汽轮机原理习题及答案.pdf

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1、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 、单项选择题 1新蒸汽参数为的汽轮机为(A.高压汽轮机 C.亚临界汽轮机 2型号为 538/538 的汽轮机是 A.一次调整抽汽式汽轮机 C.背压式汽轮机、单项选择题 第一章 第一章)。B.D.绪论 B.超高压汽轮机 D超临界汽轮机 凝汽式汽轮机 工业用汽轮机 汽轮机级的工作原理 3在反动级中，下列哪种说法正确 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.加长叶片 B

2、.C.加厚叶片 D.5下列哪种措施可以减小级的扇形损失 A.采用部分进汽 C.采用扭叶片 6纯冲动级动叶入口压力为(A)缩短叶片 减薄叶片 B.D.P1，(C)采用去湿槽 采用复速级 出口压力为P2,贝y Pl和P2的关系为(C)A P1P2 C Pi=P2 D Pi P2 7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.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.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()。10当汽轮机的级在(情况下工作时，能使余速损失为最小。A.最大流量 B

3、.最佳速度比 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 A.加隔板汽封 B.C 1=Ccr D.Cl Ccr 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C.部发进汽 D.全周进汽 1.汽轮机的级是由 组成的。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.C 1Ccr 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 Cc

4、r D.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 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 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 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：8.降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施 A.纯冲动级 B.带反动度的冲动级 C.复速级 D.反动级 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

5、.火力发电厂汽轮机的主要任务是：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 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 嘴出口的理想汽流速度为 B.122 m/s C.161 m/s 12.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；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 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，则喷 A.8 m/s D.255 m/s C.喷嘴流量

6、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Pi，出口压力为P2,则Pi和R有 关系。【B】A.Pi P2 C.Pi=P2 D.P 1=14.工作段弧长为1037mm平均直径1100 mm该级的部分进汽度：【A】36 A.0.3 B.C.D.1 15.汽机中反动度为 的级被称为：A.1：2 B.2：1 C.1：1 D.1：4 A.叶片太长 B.叶片太短 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：B.15 kJ/kg C.30 kJ/kg 17.在反动式汽轮机级中，如果不考虑损失，D.喷嘴临界

7、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 1=15，当速比取下列哪个值时，该级的轮 周效率最高。A.0.24 C.21.在喷嘴出口方向角 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 22.汽轮机级采用部分进汽的原因是A.0 kJ/kg D.45 kJ/kg 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 kJ/kg，则喷嘴实际出口速度为 A】16 A.9

8、.5 m/s B.m/s C.m/s D.320 m/s 19.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 B.D.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.存在鼓风损失 23.下列哪几项损失不属于叶栅损失。27.在反动级中，下列哪种说法正确 30.在汽轮机工作过程中，下列哪些部件是静止不动的 A 叶轮 C 隔板D.存在斥汽损失 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

9、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 25.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 26.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 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.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

10、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 叶片 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 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 A.蒸汽汽流方向不变 B.其叶片前后的压力比 cr D.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 1.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.

11、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（关。A.蒸汽的初参数；B.蒸汽的终参数；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，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。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；零，反动

12、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。下面选项哪项正确：（）A.动叶焓降为零，反动度亦为零；B.动叶焓降为零，零，反动度为；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。反动度为；）有 汽流 对纯冲动级，C.动叶焓降不为 对反动级，C.动叶焓降不为 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、。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.P 1 根 P 1 均 P 1 顶；B.P 1 顶 P 1 均 P 1 根；C.P 1 均 P 1 根 P 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：（）根vw均vw顶；顶v

14、w均vw根；均vw根vw顶0 1.2.3.4.5.6.7.8.9.、判断题 复数级具有两列或两列以上的静叶和动叶，所以也可以视为两个或以上级的 串联。（）在纯冲动级内，动叶的焓降为零，做功也为零。（）带部分进汽的级中，动叶转动将停滞的蒸汽从叶轮一侧鼓到另一侧消耗的有 用功称为斥汽损失。（）在部分进汽的级中，当动叶转动进入工作段时，蒸汽排斥流道中停滞汽流所 消耗的能量称为鼓风损失。（）反动级就是反动度等于的级。（）叶轮转动时与其两侧和外缘蒸汽产生的摩擦称为摩擦损失。（冲动级就是反动度为零的级。（）对于纯冲动级，由于其动叶内没有焓降，所以轮周功等于零。对于静叶，由于其静止不动，因此即使有焓降也没有

15、能量的转换。（）10.减缩喷嘴出口处的当地音速就是其临界速度0 11.当喷嘴出口压力小于临界压力时，汽流流动从喉部开始方向发生偏转（12.当喷嘴出口压力大于临界压力时，汽流流动从出口截面开始方向发生偏转（）0 13.在平面叶栅中，喷嘴出口速度三角形是指喷嘴出口处汽流的绝对速度、相对 速度和轮周速度三者的矢量关系（14.在平面叶栅中，动叶入口速度三角形是指喷嘴叶出口处汽流的绝对速度、相 对速度和轮周速度三者的矢量关系（15.反动级的焓降在喷嘴和动叶中各占一半，射形状0（）由于反动级的焓降在喷嘴和动叶中各占一半，）0）。）。所以喷嘴和动叶的叶型互为镜内映 所以为了加工简化，两者可采用同 一叶型。（

16、）答：圆周速度u与假想全级滞止理想比焓降都在喷嘴中等比熵膨胀的假想出口速 三、填空题 2.叶轮上开平衡孔可以起到 减小轴向推力 的作用。3.部分进汽损失包括鼓风损失和斥汽 损失。4.汽轮机的外部损失主要有 机械损失和 轴圭寸损失 6.在反动级、冲动级和速度级三种方式中，要使单级汽轮机的焓降大，损失较少,反动级 反动度 复数级 冲动式汽轮机（级）反动式汽轮机（级）级的理想焓降 级的滞止理想焓降 嘴斜切部分的膨胀极限。喷嘴斜切部分的极限压力。余速损失。10.部分进汽。11.部分进汽度。12.轮周功率。13.轮周效率。14.级的有效焓降。15.级的相对内效率。1.速度比和最佳速比 答：将（级动叶的）

17、圆周速度 u与喷嘴出口（蒸汽的）速度 Ci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。2.假想速比1.汽轮机级内漏汽主要发生在 隔板 和 动叶顶部 5.湿气损失主要存在于汽轮机的 末级和次末级 应采用 7.轮周损失包括:喷嘴损失 动叶损失 余速损失。四、名词解释 1.2.3.4.5.6.7.8.9.度的比值。3汽轮机的级 答：汽轮机的级是汽轮机中由一列静叶栅和一列动叶栅组成的将蒸汽热能转换成 机械能的基本工作单元。4级的轮周效率 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。5滞止参数 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，

18、该状态为滞止状态，其对应的参数称为滞止参数。6临界压比 答：汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。7级的相对内效率 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。8喷嘴的极限膨胀压力 答：随着背压降低，参加膨胀的斜切部分扩大，斜切部分达到极限膨胀时喷嘴出 口所对应的压力。9级的反动度 答：动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。表示蒸汽在动叶通道内膨胀程 度大小的指标。10 余速损失 答：汽流离开动叶通道时具有一定的速度，且这个速度对应的动能在该级内不能 转换为机械功，这种损失为余速损失。11临界流量 答：喷嘴通过的最大流量。12漏气损失 答：汽轮机在工作中由于漏气而产生的损失。13部分

19、进汽损失 答：由于部分进汽而带来的能量损失。14湿气损失 答：饱和蒸汽汽轮机的各级和普通凝汽式汽轮机的最后几级都工作与湿蒸汽区，从而对干蒸汽的工作造成一种能量损失称为湿气损失。15盖度 答：指动叶进口高度超过喷嘴出口高度的那部分叶高。16级的部分进汽度 答：装有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值。五、简答题 17冲动级和反动级的做功原理有何不同在相等直径和转速的情况下，比较二者 的做功能力的大小并说明原因。答：冲动级做功原理的特点是：蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶汽道中不膨胀加速，只改变流动方向，动叶中只有动能向机械能的转化。反动级做功原理的特点是：蒸汽在动叶汽道中不仅改变流动方向，而且还进 行膨

20、胀加速。动叶中既有动能向机械能的转化同时有部分热能转化成动能。在同等直径和转速的情况下，纯冲动级和反动级的最佳速比比值：(Xj。p/(Xj。p=()im/()re=(cos 1)/cos 1=n htre htim C1 G 2 1 2 re/im“,亠 ht/ht=1/2 上式说明反动级的理想焓降比冲动级的小一倍 18.分别说明高压级内和低压级内主要包括哪几项损失 答：咼压级内：叶咼损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气损 失、叶轮摩擦损失等；喷嘴损失 低压级内：湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失，扇形损失、漏气损 失、叶轮摩擦损失很小。19.简述蒸汽在汽轮机的工作过程。答：

21、具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴，并在其中膨胀，蒸汽的压力、温度不 断降低，速度不断升高，使蒸汽的热能转化为动能，喷嘴出口的高速汽流以一定 的方向进入装在叶轮上的通道中，汽流给动叶片一作用力，推动叶轮旋转，即蒸 汽在汽轮机中将热能转化为了机械功。20.汽轮机级内有哪些损失造成这些损失的原因是什么 答：汽轮机级内的损失有:喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶咼损失、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

22、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

23、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 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 另外动叶两侧面也与弧

24、段内的呆滞蒸汽产生摩擦损失，这些损 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

25、 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，对嘴叶栅的弧段处，损耗一部分能量；失称为鼓风损失。叶型选定后，、Xa 1、P 1、1数值基本确定，由公式来看，随速比变化,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

26、。以上这些损失称为湿汽 损失。21.指出汽轮机中喷嘴和动叶的作用。答：蒸汽通过喷嘴实现了由热能向动能的转换，通过动叶将动能转化为机械功。22.据喷嘴斜切部分截面积变化图，请说明:当喷嘴出口截面上的压力比pi/p0大于或等于临界压比时，蒸汽的膨胀 特点;当喷嘴出口截面上的压力比pi/p0小于临界压比时，蒸汽的膨胀特点。pi/po大于或等于临界压比时，喷嘴出口截面 AC上的气流速度和方向与 喉部界面AB相同，斜切部分不发生膨胀，只起导向作用。（2）当喷嘴出口截面上的压力比p1/po小于临界压比时，气流膨胀至 AB时,压力等于临界压力，速度为临界速度。且蒸汽在斜切部分ABC的稍前面部分继续 膨胀，压

27、力降低，速度增加，超过临界速度，且气流的方向偏转一个角度。23什么是速度比什么是级的轮周效率试分析纯冲动级余速不利用时，速度比对 轮周效率的影响。答：将（级动叶的）圆周速度 u与喷嘴出口（蒸汽的）速度 ci的比值定义为速 度比。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称为轮 周效率。(1)答:(1)在纯冲动级中，反动度Q m=0,则其轮周效率可表示为:2 n u=2 1 cos 1 1 1 C0 cos 1 轮周效率存在一个最大值。同时，速比增大时，喷嘴损失不变，动叶损失减小,余速损失变化最大，当余速损失取最小时，轮周效率最大。24 什么是汽轮机的最佳速比并应用最佳速度比

28、公式分析,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 答：轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。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。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

29、大，冲动级次之，复速级最小。26.分别绘出纯冲动级和反动级的压力 P、速度c变化的示意图。答：纯冲动级:为什么在圆周速度相 对于纯冲动级,cos 1 反动级1 cos 1;在圆周速度相同的 情况下,2 纯冲动级 ht=c 2 u 1-cos 2 2 反动级 ht=c=1 2 2 2 u Ci u cos 1 27.减小汽轮机中漏气损失的措施。答：为了减小漏气损失，应尽量减小径向间隙，但在汽轮机启动等情况下采用径 向和轴向轴封；对于较长的扭叶片将动叶顶部削薄，缩短动叶顶部和气缸的间隙;还有减小叶顶反动度，可使动叶顶部前后压差不致过大。28.什么是动叶的速度三角形 答：由于动叶以圆周速度旋转，蒸汽

30、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。29.简述轴向推力的平衡方法。答：平衡活塞法；对置布置法，叶轮上开平衡孔；采用推力轴承。30.简述汽封的工作原理 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，使蒸汽的焓值上反动级: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 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

31、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。31.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 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,而喷嘴咼度太小会造成很大的流动损失，即叶咼损失。所以喷嘴咼度不能过小,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咼损失之和最小。32.汽轮机的级可分为哪几类各有何特点 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

32、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；hb=0；Q m=0o(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：pi P2；hnQ hb ht；Q 1!=。(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

33、动级。在这种级中：pi P2；hn hb 0；Q m=。(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。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

34、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

35、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

36、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。1.2.3.4.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。画出最佳速度比（X1）op分别为cos a 1、（cos a 1）/2和（cos a 1）/4的速度三 角形，并解释作图依据。在hs图上画出反动级的

37、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。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 kJ/kg，初速度 Co=50 m/s,喷嘴出口蒸汽的实际速度为 C1=m/s，速度系数=，本级的余速未被下一级 利用，该级内功率为P=kW，流量D=47 T/h,求:(1)喷嘴损失为多少(2)喷嘴出口蒸汽的实际焓 该级的相对内效率 Cit 解:2 470空 484.75 0.97 m/s 喷嘴损失:1 2 2 hn 2c1t(1)2 1 484.75“-(1 2 1000

38、2 0.972)6.94 kJ/kg 喷嘴理想焓降 h n=kg,喷嘴损失 h n t=kg,动叶理想焓降 h 失 h b t=kg,级的理想焓降 h t=kg，初始动能 hc0=O,余速动能 h c 2=kg,其 他各种损失h=kJ/kg。计算:(1)计算级的反动度Q n(2)若本级余速动能被下一级利用的系数 1=，计算级的相对内效率n r i。解：级的反动度Q n=A hb/A ht=级的相对内效率 n ri=(A ht-A hnz-A hbz-A hc2-2A h)/(A ht-卩 1XA hc2)=3某反动级理想焓降 ht=kg，初始动能A hc0=kJ/kg,蒸汽流量G=s若喷嘴损

39、失A hnz=kg,动叶损失A hbz=kg，余速损失A hc2=kg，余速利用系数卩1=，计算该 级的轮周功率和轮周效率。解：级的轮周有效焓降 A hu=A ht*-S hn-S hb-S hc2=+hc0 2 C。2 1250 J/kg 1.25 kJ/kg h0 h。hc0 3369.3 1.25 3370.55 kJ/kg hit ho 2“1 484.75 3370.55 2 1000 3253 kJ/kg 喷嘴出口蒸汽的实际焓:hi hit hn 3253 6.94 3260 kJ/kg ht ht h1t 3370.55 3253 117.55 kJ/kg 3600R hi D1

40、 3600 1227.2 47 1000 94 kJ/kg 级的相对内效率:2.某冲动级级前压力 hi ri*ht 94 0.80 117.55 P0=，级前温度10=169 C,喷嘴后压力P1=,级后压力P2=,b=kg,动叶损 =kg 的平均直径为dm=1080 mm,转速n=3000 r/min，喷嘴的速度系数 (1)动叶出口汽流的绝对速度C2 动叶出口汽流的方向角a 2 绘出动叶进出口蒸汽的速度三角形。.2 2 _ C2 vw2 u 2w2u cos 2 w2 sin 2 2 arcs in -C2 轮周功率 Pu=GXA hu=x=轮周效率 n u=A hu/E 0=A hu/(A

41、h t*卩 1 X S h c2)=(+X)=%4 某级蒸汽的理想焓降为A ht=76 kJ/kg,蒸汽进入喷嘴的初速度为 c o=70 m/s,喷嘴出口方向角a 1=18 反动度为Q m=，动叶出汽角P 2=B 1 6,动叶 叶的速度系数，求:解:ht ht 2 C0_ 2=76+X 702/1000=76+=kJ/kg Gt J2(1 m)ht*0.95 J2(1 0.2)78.45 1000 m/s dm n 60 3.14 1.08 3000 m/s 60 W u2 2c,ucos 1/w u2 2W2UCOS 2(19472 1782 2 194.7 178 cos180=s 1 (

42、1)计算该级的平均反动度。(3)作出该级的热力过程线并标出各量。七 0.07 Jw22 c22 J1572 62.52=144 m/s C12 u2 W12 2932 1442 arccos-arccos-10.(3)该级热力过程线:p 0 P P2 hb hn：1 JE ht 已知某级 G=30Kg/s,co=,w=158m/s,Ci=293m/s,w2=157m/s.a 2=900),喷嘴和动叶速度系数分别为=，汽轮机转速为 C2=S，轴向排 3000转/分。(2)计算轮周损失、轮周力、轮周功率和轮周效率(卩 0=0,卩 1=)。解:hn0 2 G 2 103 2 2932 2 103 0

43、.952 KJ/Kg hb 2 w2 103 2 W1 3 1572 1582 2 2 103 2 103 0.882 2 103 3.418 KJ/Kg 瞠=16。1 2c1u 2 293 144 2 arcsin 纟.62.5 arcs in-157 260 喷嘴损失为:hn hn01 47.56 1 0.952=KJ/Kg 动叶损失为:hb 2 W2t 2 1O3 178 42 疗 1 如 3.59 KJ/Kg 余速损失为:hc2 2 C2 2 103 62.52 2 103 KJ/Kg 轮周损失为:hn hb hc2+=KJ/Kg 轮周力为:F u=G c1 cos c2 cos 2

44、30 293cos160 62.5COS900=851N(3)热力过程线为:ht s 11.已知汽轮机某级喷嘴出口速度 Ci=275m/s,动也进、出口速度分别为 w=124m/s、w=205m/s，喷嘴、动叶的速度系数分别为=，试计算该级的 反动度。解：hn0 2 Gt 2 G 2 103 2 2752 2 0.972 103=KJ/Kg 1.2.3.4.5.6.7.8.9.hb0 hb 2 W2t 2 103 2 w 2 103 2 2 0 W1 hb -3 2 103 hb h_h?2052 =KJ/Kg 23.78 16.1 叱=KJ/Kg 103 16.1 40.18 0.29 已知

45、某动叶栅出口汽流温度为 400C，滞止音速为700m/s，汽流为过热蒸汽（R=,k=，Cp=。判断该叶栅是否达临界。（5分）已知某反动级的滞止理想焓降为150kj/kg，喷嘴进口速度为100m/s,巾=。求该喷嘴的出口速度。（5分）已知某汽轮机级的滞止参数为 Po*=,P 0*=40.1kg/m3,汽流为过热蒸汽，喷嘴 出口面积An=0.1m,彭台门系数p=,求该汽轮机级的流量。（5分）已知某汽轮机级的初参数，P0=,T 0=535C,C0=100m/s,汽流为过热蒸汽（R=,k=，Cp三 求其止滞参数 P0*、T0*。（5分）已知某汽轮机喷嘴的滞止参数，P0*=,P 0*=39kg/m3,喷

46、嘴出口面积An=0.15m,压比&n=，汽流为过热蒸汽，求该汽轮机级的流量。（5分）已知某纯冲动式汽轮机动叶平均直径 dn=1.5m,转速n=3000转/分，流量 0*0 G=300t/h,C1=560m/s,a 1=12,p 2=11,W=。求该动叶栅所受的周向力。（10 分）已知某单级冲动式汽轮机机，动叶平均直径 dm=0.8m,转速n=3000转/分，反 动度Q=，理想焓降 ho*=2OOkj/kg,轮周功率 Pu=1000kw,C=560m/s,a 1=12,p*2=11,W=。求该汽轮机的流量。（10分）已知某纯冲动式汽轮机动叶平均直径 dn=1.5m,转速n=3000转/分，C=5

47、60m/s,a 1=120,p 2=110,W=。求该动叶栅余速损失。（5分）已知某纯冲动式汽轮机动叶平均直径 dn=1m,转速n=3000转/分，最佳速度比（X1）OF=,求该级的理想焓降。（5分）10.已知冲动式汽轮机某级动叶平均直径 dn=1.5m,转速n=3000转/分，反动度Q=，最佳速度比（X1）oP=，求该级静叶的理想焓降。（5分）11.已知某汽轮机级的理想焓降 ht=120kj/kg,余速损失为54kj/kg，余速利用 系数卩0=1，卩1=,前级的余速损失为60kj/kg，计算该级的理想能量 曰。12.已知某汽轮机级的理想滞止焓降 h*t=150jk/kg，级的反动度 Q m=

48、，喷嘴 出汽角a 1=，动叶出汽角p 2=。若级的速度比x1=u/c1=，喷嘴速度系数=，书=,进入喷嘴的初速度c0=52.3m/s，试计算动叶出口相对速度 w2及 绝对速度c2，若排汽动能全部利用，试求级的有效焓降和轮周效率。、单项选择题 第二章 多级汽轮机 1.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 2.为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 3.目前，我国火力发电厂先进机组的绝对电效率可达 A.30%左右 B.40%左右 C.50%左右 D.80%左右 4.下列说法正确的是 A

49、.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.以上途径都不可以 5.在多级汽轮机中，全机理想比焓降为 1200kJ/kg，各级的理想比焓降之和为 C.汽轮机相对内效率 C.汽轮机绝对内效率 9.在多级汽轮机中重热系数越大，说明 A.各级的损失越大 10.关于多级汽轮机的重热现象，下列哪些说法是不正确的 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.重热现象使得多级汽轮机的理想焓降有所增加 D.重热现象使机组的相对内效率大于各级的平均相对内效率 11.哪些指标可以用来评价不同类型汽

50、轮发电机组的经济性 C.发电机效率 D.1采用齿形曲径轴封防止漏气。它的工作原理是：A.减少漏气的面积；B.减小轴圭寸两侧的压差；和 2、芬诺曲线是描述曲径轴封热力过程的曲线。它表明，（A.轴封中各孔口流量相等；B.轴封中各孔口流通面积相等；C.轴封中各孔口汽 流速度相等。3、随着汽流在曲径轴封各孔口的流动，压力逐渐降低，汽流速度亦逐渐增加，在最后一个孔口处速度最高可达（）。A.超音速；B.音速；C.亚音速。1242kJ/kg，则重热系数为 A.0.5%B.%C.%D.%6.汽轮机的进汽节流损失使得蒸汽入口焓 A.增大 B.减小 C.保持不变 D.以上变化都有可能 7.现代汽轮机相对内效率大约