汽轮机原理(热工机械)课后习题及答案(2)

2019-08-26 18:33

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)


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