/kgB. 15 kJ/kgC. 30 kJ/kgD. 45 kJ/kg13 当喷嘴的压力比n大于临界压力比cr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1 A. C1 CcrD. C1Ccr 14 当渐缩喷嘴出口压力p1小于临界压力pcr时，蒸汽在喷嘴斜切部分发生膨胀，下列哪个说法是正确的？A. 只要降低p1，即可获得更大的超音速汽流B. 可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有限的C. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度CcrD. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度Ccr 15 蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是 A. 喷嘴后压力小于临界压力B. 喷嘴后压力等于临界压力 C. 喷嘴后压力大于临界压力D. 喷嘴后压力大于喷嘴前压力16 下列哪个说法是正确的A. 喷嘴流量总是随喷嘴出口速度的增大而增大； B. 喷嘴流量不随喷嘴出口速度的增大而增大；C. 喷嘴流量可能随喷嘴出口速度的增大而增大，也可能保持不变；D. 以上说法都不对 17 关于喷嘴临界流量，在喷嘴出口面积一定的情况下，请判断下列说法哪个正确：A喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关B喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关C喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关D. 喷嘴临界流量既与喷嘴初参数有关，也与喷嘴终参数有关18 蒸汽流动过程中，能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是_。A. 轴向力B. 径向力C. 周向力D. 蒸汽压差19 在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率uA. 增大B. 降低C. 不变D. 无法确定20 在圆周速度相同的情况下，作功能力最大的级为 A. 纯冲动级B. 带反动度的冲动级 C. 复速级D. 反动级21 在喷嘴出口汽流角a 1和圆周速度u相等时，纯冲动级和反动级在最佳速比下所能承担的焓降之比为A. 1：2B. 2：1C. 1：1D. 1：4 22 当各种条件相同时，冲动式汽轮机与反动式汽轮机的级数比约为： A. 2B. 1 C. 1/2D. 1/423 在各自最佳速比下，轮周效率最高的级是 A. 纯冲动级B. 带反动度的冲动级 C. 复速级D. 反动级24 当 最小时，级的轮周效率最大。A. 动叶入口蒸汽相对速度B. 动叶入口蒸汽绝对速度C. 动叶出口蒸汽相对速度D. 动叶出口蒸汽绝对速度25 下列哪个措施可以减小叶高损失 A. 加长叶片B. 缩短叶片 C. 加厚叶片D. 减薄叶片26 下列哪种措施可以减小级的叶高损失？ A. 级反动度选用较大值B. 增加叶栅中的叶片数 C. 减小叶片高度D. 采用部分进汽27 部分进汽度越小，则：A. 鼓风损失越小，斥汽损失越大B. 鼓风损失越小，斥汽损失越小C. 鼓风损失越大，斥汽损失越大D. 鼓风损失越大，斥汽损失越小28 汽轮机级采用部分进汽度的原因是A. 叶片太长B. 叶片太短C. 存在鼓风损失D. 存在斥汽损失29 某列喷嘴叶栅工作段弧长为1037mm，平均直径1100 mm，则该级的部分进汽度为:A. 0.3B. 0.5C. 0.66D. 130 下列哪种损失不属于叶栅损失A. 喷嘴损失B. 动叶损失C. 余速损失D. 叶高损失 31 下列哪种措施可以减小级的叶型损失？ A. 级反动度选用较大值B. 增加叶栅中的叶片数 C. 安装叶顶围带D. 选用扭叶片32 下列哪种措施可以减小级的扇形损失 A. 采用部分进汽B. 采用去湿槽 C. 采用扭叶片D. 采用复速级33 扭曲叶片适用于汽轮机的下列哪种级？ A. 径高比比较小的级B. 径高比比较大的级 C. 工作在湿蒸汽区的级D. 调节级34 下列哪种措施可以减小叶轮摩擦损失？ A. 级反动度选用较大值B. 增加叶栅中的叶片数 C. 尽量减小叶轮与隔板间腔室的容积D. 采用部分进汽35 在汽轮机的低压级中，摩擦损失很小的原因是因为 较大。A. 蒸汽比容B. 圆周速度C. 级的平均直径D. 蒸汽湿度36 降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？A. 加隔板汽封B. 减小轴向间隙C. 选择合适的反动度D. 在非工作段的动叶两侧加装护罩装置37 下列哪种措施可以减小鼓风损失？ A. 安装叶顶围带 B. 选用扭叶片 C. 减小叶片高度 D. 在无喷嘴弧段部分的动叶两侧加护罩38 减少轴封漏汽的措施是A. 增加轴封齿数B. 减少轴封齿数 C. 加大轴封直径D. 以上途径都不可以39 在叶轮上开平衡孔，可以减小A. 叶高损失B. 部分进汽损失C. 漏汽损失D. 湿汽损失40 工作在湿蒸汽区的汽轮机的级，受水珠冲刷腐蚀最严重的部位是：A. 动叶顶部背弧处B. 动叶顶部内弧处C. 动叶根部背弧处D. 喷嘴背弧处41 减小排汽压力损失提高机组经济性，汽轮机的排汽室通常设计成：A. 等截面型B. 渐缩型C. 缩放型D. 渐扩型42 为了安全，一般对现代凝汽式汽轮机终了的最高湿度限制不得超过： A. (912)%B. (1215)% C. (1518)%D. (1820)%43 提高汽轮机末级蒸汽干度，可采用下列那种方法？ A. 提高蒸汽初压B. 降低排气压力 C. 采用回热抽汽D. 采用再热44 为了安全，一般对现代凝汽式汽轮机终了的最高湿度限制不得超过： A. (912)%B. (1215)% C. (1518)%D. (1820)%四、 多项选择1 背压式汽轮机和调整抽汽式汽轮机的共同点包括下列哪几项？A. 排汽压力大于1个大气压B. 能发电C. 能供热D. 没有凝汽器 2 支持轴承的作用是 。A. 平衡轴向推力B. 保证对转子的支撑作用C. 确定转子与静子的相对幅向位置D. 维持转子相对于静子的正确轴向位置3 级的反动度越大，则 。A. 喷嘴的理想焓降越大B. 动叶的理想焓降越大C. 蒸汽对动叶栅的反动力越大D. 蒸汽对动叶栅的冲动力越大。4 纯冲动级内能量转换的特点是 。A. 蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀B. 蒸汽仅对动叶施加冲动力C. 动叶进出口蒸汽压力相等D. 动叶理想焓降等于零5 蒸汽通过渐缩喷嘴的临界流量与 有关。A. 喷嘴的出口面积B. 级的反动度C. 蒸汽的压力比D. 喷嘴前滞止状态的蒸汽参数6 已知某级喷嘴前压力为P1 = 8.4 MPa，喷嘴后压力为P2 = 4.45 MPa，该级蒸汽的临界压力比为0.546，试判断该级喷嘴内的蒸汽流动状态： A. 喷嘴的蒸汽流量小于临界流量B. 喷嘴的蒸汽流量等于临界流量 C. 喷嘴出口的汽流发生偏转D. 喷嘴出口的汽流不发生偏转7 蒸汽在叶片斜切部分膨胀的特点包括A. 蒸汽汽流发生偏转B. 其叶片前后的压力比crC. 其叶片前后的压力比crD. 叶片出口可以得到超音速汽流8 若余速在下一级中被利用，则 不变。A. 本级的有效焓降B. 本级的理想焓降C. 级的理想能量D. 本级的余速损失9 下列哪些措施可以减少叶高损失？ A. 增大叶栅平均直径B. 减小叶栅的平均直径 C. 采用部分进汽D. 采用扭曲叶片10 下列哪些措施可以减小部分进汽损失？ A. 采用扭叶片B. 选择合适的部分进汽度 C. 在叶轮上开孔D. 在动叶非工作弧段加装护罩11 下列哪些措施可以减小鼓风损失？ A. 采用扭叶片B. 选择合适的部分进汽度 C. 在叶轮上开孔D. 在动叶非工作弧段加装护罩12 下列哪些措施可以减小级内的漏气损失？ A. 加装隔板汽封片B. 在动叶根部安装径向汽封片 C. 设计叶片时采用合适的反动度D. 在叶轮上开平衡孔13 汽轮机级内漏汽主要发生在下列哪些部位？A. 隔板汽封B. 动叶顶部C. 动叶根部D. 叶轮轮面和隔板间隙14 以下叙述中，正确的是 。A. 设计时采用合适的反动度，可减小漏汽损失B. 安装汽封片可以减少漏汽损失C. 汽封片越多，漏汽量也就越小。D. 纯冲动级中没有漏汽损失15 叶轮上开平衡孔的作用是A. 减小漏汽量B. 减小轴向推力C. 转子平衡D. 减小隔板漏汽损失16 湿汽损失产生的原因包括：A. 湿蒸汽在喷嘴中膨胀加速时，一部分蒸汽凝结成水滴B. 水珠速度低于蒸汽速度C. 水珠撞击下级喷嘴进口内弧D. 蒸汽的过冷损失17 可减少湿汽损失的措施包括 A. 提高汽轮机排汽压力B. 采用去湿装置 C. 采用扭叶片D. 提高初压18 下列哪些措施可以减小湿汽损失？A. 采用斜切喷嘴B. 有吸水缝的空心喷嘴C. 限制排汽湿度不得超过12%15%D. 在叶片进汽边凹弧上镶焊硬质合金19 为保护末级动叶片提高其抗冲蚀能力，可以采取下列哪些措施？A. 叶片进汽边背弧上镶焊硬质合金B. 叶片进汽边背弧上局部淬硬C. 将司太立合金片焊在动叶顶部进汽边的背弧上D. 加装围带20 汽轮机调节级内存在下列哪几项损失？ A. 部分进汽损失B. 余速损失 C. 叶高损失D. 湿气损失21 汽轮机高压级的主要损失有A. 叶高损失B. 叶轮摩擦损失C. 漏汽损失D. 湿气损失22 凝汽式汽轮机低压级可能包括下列哪几项损失？A. 叶高损失B. 鼓风损失C. 扇形损失D. 湿汽损失23 长叶片设计成直叶片，将产生多种附加损失，主要有 。A. 沿叶高圆周速度不同所引起的损失B. 沿叶高、叶片宽度不同所引起的损失C. 沿叶高节距不同所引起的损失D. 轴向间隙中汽流径向流动所引起的损失五、 计算题1 知汽轮机某纯冲动级喷嘴进口蒸汽的焓值为3369.3 kJ/kg，初速度c0 = 50 m/s，喷嘴出口蒸汽的实际速度为c1 = 470.21 m/s，速度系数j = 0.97，本级的余速未被下一级利用，该级内功率为Pi = 1227.2 kW，流量D1 = 47 T/h，求：1 喷嘴损失为多少? 2 喷嘴出口蒸汽的实际焓？3 该级的相对内效率？2 某冲动级级前压力p0=0.35MPa，级前温度t0=169C, 喷嘴后压力p1=0.25MPa, 级后压力p2=0.56MPa, 喷嘴理想焓降h n =47.4kJ/kg, 喷嘴损失h n t=3.21kJ/kg, 动叶理想焓降h b =13.4kJ/kg, 动叶损失h b t =1.34kJ/kg, 级的理想焓降h t=60.8kJ/kg，初始动能hc0=0，余速动能h c 2=2.09kJ/kg, 其他各种损失h=2.05 kJ/kg。计算：（1） 计算级的反动度m（2） 若本级余速动能被下一级利用的系数m 1=0.97，计算级的相对内效率r i。3 某反动级理想焓降ht=62.1kJ/kg，初始动能hc0=1.8 kJ/kg, 蒸汽流量G=4.8kg/s，若喷嘴损失hn=5.6kJ/kg, 动叶损失hb=3.4kJ/kg，余速损失hc2=3.5kJ/kg，余速利用系数1=0.5，计算该级的轮周功率和轮周效率。4 某级蒸汽的理想焓降为ht = 76 kJ/kg，蒸汽进入喷嘴的初速度为 c0 = 70 m/s，喷嘴出口方向角1 =18，反动度为m = 0.2，动叶出汽角2 = 16，动叶的平均直径为dm = 1080 mm，转速n = 3000 r/min，喷嘴的速度系数 = 0.95，动叶的速度系数 = 0.94，求：(1) 动叶出口汽流的绝对速度c2 (2) 动叶出口汽流的方向角2 (3) 绘出动叶进出口蒸汽的速度三角形。5 已知汽轮机某级的理想焓降为84.3 kJ/kg，初始动能1.8 kJ/kg，反动度0.04，喷嘴速度系数j = 0.96，动叶速度系数y = 0.96，圆周速度为171.8 m/s，喷嘴出口角a 1 = 15，动叶出口角b2 = b13，蒸汽流量G = 4.8 kg/s。求：1 喷嘴出口相对速度？ 2 动叶出口相对速度？3 轮周功率？6 已知喷嘴进口蒸汽焓值h0=3336kJ/kg，蒸汽初速度c0=70m/s；喷嘴后理想焓值h1t=3256 kJ/kg，喷嘴速度系数j =0.97。试计算(1) 喷嘴前蒸汽滞止焓(2) 喷嘴出口实际速度7 凝汽式汽轮机的蒸汽初参数：P0=8.83 MPa，温度t 0=530，汽轮机排汽压力Pc=0.0034 MPa，全机理想焓降H t = 1450 kJ/kg，其中调节级理想焓降h tI = 209.3 kJ/kg，调节级相对内效率Iri=0.5，其余各级平均相对内效率IIri=0.85。假定发电机效率g=0.98，机械效率m=0.99。试求：(1) 该级组的相对内效率。(2) 该机组的汽耗率。 (3) 在hs(焓熵)图上绘出该机组的热力过程线。解答一、 问答题:1 答：（1）按工作原理可分为：冲动式汽轮机 和 反动式汽轮机（2）按热力过程特性可分为：凝汽式汽轮机；调整抽汽式汽轮机；背压式汽轮机；中间再热式汽轮机。（3）按蒸汽流动方向可分为：轴流式汽轮机；辐流式汽轮机（4）按新蒸汽参数可分为下列几种类型，相应的压力等级同时列于下面：a. 低压汽轮机 新汽压力为1.181.47 MPa;b. 中压汽轮机 新汽压力为1.963.92 MPa;c. 高压汽轮机 新汽压力为5.889.8 MPa;d. 超高压汽轮机 新汽压力为11.7713.73 MPa;e. 亚临界汽轮机 新汽压力为15.6917.65 MPa;f. 超临界汽轮机 新汽压力超过22.16 MPa;2 答：国产汽轮机产品型号的表示方法是：变型设计序数蒸汽参数额定功率（MW）汽轮机型号（代号） 额定功率是指在额定工况下汽轮机连续运行时，在汽轮发电机输出端所发出的最大功率。3 答：（1） 该汽轮机为：抽汽背压式；汽轮机的额定发电容量为：25 MW；汽轮机的新蒸汽压力为 8.82 MPa ; 调整抽汽的压力为：0.98 MPa ；背压为：0.118 MPa；汽轮机按原设计制造。 （2）该汽轮机为：两次调整抽汽式；汽轮机的额定发电容量为：25 MW；汽轮机的新蒸汽压力为 8.82 MPa ; 两次调整抽汽的压力分别为：0.98 MPa和0.118 MPa；汽轮机按第一次变性设计制造。 （3）该汽轮机为：抽汽背压式；汽轮机的额定发电容量为：25 MW；汽轮机的新蒸汽压力为 8.83 MPa ; 调整抽汽的压力为：1.47 MPa；背压为0.49 MPa；汽轮机按原设计制造。 （4）该汽轮机为：凝汽式；汽轮机的额定发电容量为：300 MW；汽轮机的新蒸汽压力为 16.7 MPa，新蒸汽温度为537，再热蒸汽温度为537；汽轮机按原设计制造。4 答：转动部分包括：主轴、叶轮、动叶等；静止部分包括：汽缸、隔板、静叶、轴承等。5 答：汽缸的作用是形成一个空间容纳蒸汽在中流动和转子在其中旋转，并支持装在汽缸内的其它部分。6 答：蒸汽的热能蒸汽的动能汽轮机转子旋转的机械能7 答： 1锅炉；2汽轮机；3发电机；4凝汽器；5给水泵8 答：蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶汽道内不膨胀加速，只改变流动方向。9 答：蒸汽在动叶通道内不仅改变流动方向，而且还进行膨胀加速。10 答：根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反动度的冲动级和复速级等几种。各类级的特点： 纯冲动级：级的平均反动度等于零的级。特点：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀，将蒸汽的热能转变为动能，在动叶中只改变方向不膨胀。在这种级中：p1 = p2；Dhb =0；m=0。动叶叶型近似对称弯曲，汽道横截面沿流动方向不发生变化。带反动度的冲动级：级的平均反动度介于0.050.20的级。特点：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行。蒸汽对动叶栅的作用力以冲动力为主，但也有一部分反动力，它的作功能力比反动级大，效率又比纯冲动级高。在这种级中：p1 p2；Dhn Dhb 0；复速级：单列冲动级的一种延伸，在单列冲动级动叶之后增加导叶和动叶继续将蒸汽的动能转化为机械功。特点：作功能力比单列冲动级要大。反动级：级的平均反动级约为0.5的级。特点：蒸汽在级中的理想焓降平均分配在喷嘴叶栅和动叶栅中，蒸汽经过动叶通道时，除给予动叶一个比较大的反动作用力；结构特点是动叶叶型与喷嘴叶型相同。反动级的流动效率高于纯冲动级，但作功能力较小。在这种级中：p1 p2；DhnDhb0.5Dht；m=0.5。11 答：由于动叶以圆周速度旋转，蒸汽进入动叶的速度相对于不同的坐标系有绝对速度和相对速度之分，表示动叶进出口圆周速度、绝对速度和相对速度的相互关系的三角形叫做动叶的速度三角形。12 答：速度级的最佳速比为：(x1)op=cos14； 纯冲动级的最佳速比为：(x1)op=cos12； 反动级的最佳速比为：(x1)op=cos1；其中：1为喷嘴汽流出汽角。13 答：在汽轮机的调节级中，蒸汽比容很小，如果喷嘴整圈布置，则喷嘴高度过小，而喷嘴高度太小会造成很大的流动损失，即叶高损失。所以喷嘴高度不能过小，一般大于15mm。而喷嘴平均直径也不宜过小，否则级的焓降将减少，所以采用部分进汽可以提高喷嘴高度，减少损失。 由于部分进汽也会带来部分进汽损失，所以，合理选择部分进汽度的原则，应该是使部分进汽损失和叶高损失之和最小。14 答：汽轮机级内的损失有：喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、扇形损失、湿气损失9种。造成这些损失的原因： （1）喷嘴损失：蒸汽在喷嘴叶栅内流动时，汽流与流道壁面之间、汽流各部分之间存在碰撞和摩擦，产生的损失。（2）动叶损失：因蒸汽在动叶流道内流动时，因摩擦而产生损失。 （3）余速损失：当蒸汽离开动叶栅时，仍具有一定的绝对速度，动叶栅的排汽带走一部分动能，称为余速损失。（4）叶高损失：由于叶栅流道存在上下两个端面，当蒸汽流动时，在端面附面层内产生摩擦损失，使其中流速降低。其次在端面附面层内，凹弧和背弧之间的压差大于弯曲流道造成的离心力，产生由凹弧向背弧的二次流动，其流动方向与主流垂直，进一步加大附面层内的摩擦损失。（5）扇形损失：汽轮机的叶栅安装在叶轮外圆周上，为环形叶栅。当叶片为直叶片时，其通道截面沿叶高变化，叶片越高，变化越大。另外，由于喷嘴出口汽流切向分速的离心作用，将汽流向叶栅顶部挤压，使喷嘴出口蒸汽压力沿叶高逐渐升高。而按一元流动理论进行设计时，所有参数的选取，只能保证平均直径截面处为最佳值，而沿叶片高度其它截面的参数，由于偏离最佳值将引起附加损失，统称为扇形损失。 （6）叶轮摩擦损失：叶轮在高速旋转时，轮面与其两侧的蒸汽发生摩擦，为了克服摩擦阻力将损耗一部分轮周功。又由于蒸汽具有粘性，紧贴着叶轮的蒸汽将随叶轮一起转动，并受离心力的作用产生向外的径向流动，而周围的蒸汽将流过来填补产生的空隙，从而在叶轮的两侧形成涡流运动。为克服摩擦阻力和涡流所消耗的能量称为叶轮摩擦损失。 （7）部分进汽损失：它由鼓风损失和斥汽损失两部分组成。在没有布置喷嘴叶栅的弧段处，蒸汽对动叶栅不产生推动力，而需动叶栅带动蒸汽旋转，从而损耗一部分能量；另外动叶两侧面也与弧段内的呆滞蒸汽产生摩擦损失，这些损失称为鼓风损失。当不进汽的动叶流道进入布置喷嘴叶栅的弧段时，由喷嘴叶栅喷出的高速汽流要推动残存在动叶流道内的呆滞汽体，将损耗一部分动能。此外，由于叶轮高速旋转和压力差的作用，在喷嘴组出口末端的轴向间隙会产生漏汽，而在喷嘴组出口起始端将出现吸汽现象，使间隙中的低速蒸汽进入动叶流道，扰乱主流，形成损失，这些损失称为斥汽损失。 （8）漏汽损失：汽轮机的级由静止部分和转动部分组成，动静部分之间必须留有间隙，而在间隙的前后存在有一定的压差时，会产生漏汽，使参加作功的蒸汽量减少，造成损失，这部分能量损失称为漏汽损失。 （9）湿汽损失：在湿蒸汽区工作的级，将产生湿汽损失。其原因是：湿蒸汽中的小水滴，因其质量比蒸汽的质量大，所获得的速度比蒸汽的速度小，故当蒸汽带动水滴运动时，造成两者之间的碰撞和摩擦，损耗一部分蒸汽动能；在湿蒸汽进入动叶栅时，由于水滴的运动速度较小，在相同的圆周速度下，水滴进入动叶的方向角与动叶栅进口几何角相差很大，使水滴撞击在动叶片的背弧上，对动叶栅产生制动作用，阻止叶轮的旋转，为克服水滴的制动作用力，将损耗一部分轮周功；当水滴撞击在动叶片的背弧上时，水滴就四处飞溅，扰乱主流，进一步加大水滴与蒸汽之间的摩擦，又损耗一部分蒸汽动能。以上这些损失称为湿汽损失。15 答：减少漏汽损失的措施：1） 加装隔板汽封片，减少漏汽量；2） 在动叶片根部安装径向汽封片；3） 在设计时采用合适的反动度，使叶片根部形成根部不吸不漏；4） 在叶轮上开平衡孔，使隔板漏汽经平衡孔漏向级后，避免混入主流。16 答：平衡活塞法；对置布置法，叶轮上开平衡孔；采用推力轴承。hs节流损失t 0P0PcPcP0排汽阻力损失17 答：每一道汽封圈上有若干高低相间的汽封片（齿），这些汽封片是环形的。蒸汽从高压端泄入汽封，当经过第一个汽封片的狭缝时，由于汽封片的节流作用，蒸汽膨胀降压加速，进入汽封片后的腔室后形成涡流变成热量，使蒸汽的焓值上升，然后蒸汽又进入下一腔室，这样蒸汽压力便逐齿降低，因此在给定的压差下，如果汽封片片数越多，则每一个汽封片两侧压差就越小，漏汽量也就越小。18 答：由于蒸汽在汽轮机进汽机构中节流，从而造成蒸汽在汽轮机中的理想焓降减小，称为进汽机构的节流损失。汽轮机的乏汽从最后一级动叶排出后，由于排汽要在引至凝汽器的过程中克服摩擦、涡流等阻力造成的压力降低，该压力损失使汽轮机的理想焓降减少，该焓降损失称为排汽通道的阻力损失。二、 名词解释1 答：将高温、高压蒸汽所具有的热能转换为机械功的基本单元，主要是由一列喷嘴叶栅和一列动叶栅组成。2 答：蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的滞止理想焓降之比，用来衡量动叶栅中蒸汽的膨胀程度。3 答：具有一定流动速度的蒸汽，如果假想蒸汽等熵地滞止到速度为零时的状态，该状态为滞止状态，其对应的参数称为滞止参数。4 答：汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。5 答：1kg蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比。6 答：当蒸汽离开级时仍具有一定的速度，其动能称为余速动能，余速动能如果在后面的 级中得不到利用就成为了损失，称为余速损失。7 答：将（级动叶的）圆周速度u与喷嘴出口（蒸汽的）速度c1的比值定义为速度比，轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。8 答：工作喷嘴所占的弧长与整个圆周之比。9 答：级的相对内效率是指级的有效焓降和级的理想能量之比。三、 单项选择1.B 2.D 3.D 4.B 5.C 6.A 7.C 8.C 9.B 10.D11.A 12.C 13.A 14.B 15.A 16.C 17.C 18.C 19.A 20.C21.B 22.C 23.D 24.D 25.A 26.D 27.D 28.B 29.A 30.C31.A 32.C 33.A 34.C 35.A 36.D 37.D 38.A 39.C 40.A41.D 42.B 43.D 44.B四、 多项选择1 B C2 B C3 B C4 A B C D5 A D6 B C7 A B D8 A B D9 B C10 B D11 B D12 A B C D13 A B D14 A B C15 B D16 A B D17 A B 18 B C19 A B C20 A B C21 A B C22 C D23 答A C D五、 计算题1 解：(1) 喷嘴损失：(2) 喷嘴出口蒸汽的实际焓：(3) 级的相对内效率：2 解：级的反动度m=hb/ht=13.4/60.8=0.22 级的相对内效率ri=(ht-hn-hb-hc2-h)/(ht-1hc2)= =0.92 3 解：级的轮周有效焓降 hu=ht*-hn-hb-hc2 =62.1+1.85.63.43.5 =51.4kJ/kg轮周功率Pu=Ghu=4.851.4=246.7kW轮周效率 u=hu/E 0=hu/(h t*1h c2)=51.4/（62.1+1.80.50.35）= 82.7%4 解：=76 + 0.5702/1000 = 76 + 2.45 = 78.45 kJ/kg336.57 m/s169.56 m/s182.97 m/s=28.64o 0.278.45=15.69 kJ/kg=239.39 m/s121.69 m/sw1w2c2c1uub2b1a2a170.54 动叶进出口蒸汽的速度三角形5 解：(1) kJ/kg， kJ/kg，u = 171.8 m/s kJ/kg m/s喷嘴出口相对速度: m/s(2) 动叶出口相对速度: m/s(3) 轮周功率:6 解：（1）喷嘴进口动能：hc0 = c02/2 = 702/2 = 2450（J/kg）= 2.45 kJ/kg喷嘴前蒸汽滞止焓：h0*=h0+hc0 =3336+2.45=3338.5(kJ/kg) (2) 喷嘴出口实际速度：7 解：（1）因为调节级效率Iri=0.5=h iIh tI 所以调节级有效焓降：h iI=0.5h tI=104.65 kJ/kg 其余各级的有效焓降：HiII=IIriHtII 其中：H tII=H th tI=1450209.3=1240.7 kJ/kg HiII=IIriHtII =0.851240.7=1054.6 kJ/kg故整机的相对内效率：hsh tIHtIIt 0=530P0=8.83 MPaPc=0.0034 MPa ri=（hiI +HiII）H t= 1159.251450 = 79.9 %（2）机组的汽耗率： d = 3600(H trigm) = 3600（1124.7）= 3.2 kgkW.h （3）热力过程线 见右图。第二章 多级汽轮机一、 简答题1 现代汽轮机为何采用多级汽轮机而不采用单级汽轮机？2 为什么采用多级汽轮机能提高效率？3 汽封的作用是什么？4 轴封的作用是什么？5 轴封系统的作用是什么？6 为什么说不宜用汽耗率来评价不同类型机组的经济性？7 目前我国先进机组的汽轮机相对内效率可达多少？8 综合表示凝汽式汽轮发电机组经济性的指标中，较完善的是什么？9 目前我国火力发电厂先进机组的热效率可达多少？10 汽轮机的轴向推力主要由那些力所组成？11 平衡汽轮机轴向推力，可采取哪些措施？12 推力轴承的作用是什么？二、 名词解释：1 重热现象。2 进汽节流损失。3 排汽节流损失。4 轴封。5 汽轮机的相对内效率。6 汽轮机的相对电效率。7 汽轮机的绝对电效率。8 汽耗率。9 热耗率。三、 多项选择：1 汽轮机的轴向位置是依靠_确定的？A. 靠背轮B. 推力支持联合轴承C. 支持轴承D. 推力轴承 2 在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，汽轮机的_应效率增大。A. 轮周效率B. 相对内效率C. 循环热效率D.电效率 3 为减小排汽通道的压力损失，提高机组经济性，通常在汽轮机的排汽室设计_。A.扩压段 B. 导流环和导流板C. 渐缩段D. 增加肋板和撑管4 下列说法正确的是 。A. 增加轴封齿数可以减少轴封漏汽 B. 减少轴封齿数可以减少轴封漏汽 C. 加大轴封直径可以减少轴封漏汽 D. 减小汽封间隙可以减少轴封漏汽5 汽轮机的进汽节流损失发生在 A. 主汽阀 B. 管道C. 调节阀D. 进汽蒸汽室6 评价汽轮发电机组机经济性的指标有 。A. 热耗率B. 汽耗率C. 汽轮机相对内效率D. 汽轮机绝对内效率7 多级汽轮机的轴向推力包括 。 A. 蒸汽作用在喷嘴上的轴向力B. 蒸汽作用在动叶上的轴向力 C. 蒸汽蒸汽作用在叶轮上的轴向力D. 蒸汽作用在汽缸上的轴向力8 在叶轮上开平衡孔，可以减小A. 叶高损失B. 轴向推力C. 漏汽损失D. 湿汽损失9 影响重热系数大小的因素有 A. 汽轮机保温性能的好坏B. 余速利用的大小 C. 汽轮机各级级内损失的大小D. 汽轮机的级数10 平衡汽轮机轴向推力的方法有 。 A. 采用平衡活塞B. 转子动平衡 C. 采用多汽缸D. 叶轮上开平衡孔四、 单选题1 关于评价汽轮机通流部分经济性的指标是 。 A. 发电厂效率B. 相对内效率 C. 绝对电效率D. 循环效率2 关于多级汽轮机的重热现象，下列哪些说法是正确的？A. 设法增大重热系数，可以提高多级汽轮机的内效率B. 重热现象是从前面各级损失中回收的一小部分热能C. 汽轮机的级数与重热系数无关D. 重热现象可以提高汽轮机各级的内效率3 汽轮机除级内各项损失外，还可能发生下列哪些项损失？A. 湿汽损失 B. 隔板漏汽损失C. 叶顶漏汽损失D. 轴封漏汽损失4 轴封的作用是 。A. 回收部分蒸汽质量B. 回收部分蒸汽热量C. 减小轴端漏汽损失D. 减小隔板漏汽损失5 汽轮机的外部损失主要有 。A. 排汽阻力损失B. 机械损失C. 进汽节流损失D. 轴封漏汽损失6 下列哪些指标可以用来评价不同类型汽轮发电机组的经济性？A. 热耗率B. 汽耗率C. 发电机效率D.机械效率7 若汽轮机的余速利用系数增大，则该机 增大。A. 整机循环效率B. 整机理想焓降C. 重热系数增大D. 整机相对内效率8 下列哪些损失为汽轮机的内部损失 。 A. 厂用电B. 轴封漏汽损失 C. 排气缸的阻力损失D. 机械损失9 支持轴承的作用是 。A. 平衡轴向推力B. 保证对转子的支撑作用C. 确定转子与静子的相对膨胀方向D. 维持转子相对于静子的正确轴向位置10 多级汽轮机相对内效率降低的不可能原因是 。A.余速利用系数降低B.级内损失增大C.进排汽损失增大D.重热系数降低五、 计算题1 某50MW汽轮机全机理想比焓降为1428.6kJ/kg，各级的理想焓降之和为1514.57kJ/kg，求该汽轮机的重热系数为多少？2 一反动式汽轮机，蒸汽流量T/h , 蒸汽初压MPa，初温，排汽压力MPa，排汽恰好是饱和蒸汽。全机共有14级，每级效率相同，焓降相同，重热系数。试计算各级效率、汽轮机内功率。3 凝汽式汽轮机的蒸汽初参数为： 蒸汽初压MPa，初温；排汽压力MPa，其第一级理想焓降kJ/kg，该级效率，其余各压力级内效率（包括末级余速损失在内）。设进汽节流损失，假定发电机效率，机械效率。试求：（1）该机组的相对内效率，并绘出在h-s上的热力过程线。（2）该机组的汽耗率。4 凝汽式汽轮机的蒸汽初参数为： 蒸汽初压MPa，初温，汽轮机排汽压力MPa，进汽节流损失，试问进汽节流损失使理想焓降减少多少？5 试求蒸汽初参数为MPa，初温，终参数MPa，的背压式汽轮机的相对内效率和各压力级的相对内效率。已知：第一级级后压力MPa，内效率，其余四个压力级具有相同的焓降和内效率，进汽机构和排汽管中的损失可忽略不计。（重热系数）6 试求凝汽式汽轮机最末级的轴向推力。已知该级蒸汽流量kg/s，平均直径m，动叶高度mm，叶轮轮毂直径m，轴端轴封直径m，喷嘴后的蒸汽压力MPa，动叶后的蒸汽压力MPa。根据级的计算，已知其速度三角形为：m/s，m/s，m/s。7 某机组在最大工况下通过的蒸汽流量T/h，此时计算得到作用在动叶上的轴向推力N，作用在叶轮上的轴向推力N, 作用在各凸肩上的轴向推力N，机组轴向推力轴承共装有10个瓦块，每块面积，轴承工作面能承受的最大压力为，要求的安全系数为1.51.7。8 一台多缸凝汽式汽轮机如图所示，推力轴承位于高、中压缸之间，它共有10个瓦块，每块面积。最大工况下动叶轴向力为：高压部分N，中低压部分N；叶轮上的轴向力：高压部分N，中低压部分N；转子凸肩与轴封凸肩上的总轴向推力：高压缸侧N，中低压部分N。轴承工作面最大能承受的压力N/cm2，中低压部分N，试判断推力瓦工作的安全性。（要求的安全系数为1.51.7）。高压缸 轴承 中低压缸 低压缸轴承 图 某汽轮机汽缸分布图 解答一、 简答题1 答：现代汽轮机都采用多级汽轮机而不采用单级汽轮机，主要因为其具有效率高、单机功率大 、单位功率投资小、自动化水平高等突出优点。2 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 答：为了避免动、静部件之间的碰撞，必须留有适当的间隙，这些间隙的存在势必导致漏汽，为此必须加装密封装置-汽封。根据汽封在汽轮机中所处的位置可分为：轴端汽封（轴封）、隔板汽封和围带汽封（通流部分汽封）三类。4 答：轴封是汽封的一种。汽轮机轴封的作用是阻止汽缸高压侧的蒸汽向外泄露，低压侧的空气漏入汽缸。5 答：轴封系统是由高、低压轴封和与之相连的管道及附属设备组成，其主要作用包括：（1）回收利用轴封漏汽，用来加热给水或到低压级作功；（2）防止蒸汽自轴封处漏入大气；（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。6 答：汽耗率是指每生产1kW电能所消耗的蒸汽量。如果机组的参数不同，尽管功率和效率相同，其汽耗量也是不同的；供热式机组当抽汽量有差异时更是如此，所以不宜用汽耗率来评价不同类型机组的经济性。7 答：目前我国火力发电厂先进机组的汽轮机相对内效率可达90%以上。8 答：热耗率和绝对电效率都可以作为综合评价各类汽轮发电机组经济性的指标。9 答：目前我国火力发电厂先进机组的热效率可达40 %左右。10 答：汽轮机的轴向推力主要由下列这些力所组成：1） 蒸汽作用在叶片上的力在轴向的分量；2） 由叶轮前后的压差所引起的作用在叶轮上的轴向力；3） 蒸汽作用在转子凸肩上的轴向力；4） 蒸汽作用在隔板汽封和轴封套筒上的轴向力。11 答：平衡汽轮机轴向推力，可采取下列措施：1） 高压轴封两端以反向压差设置平衡活塞；2） 汽缸对称、分流布置；3） 叶轮上开平衡孔；4） 最后采用推力轴承来承担剩余轴向推力。12 答：推力轴承的作用是承担汽轮机的剩余轴向推力，保持汽轮机转子和汽缸之间的轴向相对位置。二、 名词解释：1 答：多级汽轮机中，前面各级所损失的热能可以部分的在以后各级中作为理想焓降被利用，这种现象称为重热现象。2 答：主蒸汽进入第一级喷嘴前，在通过主汽阀、调节阀、管道和蒸汽室时，由于节流摩擦等原因产生了压力降落，使整机理想焓降减少，这种节流作用引起的焓降损失称为进汽机构中的节流损失。3 答：汽轮机乏汽从最后一级排入凝汽器时，在沿程中克服摩擦和涡流等阻力，造成了压力降低