2022年汽轮机原理习题 .pdf

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1、1汽轮机原理习题1.已知：渐缩喷嘴进口蒸汽压力MPap4. 80，温度4900t，初速smc500；喷嘴后蒸汽压力MPap8 . 51，喷嘴速度系数97.0。求（1）喷嘴前蒸汽滞止焓、滞止压力；（2）喷嘴出口的实际速度；（3）当喷嘴后蒸汽压力由MPap8. 51下降到临界压力时的临界速度。2.已知：某汽轮机级的进汽压力MPap96.10，温度3500t；级后蒸汽压力MPap47.12。速度比53. 011cux，级的平均反动度15.0m，又知喷嘴和动叶栅的速度系数分别为97.0，90.0，喷嘴和动叶的出口汽流角为181，612。（1）求解并作出该级的速度三角形；（2）假设余速利用系数00，11

2、，流量htD960，求级的轮周效率u和轮周功率uP；（3）定性绘制级的热力过程曲线。3.某 机 组 冲 动 级 级 前 蒸 汽 压 力MPap96.10， 温 度3500t ； 级 后 蒸 汽 压 力MPap47.12。该级速度比45.01x，喷嘴出口汽流角为131，动叶的进口汽流角与出口汽流角相等21 ，喷嘴和动叶栅的速度系数分别为95.0，87.0；该级的平均反动度0m。试求解：同题21 、 2 、 3 。4.国产某机组第三级设计工况下级前蒸汽压力MPap13.50， 温度5.4670t；级后蒸汽压力MPap37.42，进口汽流的初速动能kgkJhc214.10全部被利用。设计中选定该级的

3、平均直径mmdm5.998，级的平均反动度%94.7m，喷嘴出口汽流角为74101，动叶的出口汽流角相等45172。又知喷嘴和动叶栅的速度系数分别为97.0，935.0，汽轮机的转速min3000rn，11。试作出该级的速度三角形，求级的轮周效率u，定性绘制级的热力过程曲线。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页25.已知： 单级冲动式汽轮机的动叶为对称叶片，即动叶进出口汽流角相等。喷嘴出口汽流角201，喷嘴出口汽流速度smc6501，喷嘴速度系数96.0。动叶圆周速smu300，动叶速度系数70.0，另取0m，01。试

4、计算：（1）动叶的进出口汽流角1和2；（2）单位流量蒸汽作用于动叶片上的作用力1uF和1zF；（3）单位流量蒸汽所作的轮周功1uP，以及轮周效率u。6.已知机组某纯冲动级喷嘴出口汽流速度smc8.7661，喷嘴出口汽流角201，动叶圆周速smu76.365。假设动叶进出口汽流角相同，喷嘴速度系数96.0，动叶速度系数80.0，通过该级的蒸汽流量skgG2 .1，01，试求：（1）蒸汽进入动叶的角度1和相对速度1w；（2）蒸汽作用在动叶上的切向力uF；（3）级的轮周功率uP和轮周效率u。7.试估算某机组低压缸的级数z。已知该级组的理想焓降为kgkJHt260，级组的第一级和最末级的平均直径分别为

5、md956. 01，mdz997. 0。速度比50.0ax，且对于各级均为定数。转速min3000rn，重热系数05.0。8.某中压汽轮机的前轴封是由假设干段迷宫式轴封组成。其第一段轴封的有关数据如下：轴封片数17z，轴封段直径mmdl400，轴封径向间隙mm5.0，轴封进汽压力MPap18. 10，温度3000t。试求：（1）轴封段后汽压MPapz294. 01时，该轴封段的漏汽量1lG；（2）当轴封段后汽压MPapz196.02时的漏汽量2lG。9.已知当喷嘴初压MPap96. 10， 背压MPap61.11时， 通过喷嘴的流量skgG4。试求当初压维持不变，而喷嘴流量增至skgG51时的

6、喷嘴背压11p。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页310.已知渐缩喷嘴前蒸汽压力MPap8.120，喷嘴后压力MPap81.91，且保持不变。当忽略蒸汽初温的变化，问喷嘴前蒸汽必须节流到什么压力01p，才能使通过喷嘴的蒸汽流量减少至三分之一？11.已知某高压凝汽式汽轮机的设计流量skgG75.165，设计工况下调节级后蒸汽压力MPap71.91，温度5 .5021t，第一段回热抽汽点蒸汽压力MPap73.32。假设工况变动后，调节级后蒸汽压力变化为MPap69.1011，温度51311t，第一段回热抽汽点蒸汽压力MP

7、ap12. 421。试计算此工况下，通过调节级后至第一段回热抽汽点级组的流量是多少？12.已 知 在 设 计 工 况 下 通 过 某 汽 轮 机 的 流 量htG6.1320， 调 节 级 汽 室 压 力MPap67.11。当机组流量变为htG901，试问在正常情况下调节级汽室压力应为多大？假设由于压力级组结垢，使通道面积较原来减少%5，则调节级汽室压力又应是多少？13.以下图为具有一次调整抽汽式汽轮机的实际工况图。（1）已知电功率kWNel5600，抽汽量htGe30，求新汽流量0G为多少？（2）已知新汽量htG500，抽汽量htGe36，求电功率elN为多少？（3）已知电功率kWNel40

8、00，低压缸流量htGc8，求抽汽量eG为多少？（4）已知抽汽量htGe20，低压缸流量htGc15，求电功率elN及新汽量0G为多少？（5）已知新汽量htG300，低压缸流量htGc12，求电功率elN为多少？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页414.某单压凝汽器的冷却水进口温度201wt，冷却水温升8t，凝汽器传热端差5t，试确定该凝汽器内压力。不考虑过冷因素15.根据以下条件， 计算等截面叶片的根部截面上，由于离心力拉应力c和汽流弯应力u。已知：级的平均直径mdm10.1， 动叶高度mlb05.0， 轮周功率k

9、WPu600，该级为全周进汽，叶片数152bZ，叶型根部抗弯断面系数309.0cmW，转速min3000rn，密度331085.7mkg。忽略动叶前后压差轴向分力的变化。16.试求等截面叶片的最大弯应力和最大拉应力。已知：通过该级的蒸汽流量skgG6.16，级的平均直径mdm252. 1，叶片高度mlb191.0，动叶前压力MPap03903.01，级后压力MPap03766.02，喷嘴出口汽流速度smc3861，汽流角151，1002，余速smc972。级的轮周速度smu5.196，动叶片数144bZ，叶片最小截面系数3min508. 0cmW，部分进汽度1e，叶片材料密度331085. 7

10、mkg。17.试求根部夹紧而顶端自由的等截面单个叶片的切向A 型振动的一、二阶频率。已 知 ： 叶 高mlb191.0， 叶 片 截 面 积24104. 3mAb， 最 小 惯 性 矩48min10742.0mI，叶片材料的弹性模量2101059.20mNE，材料密度331085.7mkg。18.某级动叶片为调频的自由叶片，已知：0A型静频率Hzf160min，Hzf170max，动 频 系 数3B， 振 动 强 度 安 全 倍 率06. 4bA， 电 网 周 波 允 许 波 动 范 围Hz5.505.48，各频位下的安全倍率限额见下表。试问：（1）叶片的频率分散度是否合格？（2）叶片振动安全

11、倍率是否合格？（3）正常运行时能否避开危险共振？K 23 34 45 56 bA精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页519.某厂在低周波运行期间，曾将同步器的工作范围调至%6%4，该调速系统的速度变动率%5，试问：（1）当电网周波恢复至50Hz 时，机组最多能带多少负荷？（2）当电网周波在何值时才能带上满负荷？（3）如果调节系统的缓慢率%5.0， 机组甩负荷后转速升高的最大静态稳定值是多少？20.甲、 乙两机的静态特性如以下图所示，当电网周波为50Hz 时， 甲、 乙两机的负荷为100%额定值，试求：1甲、乙两机的转速

12、变动率各为多少？2假设电网周波对应于转速升高到3050rpm，则两机的负荷各为多少？3假设电网周波对应于转速升高到3050rpm，甲机仍需担负100%额定负荷， 则其静态特性线应移到什么位置？4在甲机静态特性移动后，假设该机组甩负荷，试问超调量为90rpm 时是否引起超速保安器动作？假定超速保安器的动作转速为0%112n3175 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页6汽轮机原理补充习题补充习题1完成某冲动级的热力计算。某多级汽轮机转速rpmn3000， 其某级的动叶平均直径mmdm1300， 该级的平均反动度20.0m

13、，级的理想焓降kgkJht/90，进口初速smC/800，全部被利用，汽流 角151，612， 离 开 本 级 的余速 全 部 被 下一 级 利 用；已知 蒸 汽 流量htD/1700，喷管速度系数97.0，动叶速度系数95.0，除喷管损失、 动叶损失和余速损失外的其它级内损失为kgkJ /10.2。(1) 按比例绘制级的速度三角形。(2) 计算级的轮周效率、轮周功率。(3) 计算级的相对内效率、内功率。(4) 定性绘制级的热力过程线。补充习题2完成某反动级的热力计算。某多级汽轮机转速rpmn3000，其某级的动叶平均直径mmdm1250，该级为反动级，级的理想焓降kgkJht/48，进口初速

14、smC/500，全部被利用，汽流角151，12，离开本级的余速全部被下一级利用；已知蒸汽流量htD/2500，喷管速度系数97.0，动叶速度系数96.0，除喷管损失、动叶损失和余速损失外的其它级内损失为kgkJ /10.2。(1) 按比例绘制级的速度三角形。(2) 计算级的轮周效率、轮周功率。(3) 计算级的相对内效率、内功率。(4) 定性绘制级的热力过程线。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页7补充习题4 参照教材P93 图 3-13 调节级变工况曲线以及相关表达，考虑在以下三种条件补充习题3( 6 ) 分析 15中各种情况下汽轮机的调节级、各级组的焓降和功率相对于额定工况时的变化。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页