发布时间 : 星期二 文章汽轮机原理(热工机械)课后习题及答案更新完毕开始阅读
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）；进汽结构的节流损失（P208）；排汽管的损失 （P214）。（2）外部损失（不直接影响蒸汽状态）：外部漏气损失（P218）；机械损失（P224）。 减小进汽结构节流损失的方法：限制蒸汽流速：不超过40～60m/s——但不是根本的办法，将加大汽阀的尺寸; 改进汽阀的蒸汽流动特性：近代汽轮机普遍采用带扩压管的单座阀，将部分蒸汽动能转换成压力能，最终减小了该项损失。
减小排汽管节流损失的方法（P216）：对于设计良好的排汽管，可有效利用末级出口的余速动能，动压头转变为静压头，使压力回升；对于大型汽轮发电机组，由于排汽余速cex很大，将排汽动能变成蒸汽静压(扩压)，这样就可补偿排汽管中蒸汽的压力损失。 减小外部漏气损失的方法（P219）：在汽轮机的两端安装齿型轴封（曲径轴封），称之为轴端汽封。梳齿密封； 迷宫密封。
4.为什么要设置轴封系统？减少外部漏气损失。
5.多级汽轮机中间级的结构对余速能否利用有什么要求？
（1）相邻两级部分进汽度相同，大功率机组除调节级外其余各级均为全周进汽，调节级与第一级非调节级之间部分进汽度不同，基本不存在 余速利用； （2）相邻两级流通部分过渡平滑；
（3）相邻两级轴向间距小，流量变化不大；事实上，这两个条件基本都能满足，即使两级间有回热抽汽，对余速利用的影响叶不大；
（4）前一级的排汽角与后一级喷嘴的进汽角一致，在变工况时，排汽角有较大的变化，但是喷嘴进汽角都加工成圆角，能适应进汽角在较大范围内的变化，所以这一条件基本也能得到满足。 8.一个级的轴向推力有哪几部分组成？
动叶上的轴向推力Fz1、叶轮轮面上的轴向推力Fz2 、转子凸肩上的轴向推力Fz3(P198) 动叶和叶轮上的轴向推力都不可以避免。
9.冲动式汽轮机平衡轴向推力有那些措施？
轴向推力的平衡方法：设置平衡活塞，采用相反流向的布置，叶轮上开平衡孔；采用推力轴承。（P201） 10.汽轮机整机的内效率与级的内效率之间有什么关系？
影响汽轮机相对内效率的因素有那些？
汽轮机相对内效率反映机组通流部分的完善程度和运行状况。影响汽轮机相对内效率的主要因素有：汽轮机通流部分结构和表面状态的变化；通流部分动、静间隙的变化；汽轮机的负荷、进汽参数和调节阀门开度的变化等。
第 三 章
1.试述弗留格尔公式的应用条件。
弗留盖尔公式的应用条件是：要求级组内的级数较多；各级流量相等；变工况时各级通流面积不变；如果级组中某一级后有抽汽，只要抽汽量随进汽量的变化而按比例变化，各级蒸汽流量按比例变化的条件下，弗留盖尔公式仍然成立。（P263）
2.汽轮机的调节方式有哪些？各有何优缺点？
节流调节；喷嘴调节；滑压调节；旁通调节。(P300-307)
喷嘴调节，在外负荷变化时，各调节阀按循序逐个开启或关闭。由于在部分负荷下，几个调节阀中只有一个或两个调节阀未全开，因此在相同的部分负荷下，汽轮机的进汽节流损失较小，其内效率的变化也较小。当机组负荷经常变动时，这种调节方式较为合理。
节流调节，在部分负荷下，所有的调节阀均关小，进汽节流损失较大，在相同的部分负荷下，其内效率相应较低，因此这种调节方式仅适应于带基本负荷的汽轮机
滑压调节，在外负荷变化时，调节阀保持全开，通过改变进汽压力，使进汽量和蒸汽的理想焓降变化，改变机组的功率，与外负荷的变化相适应。在相同的部分负荷下，由于所有的调节阀均全开，节流损失最小。但在部分负荷下，由于进汽压力降低，循环效率随之降低。另外，由于锅炉调节迟缓，在部分负荷下，若所有的调节阀均全开，当负荷增加时，调节阀不能参与动态调节，机组的负荷适应性较差。只有单元机组，或可切换为单元制连接的机组，其汽轮机才能采用复合调节方式。(p321)
3.为什么背压式汽轮机不适合采用节流调节？
节流效率的高低取决于流量和蒸汽参数，汽轮机的负荷越低，节流效率越低；汽轮机的背压越高，部分负荷下的节
流效率越低
4.滑压调节的方式有哪几种？
纯滑压运行方式，在整个负荷变化范周内，所有调节阀均处在全开位置，完全靠锅炉调节燃烧，改变锅炉出口蒸汽压力和流量以适应负荷变化(P322)
节流滑压运行方式，即在正常运行情况下，汽轮机调速汽门不全开(P323)
复合滑压运行方式,采用喷嘴配汽，高负荷区域内(如80％～95％额定负荷以上)进行定压运行，用启闭调节汽门来调节负荷(P323)
5.当新蒸汽的温度低于允许值甚多，而其它参数都符合设计值，此时增大汽轮机流量不能 带上额定负荷？为什么？（P335）
6.当新蒸汽的压力低于允许值甚多，而其它参数都符合设计值，此时增大汽轮机流量能否带上额定负荷？为什么？(P332)
第 四 章
1.请画出凝汽设备原则性流程图。（P4） 2.什么是凝汽器的水阻和汽阻？（P7）
蒸汽空气混合物在凝汽器内由排汽口流向抽气口时，因流动阻力使其绝对压力降低，常把该压力降称为汽阻。 冷却水的阻力称为水阻。
3.什么是凝结水的过冷度，过冷度太高有什么不利影响？（P6）
凝结水温度比凝汽器内最低压力下的饱和温度低的数值称为凝结水的过冷度。
具有过冷度的凝结水要使汽轮机消耗更多的回热抽汽，以使其加热到预定的锅炉给水温度，增加了热耗率；过冷也会使凝结水的含氧量增大，加剧了管道的腐蚀。
4.凝汽器在运行中，实际饱和蒸汽温度可由哪几部分温度组成表达？
ts?tw1??t??t（P23）
进口温度tw1，出口温度tw2，温升Δt=tw2-tw1。蒸汽凝结温度ts与冷却水出口温 度tw2之差称为凝汽器的传热端差，δt＝ts-tw2。
冬季tw1较低，ts也低，相应地pc也低，即凝汽器真空变高；夏季tw1较高，ts也高，相应地pc也高，凝汽器真空变低。
m越大，△t越小，凝汽器可以达到较低的压力，但因此消耗的冷却水量及循环水泵的耗功越大。
减小传热端差δt 可以减小ts，从而提高真空。其它参数不变的情况下δt随Dw的减小而减小，此时△t增大
1． 知汽轮机某纯冲动级喷嘴进口蒸汽的焓值为3369.3 kJ/kg，初速度c0 = 50 m/s，喷嘴出口蒸汽的实际速度为
c1 = 470.21 m/s，速度系数? = 0.97，本级的余速未被下一级利用，该级内功率为Pi = 1227.2 kW，流量D1 = 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？ 2． 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Δh n =47.4kJ/kg, 喷嘴损失Δh n t=3.21kJ/kg, 动叶理想焓降Δh b =13.4kJ/kg, 动叶损失Δh b t =1.34kJ/kg, 级的理想焓降Δh t=60.8kJ/kg，初始动能Δhc0=0，余速动能Δh c 2=2.09kJ/kg, 其他各种损失Σ
Δh=2.05 kJ/kg。1）计算级的反动度Ωm2）若本级余速动能被下一级利用的系0.97，计算级的相对内效率ηr i。 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。 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φ = 0.95，动叶的速度系数ψ = 0.94，
1）动叶出口汽流的绝对速度c2 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。 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？ 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1）喷嘴前蒸汽滞止焓2）喷嘴出口实际速度
c1t?c1?470.210.97?484.75m/s1． 解：(1)
?
22喷嘴损失：
?hc0??hn?21484.75?c(1??)??22100021t1(1?0.97)?6.942kJ/kg
c02?1250J/kg?1.25kJ/kg(2)
*
kJ/kgh0?h0??hc0?3369.3?1.25?3370.55
h1t?h?*012c21t1484.75?3370.55??210002?3253kJ/kg
kJ/kg喷嘴出口蒸汽的实际焓：
**h1?h1t??hn??3253?6.94?3260kJ/kg
(3)
?ht?ht?h1t?3370.55?3253?117.55
?hi?3600PiD1?3600?1227.247?1000?94kJ/kg
?94117.55?0.80?ri?级的相对内效率：
?hi?h*t
2． 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
3． 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%
?h??ht?*tc024． 解：
2=76 + 0.5×702/1000 = 76 + 2.45 = 78.45 kJ/kg
*c1??c1t??2(1??m)?ht?0.95?2?(1?0.2)?78.45?1000?336.57 m/s
u???dmn6022?3.14?1.08?3000602?169.56 m/s
336.57?169.56?2?336.57?169.56?cos1820w1?c1?u?2c1ucos?1??182.97 m/s
?c1sin?1?1?arcsin??w1??hb??m?ht?*??336.57?sin180???arcsin???34.640???0182.97?2??1?6?34.64?6=28.64o ???0.2×78.45=15.69 kJ/kg
2w2??c2?222?hb?w1?0.942?15.69?1000?182.97222=239.39 m/s
0w2?u?2w2ucos?2?239.39?169.56?2?239.39?169.56?cos28.64?121.69 m/s
?2?w2sin?2??239.39?sin28.64???arcsin??arcsin?????c121.69??70.54° 2???1 c1 u w1 ?1 ?2 c2 ?2 w2 u 动叶进出口蒸汽的速度三角形 5． 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
喷嘴出口相对速度:
w1?c1?u?2uc1cos?1?228.922?1?arcsin?? m/s m/s(3)
?c1sin?1???26.20?w1??
00(2) 动叶出口相对速度:
w2??2?m?ht?w1?243.2*2?2??1?3?23.2
Pu?G?u?w1cos?1?w2cos?2?轮周功率:
?4.8?171.8?228.9cos26.2?224.7cos23.22
2
?00?/1000?339.66kW
6.（1）喷嘴进口动能：⊿hc0 = c0/2 = 70/2 = 2450（J/kg）= 2.45 kJ/kg喷嘴前蒸汽滞止焓：h0*=h0+⊿hc0
?hn?h0?h1t?3338.5?3256?82.5(m/s)**=3336+2.45=3338.5(kJ/kg)(2) 喷嘴出口实际速度：
c1t?2?hn?*2000?82.5?406.2(m/s)
c1??c1t?0.97?406.2?394.0(m/s)