汽轮机原理题集（1-3章）

第一章 1.临界压比

答：汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。 2.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。 3.汽轮机级内有哪些损失？

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、撞击损失、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。

1．电厂常用汽轮机属于下列那种类型？ （B） A. 离心式 B. 轴流式 C. 辐流式 D. 周流式

2. 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

3. 具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时： （C） A. 压力下降，速度下降 B. 压力上升，速度下降 C. 压力下降，速度上升 D. 压力上升，速度上升

1.级的反动度是： （A） A. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的滞止理想焓降之比。 B. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。

C. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的滞止理想焓降之比。 D. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。

2.通常当级的焓降很大、喷嘴出口速度很高时采用： （C） A. 纯冲动级 B. 带反动度的冲动级 C. 复速级 D. 反动级

3.汽轮机的级中做功能力最大的级为： （B） A. 纯冲动级 B. 带反动度的冲动级 C. 复速级 D. 反动级 4.反动级动叶入口压力为P1，出口压力为P2，则P1和P2有 （B） 关系。 A. P1＜P2 B. P1＞P2 C. P1＝P2 D. P1=0.5P2

5.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： （D） A. C1 Ccr D. C1≤Ccr

6.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. 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. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度Ccr D. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度Ccr

7.蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是： （B） 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

8.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） 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

9.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

10.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： （C） A. 增大 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定

11.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

12.下列哪种措施可以减小级的叶高损失？ （D） A. 级反动度选用较大值 B. 增加叶栅中的叶片数 C. 减小叶片高度 D. 采用部分进汽

13.部分进汽度越小，则： （D） A. 鼓风损失越小，斥汽损失越小 B. 鼓风损失越小，斥汽损失越大 C. 鼓风损失越大，斥汽损失越大 D. 鼓风损失越大，斥汽损失越小

14.汽轮机级采用部分进汽度的原因是： （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

15.下列哪种损失不属于叶栅损失？ （A） A. 喷嘴损失 B. 动叶损失 C. 余速损失 D. 叶高损失

16.下列哪种措施可以减小级的叶型损失？ （C） A. 级反动度选用较大值 B. 增加叶栅中的叶片数 C. 安装叶顶围带 D. 选用扭叶片

17.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

18.扭曲叶片适用于汽轮机的下列哪种级？ （B） A. 径高比比较小的级 B. 径高比比较大的级 C. 工作在湿蒸汽区的级 D. 调节级

19.下列哪种措施可以减小叶轮摩擦损失？ （C） A. 级反动度选用较大值 B. 增加叶栅中的叶片数 C. 尽量减小叶轮与隔板间腔室的容积 D. 采用部分进汽

20.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 21.下列哪种措施可以减小鼓风损失？ （D）

A. 安装叶顶围带 B. 选用扭叶片 C. 减小叶片高度 D. 在无喷嘴弧段部分的动叶两侧加护罩 22.减少轴封漏汽的措施是：

A. 增加轴封齿数 B. 减少轴封齿数 C. 加大轴封直径 D. 以上途径都不可以

23.在叶轮上开平衡孔，可以减小： （C） A. 叶高损失 B. 部分进汽损失 C. 漏汽损失 D. 湿汽损失

24.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

25.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： （D） A. 等截面型 B. 渐缩型 C. 缩放型 D. 渐扩型

1． 已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？ 解：(1) c1t?c1??470.21?484.75m/s 0.97喷嘴损失：?hn?121484.7522?c1t(1??)??(1?0.972)?6.94kJ/kg 2210002c0?1250J/kg?1.25kJ/kg (2) ?hc0?2*h0?h0??hc0?3369.3?1.25?3370.55kJ/kg

121484.752h1t?h?c1t?3370.55???3253221000*0kJ/kg

喷嘴出口蒸汽的实际焓：h1?h1t??hn??3253?6.94?3260**(3) ?ht?ht?h1t?3370.55?3253?117.55kJ/kg

kJ/kg

?hi?3600Pi3600?1227.2??94D147?1000?hi94??0.80 ?ht*117.55kJ/kg

级的相对内效率：?ri?

o

2． 某冲动级级前压力p0=0.35MPa，级前温度t0=169C, 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Δh bt =1.34kJ/kg, 级的理想焓降Δht=60.8kJ/kg，初始动能Δhc0=0，余速动能Δhc 2=2.09kJ/kg, 其他各种损失ΣΔh=2.05 kJ/kg。计算： 级的反动度Ωm

若本级余速动能被下一级利用的系数为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

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/E0=Δhu/(Δht－μ1×δhc2)=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/mn，喷嘴的速度系数φ = 0.95，动叶的速度系数ψ = 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?76 ? 0.5?702/1000 ? 76 ? 2.45 ? 78.45 kJ/kg 解：?h??ht?2*tc1??c1t??2(1??m)?ht*?0.95?2?(1?0.2)?78.45?1000?336.57 m/s

u???dmn60?3.14?1.08?3000?169.56 m/s

60w1?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?28.640

?hb??m?ht*?0.2?78.45?15.69 kJ/kg

w2??2?hb?w12?0.942?15.69?1000?182.972?239.39 m/s2c2?w2?u2?2w2ucos?2?239.392?169.562?2?239.39?169.56?cos28.640?121.69 m/s

?2?arcsin???w2sin?2c2???239.39?sin28.64???arcsin???70.54? ?121.69????1 ?1 ?2 c2 u ?2 w2 c1 u w1 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β2=β1-3°，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 ? 171.8m/s

?ht*??ht??hc0?84.3?1.8?86.1 kJ/kg

c1??2(1??m)?ht*?390.5m/s

22w?c?u?2uc1cos?1?228.9m/s 11喷嘴出口相对速度:

?c1sin?1?0??1?arcsin??26.2?w?1??

(2) 动叶出口相对速度:

00(3) ?2??1?3?23.2

w2??2?m?ht*?w12?243.2 m/s

轮周功率:

Pu?G?u?w1cos?1?w2cos?2??4.8?171.8?228.9cos26.2?224.7cos23.2/1000?339.66kW?00?

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

22

解：（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 =3336+2.45=3338.5(kJ/kg)

**?hn?h0?h1t?3338.5?3256?82.5(m/s) (2)

*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． 已知汽轮机某级前压力5.2MPa，温度470℃，级后蒸汽压力为4.4MPa，进口初速动能1.2kJ/kg，级的平均直径0.999m，级的速度比0.517，喷嘴出汽角10.800，动叶出汽角17.900，喷嘴速度系数和动叶速度系数为0.97，机组转速3000r/m，若排汽动能全部利用，试求级的有效焓降和轮周效率。

1.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。 （8分）

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