(完整版)汽轮机课后思考题与答案
汽轮机思考题

第一章一.概念题:级:由一列喷嘴叶栅和紧邻其后的一列动叶栅所组成的热能到机械能转换的基本单元。
反动度:蒸汽在动叶中的理想焓降与级的滞止理想焓降之比。
部分进气度:工作喷嘴所占的弧段长度与整个圆周长之比。
速度比:级的圆周速度u与喷嘴出口速度c1或与级的假想出口速度ca的比值。
级的最佳速度比:对应轮周效率最高点的速度比。
级的轮周效率:单位蒸汽量流过某级时所产生的轮周功Pu1与蒸汽在该级中所具有的理想能量E0之比。
级的相对内效率:级的有效焓降与级的理想能量之比。
w1,w2大小比较:w1=(c12+u2-2uc1cosα1)½w2=ψ(2(h1-h2t)+w12)½=(2Δh b*)½=(c22+u²+2u1c1cosα2*)½纯冲动级:Ωm=0, Δh=0,w2=ψw1反动级: Ωm=0.5,Δh n=Δh b=Δh t*/2,α2=90°时,w1=w2cosβ2*冲动级: Ωm=0.05∽0.20,可大可小,具体计算。
各种级的最佳速度比:纯冲动级:X1=COSα1/2 反动级:X1=COSα 1冲动级:X1=COSα1/2(1-Ωm) 复数级:X1=COSα1/4二.综合性题:1.级的分类与特点:(一)按反动度分1.纯冲动级Ωm=0的级,Δhb=0, Δh*n= Δh*t,做功能力较大,但效率较低。
2.冲动级(带反动度的冲动级)Ωm=0 .05~0.20的级,Δhb>0, 但Δhb<Δhn,做功能力和效率介于纯冲动级和反动级之间。
3.反动级Ωm≈0 .5的级,Δhb=Δhn,动、静叶型相同,做功能力较小,但效率高。
(二)按能量转换过程分1.速度级以利用蒸汽流速为主的级,有双列和多列之分。
双列速度级又称复速级。
复速级做功能力比单列冲动级大,但效率低。
2.压力级以利用级组中合理分配的压力降(焓降)为主的级,又称单列级。
做功能力较小,但效率高。
(三)按负荷变化时通流面积是否改变分1.调节级喷嘴调节的汽轮机的第一级,负荷变化时,其通流面积是改变的。
汽机培训教材思考题及答案

汽机培训教材思考题及答案汽机思考题第⼀章1、写出我⼚汽轮机型式、型号以及型号中字母和数字表⽰的意思。
汽轮机型式:超临界、⼀次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机型号:CLNZK600-24.2/566/566。
其中:CL表⽰:超临界汽轮机,N表⽰凝汽式,ZK表⽰直接空冷机组,600表⽰汽轮机额定负荷600MW,24.2表⽰汽轮机主蒸汽压⼒24.2MPa,第⼀个566表⽰主蒸汽温度是566℃,第⼆个566表⽰再热蒸汽温度是566℃。
2、⽔的临界点参数?⽔的临界点参数为临界压⼒p c=22.12MPa,临界温度t c=374.15o C3、我⼚开式循环冷却⽔的⽤户有哪些?闭式⽔热交换器、汽机润滑油冷油器、三台真空泵⼯作液冷却器4、我⼚汽轮机主要技术参数和运⾏参数?铭牌功率: 600 MW2.汽轮机型式:超临界、⼀次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式3.主要参数⾼压主汽阀前主蒸汽额定压⼒ 24.2MPa⾼压主汽阀前主蒸汽额定温度566℃中压主汽阀前再热蒸汽压⼒ 90%汽机⾼压缸排汽压⼒(再热系统压降按10%⾼压缸排汽压⼒考虑)中压主汽阀前再热蒸汽额定温度566℃设计背压13kPa汽轮机允许最⾼背压 60 kPa汽轮机报警背压 60 kPa汽轮机停机背压 65 kPa最终给⽔温度272.6℃转速 3000r/min旋转⽅向(从汽轮机向发电机⽅向看) 顺时针回热加热级数:7级最⼤允许系统周波摆动 48.5~50.5 Hz通流级数 40级(I+39) ⾼压部分级数 I+9级中压部分级数 6 级低压部分级数 6×2×2 级低压缸末级叶⽚长度 680mm汽轮机总内效率 91.09%⾼压缸效率 86.74%中压缸效率 93.42%低压缸效率 92.45%冷态启动从汽机冲转到带满负荷所需时间 380min 4.汽轮机发电机组临界转速运⾏参数5、协调控制⽅式有哪些?机炉协调、炉跟机、机跟炉、基本⽅式第⼆章1、为什么⼤型的汽轮机⾼压缸往往做成双层缸体结构?1)有利于法兰的密封和可靠2)内外缸之间充满着⼀定压⼒和温度的蒸汽,使内外缸承受的压差和温差较⼩3)缸体和法兰都可以做的较薄,减⼩热应⼒,有利于改善机组的启动和负荷适应能⼒2、⾼、中压汽缸合缸且通流部分的压⼒级反向布置的优点?1)新蒸汽及再热蒸汽的进汽部分均集中在⾼、中压汽缸的中部,可减⼩汽轮机转⼦和汽缸的轴向温差及热应⼒;2)⾼、中压汽缸中温度最⾼的部分布置在远离汽轮机轴承的地⽅,使轴承受汽封温度的影响较⼩,轴承的⼯作温度较低,改善了轴承的⼯作条件;3)平衡⼀部分⾼、中压汽缸内的轴向推⼒;4)前后轴端汽封均处于⾼中压缸排汽部位,使轴封长度显著减少;5)⾼、中压合缸形式还减少了⼀⾄⼆个径向轴承,缩短了⾼、中压转⼦的长度;3、我⼚汽轮机低压缸为什么采⽤三层缸结构?低压缸的纵向温差变化⼤,是汽轮机温差变化最⼤的部分,为减⼩热应⼒,改善机组的膨胀条件,⼤机组都采⽤三层缸结构,第⼀层为安装通流部分组件的内缸,⼤都采⽤部件组合结构,隔板装于隔板套上;第⼆层为隔热层,由于低压缸进汽部分温度较⾼,外部排汽温度较低,因此都采⽤设置隔热板的⽅法,使得汽缸温差分散,温度梯度更加合理;第三层为外缸,⽤以引导排汽和⽀撑内缸各组件。
汽轮机运行复习思考题答案

汽轮机运行部分复习思考题一、填空题1.冷态启动过程中,汽缸内壁受到 热压 应力,外壁受到 热拉 应力,且内壁的热应力为外壁的热应力的 两倍 2.由于法兰内外壁温差使法兰在水平面上产生热弯曲,从而使汽缸中部形成。
立 椭圆形,其法兰结合面出现 内张口 3.按启动时新蒸汽参数不同汽轮机启动方式可分为。
额定参数启动 和4.冷态启动汽轮机转子的外表面受到 滑参数启动热压 应力作用,转子的中心孔受到 热拉 应力作用,稳定工况时热应力 为零 5.汽轮机启动过程中,按冲转时进汽方式不同可以分为。
高中压缸 启动和 中压缸 6.启动。
在第一调节汽门全开而第二调节汽门尚未开启的工况,此时调节级焓降达到了最大,流经第一喷嘴组的流量也达到了最大。
此时位于第一喷嘴组后的调节级动叶的应力达到了最大7.当转子轴向膨胀量大于汽缸轴向膨胀量时,胀差为是调节级的危险工况。
正 ,汽轮机在启动及加负荷时,胀差为 正 8.如果惰走时间过长,则可能是;有外界蒸汽漏入汽轮机,比如蒸汽或再热蒸汽管道阀门或抽汽逆止门不严,致使有压力蒸汽漏入汽缸等 9.在启停过程中上下汽缸存在温差,引起汽缸。
向上拱起 。
称为 拱背 变形,汽缸的最大拱起也出现在 调节级区域内 10.影响汽轮机寿命的因素有。
高温蠕变损耗 和 低频疲劳损伤 11.通常汽轮机在启动和加负荷过程中,转子温升比汽缸温升;快 ,因而胀差值为 正 12.汽轮机启动过程中,蒸汽热量以; 对流方式传给汽缸内壁,热量从汽缸内壁以 导热 13.若凝汽器真空降低且凝结水过冷度增大,说明方式传给外壁;真空不严密、存在漏气 ,若仅凝汽器真空降低而凝结水过冷度不变,则说明 循环水量可能不足、或管道脏污等 14.当汽轮机受到 。
热冲击 时;对汽缸壁的加热急剧,汽缸壁内温度分布为 双曲线 15.“拱背”变形指的是型,温差大部分集中在内壁一侧,在启停过程中上下汽缸存在温差,上缸温度高于下缸温度。
上汽缸温度高、热膨胀大,下汽缸温度低、热膨胀小,引起汽缸向上拱起 二、选择题。
汽轮机原理思考题1

汽轮机原理思考题11.汽轮机有那些⽤途,我国的汽轮机是如何进⾏分类的,其型号和型式如何表⽰?汽轮机的⽤途:把蒸汽的热能转化为机械能⽤于发电;除此之外,还⽤于⼤型舰船的动⼒装备,并⼴泛作为⼯业动⼒源,⽤于驱动⿎风机、泵、压缩机等设备。
汽轮机的分类:A、按做功原理分类:冲动式汽轮机、反动式汽轮机。
B、按热⼒过程特性分类:凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、调整抽汽式汽轮机、中间再热式汽轮机。
C、按蒸汽压⼒分类:低压汽轮机,新汽压⼒1.2~2MPa中压汽轮机,新汽压⼒2.1~4.0MPa⾼压汽轮机,新汽压⼒8.1~12.5MPa超⾼压汽轮机,新汽压⼒12.6~15.0MPa亚临界压⼒汽轮机,新汽压⼒15.1~22.5MPa超临界压⼒汽轮机,新汽压⼒⼤于22.1MPa超超临界压⼒汽轮机,新汽压⼒27MPa以上或蒸汽温度超过600/620℃汽轮机的型号表⽰:我国制造的汽轮机的型号有三部分。
第⼀部分:由汉语拼⾳表⽰汽轮机的形式(如表⼀),由数字表⽰汽轮机的容量(MW);第⼆部分:⽤⼏组由斜线分隔的数字分别表⽰新蒸汽参数、再热蒸汽参数、供热蒸汽参数等;第三部分:⼚家设计序号。
2.汽轮机课程研究的主要内容有那些,如何从科学研究及⼯程应⽤的不同⾓度学习该课程?研究内容:(1)绪论:本课程的主要内容及在⽣产实践中的应⽤;国内外汽轮机的展及应⽤;汽轮机的型式、分类及型号;汽轮机装置及现代⼤型单元制机组的概念;本课程的学习要求及学习⽅法。
(2)汽轮机级的⼯作原理:⼀元流动的⼏个主要⽅程及应⽤;蒸汽在喷嘴及动叶中的流动、速度三⾓形及计算;级的轮周功率和轮周效率;级内损失和级的相对内效率;级的热⼒设计原理。
(3)多级汽轮机:多级汽轮机的⼯作过程及其特点;进、排汽机构的流动阻⼒损失;汽轮机及其装置的经济性评价指标;轴封及其系统;轴向推⼒及平衡;汽轮机的极限功率及其影响因素。
(4)汽轮机变⼯况特性:喷嘴变⼯况时流量与压⼒的关系;级与级组的变⼯况特性;配汽⽅式对汽轮机变⼯况运⾏经济性和安全性的影响;滑压运⾏经(5)汽轮机的凝汽设备:凝汽设备的⼯作原理及任务;凝汽器的真空与传热;凝汽器的结构布置;抽⽓器;凝汽器变⼯况。
重庆大学汽轮机原理网上思考题答案

1、《汽轮机原理》课程的内容包括汽轮机的工作原理、变工况特性、强度与振动、调节系统以及凝汽设备。
学完本课程后能运用汽轮机的基础理论,进行汽轮机通流部分热力核算、机组变工况特性分析、经济性分析、主要零部件的强度和振动分析以及调节系统的工作特性分析等。
立足:使用、设计和研究;学习:课堂+资料+习题2.汽轮机有那些用途,我国的汽轮机是如何进行分类的,其型号和型式如何表示?答:主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。
还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
按做功原理可以可以分为冲动式和反动式汽轮机;按热力过程特性可以分为凝汽式、背压式、调整抽气式和中间再热式汽轮机。
型号表示为三部分:第一部分有汉语拼音表示汽轮机的形式,数字表示汽轮机的容量,即汽轮机的额定功率;第二部分由斜线分隔的数字分别表示新蒸汽参数、再热蒸汽参数、供热蒸汽参数等;第三部分为厂家设计的序号。
3、研究汽轮机原理要用到的基本假设与基本方程:级内蒸汽流动是一维稳定等熵流动,蒸汽品位高,满足连续流动方程,叶栅曲面合理;Gv=cA,vdp+cdc=0,h0+c02/2=h1t+c1t2/2; 对理论计算的结果必须根据实际情况乘以一个比例系数进行修正,比例系数有实验确定。
4、级的组成:汽轮机的级由喷嘴叶珊和与它相配合的动叶珊组成。
喷嘴叶珊是由一系列安装在隔板体上的喷嘴叶片构成,又称静叶珊。
动叶珊是由一系列安装在叶轮外缘上的动叶片构成。
工作原理:当蒸汽通过汽轮机时,首先在喷嘴叶珊中将热能转化为动能,然后在动叶珊中将其动能转变为机械能,使得叶轮和轴转动,从而完成汽轮机利用蒸汽热能做功的任务。
5.汽轮机的喷嘴和动叶流道是何形状,如何判别喷嘴及动叶的流态,如何选用叶型?汽轮机的动静部分之间的间隙:轴向间隙,径向间隙。
为了减少叶顶漏气损失和缩短机组轴向长度,开式轴向长度越小越好,从经济和安全的角度考虑一般取1.5-2.0mm;为了减少动叶顶部漏气,一般在动叶顶部设置径向汽封,一般取0.5-1.5mm,当叶高较大,取较大值。
汽轮机原理(热工机械)课后习题及问题详解

绪 论1.汽轮机的工作单元由哪些部件组成? 喷嘴,动叶。
2.何为纯冲动级?反动级?带反动度的冲动级?复速级?蒸汽在纯冲动级、反动级、复速级流通部分压力和速度如何变化?纯冲动级:0=Ωm **21210t n b h h h w w p p ∆=∆=∆== 反动级:蒸汽在级中的理想焓降平均分配到喷嘴和动叶中级。
2**21t b nh h h p p ∆=∆=∆> 5.0≈Ωm 带反动度的冲动级:具有一定反动度的冲动级,简称冲动级 20.0~05.0=Ωm b n h h p p ∆>∆>213.级的反动度如何定义?如何根据反动度进行级的划分?级的反动度表示蒸汽在动叶通道膨胀程度大小的指标;蒸汽在动叶通道的理想焓降与喷嘴滞止理想焓降和动叶通道的理想焓降之和的比值。
根据蒸汽在汽轮机能量转换的特点,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。
4.在动叶上如果只存在反动作用力,冲动作用力不存在能实现吗?为什么?不能。
冲动-反冲第 一 章1.(1)当蒸汽在喷嘴中流动时,为了使喷嘴出口速度进一步提高直到获得超音速汽流,不能采用缩小流通孔道截面积的方法?)1(2M C dC A dA --= aC M =(M>1时,A,C 同方向增减) 当地速度低于音速时,M <1,面积减小则速度增大,压强减小;面积增大则速度减小压强增大;当地速度高于音速时,M >1,面积减小则速度减小,压强增大;面积增大则速度增大压强减小;超音速条件下,密度下降比速度增大快(2)蒸汽在喷嘴中流动时,对于亚音速和超音速汽流,当速度降低 时,压力都将升高?是。
伯努利方程,动量方程。
2.什么是喷嘴的速度系数?它与哪些因素有关?喷嘴的最小高度是多少?为什么?tC C 11=ϕ,喷嘴出口实际速度与理想速度比值。
其值主要与喷嘴高度、叶型、喷嘴槽道形状、汽体的性质、流动状况及喷嘴表面粗糙度等因素有关。
汽轮机原理思考题

第一章汽轮机级的工作原理1、喷嘴和动叶的速度系数取决于哪些因素?2、什么是膨胀极限压力?3、什么是汽轮机的级?4、什么是级平均直径处的反动度?5、如何区分冲动式、反动式的汽轮机或级?6、如何确定级的余速利用系数?7、什么是轮周功、轮周功率、轮周效率?8、如何确定喷嘴损失、动叶损失、余速损失?9、轮周效率与速比有什么关系?10、直叶片级在小径高比条件下工作有哪些问题?11、产生级内其它损失的原因是什么?12、如何确定级的相对内效率和内功率?13、为什么冲动级的动叶、喷嘴面积比大于1?14、为什么反动级不采用部分进汽?15、如何减小叶高损失、湿汽损失、漏汽损失?第二章多级汽轮机1、多级汽轮机的优越性有哪些?2、什么是重热现象?与汽轮机内效率有什么关系?3、汽轮机级组的内效率、各级平均内效率在大小上有什么关系?原因是什么?4、沿着汽流方向,为什么多级汽轮机各级的叶片越来越高?5、沿着汽流方向,为什么多级汽轮机各级的焓降越来越大?6、沿着汽流方向,为什么多级汽轮机各级的反动度越来越大?7、进汽、排汽管件的节流为什么会引起作功损失?8、如何计算动叶受到的轴向推力?9、什么是叶轮的抽汽效应、泵浦效应?10、如何确定冲动级叶轮前的压力?11、如何平衡汽轮机的轴向推力?12、曲径轴封的工作原理是什么?其孔口流量系数与哪些因素有关?13、画图表示如何建立一个轴封系统?14、轴封系统可实现哪些功能?第三章汽轮机在变工况下的工作1、彭台门系数的椭圆公式的形式与使用条件是什么?2、喷嘴流量在什么条件时与初压成正比?3、级的流量与压力有什么关系?4、级组的流量与压力有什么关系?5、弗留格尔公式在哪些情况下可以使用?6、喷嘴配汽时,调节级前后压力与流量有什么关系?7、调节级的危险工况是什么?8、什么是阀点工况?9、喷嘴配汽的优点、缺点有哪些?10、节流配汽、滑压配汽有哪些特点?11、级的理想焓降取决于哪些因素?12、偏离设计工况时,喷嘴配汽的凝汽式汽轮机各级的焓降、速比、反动度、内效率如何变化?13、凝汽式汽轮机的轴向推力在流量变化时如何变化?14、汽轮机初参数改变时功率如何变化?15、汽轮机排汽压力改变时功率、效率如何变化?第四章汽轮机的凝汽设备1、凝汽器的作用与凝汽系统的组成?2、决定凝汽器真空的关键因素有哪些?3、循环倍率、冷却水温升、传热端差的意义?4、凝结水过冷的危害和产生的主要因素?5、何谓最佳真空、最大真空和极限真空?6、水阻变化对凝汽器真空的影响?7、传热端差的主要决定因素有哪些?8、减小凝结水过冷的主要措施?9、抽气设备有什么作用?10、采用多压凝汽器在经济性上有什么好处?原因是什么?11、机组负荷变化对冷却水温升的影响?12、机组负荷变化对传热端差的影响?13、抽气器有哪些常用类型?14、什么是汽阻?汽阻对凝汽器的工作有什么影响?第五章汽轮机零件强度1、动叶片的离心应力与哪些因素有关?2、动叶片的弯曲应力与哪些因素有关?3、如何减小单自由度线性系统的振动幅值?4、单叶片的振型有哪些?5、动叶片的自振频率与哪些因素有关?6、减小叶片动应力的措施有哪些?7、围带、拉筋有什么作用?8、叶片的动频率与静频率有什么关系?第六章汽轮机调节保护系统1、什么是一次调频?什么是二次调频?在保证供电品质方面起什么作用?2、汽轮机调节系统为什么要采用功、频调节?3、调节保护系统的原则性组成?4、中间再热汽轮机调节系统的特点是什么?5、旁路系统有什么作用?6、汽轮机机械、模拟电液、数字电液调节系统的主要异同点有哪些?7、什么是调节系统静态特性四方图?各象限代表什么意义?8、什么是调节系统静态特性的速度变化率?其大小对机组运行稳定性和一次调频能力有何影响?9、什么是调节系统的迟缓率?对机组运行稳定性和安全性有何影响?10、什么是局部速度变动率?在整个调节范围内速度变动率应如何分布?11、汽轮机调节系统动态特性主要有哪些指标?12、转子惯性和蒸汽中间容积对调节系统动态特性有何影响?13、调节系统的静态特性对其动态特性有何影响?14、电液转换器是怎样工作的?。
(完整word版)《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 )A.P1〈P2 B.P1〉P2C.P1=P2 D.P1≥P27.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. C1〈C cr B. C1=C crC。
C1〉CcrD。
C1≤C cr3。
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。
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汽轮机思考题1汽轮机有那些用途,我国的汽轮机是如何进行分类的,其型号和型式如何表示?答:汽轮机除了发电,还被用作大型舰船动力设备,并广泛作为工业动力源,用于驱动鼓风机、泵、压缩机等设备。
按做功原理分:冲动式汽轮机、反动式汽轮机。
按热力过程特性分:凝汽式汽轮机、背压式汽轮机、调整抽汽式汽轮机、中间再热式汽轮机。
按蒸汽压力分:低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机、亚临界压力汽轮机、超临界压力汽轮机、超超临界压力汽轮机。
另外,按气缸数可以分为单缸汽轮机和多缸汽轮机;按机组转轴数可以分为单轴汽轮机和双轴汽轮机;按工作状况可以分为固定式汽轮机和移动式汽轮机等。
我国制造的汽轮机的型号大多包含三部分信息。
第一部分信息由汉语拼音字母表示汽轮机的形式,由数字表示汽轮机的容量,即额定功率(MW);第二部分信息用几组由斜线分割的数字分别表示新蒸汽参数、再热蒸汽参数、供热蒸汽参数等。
第三部分为厂家设计序号。
型式表示为:热力过程特性+做功方式+几缸几排气+蒸汽压力。
1.汽轮机课程研究的主要内容有那些,如何从科学研究及工程应用的不同角度学习该课程?答:该课程研究主要内容有:汽轮机级内能量转换过程、汽轮机的变工况特性等、汽轮机零件强度与振动、自动调节基本理论等。
从科学研究方面,我们需要细致的了解汽轮机做功原理及每个零部件的运动受力情况,从工程应用方面学习,我们则侧重于汽轮机的安全运行过程。
2.研究汽轮机原理要用到那些基本假设与基本方程,要用到那些经验及试验修正?答:基本假设:①流动是稳定的;②绝热;③理想气体;④一元流。
基本方程:①连续方程;②状态方程;③能量平衡方程。
修正系数:速度系数ϕ、动叶速度系数ψ3. 简述汽轮机级的组成及工作过程。
答:级是由一列环排的静叶栅和动叶栅所组成的做功单元。
当蒸汽通过汽轮机级时,首先在喷嘴叶栅中将热能转变成动能,然后在动叶栅中将剩余的热能及动能转变成机械能,使得叶轮和轴转动,从而实现汽轮机的利用蒸汽做功的任务。
4. 汽轮机的喷嘴和动叶流道是何形状,如何判别喷嘴及动叶的流态,如何选用叶型?答:叶栅流道截面积的变化满足连续流动方程,叶片的截面为流线型,流道具有良好的几何形状,流道壁面光滑,动叶栅有合理的曲面流道,可以绕轴心线运动,喷嘴叶栅为弯曲流道。
5. 流过喷嘴的流量与喷嘴前后压比之间的函数式可简化为什么公式,其图形有何特点?什么是彭台门系数,有何作用?答:t G =n A 1tρ图形见书本18页图2-10当1p =*0p 时,喷嘴前后的压力相等,无气流流动,既C 点;n ε=cr ε时,喷嘴出口达到临界状态,此时流量最大,称为临界流量。
n ε<cr ε时,流量始终保持临界流量不变,如图中AB 段。
6. 动叶进出口速度三角形由那些速度及角度构成,如何确定和计算各速度及角度?答:圆周速度u ,喷嘴出口速度1c ,方向角1α,动叶出口绝对速度2c ,初期方向角2α,动叶进口相对速度1w ,动叶出口速度2w ,动叶进口气流方向角1β,动叶气流出口角2β。
用余弦定理计算。
7. 什么是反动度,如何对汽轮机级进行分类,级的轮周效率与速比间有何图形关系,不同类型的级的热力特性有何不同?答:级的反动度为蒸汽在动叶栅中的等熵焓降与级的等熵焓降之比级的分类:一·冲动级——反动度在0到0.5之间二·反动级——反动度为0.5图1-11纯冲动级轮周效率曲线(x1)op=cosα/2余速利用对轮周效率和最佳速度比的影响反动级轮周效率与速比x1和x a的关系在理想情况下,蒸汽从动叶进口状态(即喷嘴出口状态)p1、h1,等比熵膨胀至动叶出口压力p2。
由于在流动过程中存在能量损失,因此,蒸汽在动叶通道中实际的膨胀过程是按熵增曲线进行的。
与喷嘴相似,此时动叶栅出口汽流的理想相对速度为Δh b ---动叶栅理想比焓降,Δh b *=h 1-h 2t ,J/kg ;Δh b *---动叶栅滞止理想比焓降,Δh b *=Δh b +w 12/2,J/kg 。
在纯冲动级蒸汽只在喷嘴中膨胀,在动叶珊中蒸汽进出口压力相等,只改变流向;在反动级中蒸汽一半在喷嘴膨胀,8. 什么是速比和最佳速比?写出纯冲动单列级,纯冲动双列级,反动级及带一定反动度的冲动级的最佳速比表达式;在圆周速度相同的条件下,比较前三种级的作功能力大小。
答:圆周速度与出口速度比11/x u c 为列速度比 圆周速度也当量喷嘴出口理想速度比为级速度比最佳速度比是从获得最大轮周效率出发选择的速度比纯冲动单列级的最佳速度比 (x 1)op =cos α/2纯冲动双列级x 1)op =cos α/4反动级最佳速度比(x 1)op =cos α1 对于带反动度的冲动级,当φ=ψ=1,以及α1=α2时,其最佳速度比为做功能力由大到小是复速级 冲动级 反动级9. 什么是速度系数,其与那些因素有关,如何确定喷嘴及动叶的速度系数?答:由于蒸汽在实际流动过程中总是有损失的,所以喷嘴出口蒸汽的实际速度c总是要小于理想速度c lt,速度系数正是反映喷嘴内由于各种损失而使汽流速1。
度减小的一个修正值喷嘴中的动能损失Δh n*与速度系数φ之间的关系可用下式表示:蒸汽流经动叶的能量损失ψ为动叶速度系数,它与级的反动度Ω和动叶出口汽流的理想速度w2t有关m11. 什么是临界状态和临界参数,临界参数只与那些因素有关?蒸汽在膨胀流动的过程中,一定会在汽道某一截面上达到当地声速,这是汽流所处的状态为临界状态,汽流的参数为临界参数,临界参数只与汽流的初始参数和等熵指数k有关。
12. 什么是余速利用系数,余速利用与不利用对轮周效率和最佳速比有何影响?余速利用系数是用来表示余速动能被利用的程度的。
余速利用对最佳速度比的影响:余速利用可以提高级的轮周效益;余速利用使速度比在较大范围对轮周效益的影响显著减弱;余速利用使最佳速度比增大。
13. 蒸汽在喷嘴和动叶栅斜切部的膨胀流动有何特点,什么是极限压力?蒸汽在斜切部的膨胀特点:当大于或等于时,汽流为亚音速流动,斜切部无膨胀,的出汽角等于结构角;当小于时,喉部达临界状态,之后继续膨胀,产生超音速流动,并产生偏转,方向角为+。
喷嘴的极限压力是斜切部分内超声速流动时所产生的特性曲线到出口边Ac时的出口压力,也就是汽流在斜切部分内进行膨胀的极限压力。
14. 喷嘴和动叶流道的通流面积如何计算,喷嘴和动叶高度如何计算,影响叶高的因素有那些;什么是部分进汽度,为何要采用部分进汽?答:影响叶高的因素有:容积流量,部分进气度,平均直径,结构角度。
部分进汽度是用来确定整个喷嘴环形叶栅上布置喷嘴通道的比例,它的定义为布置喷嘴弧段的长度与整个圆周长的比值。
采用部分进汽可以根据负载的情况调节汽轮机的进汽量,提高汽轮机的效益,同时合理的部分进汽可以减小损失。
15. 影响汽轮机运行安全经济性的内部动静间隙有那些,如何合理确定这些间隙?答:间隙:轴向间隙(开式轴向间隙和闭式轴向间隙)、径向间隙。
使汽轮机运行在最佳状态来确定间隙的大小16. 汽轮机级的热功转换损失有那九项,减小这些损失的措施有那些?答:损失:喷嘴损失动叶损失叶高损失扇形损失部分进汽损失叶轮摩擦损失漏汽损失湿汽损失余速损失减小损失措施:喷嘴损失动叶损失叶高损失扇形损失合称流动损失,要减小流动损失需要采用合理的叶片,减小流道摩擦,合理选择反动度等,减少叶轮摩擦损失,可以通过减少叶轮周围的蒸汽空间,提高叶轮表面的粗糙度等,减少部分进汽损失,应该选择合理的部分进气度,同时在没有布置喷嘴的弧度所对应的动叶叶栅两侧用护套罩起来这样可以减少间隙,使动叶只在护套内的少量蒸汽中转动,从而可以使鼓风损失大为减少。
减少斥气损失,应尽量减少喷嘴组数,同时还尽可能使得两组喷嘴之间的间隙不大于喷嘴叶栅的节距。
减少漏气损失,可以在隔板与主轴之间采用高低齿汽封,在喷嘴和动叶根部设置轴向汽封减少漏气进入动叶通道。
或在叶轮上开平衡孔并使也根有适当的反动度。
减少湿气损失,可以增大喷嘴出口到工作叶栅的轴向间隙,减少对于叶片背狐的冲击作用,还可以采用叶片自身的防护方法。
17. 评价级的热功转换经济性的最终指标是那一个,级内损失对最佳速比有何影响?如何计算汽轮机级的相对内效率和内功率?答:评价级的热功转换经济性的最终指标是级的相对内效率。
级内损失会使最佳速比减小。
相对内效率是级的有效比焓降和级的理想能量(滞止理想比焓降减去余速利用的能量)之比。
可用定义直接计算或用1减去各个损失系数。
内功率计算则是用级的实际比焓降乘以实际流量。
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18.与单级汽轮机相比,多级汽轮机有那些特点?多级汽轮机的高、中、低压段有那些不同的性能特点?答:特点:循环热效率高、相对内效率高、单位功率投资运行成本低、便于先进控制技术和环保技术的应用等。
高压段特点是蒸汽压力温度高,比体积较小,叶高损失较大,通流面积小还会导致漏汽损失增大,效率较低。
中压段蒸汽参数适中,各种损失较小,效率比低压级和高压级高。
低压段比体积急剧增大,体积流量增大迅速叶片高度增加。
在低压段中由于存在了湿汽损失,反动度变大使余速损失变大,且末级余速未被利用,因此效率较低。
19.多级冲动式汽轮机和多级反动式汽轮机相比,在本体结构及热力特性上有何不同?答:在本体结构上,多级反动式汽轮机为了减小轴向推力,一般采用转鼓式转子,将动叶安装在转鼓上,而冲动式汽轮机则一般将动叶安装在叶轮上。
在热力特性上,反动式汽轮机反动度大,在动叶中比焓降近似等于在喷嘴中的比焓降20.什么是重热系数,凝汽式汽轮机的重热系数一般为多少?答:由于等压线沿着比熵增大方向逐渐扩散,因此各级的理想比焓降之和比整机的理想比焓降大。
重热系数就是增大部分比焓降和整机的总理想比焓降之比。
凝汽式汽轮机的重热系数一般为0.03~0.08左右。
21.什么是汽封,汽轮机的那些部位要装设汽封?什么是轴封系统,如何组成,如何工作?答:汽封是装设在汽轮机动、静部分之间,减少或防止蒸汽外泄及真空侧空气漏入的装置。
汽轮机的轴端,汽阀阀杆端部,隔板和主轴之间,叶片顶部和隔板外缘之间一般都要设置汽封。
轴封系统是确保汽轮机轴端和进汽阀阀杆端部处严密性,收集利用汽轮机轴封进气阀杆漏汽,防止蒸汽向外泄露以及空气漏入低压缸内的一种装置。
轴封系统根据功能可分为轴封供汽,轴封漏汽,轴封回汽三部分,设备主要包括轴封、轴封冷却器、轴封风机、轴封蒸汽压力和温度调节器、压力调节阀、减温器及相连的管道阀门等。
轴封系统工作时,先由轴封供汽系统向各个轴封装置供汽,经过轴封装置的工作蒸汽和漏汽一起由管道送往轴封冷却器在其中冷却,疏水送去凝结水收集水箱循利用,不凝结气体由轴封风机抽出。
轴封蒸汽压力和温度调节器、压力调节阀、减温器调节轴封蒸汽的温度和压力,使轴封蒸汽压力和温度合适。