发布时间 : 星期一 文章《汽轮机原理》习题及答案更新完毕开始阅读
3．某反动级理想焓降Δht=62.1kJ/kg，初始动能Δhc0=1.8 kJ/kg, 蒸汽流量G=4.8kg/s，若喷嘴损失Δhnζ=5.6kJ/kg, 动叶损失Δhbζ=3.4kJ/kg，余速损失Δhc2=3.5kJ/kg，余速利用系数μ1=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
Δhu=Δht*-δhn-δhb-δhc2 =62.1+1.8－5.6－3.4－3.5 =51.4kJ/kg 轮周功率
Pu=G×Δhu=4.8×51.4=246.7kW 轮周效率
ηu=Δhu/E 0=Δhu/(Δh t*－μ1×δh c2)=51.4/（62.1+1.8－0.5×0.35）= 82.7%
4．某级蒸汽的理想焓降为Δht = 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α1 =18°，反动度为Ωm = 0.2，动叶出汽角β2 = β1－6°，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：
动叶出口汽流的绝对速度c2 动叶出口汽流的方向角α2 绘出动叶进出口蒸汽的速度三角形。
2c0?h??ht?2=76 + 0.5×702/1000 = 76 + 2.45 = 78.45 kJ/kg 解：
*tc1??c1t??2(1??m)?ht*?0.95?2?(1?0.2)?78.45?1000?u?336.57 m/s
??dmn60?3.14?1.08?3000?60169.56 m/s
w1?c12?u2?2c1ucos?1?336.572?169.562?2?336.57?169.56?cos180?182.97 m/s
?c1sin?1??336.57?sin180????1?arcsin??34.640???w??arcsin?182.97??1??
?2??1?60?34.64?6=28.64o
?hb??m?ht*?0.2×78.45=15.69 kJ/kg
=239.39 m/s
w2??2?hb?w12?0.942?15.69?1000?182.9722c2?w2?u2?2w2ucos?2?239.392?169.562?2?239.39?169.56?cos28.640?121.69 m/s
?2?arcsin???w2sin?2??239.39?sin28.64???arcsin????c2121.69?????1 ?1 ?2 c2 u w1 u 70.54°
?2 w2 c1 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 =?1－3°，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)
?ht?84.3 kJ/kg，
?hc0?1.8 kJ/kg，
?m?0.04，u = 171.8 m/s
?ht*??ht??hc0?84.3?1.8?86.1 kJ/kg
c1??2(1??m)?ht*?390.5 m/s
22w?c?u?2uc1cos?1?228.9 m/s 11喷嘴出口相对速度:
?1?arcsin???c1sin?1?0??26.2??w1?
m/s
(2) 动叶出口相对速度:
w2??2?m?ht*?w12?243.200????3?23.221(3)
轮周功率:
Pu?G?u?w1cos?1?w2cos?2??4.8?171.8?228.9cos26.20?224.7cos23.20/1000?339.66kW
6．已知喷嘴进口蒸汽焓值h0=3336kJ/kg，蒸汽初速度c0=70m/s；喷嘴后理想焓值h1t=3256 kJ/kg，，喷嘴速度系数?=0.97。试计算 喷嘴前蒸汽滞止焓 喷嘴出口实际速度
解：（1）喷嘴进口动能：⊿hc0 = c02/2 = 702/2 = 2450（J/kg）= 2.45 kJ/kg 喷嘴前蒸汽滞止焓：h0*=h0+⊿hc0 =3336+2.45=3338.5(kJ/kg) (2)
**?hn?h0?h1t?3338.5?3256?82.5(m/s)??
*c1t?2?hn?2000?82.5?406.2(m/s)
喷嘴出口实际速度：
c1??c1t?0.97?406.2?394.0(m/s)7．某冲动级级前压力p0=0.35MPa，级前温度t0=169°C, 喷嘴后压力p1=0.25MPa, 级后压力p2=0.56MPa, 喷嘴理想焓降Δhn =47.4kJ/kg, 喷嘴损失Δhnt=3.21kJ/kg, 动叶理想焓降Δhb =13.4kJ/kg, 动叶损失Δhbt =1.34kJ/kg, 级的理想焓降Δht=60.8kJ/kg，初始动能Δhc0=0，余速动能Δhc2=2.09kJ/kg, 其他各种损失ΣΔh=2.05 kJ/kg。计算： 计算级的反动度Ωm
若本级余速动能被下一级利用的系数μ1=0.97，计算级的相对内效率ηri。 解：级的反动度Ωm=Δhb/Δht=13.4/60.8=0.22
级的相对内效率ηri=(Δht-Δhnζ-Δhbζ-Δhc2-ΣΔh)/(Δht-μ1×Δhc2)=0.92
8．凝汽式汽轮机的蒸汽初参数：P0=8.83 MPa，温度t 0=530℃，汽轮机排汽压力Pc=0.0034 MPa，全机理想焓降ΔH t = 1450 kJ/kg，其中调节级理想焓降Δh tI = 209.3 kJ/kg，调节级相对内效率ηIri=0.5，其余各级平均相对内效率ηIIri=0.85。假定发电机效率ηg=0.98，机械效率ηm=0.99。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ηIri=0.5=Δh iI／Δh tI
所以调节级有效焓降：Δh iI=0.5×Δh tI=104.65 kJ/kg 其余各级的有效焓降：ΔHiII=ηIIri×ΔHtII
其中：ΔH tII=ΔH t－Δh tI=1450－209.3=1240.7 kJ/kg ∴ ΔHiII=ηIIri×ΔHtII =0.85×1240.7=1054.6 kJ/kg 故整机的相对内效率：
ηri=（ΔhiI +ΔHiII）／ΔH t= 1159.25／1450 = 79.9 %
（2）机组的汽耗率：
ΔHt IIh
P0=8.83 MPa t 0=530℃ Δh t Id = 3600／(ΔH t·ηri·ηg·ηm) = 3600／（1124.7）= 3.2 kg／kW.
（3）热力过程线
Pc=0.0034 MPa 见右图。
s
9．已知某级级前蒸汽入口速度C0=0.0 m/s，级的理想焓降△h t=78.0kJ/kg，级的反动度Ω=0.3，?1=12°，?2=18°，圆周速度u=178m/s, 喷嘴速度系数?=0.97，动叶速度系数?=0.9，余速利用系数?0=1.0。 计算动叶进出口汽流绝对速度及相对速度。 画出动叶进出口速度三角形。 画出该级热力过程线并标注各符号。
0?h??1??m??ht=（1-0.3）×78=54.6 kJ/kg n解: (1)
0
c1t?2?103?hn?2?103?54.6?330.5c1??c1t?330.5?0.97?320.520m/s
m/s
2220w?c?u?2cucos??320.5?178?2?320.5?178cos121111 =149.4m/s
w2??2?m?ht103?0.9?2?0.3?78?10320=194.7 m/s
2202c?w?u?2wucos??194.7?178?2?194.7?178?cos182222 =55.1m/s