《汽轮机基础学习知识原理》习题集及其规范标准答案.doc

.第一章 绪论一、单项选择题1新蒸汽参数为13.5MPa的汽轮机为（b）A高压汽轮机B超高压汽轮机C亚临界汽轮机D超临界汽轮机2型号为N300-16.7/538/538的汽轮机是( B )。A.一次调整抽汽式汽轮机 B.凝汽式汽轮机C.背压式汽轮机 D.工业用汽轮机 第一章 汽轮机级的工作原理一、单项选择题3在反动级中，下列哪种说法正确?( C )A.蒸汽在喷嘴中的理想焓降为零B.蒸汽在动叶中的理想焓降为零C.蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等D.蒸汽在喷嘴中的理想焓降小于动叶中的理想焓降4下列哪个措施可以减小叶高损失?( A )A.加长叶片 B.缩短叶片C.加厚叶片 D.减薄叶片5下列哪种措施可以减小级的扇形损失?( C )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6纯冲动级动叶入口压力为P1，出口压力为P2，则P1和P2的关系为（C）AP1P2CP1P2DP1P27当选定喷嘴和动叶叶型后，影响汽轮机级轮周效率的主要因素( A ) A.余速损失 B.喷嘴能量损失 C.动叶能量损失 D.部分进汽度损失8下列哪项损失不属于汽轮机级内损失( A ) A.机械损失 B.鼓风损失 C.叶高损失 D.扇形损失9反动级的结构特点是动叶叶型( B )。A. 与静叶叶型相同 B. 完全对称弯曲C. 近似对称弯曲 D. 横截面沿汽流方向不发生变化10当汽轮机的级在( B )情况下工作时，能使余速损失为最小。A. 最大流量 B. 最佳速度比C. 部发进汽 D. 全周进汽1.汽轮机的级是由_组成的。 【 C 】 A. 隔板+喷嘴B. 汽缸+转子 C. 喷嘴+动叶D. 主轴+叶轮 2.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 】A. C1CcrD. C1Ccr 3.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？【 B 】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. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度CcrD. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度Ccr 4.汽轮机的轴向位置是依靠_确定的？ 【 D 】A. 靠背轮B. 轴封C. 支持轴承D. 推力轴承 5.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6.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7.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 】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8.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9.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10.在纯冲动式汽轮机级中，如果不考虑损失，蒸汽在动叶通道中 【 C 】A. 相对速度增加B. 相对速度降低； C. 相对速度只改变方向，而大小不变D. 相对速度大小和方向都不变11.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【 D 】A. 8 m/sB. 122 m/sC. 161 m/s D. 255 m/s 12.下列哪个说法是正确的【 C 】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 13.冲动级动叶入口压力为P1，出口压力为P2，则P1和P2有_关系。【 B 】A. P1P2B. P1P2C. P1P2D. P1=0.5P214.工作段弧长为1037mm，平均直径1100 mm，该级的部分进汽度: 【 A 】36A. 0.3 B. 0.5 C. 0.66D. 115.汽机中反动度为0.5 的级被称为： 【 D 】A. 纯冲动级B. 带反动度的冲动级C. 复速级D. 反动级16.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：【 C 】A. 0 kJ/kgB. 15 kJ/kgC. 30 kJ/kgD. 45 kJ/kg17.在反动式汽轮机级中，如果不考虑损失，则：【 B 】A蒸汽在动叶通道中的绝对速度增大 B蒸汽在动叶通道中绝对速度降低 C蒸汽在动叶通道中相对速度只改变方向，而大小不变 D以上说法都不对18.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 】 16A. 9.5 m/sB. 81.3 m/sC. 81.9 m/sD. 320 m/s19.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20.反动级中，若喷嘴出口汽流角=15，当速比取下列哪个值时，该级的轮周效率最高。【 D 】A. 0.24B. 0.48 C. 0.6D. 0.96621.在喷嘴出口方向角和圆周速度相等时，纯冲动级和反动级在最佳速比下所能承担的焓降之比为【 B 】A. 1：2B. 2：1C. 1：1D. 1：422.汽轮机级采用部分进汽的原因是 【 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23.下列哪几项损失不属于叶栅损失。【 C 】A. 喷嘴损失B. 动叶损失C. 余速损失D. 叶高损失24.在圆周速度相同的情况下，作功能力最大的级为【 C 】 A. 纯冲动级B. 带反动度的冲动级 C. 复速级D. 反动级25.在各自最佳速比下，轮周效率最高的级是【 D 】 A. 纯冲动级B. 带反动度的冲动级 C. 复速级D. 反动级26.蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是【 A 】 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27.在反动级中，下列哪种说法正确【 C 】 A. 蒸汽在喷嘴中理想焓降为零 B. 蒸汽在动叶中理想焓降为零 C. 蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焓降相等 D. 蒸汽在喷嘴的理想焓降小于动叶的理想焓降28.下列哪个措施可以减小叶高损失【 A 】 A. 加长叶片B. 缩短叶片 C. 加厚叶片D. 减薄叶片29.下列哪种措施可以减小级的扇形损失【 C 】 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30.在汽轮机工作过程中，下列哪些部件是静止不动的？ 【 C 】A 叶轮 B 叶片C 隔板 D 轴31.哪些措施可以减小斥汽损失？ 【 B 】49 A. 采用扭叶片B. 减少喷嘴组数 C. 在叶轮上开孔D. 在动叶非工作弧段加装护罩32.纯冲动级内能量转换的特点是 【 B 】A. 蒸汽只在动叶栅中进行膨胀B. 蒸汽仅对喷嘴施加冲动力C. 喷嘴进出口蒸汽压力相等D. 喷嘴理想焓降等于动叶理想焓降33.汽在叶片斜切部分膨胀的特点包括 【 B 】A. 蒸汽汽流方向不变B. 其叶片前后的压力比crC. 其叶片前后的压力比crD. 叶片出口只能得到音速汽流34.大型气轮机低压末级的反动度一般为 【 D 】 A 0 B 0.3 C 0.5 D 0.51. 喷嘴出口实际气流速度与理想速度的关系是（ ）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。2、动叶出口实际气流速度与理想速度的关系是（ ）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。3、气流在喷嘴中流动的动能损失转变为蒸汽热能，所以其出口焓值是：（ ）A. 升高；B.下降；C.不变。4、渐缩喷嘴超临界流动时，压比与临界压比的关系是：（ ）A. 相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。5、在喷嘴出口面积和蒸汽性质确定后，通过喷嘴的最大蒸汽量只与（ ）有关。A. 蒸汽的初参数；B.蒸汽的终参数；C.A和B。6、在超临界流动条件下，蒸汽在斜切部分流动的情形是：A.超音速，汽流方向不偏转；B.亚音速流动，汽流方向不偏转;C.超音速，汽流方向偏转。7、为了表明在一个级中蒸汽在动叶内膨胀的大小引入反动度概念。对纯冲动级，下面选项哪项正确：（ ）A.动叶焓降为零，反动度亦为零；B.动叶焓降为零，反动度为0.5；C.动叶焓降不为零，反动度亦为零；8、为了表明在一个级中蒸汽在动叶内膨胀的大小引入反动度概念。对反动级，下面选项哪项正确：（ ）A.动叶焓降为零，反动度亦为零；B.动叶焓降为零，反动度为0.5；C.动叶焓降不为零，反动度为(0.4-0.6)；9、滞止状态点的蒸汽压力与实际状态点的关系是：（ ）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。10、滞止状态点的蒸汽焓值与实际状态点的关系是：（ ）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。11、纯冲动级和复速级做功能力的大小排序是：（ ）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。12、纯冲动级和反动级做功能力的大小排序是：（ ）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。13、反动级和复速级的做功能力的大小排序是：（ ）A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。14、轮周效率是针对下面哪项损失提出的。（ ）A.余速损失；B.部分进汽损失；C.级内损失。15、级的相对内效率是针对下面哪项损失提出的。（ ）A.余速损失；B.喷嘴和动叶内部流动损失；C.级内损失。16、长叶片级的速度三角形中，叶根、平均直径和叶顶三处的动叶进口角的大小排序是：（ ）A.1根1均1顶；B.1顶1均1根；C.1均1根1顶。17、长叶片级的速度三角形中，叶根、平均直径和叶顶三处的喷叶出口相对速度的大小排序是：（ ）A.w1根w1均w1顶；B.w1顶w1均w1根；C.w1均w1根 p2；DhnDhb0.5Dht；m=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；Dhn Dhb 0；m=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。33什么是冲击原理和反击原理？在什么情况下，动叶栅受反击力作用？答：冲击原理：指当运动的流体受到物体阻碍时，对物体产生的冲击力，推动物体运动的作功原理。流体质量越大、受阻前后的速度矢量变化越大，则冲击力越大，所作的机械功愈大。反击原理：指当原来静止的或运动速度较小的气体，在膨胀加速时所产生的一个与流动方向相反的作用力，称为反击力，推动物体运动的作功原理。流道前后压差越大，膨胀加速越明显，则反击力越大，它所作的机械功愈大。当动叶流道为渐缩形，且动叶流道前后存在一定的压差时，动叶栅受反击力作用。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。35汽轮机的能量损失有哪几类？各有何特点？答：汽轮机内的能量损失可分为两类，一类是汽轮机的内部损失，一类是汽轮机的外部损失。汽轮机的内部损失主要是蒸汽在其通流部分流动和进行能量转换时，产生的能量损失，可以在焓熵图中表示出来。汽轮机的外部损失是由于机械摩擦及对外漏汽而形成的能量损失，无法在焓熵图中表示。36什么是汽轮机的相对内效率？什么是级的轮周效率？影响级的轮周效率的因素有哪些？答：蒸汽在汽轮机内的有效焓降与其在汽轮机内的理想焓降的比值称为汽轮机的相对内效率。一公斤蒸汽在级内转换的轮周功和其参与能量转换的理想能量之比称为轮周效率。影响轮周效率的主要因素是速度系数和，以及余速损失系数，其中余速损失系数的变化范围最大。余速损失的大小取决于动叶出口绝对速度。余速损失和余速损失系数最小时，级具有最高的轮周效率。1. 分别画出反动级、纯冲动级、复数级最佳速度比时的速度三角形，并解释作图依据。2. 画出最佳速度比(X1)op分别为cos1、（cos1）/2和（cos1）/4的速度三角形，并解释作图依据。3. 在hs图上画出反动级的热力过程曲线，并标注动叶进口滞止状态点、动叶出口状态点、级有效焓降。4. 在hs图上画出纯冲动级的热力过程曲线，并标注静叶进口滞止状态点、动叶出口状态点、级的余速损失。六、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 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= 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？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1=0.97，计算级的相对内效率r i。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。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。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= 0.96，动叶速度系数= 0.96，圆周速度为171.8 m/s，喷嘴出口角1 = 15，动叶出口角2 =13，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？解：(1) kJ/kg