《汽轮机原理》习题及答案.docx

模拟试题一一、单项选择题（每题2分，共20分）1火力发电厂汽轮机的主要任务是：（B）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2具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时 （C）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3汽轮机的级中做功能力最大的级为：（C） A. 纯冲动级B. 带反动度的冲动级 C. 复速级D. 反动级4汽轮机除级内各项损失外，还可能发生下列哪些项损失？（D）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5多级汽轮机相对内效率降低的不可能原因是（D）。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6正常运行时，关于凝汽器内真空的形成，判断下列四个答案中哪一个是正确答案？（B） A. 抽气器抽成的 B. 蒸汽在较低的温度下凝结形成的 C. 凝结水泵将水从凝汽器内抽出形成的 D. 汽轮机的末级叶片比较长，蒸汽膨胀得比较充分形成的。7并列运行的机组，同步器的作用是（C）A. 改变机组的转速B. 改变调节系统油压C. 改变汽轮机功率D. 减小机组振动8已知蒸汽在汽轮机某级的滞止理想焓降为40 ，该级的反动度为0.187，则喷嘴出口的理想汽流速度为（D）A. 8 B. 122 C. 161 D. 255 9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：（C）A喷嘴临界流量只及喷嘴初参数有关B喷嘴临界流量只及喷嘴终参数有关C喷嘴临界流量及喷嘴压力比有关D. 喷嘴临界流量既及喷嘴初参数有关，也及喷嘴终参数有关10当各种条件相同时，冲动式汽轮机及反动式汽轮机的级数比约为：（C） A. 2B. 1 C. 1/2D. 1/4二、填空题（每题2分，共20分）1叶轮上开平衡孔可以起到 减小轴向推力 的作用。2在多级汽轮机中，全机理想比焓降为1200 ，各级的理想焓降之和为1230 ，则重热系数为 2.5% 。3背压式汽轮机非调节级，流量增大，级的理想比焓降 增大 ，反动度 降低 。4汽轮发电机组中，以全机理想比焓降为基础来衡量设备完善程度的效率为 相对效率 以整个循环中加给1蒸汽的热量为基准来衡量的效率为 绝对效率 。5喷射式抽汽器由于采用的工质不同，又分为 射汽抽汽器 和 射水抽汽器 两种。6汽轮机定压运行时喷嘴配汽及节流配汽相比，节流损失 少 ，效率 高 。三、分析计算题1已知汽轮机某纯冲动级喷嘴进口蒸汽的焓值为3369.3 ，初速度c0 = 50 ，喷嘴出口蒸汽的实际速度为c1 = 470.21 ，速度系数= 0.97，本级的余速未被下一级利用，该级内功率为 = 1227.2 ，流量D1 = 47 ，求：（15分）（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？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已知汽轮机某级的理想焓降为84.3 ，初始动能1.8 ，反动度0.04，喷嘴速度系数= 0.96，动叶速度系数= 0.96，圆周速度为171.8 ，喷嘴出口角1 = 15°，动叶出口角2 =13°，蒸汽流量G = 4.8 。求：（15分）（1）喷嘴出口相对速度？ （2）动叶出口相对速度？（3）轮周功率？解：(1) ， ，u = 171.8 喷嘴出口相对速度: (2) 动叶出口相对速度: (3) 轮周功率:3汽轮机的级可分为哪几类？各有何特点？（10分）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：（1）纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀。它仅利用冲击力来作功。在这种级中：p1 = p2；D =0；0。（2）反动级：蒸汽的膨胀一半在喷嘴中进行，一半在动叶中进行。它的动叶栅中不仅存在冲击力，蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大的反击力作功。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；DD0.5D；0.5。（3）带反动度的冲动级：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。这种级兼有冲动级和反动级的特征，它的流动效率高于纯冲动级，作功能力高于反动级。在这种级中：p1 > p2；D >D >0；0.050.35。（4）复速级：复速级有两列动叶，现代的复速级都带有一定的反动度，即蒸汽除了在喷嘴中进行膨胀外，在两列动叶和导叶中也进行适当的膨胀。由于复速级采用了两列动叶栅，其作功能力要比单列冲动级大。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。5何种工况为调节级的最危险工况，为什么？（10分）答：调节级最危险工况为：第一调节汽门全开，而其他调节汽门全关的情况。当只有在上述情况下，不仅最大，而且，流过第一喷嘴组的流量是第一喷嘴前压力等于调节汽门全开时第一级前压力情况下的临界流量，是第一喷嘴的最大流量，这段流量集中在第一喷嘴后的少数动叶上，使每片动叶分摊的蒸汽流量最大。动叶的蒸汽作用力正比于流量和比焓降之积，因此此时调节级受力最大，是最危险工况。模拟试题二一、单项选择题（每题2分，共20分）1蒸汽流动过程中，能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是（C）。A. 轴向力B. 径向力C. 周向力D. 蒸汽压差2汽轮机级采用部分进汽度的原因是（B）A. 叶片太长B. 叶片太短C. 存在鼓风损失D. 存在斥汽损失3汽轮机的外部损失主要有（D）。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4若汽轮机的余速利用系数增大，则该机（D）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5下列哪个因素是决定凝汽设备循环水温升的主要因素。（A）A. 循环水量B. 凝汽器的水阻 C. 凝汽器的汽阻D. 冷却水管的排列方式6汽轮机正常运行时，调节系统控制：（C）A. 汽轮机自动主汽门B. 同步器 C. 汽轮机调节汽门D. 调速器7假设喷嘴前的蒸汽滞止焓为3350 ，喷嘴出口蒸汽理想比焓值为3304.4 ，则喷嘴实际出口速度为（A）A. 9.5 B. 81.3 C. 81.9 D. 320 8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u（A）A. 增大B. 降低C. 不变D. 无法确定9降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？（D）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10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）A. 热耗率B. 汽耗率C. 发电机效率D.机械效率二、填空题（每题2分，共20分）1汽轮机的外部损失主要有 机械损失 和 轴封损失 。2汽轮机机械效率的表达式为 m = 。3轮周损失包括： 喷嘴损失 、 动叶损失 、 余速损失 。4考虑整个机组的经济性，提高单机极限功率的主要途径是 增大末级叶片轴向排气面积 。5滑压运行方式是指当机组复合变化时，主汽压力 滑动 ，主汽温度 基本不变 。6汽轮机调节系统速度变动率的表达式为。三、分析计算题1某级蒸汽的理想焓降为 = 76 ，蒸汽进入喷嘴的初速度为 c0 = 70 ，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 = 1080 ，转速n = 3000 ，喷嘴的速度系数 = 0.95，动叶的速度系数 = 0.94，求：（15分）(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。解：=76 + 0.5×702/1000 = 76 + 2.45 = 78.45 336.57 169.56 182.97 =28.64o 0.2×78.45=15.69 =239.39 121.69 w1w2c2c1uub2b1a2a170.54° 动叶进出口蒸汽的速度三角形2试求凝汽式汽轮机最末级的轴向推力。已知该级蒸汽流量，平均直径m，动叶高度，叶轮轮毂直径m，轴端轴封直径m，喷嘴后的蒸汽压力，动叶后的蒸汽压力。根据级的计算，已知其速度三角形为：，。（15分）解：（1）蒸汽作用在动叶上的轴向推力： =4074（N）（2)作用在叶轮轮面上的作用力（近似）：=2173（N）（3)蒸汽作用在轴封上的作用力： （N）故总的轴向推力为：（N）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，；反动级；在圆周速度相同的情况下，纯冲动级反动级由上式可比较得到，反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小。4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？（10分） 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。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。第 5 页