《汽轮机原理》习题及答案
第一章 绪论
一、单项选择题
1．新蒸汽参数为的汽轮机为（ 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P 1，出口压力为P 2，则P 1和P 2的关系为（ C ）
A ．P 1
B ．P 1>P 2
C．P
1＝P
2
D．P
1
≥P
2
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 ) 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εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1
【 A 】
A. C
1 1 =C cr C. C 1>C cr D. C 1 ≤C cr 3.当渐缩喷嘴出口压力p 1小于临界压力p cr 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p 1 ，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C cr D. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度C cr 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ηu【 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，则喷嘴出口的理想汽流速度为【 D 】 A. 8 m/s B. 122 m/s C. 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P 1，出口压力为P 2 ，则P 1 和P 2 有______关系。【 B 】 A. P 1＜P 2 B. P 1 ＞P 2 C. P 1＝P 2 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：【 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/kg B. 15 kJ/kg C. 30 kJ/kg D. 45 kJ/kg 17.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 kJ/kg，则喷嘴实际出口速度为【 A 】 16 A. 9.5 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： 【 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 α=15°，当速比取下列哪个值时，该级的轮周效率最20.反动级中，若喷嘴出口汽流角 1 高。【 D 】 A. 0.24 B. C. D. α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21.在喷嘴出口方向角 1 的焓降之比为【 B 】 A. 1：2 B. 2：1 C. 1：1 D. 1：4 22.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ε＜εcr C. 其叶片前后的压力比ε＞εcr 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【 D 】 A 0 B C D 〉 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.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；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； 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； C.动叶焓降不为零，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。 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.β 1根<β 1均 <β 1顶 ；B.β 1顶 <β 1均 <β 1根 ；C.β 1均 <β 1根 <β 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 1均 1顶 ； 顶 1均 1根 ； 均 1根 1顶 。 二、判断题 1.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。 （） 2.在纯冲动级内，动叶的焓降为零，做功也为零。（） 3.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。（） 4.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。（） 5.反动级就是反动度等于的级。（） 6.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。（） 7.冲动级就是反动度为零的级。（） 8.对于纯冲动级，由于其动叶内没有焓降，所以轮周功等于零。（） 9.对于静叶，由于其静止不动，因此即使有焓降也没有能量的转换。（） 10.减缩喷嘴出口处的当地音速就是其临界速度。( ) 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（）。 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，所以喷嘴和动叶的叶型互为镜内映射形状。 （） 由于反动级的焓降在喷嘴和动叶中各占一半，所以为了加工简化，两者可采用同一叶型。（） 三、填空题 1.汽轮机级内漏汽主要发生在隔板和动叶顶部。 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封损失。 5.湿气损失主要存在于汽轮机的末级和次末级。 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，应采用反动级。 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.反动度 2.复数级 3.冲动式汽轮机（级） 4.反动式汽轮机（级） 5.级的理想焓降 6.级的滞止理想焓降 7.嘴斜切部分的膨胀极限。 8.喷嘴斜切部分的极限压力。 9.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）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。 2．假想速比 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，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： op x )(1/ op x )(1=（ 1c u ）im /（1c u ）re =（1cos 2 1α）/1cos α=re t h ?21/im t h ? re t h ?／im t h ?=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：高压级内：叶高损失、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：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。 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： （1）当喷嘴出口截面上的压力比p 1/p 大于或等于临界压比时，蒸汽的膨胀特点； （2）当喷嘴出口截面上的压力比p 1/p 小于临界压比时，蒸汽的膨胀特点。 答：（1）p 1/p 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p 1/p 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c1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。 在纯冲动级中，反动度Ω m =0，则其轮周效率可表示为： ηu =2()???? ? ?ψ+-121112cos cos 1cos ββχαχ? 叶型选定后，φ、ψ、α1、β1数值基本确定，由公式来看，随速比变化，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 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，()2 cos 1 1αχ= OP ；反动级()11cos αχ=OP ；在圆周速度相同的情况下， 纯冲动级△h t =22a c =2 12cos 212121????? ? ??=???? ??αχu u a 反动级△h t =22 a c =2 1212cos 21221221??? ? ???=???? ???=???? ??αχu c u u a 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栅，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： 反动级： 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。 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 P C P C P C 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。 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：p 1 = p 2 ；h b =0；Ω m =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：p 1 > p 2 ；h n ≈h b ≈h t ；Ω m =。 （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：p 1 > p 2 ；h n >h b >0；Ω 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。 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ψ，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(X 1) op 分别为cosа 1 、（cosа 1 ）/2和（cosа 1 ）/4的速度三角形，并 解释作图依据。 3.在h—s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h—s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c 0 = 50 m/s ，喷嘴出口蒸汽的实际速度为c 1 = 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 i = kW ，流量D 1 = 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) s m c c t /75.48497.021 .4701 1== = ? 喷嘴损失： kg kJ c h t n /94.6)97.01(100075.48421)1(21222 21=-?=-=??ξ (2) kg kJ kg J c h c /25.1/125022 0===? 喷嘴出口蒸汽的实际焓：kg kJ h h h n t /3260 94.6325311=+=?+=ξ (3) kg kJ h h h t t t /55 .117325355.33701**=-=-=? 级的相对内效率： 80.055.11794 *==??= t i ri h h η 2．某冲动级级前压力p 0=，级前温度t 0=169°C, 喷嘴后压力p 1=, 级后压力p 2=, 喷嘴理想焓降Δh n =kg, 喷嘴损失Δh n t =kg, 动叶理想焓降Δh b =kg, 动叶损失Δh b t =kg, 级的理想焓降Δh t =kg ，初始动能Δh c0=0，余速动能Δh c 2=kg, 其他各种损失ΣΔh= kJ/kg 。计算： （1）计算级的反动度Ωm （2）若本级余速动能被下一级利用的系数μ1=，计算级的相对内效率ηr i 。 解：级的反动度Ωm =Δh b /Δh t == 级的相对内效率ηri =(Δh t -Δh n ζ-Δh b ζ-Δh c2-ΣΔh)/(Δh t -μ1×Δh c2)= 3．某反动级理想焓降Δh t =kg ，初始动能Δh c0= kJ/kg, 蒸汽流量G=s ，若喷嘴损失Δh n ζ=kg, 动叶损失Δh b ζ=kg ，余速损失Δh c2=kg ，余速利用系数μ1=，计算该级的轮周功率和轮周效率。 解：级的轮周有效焓降 Δh u =Δh t *-δh n -δh b -δh c2 =+－－－ =kg 轮周功率 P u =G ×Δh u =×= 轮周效率 ηu =Δh u /E 0=Δh u /(Δh t *－μ1×δh c2)=（+－×）= % 4．某级蒸汽的理想焓降为Δh t = 76 kJ/kg ，蒸汽进入喷嘴的初速度为 c 0 = 70 m/s ，喷嘴出口方向角α1 =18°，反动度为Ωm = ，动叶出汽角β2 = β1－6°，动叶的平均直径为d m = 1080 mm ，转速n = 3000 r/min ，喷嘴的速度系数? = ，动叶的速度系数ψ = ，求： (1)动叶出口汽流的绝对速度c 2 (2)动叶出口汽流的方向角α2 (3)绘出动叶进出口蒸汽的速度三角形。 解： 220 * c h h t t + ?=?=76 + ×702/1000 = 76 + = kJ/kg = ??-??=?Ω-==100045.78)2.01(295.0)1(2*11t m t h c c ?? m/s = ??= ?= 603000 08.114.360 n d u m π m/s =???-+=-+=022********cos 56.16957.336256.16957.336cos 2αu c u c w m/s 664.346012-=-=ββ= = ?Ω=?*t m b h h ×= kJ/kg 2 21297.182100069.15294.02+??=+?=w h w b ψ= m/s =???-+=-+=0222222 2264.28cos 56.16939.239256.16939.239cos 2βu w u w c m/s =??? ???=??? ? ??=69.12164.28sin 39.239arcsin sin arcsin 2222c w βα° c 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 kJ/kg ，初始动能 kJ/kg ，反动度，喷嘴速度系数?= ，动叶速度系数ψ= ，圆周速度为 m/s ，喷嘴出口角α 1 = 15°，动叶出口角β2 =β1－3°，蒸汽流量G = 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) 3 .84=?t h kJ/kg ， 8 .10=?c h kJ/kg ， 04 .0=Ωm ，u = m/s 1 .868.13.840*=+=?+?=?c t t h h h kJ/kg 5 .390)1(2*1=?Ω-=t m h c ? m/s 喷嘴出口相对速度: 9.228cos 2112 211 =-+=αuc u c w m/s (2) 动叶出口相对速度: 2 .243221*2=+?Ω=w h w t m ψ m/s (3) 0 0122.233=-=ββ 轮周功率: 6．已知喷嘴进口蒸汽焓值h 0=3336kJ/kg ，蒸汽初速度c 0=70m/s ；喷嘴后理想焓值h 1t =3256 kJ/kg ，，喷嘴速度系数?=。试计算 (1)喷嘴前蒸汽滞止焓 (2)喷嘴出口实际速度 解：（1）喷嘴进口动能：⊿h c0 = c 02/2 = 702/2 = 2450（J/kg ）= kJ/kg 喷嘴前蒸汽滞止焓：h 0*=h 0+⊿h c0 =3336+=(kJ/kg) (2) 喷嘴出口实际速度： ) /(0.3942.40697.011s m c c t =?==? 7．某冲动级级前压力p 0=，级前温度t 0=169°C, 喷嘴后压力p 1=, 级后压力p 2=, 喷嘴理想焓降Δh n =kg, 喷嘴损失Δhnt=kg, 动叶理想焓降Δhb =kg, 动叶损失Δhbt =kg, 级的理想焓降Δht=kg ，初始动能Δhc0=0，余速动能Δhc2=kg, 其他各种损失ΣΔh= kJ/kg 。计算： （1） 计算级的反动度Ωm （2） 若本级余速动能被下一级利用的系数μ1=，计算级的相对内效率ηri 。 解：级的反动度Ωm=Δhb/Δht== 级的相对内效率ηri=(Δht-Δhn ζ-Δhb ζ-Δhc2-ΣΔh)/(Δht-μ1×Δhc2)= 8．凝汽式汽轮机的蒸汽初参数：P 0= MPa ，温度t 0=530℃，汽轮机排汽压力P c = MPa ，全机理想焓降ΔH t = 1450 kJ/kg ，其中调节级理想焓降Δh t I = kJ/kg ，调节级相对内效率ηI ri =，其余各级平均相对内效率ηII ri =。假定发电机效率ηg =，机械效率ηm =。试求： (1) 该级组的相对内效率。 (2) 该机组的汽耗率。 (3) 在h~s(焓~熵)图上绘出该机组的热力过程线。 解：（1）因为调节级效率ηI ri ==Δh i I ／Δh t I 所以调节级有效焓降：Δh i I =×Δh t I = kJ/kg 其余各级的有效焓降：ΔH i II =ηII ri ×ΔH t II 其中：ΔH t II =ΔH t －Δh t I =1450－= kJ/kg ∴ ΔH i II =ηII ri ×ΔH t II =×= kJ/kg 故整机的相对内效率： ηri =（Δh i I +ΔH i II ）／ΔH t = ／1450 = % （2）机组的汽耗率： d = 3600／(ΔH t ·ηri ·ηg ·η m ) = 3600／（）= kg ／kW. （3）热力过程线 见右图。 9．已知某级级前蒸汽入口速度 C 0= m/s ，级的理想焓降△h t =kg ，级的反动度Ω=，α1=12°，β2=18°，圆周速度u =178m/s, 喷嘴速度系数?=，动叶速度系数ψ=，余速利用系数μ0=。 （1） 计算动叶进出口汽流绝对速度及相对速度。 （2） 画出动叶进出口速度三角形。 （3） 画出该级热力过程线并标注各符号。 h s 《汽轮机原理》 一、单项选择题 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η u 【 A 】 A. 增大 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定 9.在多级汽轮机中重热系数越大，说明【 A 】 A. 各级的损失越大 B. 机械损失越大 C. 轴封漏汽损失越大 D. 排汽阻力损失越大 1.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 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 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：【 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 13.冲动级动叶入口压力为P 1，出口压力为P 2 ，则P 1 和P 2 有______关系。【 B 】 A. P 1＜P 2 B. P 1 ＞P 2 C. P 1 ＝P 2 D. P 1 =0.5P 2 6.汽轮机的进汽节流损失使得蒸汽入口焓【 C 】A. 增大B. 减小C. 保持不变 D. 以上变化都有可能 14.对于汽轮机的动态特性，下列哪些说法是正确的？【 D 】 A. 转速调节过程中，动态最大转速可以大于危急保安器动作转速 B. 调节系统迟缓的存在，使动态超调量减小 C. 速度变动率δ越小，过渡时间越短 D. 机组功率越大，甩负荷后超速的可能性越大 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 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 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 8.评价汽轮机热功转换效率的指标为【 C 】A. 循环热效率 B. 汽耗率 C. 汽轮机相对内效率 D. 汽轮机绝对内效率 13.在其它条件不变的情况下，冷却水量越大，则【 A 】A. 凝汽器的真空度越高B. 凝汽器的真空度越低 C. 机组的效率越高 D. 机组的发电量越多 4.两台额定功率相同的并网运行机组A, B所带的负荷相同，机组A的速度变动率小于机组B的速度变动率， 当电网周波下降时，两台机组一次调频后所带功率为P A 和P B ，则【 C 】 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的汽轮机就是( 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与P2的关系为( C ) A.P1 汽轮机原理及运行课程自学辅导资料 二○○八年十月 汽轮机原理及运行课程自学进度表教材：汽轮机原理教材编者：沈士一康松庆贺庆庞立云 出版社：中国电力出版社出版时间：1992 接交给任课教师。总成绩中，作业占15分。 汽轮机原理及运行课程自学指导书 第1章汽轮机级的工作原理 一、本章的核心、重点及前后联系 （一）本章的核心 掌握蒸汽在汽轮机各种级内的流动过程和能量转换规律及计算，蒸汽在汽轮机级内能量转换过程中各种损失和各种级效率的物理概念及减少损失的措施，熟悉各种损失的计算；熟悉汽轮机级的热力设计原则和方法，扭叶片级；了解叶栅的气动特性。 （二）本章重点 级的概念，级的工作过程，级的反动度，动叶进出口速度三角形，蒸汽在喷嘴的膨胀过程，蒸汽在动叶中的流动和能量转换过程；蒸汽作用在动叶栅上的力和轮周功率，级的轮周效率，级的轮周效率与速比的关系，蒸汽在复速级内的能量转换特点；级内损失，级的相对内效率。 （三）本章前后联系 在前面学习完成工程热力学和流体力学的基础上，对级的工作原理进行学习；学习本章内容为后面分析多级汽轮机的工作原理打下基础。 二、本章的基本概念、难点及学习方法指导 （一）本章的基本概念 级，反动度，压比，速比，最佳速比，轮周效率，轮周功率，级的相对内效率，扭叶片（二）本章难点及学习方法指导 级的轮周效率和速比的关系 学习方法：理论联系实际，熟悉汽轮机结构，多看书， 三、典型例题分析 1.汽轮机按工作原理分类可分为哪几种类型？ 答：冲动式汽轮机和反动式汽轮机。 2.按热力性质分类，汽轮机可分为哪几种类型？ 答：凝汽式汽轮机，背压式汽轮机，调节抽汽式汽轮机，抽汽背压式汽轮机，中间再热式汽轮机 一、填空题 1. 汽轮机按热力过程可分为：①凝汽式 汽轮机；②背压式 汽轮机； ③调节抽汽式 汽轮机；④抽汽背压式 汽轮机；⑤多压式 汽轮机等。 2. 汽轮机是一种将蒸汽 的热能 转变为机械功 的旋转式原动机。 3. 当M ＜1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐缩 ；要想扩压通流截面应渐扩 。 当M ＞1时，要想使气流膨胀，通流截面应渐扩 ；要想扩压通流截面应渐缩 。 4. 根据级所采用的反动度的大小不同，可将级分为：纯冲动级 ，反动级 ，带反动度的冲动级 三种。 5. 蒸汽在动叶中的理想焓降 与这一级总的理想焓降 之比，称为汽轮机的反动度。 6. 动叶片中理想焓降的大小，通常用级的反动度 来衡量，动叶中的焓降越大，级的反动度就越大 。 7. 为了减小余速损失，在设计时一般要求动叶片出口绝对排汽角接近于90? 。 8. 习惯上把圆周速度 与喷嘴出口速度 的比值称为速度比；通常把对应轮周效率 最大时的速比称为最佳速比。 9. 反动级、纯冲动级的最佳速比分别为：r 1op 1()cos x α= 、c 1op 1()cos /2x α= 。 10. 级内损失除了蒸汽在通流部分中流动时所引起的喷嘴 损失、动叶 损失、余速 损失外，还有叶高 损失、扇形 损失、部分进汽 损失、叶轮摩擦 损失，湿汽 损失以及漏汽 等损失。 11. 汽轮机转子主要包括主轴 、叶轮(或转鼓) 、动叶栅 、联轴器 以及其他转动零件。 12. 汽轮机的轴承分推力 轴承和径向支承 轴承两大类。 13. 汽轮机的损失可分为内部损失和外部损失。外部损失包括：端部漏汽 损失、机械 损失。 14. 蒸汽在多级汽轮机中工作时，除存在各种级内损失外，还要产生进汽结构中的节流 损失和排汽管中的压力 损失。 15. 汽轮机采用中间再热，可以提高循环热效率 ；又能减小排汽的湿度 。 16. 危急遮断器的动作转速通常应在额定转速的110%~112% 范围内。 17. DEH 控制系统要实现对汽轮机组转速和负荷的控制，必须获得的反馈信号是：汽轮机转速 信号、发电机输出电功率 信号以及调节级后压力 信号。 二、选择题 1. 某台汽轮发电机组的新蒸汽参数为3.43MPa 、435℃,该机组属于：( B ) A. 高温高压机组 B. 中温中压机组 C. 低温低压机组 2. 若要蒸汽在通道中膨胀加速，必须(C )。 A. 提供压降 B. 提供压升 C. 提供压降并使通流截面渐变 3. 动叶中的焓降越大，级的反动度就( B )。 A. 越小 B. 越大 C. 可能大也可能小 4. 对于纯冲动式汽轮机，蒸汽( A )。 A. 仅在喷嘴中膨胀 B. 仅在动叶栅中膨胀 C. 在喷嘴和动叶栅中都膨胀 5. 汽轮机汽缸的膨胀死点是由以下两个部件中心线的交点形成的。( C ) A. 立销与横销 B. 立销与纵销. C. 横销与纵销 6. 压水堆核电站汽轮机不能采用过热蒸汽的根本原因是：( C ) A. 汽轮机功率太大 B. 一回路冷却水压力太高 C. 一回路冷却剂不允许沸腾 7. 汽轮机工作转速为3000转/分,危急遮断器超速试验时动作转速为3210转/分,你认为：( B ) A. 偏高 B. 偏低 C. 合适 三、简答题 1. 说明汽轮机型号CB25-8.83/1.47/0.49的含义。 答：抽汽背压式汽轮机，额定功率25MW ，初压8.83MPa ，抽汽压力1.47MPa ，背压0.49MPa 。 《汽轮机原理》思考题 杨建明康松编 东南大学动力工程系 2000年10月 第1章汽轮机级的工作原理 1．何谓滞止参数？喷嘴和动叶的滞止参数如何计算？ 2．叶栅通道的速度系数代表了什么意义？影响速度系数大小的主要因素有哪些？ 3．反动度的意义是什么？汽轮机的级按反动度的大小如何分类？在叶栅通道结构上又是如何实现反动度设计的？ 4．速度系数、能量损失系数和喷嘴及动叶损失系数三者间的关系如何？ 5．什么是级的热力过程线？它在分析级的能量转换、认识级工作过程中有何特别作用？ 6．什么是速度三角形，其意义是什么？ 7．何谓轮周功率？何谓轮周功？何谓理想能量？轮周功在级热力过程线上如何表示？ 8．什么是余速损失？什么是余速利用系数？影响余速利用的主要因素有哪些？ 9．何谓速比？何谓假想速比？ 10．轮周效率的意义是什么？影响轮周效率的因素有哪些？ 11．什么是最佳速比？为什么会存在最佳速比？当余速利用后，轮周效率与速比之间的关系发生了哪些主要变化？ 12．最佳速比与反动度的关系怎样？对相同容量的汽轮机，为什么冲动式的级数一般少于反动式？ 13．何谓单列级？何谓复速级？它们各自有何优缺点？ 14．何谓流量系数？流量系数的大小有何特点？ 15．对汽轮机弯曲形渐缩叶栅通道，最大出口汽流速度能否超过音速？为什么？ 16．何谓叶栅通道的临界压比？在叶栅通道汽流速度和通流量计算中，临界压比计算有何特别意义？ 17．叶栅通道的最大出口流速和通过的最大流量是否出现于同一前后压比？为什么？ 18．何谓叶栅出口汽流偏转角？在什么工况下发生？ 19．喷嘴调节汽轮机，为什么调节级总为冲动式？ 20．何谓盖度？其主要起什么作用？ 21．为什么冲动式汽轮机总会有一定的反动度？ 22．为什么要采用长扭叶片？ 23．长扭叶片有哪些主要特点？ 24．何谓轮周损失？何谓级内损失？两者间的关系怎样？ 25．什么是叶高损失？其物理意义是什么？采取何种措施减小叶高损失？26．决定叶片高度的主要因素有哪些？ 27．什么是二次流损失？如何减小二次流损失？ 28．何谓撞击损失？主要发生在何种情况？ 汽轮机原理知识点 汽轮机级的工作原理 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： op x )(1/ op x )(1=（1c u ）im /（1c u ）re =（1cos 2 1α）/1cos α=re t h ?21/im t h ? re t h ?／im t h ?=1/2 上式说明反动级的理想焓降比冲动级的小一倍 分别说明高压级内和低压级内主要包括哪几项损失？ 答：高压级内：叶高损失、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； 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。 简述蒸汽在汽轮机的工作过程。 答：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。 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： 汽轮机原理及运行 随着工业生产的蓬勃发展，工业污染物的排放，对大气、自然环境的影响和危害越来越大。国家为保护环境，加大了对工业生产污染物排放的监管力度，国务院专门召开会议部署全国节能降耗减排的工作。我省焦化、炭黑、水泥等高温冶炼企业比较多，这些企业在生产过程中必然产生大量焦煤气、热量，而这些能源和热能大都没有被再利用，而以不同的排放方式，白白地浪费掉了，还造成了大气环境污染。事实上，要做到脱硫除尘、净化排放，必须将余热温度降到250゜C以下才能实现，而排放的余热全都在250゜C上，是根本无法脱硫除尘的。那么，唯一的办法就是将余热再利用，首选发电，实现能量再利用，既提高了原材料利用率，又净化了排放物，大大减少CO2、SO2排放量。 一直以来，这样的好事为什麽没有企业做呢？原因就在于，利用余热、余气进行发电的机组功率较小，不易并入大电网，或是地处与系统弱联系的区域，根本无网可并。自发自用，单独运行，又苦于发电机组不能稳定运行。故而形成目前不能不生产、可排放又超标的困难局面。 余热减排发供电微电网稳定运行综合控制系统的研发，是针对利用余热发电、热电联产的自备电厂运行不稳定、耗能高的问题而进行的。主要应用于焦化、炭黑、水泥等高温冶炼企业，利用余热发电、热电联产的自备电厂的微电网设 备在线数字化状态检测与监控的工艺改造，彻底改造通过气门排放蒸汽调节负荷的传统方法，实现了既稳定运行，又节能降耗减排。其适用范围和区域主要是产生余热、余气的高温冶炼企业，电网覆盖薄弱地区、电网末端或电网未到达区域，自建的供、用电微电网。 针对这种状况，山西博赛克电力技术有限公司潜心研究开发余热减排发供电微电网稳定运行综合控制系统技术，彻底解决了这些发电机组的运行不稳定问题，真正实现了无网支撑、无忧运行，被称为“自备电厂的革命性技术”，具有国内领先水平。是一项电力、电网节能降耗技术。 其社会经济意义主要是：能为上述状况提供完整的工艺改造解决方案，可使这些企业的余热自备电厂的发电设施充分发挥效能，既节能又高效，净化污染物排放，而且用电用户可以使用到与大电网等质的电能，满足生产、生活需求。山西省长治地区沁新公司2×6000KW煤矸石自备电厂的工艺改造和2×12MW焦化余热自备电厂建设，都是采用了余热减排发供电微电网自稳定综合控制系统技术。 事实雄辩地说明，应用该技术改造余热自备电厂通过气门排空进行负荷调节的传统方法，彻底解决了自备电厂运行的弊端，使之高效节能、安全稳定运行。肯定可以带动一大批焦化、炭黑、水泥等高温冶炼企业，充分利用余热、余气进行发电。一是由于余热、余气的充分利用，提高了原材料 第一章 绪论 一、单项选择题 1．新蒸汽参数为的汽轮机为（ 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P 1，出口压力为P 2，则P 1和P 2的关系为（ C ） A ．P 1 P 2 C．P 1＝P 2 D．P 1 ≥P 2 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 ) 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εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1 【 A 】 A. C 1 1．速度比和最佳速比：将（级动叶的）圆周速度u与喷嘴出口（蒸汽的）速度c 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。 1 2．假想速比：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度的比值。 3．汽轮机的级：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：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：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。 6．临界压比：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：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：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：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：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：喷嘴通过的最大流量。 12．漏气损失：汽轮机在工作中由于漏气而产生的损失。 13．部分进汽损失：由于部分进汽而带来的能量损失。 14．湿气损失：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：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：装有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值。 1.汽轮发电机组的循环热效率：每千克蒸汽在汽轮机中的理想焓降与每千克蒸汽在锅炉中所吸收的热量之比称为汽轮发电机组的循环热效率。 2.热耗率：每生产1kW.h电能所消耗的热量。 3.汽轮发电机组的汽耗率：汽轮发电机组每发1KW·h电所需要的蒸汽量。 4.汽轮机的极限功率：在一定的初终参数和转速下，单排气口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率。 5.汽轮机的相对内效率：蒸汽实际比焓降与理想比焓降之比。 6.汽轮机的绝对内效率：蒸汽实际比焓降与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比。 7.汽轮发电机组的相对电效率和绝对电效率：1千克蒸汽所具有的理想比焓降中最终被转化成电能的效率称为汽轮发电机组的相对电效率。 1千克蒸汽理想比焓降中转换成电能的部分与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比称为绝对电效率。 8.轴封系统：端轴封和与它相连的管道与附属设备。 9.叶轮反动度：各版和轮盘间汽室压力与级后蒸汽压力之差和级前蒸汽压力与级后压力之差的比值。 10.进汽机构的阻力损失：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，称为进汽机构的阻力损失。 ?A) 级的相对内效率小于轮周效率 ?B) 级的相对内效率的最佳速度比大于轮周效率最高时的最佳速度比?C) 级的相对内效率的最佳速度比等于轮周效率最高时的最佳速度比?D) 级的相对内效率的最佳速度比小于轮周效率最高时的最佳速度比 ?A) 压力降低 ?B) 温度降低 ?C) 比体积增大 ?D) 相对速度增加 ?A) 隔板型结构，隔板用来安装喷嘴，并将各级叶轮隔开?B) 转鼓型结构 ?C) 汽缸上有固定静叶的隔板及支承隔板的隔板套 ?D) 汽缸上有静叶环及支承静叶环的静叶持环 ?A) 定压运行 ?B) 滑压运行 参考答案：A B 收起解析 解析： ?A) 便于拆装 ?B) 可使级间距离不受或少受汽缸上抽汽口的影响，从而可以减小汽轮机的轴向 尺寸，简化汽缸形状，有利于启停及负荷变化 ?C) 为汽轮机实现模块式通用设计创造了条件 ?D) 隔板套的采用会增大汽缸的径向尺寸，相应的法兰厚度也将增大，延长了汽 轮机的启动时间 ?A) 可分为轮式和鼓式两种基本型式 ?B) 轮式转子具有安装动叶片的叶轮，鼓式转子则没有叶轮，动叶片直接装在转 鼓上 ?C) 通常反动式汽轮机转子采用轮式结构 ?D) 通常冲动式汽轮机转子采用轮式结构 参考答案：A B D ?A) 纯冲动机 ?B) 反动级 ?C) 带反动度的冲动级 ?D) 复速级 ?A) 因高速转动和汽流作用而承受较高的静应力和动应力 ?B) 因处在高温过热蒸汽区而承受高温作用 ?C) 因处在湿蒸汽区内工作而承受腐蚀和冲蚀作用 ?D) 作用是将蒸汽的热能转换为动能，再将动能转换为汽轮机转子旋转机械能 参考答案：A B C D 收起解析 《汽轮机原理》 目录 第一章汽轮机级的工作原理 第二章多级汽轮机 第三章汽轮机在变动工况下的工作 第四章汽轮机的凝汽设备 第五章汽轮机零件强度与振动 第六章汽轮机调节 模拟试题一 模拟试题二 参考答案 第一章汽轮机级的工作原理 一、单项选择题 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εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1 【 A 】 A. C 1 、填空题 1. 蒸汽轮机发电厂的三大核心设备为：、及。 2. 工质的基本状态参数有：、和。 3. 热能传递和转化的方式有：和。 4. 当M<1时，要想使气流膨胀，通流截面应；要想扩压通流截面应。 当M>1时，要想使气流膨胀,通流截面应；要想扩压通流截面应。 5. 汽轮机按热力过程可分为：①汽轮机;②汽轮机； ③汽轮机；④汽轮机等。 6. 汽轮机是一种将的转变为的旋转式原动机。 7. 根据级所采用的反动度的大小不同，可将级分为:,,三种。 8. 蒸汽在动叶中的与这一级之比，称为汽轮机的反动度。 9. 动叶片中理想焓降的大小，通常用级的来衡量，动叶中的焓降越大，级的反动度就。 10. 级内损失除了蒸汽在通流部分中流动时所引起的损失、损失、损失外，还有 损失、损失、损失、损失，损失以及等损失。 11. 汽轮机的损失可分为损失和损失。外部损失包括：损失、损失。 12. 汽轮机转子主要包括、、、以及其他转动零件。 13. 汽轮机的轴承分轴承和轴承两大类。 14. 蒸汽在多级汽轮机中工作时，除存在各种级内损失外，还要产生损失和损 失。 15. 汽轮机米用中间再热，可以提咼；又能减小 16. 高压轴封用来防止蒸汽汽缸，避免工质损失并保护运行现场环境，减轻加热或冲进使润滑油质劣化；低压轴封则用来防止空气汽缸使升高，以及减轻的负担。 17. 危急遮断器的动作转速应在额定转速的范围内。 18. 汽轮机处在临界转速下振动增大的现象称为现象。 19. 影响调节系统动态特性的主要因素，除了机组方面的转子飞升时间，中间容积时间外，还有调节系统方面的、和。 20. DEH控制系统要实现对汽轮机组转速和负荷的控制，必须获得的反馈信号是信号、信号以及信号。 21. DEH调节系统的四种运行方式为：、、和。 22. 汽轮机凝汽设备由、、和凝结水泵等组成。 23. 抽汽器的作用是抽出凝汽器中的，凝汽器真空。 24. 高加保护装置的作用是：当高加发生事故时，能及时切断高加与的联系，同时打开管路，以保证。 25. 调节系统动态特性的质量指标主要有：、和。 26. 调节系统的静态试验包括：、和。 二、名词解释 1?工质一一 2?热力系统—— 汽轮机原理及运行试题 一、填空题（每小题1分，共20分） 1．排汽压力升高时，若保持机组功率不变，需增加进汽量，导致轴向推力。2．蒸汽在动叶流道内因摩擦而损耗的动能称为。 3．在叶轮上装有两列动叶栅，并在两列动叶栅之间装一列固定不动的导向叶栅，这种级称为级。 4．当主蒸汽温度不变，主蒸汽压力降低时，汽轮机的经济性将。5．机组转速和额定功率一定时，转子飞升时间常数与转子转动惯性成比。6．速度变动率较大的机组，在甩负荷时稳定转速也较。 7．油动机时间常数越大，调节系统的动态特性越。 8．对于复合调节汽轮机，在高负荷、中间负荷及低负荷区间，其调节方式一般应分别采用定压、滑压及调节方式。 9．单位发电量所消耗的标准煤量称为。 10．为了提高循环热效率，现代汽轮机普遍采用的循环是和再热循环。11．抽汽压力损失导致能量质量的。 12．对于采用节流调节的汽轮机，若定压运行，负荷下降，需使全部调节汽门的开度。 13．与转轴自振频率相等的旋转角频率ωn对应的转速称为。14．对于调频叶片，由低频激振力引起的A0型振动，要求叶片自振频率与激振力频率之间的绝对差值不小于。 15．随汽缸排汽温度升高，转子的相对胀差。 16．通常情况下，法兰的平均温度比螺栓的温度。 17．一般地，如果汽轮机转子发生动、静碰摩，则转子的惰走时间将。18．一般地，转子偏心率（晃度）增大，就表明转子已经。19．启动过程中，汽轮机各级前的压力和温度逐渐。 20．对于有些汽轮机，通常将启动分为冷态、、热态和极热态启动。 二、单项选择题（每小题1分，共15分。从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。） 21．非中间再热汽轮机，主蒸汽压力升高时，若初温保持不变，湿蒸汽区工作级的湿度（） ①增大②减小③不变22．汽轮机的初温升高，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度提高，循环效率（）①升高②降低③不变23．具有一定温度和压力的蒸汽在固定不动的喷嘴流道中膨胀加速，蒸汽的压力、温度将（） ①升高②降低③不变24．亚临界参数机组，在高负荷下运行，采用滑压调节比定压调节的经济性（） 汽轮机原理 第一章汽轮机的热力特性思考题答案 1．什么是汽轮机的级？汽轮机的级可分为哪几类？各有何特点？ 解答：一列喷嘴叶栅和其后面相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元称为汽轮机的级，它是蒸汽进行能量转换的基本单元。 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；Dhb =0；Ωm=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；Dhn≈Dhb≈0.5Dht；Ωm=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；Ωm=0.05～0.35。 （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。 2．什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？ 解答：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。 3．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。 解答：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 速度比和最佳速比：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，级的相对内效率最大时的速度比称为最佳速度比。假想速比：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度的比值。汽轮机的级：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。 级的轮周效率：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。 滞止参数：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。临界压比：汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。 级的相对内效率：级的相对内效率是指级的有效焓降和级的理想能量之比。 喷嘴的极限膨胀压力：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。 级的反动度：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。 余速损失：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。临界流量：喷嘴通过的最大流量。漏气损失：汽轮机在工作中由于漏气而产生的损失。 部分进汽损失：由于部分进汽而带来的能量损失。 湿气损失：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。盖度：指动叶进口高度超过喷嘴出口高度的那部分叶高。 级的部分进汽度：装有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值。 汽轮发电机组循环热效率：每千克蒸汽在汽轮机中的理想焓降与每千克蒸汽在锅炉中所吸收的热量之比称为汽轮发电机组的循环热效率。热耗率：每生产1kW.h电能所消耗的热量。汽轮发电机组汽耗率：汽轮发电机组每发1KW·h电所需要的蒸汽量。汽轮机的极限功率：在一定的初终参数和转速下，单排气口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率。 汽轮机相对内效率：蒸汽实际比焓降与理想比焓降之比。轴封系统：端轴封和与它相连的管道与附属设备。 汽轮机的绝对内效率：蒸汽实际比焓降与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比。 汽轮发电机组的相对电效率和绝对电效率：1千克蒸汽所具有的理想比焓降中最终被转化成电能的效率称为汽轮发电机组的相对电效率。1千克蒸汽理想比焓降中转换成电能的部分与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比称为绝对电效率。 叶轮反动度：各版和轮盘间汽室压力与级后蒸汽压力之差和级前蒸汽压力与级后压力之差的比值。 进汽机构的阻力损失：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。 凝汽器的冷却倍率：进入凝汽器的冷却水量与进入凝汽器的蒸汽量的比值称为凝汽器的冷却倍率。 凝汽器的过冷度：凝结水的温度比凝汽器喉部压力下的饱和温度低的数值，称为凝汽器的过冷度。 凝汽器的汽阻：凝汽器入口压力与空气抽出口的压力的差值是蒸汽空气混和物的流动阻力。 多压凝汽器：有两个以上排气口的大容量机组的凝汽器科制成多压凝汽器，汽侧有密封的分隔板隔开。 最佳真空：在其它条件不变的情况下，如增加冷却水量，则凝汽器的真空就会提高，汽轮发电机组输出的功率就会增加，但同时循环水泵的耗功也会增加，当汽轮发电机组输出功率的增加量与循环水泵耗功的增加量之差达到最大时，即凝汽器达到了最佳真空。 凝汽器的极限真空：凝汽器真空达到末级动叶膨胀极限压力下的真空时，该真空称为凝汽器的极限真空。 滑压运行：调节气门全开或开度不变，根据负荷大小调节进入锅炉的燃料量、给水量和空气量，使锅炉出口蒸汽压力和流量随负荷而变化，维持出口蒸汽温度不变的运行方式。汽轮机进气压力随外界负荷增减而上下滑动，故称滑压运行。 汽耗微增率：每增加单位功率需多增加的汽耗量。汽轮机的工况图：汽轮机发电机组的功率与汽耗量间的关系曲线。 级的临界工况：级内的喷嘴叶栅和动叶栅两者之一的流速达到或超过临界速度。级的亚临界工况：级内喷嘴和动叶出口气流速度均小于临界速度。级组的临界工况：级组内至少有一列叶栅的出口流速达到或超过临界速度。 汽轮机的变工况：汽轮机在偏离设计参数的条件下运行，称为汽轮机的变工况。 阀点：阀门全开的状态点，汽流节流损失最小，流动效率最高的工况点。 节流配汽：进入汽轮机的所有蒸汽都通过一个调节汽门，然后进入汽轮机的配汽方式。 临界转速：启动或者停止过程中出现振幅峰值的转速叶片动频率：考虑离心力影响后的叶片震动频率 一次调频：因电负荷改变而引起电网频率变化时，电网中全部并列运行的机组均自由地按其静态特性承担一定负荷变化，以减少电网频率的改变 二次调频：在电网周波不符合要求时，操作电网中的某些机组的同步器，增加或减少他们的频率，是电网周波恢复正常 汽轮机厂汽轮机原理及运行篇 青岛捷能汽轮机厂汽轮机原理及运行篇 1、汽轮机的级:一列喷嘴叶栅和其后相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元。 2、选择填空:在膨胀流动过程中，亚音速汽流的速度变化率大于其比体积变化率，通道截面积将随速度的增大而减小;超音速汽流的速度变化率小于其比体积变化率，通道面积将随速度的增大而增大。 3、填空:(喷嘴损失)是蒸汽在流道内的磨擦而损耗的动能。 4、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(纯冲动机)、(反动级)、(带反动度的冲动级)和(复速级)。 5、纯冲动级:嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀的级称为纯冲动级。 6、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的级称为冲动级。 7、最佳值使轮周效率达到最大值。 8、最佳速度比为:(x1)op=1/2cosα1 9、反动级的最佳速度比为:(x1)op=cosα1 10、简答:外部损失包括(1)、轴封漏汽损失;(2)机械损失 11、多级汽轮机中的余速利用和重热现象，可以使多级汽轮机的内效率与单级汽轮机的内率之比大于1。 12、填空:汽轮机的内功率减去机械损失，得到(轴端功率) 13、名词:彭台门系数:通过喷嘴的任一理想流量与同一初始状态下临界流量的比值为彭台门系数。 14、填空:当初压降低时，要保持汽轮机的功率不变，则要开大调节阀，(增加进汽量)，机组的轴向推力(相应增大)。 15、汽轮机的初温升高，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度提高，循环效率提高，(热耗率降低)。 16、排汽压力升高，使(排汽温度)升高。 17、当外负荷增加时，使汽轮发电机组的转速降低。 18、汽轮机内效率的大小主要取决于汽轮机通流部分的结构和机组运行中所带负荷的水平。 19、汽轮机的调节方式有喷嘴调节、节流调节、滑压调节和复合调节。 20、(1)、喷嘴调节在调节过程中，随着各调节阀的逐个依次开启。(2)、节流调节同时改变几个调节阀的开度。(3)、滑压调节，滑压运行在部分负荷下节流损失最小。(4)、复合调节方式是定压运行和滑压运行的组合。 21、名词:调节系统的静态特性:稳定工况时，机组功率与转速的对应关系称为调节系统的静态特性。 22、调节系统设置同步器后不改变其静态特性，只是将静态特性曲线近似平移。 23、名词:迟缓率:是在外负荷变化、机组输出功率未变的时间内，转速的最大变化量与额定转速的比值。 24、调节系统的动态品质:(1)、调节系统的动态稳定性;(2)动态超 调量;(3)过渡时间 25、名词:动态稳定性:是指机组受到扰动时，能由一个稳定工况过渡到新的稳定工况，扰动的动态响应曲线是收敛的。 26、转子飞升时间常数越小，表明转子越易加速，超速可能性越大，转子飞升时间常数的大小与机组额定功率的比值成反比。 一、名词解释 轮周功率：汽流的周向力在单位时间内对动叶所做的功。它等于周向力与圆周速度的乘积。 汽轮机的极限功率：汽轮机的极限功率是指在一定的蒸汽初终参数和转速下，单排汽口凝汽式汽轮机所能获得的最大功率。 滑压运行：单元机组中，汽轮机的调节汽阀保持全开或基本全开的状态，通过锅炉调整新汽压力的方法(新汽温度尽可能保持不变)，达到改变蒸汽量使其适应汽轮机不同负荷的要求。 凝汽器的传热端差：凝汽器中蒸汽的饱和温度和冷却水离开凝汽器的出口温度之差 调节系统的静态特性：稳定状态下，汽轮机功率（输出信号）与汽轮机转速之间的关系。 无裂纹寿命：转子从第一次投入运行开始直到产生第一条工程裂纹为止所经历的运行时间。 二、计算题 解： 三、分析问答题 1、多级汽轮机随通流部分叶片高度变大，各级焓降变大，反动度变大。 2、扇形损失与径高比的平方成反比，径高比越大，则扇形损失越小，反之，则扇形损失越大。当径高比≤8～12时，动叶片较长，其扇形损失显著增大，一般采用变截面扭叶片。 3、 4、①真空恶化和排汽温度过高时；对于转子轴承座与低压缸联成一体的机组来说，排汽缸的热膨胀将使轴承座抬起，转子对中性被破坏而产生强烈振动。 ②凝汽器铜管线胀系数大于钢制外壳线胀系数许多，排汽温度过高将使铜管热膨胀过大，引起胀口松脱而漏水，使不清洁的循环水漏入压力很低的凝结水一侧，污染凝结水质。 ③排汽压力过高将使末级容积流量大减，小容积流量工况下的鼓风工况所产生的热量将使排汽温度更加升高。容积流量很小时还可能诱发末级叶片颤振。 5、多压凝汽器就是把凝汽器汽侧分隔成几个独立的互不相通的汽室，冷却水串行流过各汽室。各汽室进口水温不同，各汽室的汽侧压力也不同，构成多压式凝汽器。 在一定条件下，多压凝汽器的平均折合压力低于单压凝汽器的压力，提高机组的热经济性。将低压凝结水引入高压侧加热，凝结水温升高，低加的抽汽量减少，发电热耗率降低 6、 《汽轮机原理及运行》综合复习资料 一、单项选择题 1.下列系数可能大于1的是（）。 A、喷嘴速度系数 B、动叶速度系数 C、重热系数 D、流量系数 2.中I'可再热式汽轮机和无再热相比，设计情况下循环热效率（）,末级干度（）。 A、提高 B、不变 C、降低 D、不定 3.如果是反动级，蒸汽在动叶屮膨胀，蒸汽在动叶进口的相对速度Z间的关系为（）o A、W\ < W2t B、W\ = W2t C^ > W2t D、不确定 4.某高参数汽轮机的第二级为部分进汽，则此级内不可能存在（）0 A、叶轮摩擦损失 B、鼓风损失 C、湿汽损失 D、轮周损失 5.两台单机功率不同的机组，30万千瓦机组的汽耗率等于20万千瓦机组的汽耗率，则（）。 A、0万千瓦机组的经济性好 B、20万千瓦机组的经济性好 C、不确定 6.二次流损失与叶片高度密切相关，叶片越短叶高损失（）。 A、越小 B、不影响 C、越大 D、不确定 7.当背压大于临界压力时，蒸汽在渐缩斜切喷嘴出口蒸汽速度的方向（）o A、小于喷嘴岀口安装角 B、等于喷嘴出口安装角 C、大于喷嘴出口安装角 D、不确定 &下列系数可能大于1的是 A喷嘴速度系数B动叶速度系数C流量系数D重热系数 二、简答题 1.什么是汽轮机的级？根据蒸汽在动叶中的膨胀程度，级有哪几类？ 2.多级汽轮机采用分缸结构有哪些好处？为什么还要反向布置？ 3.为什么汽轮机一级的有效焙降是有限的？ 4.说明汽轮机型号N220? 13/535/535中各字母和数字的含义。 5.为什么汽轮机一级的有效熔降是有限的？ 6.常用的叶根型式有哪几种？短叶片普遍采用什么型式的叶根？ 7.典型反动式中间级的进出口速度三角形有何特点？喷嘴叶片和动叶片有何特点？ &怎样判断级的轮周效率是否达到最大？ 9.什么是汽轮机组的绝对电效率？。 10.什么是汽轮机的反动度？根据反动度的大小级可分为哪几类？ 11?动叶片为什么也不能太长？ 12.典型反动式中I'可级的进出口速度三角形有何特点？喷嘴叶片和动叶片有何特点？ 13.蒸汽通过进汽机构时的热力过程是一个节流过程，节流后压力如何变化？焰值如如何变化？ 14.为什么要限制汽轮机排汽管中汽流速度？对于凝汽式机组c cx<100?120m/s,对于背压式机组c cx<40?60m/So《汽轮机原理》习题及答案
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