的外部损失。
汽轮机的内部损失主要是蒸汽在其通流部分流动和进行能量转换时，产生的能量损失，可以在焓熵图中表示出来。
汽轮机的外部损失是由于机械摩擦及对外漏汽而形成的能量损失，无法在焓熵图中表示。
36．什么是汽轮机的相对内效率？什么是级的轮周效率？影响级的轮周效率的因素有哪些？
答：蒸汽在汽轮机内的有效焓降与其在汽轮机内的理想焓降的比值称为汽轮机的相对内效率。
一公斤蒸汽在级内转换的轮周功和其参与能量转换的理想能量之比称为轮周效率。
影响轮周效率的主要因素是速度系数?和?，以及余速损失系数，其中余速损失系数的变化范围最大。余速损失的大小取决于动叶出口绝对速度。余速损失和余速损失系数最小时，级具有最高的轮周效率。
四、计算题
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？
c1t?c1?470.210.97?484.75m/s解：(1)
?
c1t(1??22喷嘴损失：
?hn??12)?12?484.7510002(1?0.972)?6.94kJ/kg
(2)
*?hc0?c022?1250J/kg?1.25kJ/kg
h0?h0??hc0?3369.3?1.25?3370.55kJ/kgh1t?h0?*12c1t?3370.55?212?484.7510002?3253kJ/kg
kJ/kg喷嘴出口蒸汽的实际焓：
**h1?h1t??hn??3253?117.55?6.94?3260
(3)
?ht?ht?h1t?3370.55?3253kJ/kg
?hi?3600PiD1?3600?1227.247?1000?hi?ht*?94kJ/kg
?94117.55?0.80?ri?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ΣΔh=2.05 kJ/kg。计算： （1）计算级的反动度Ωm
（2）若本级余速动能被下一级利用的系数?1=0.97，计算级的相对内效率η
r i
。
解：级的反动度Ωm=Δhb/Δht=13.4/60.8=0.22
级的相对内效率ηhc2)=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
ri
=(Δht-Δhnζ-Δhbζ-Δhc2-ΣΔh)/(Δht-μ1×Δ
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： (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。
?ht??ht?*c022解：=76 + 0.5×702/1000 = 76 + 2.45 = 78.45 kJ/kg
mc1??c1t??2(1??)?ht?0.95?*2?(1?0.2)?78.45?1000?336.57 m/s
u???dmn6022?3.14?1.08?300060336.572?169.56 m/s
20w1?c1?u?2c1ucos?1??169.56?2?336.57?169.56?cos180?182.97 m/s
?1?c1sin?1?arcsin??w1???1?60??336.57?sin18??arcsin???182.97?????34.64??0
?2?34.64?6*=28.64o
?hb??m?ht?0.2×78.45=15.69 kJ/kg
2w2??2?hb?w1?0.942?15.69?1000?182.972=239.39 m/s
c2?w2?u?2w2ucos?2?22239.392?169.562?2?239.39?169.56?cos28.640?121.69 m/s
?2?w2sin??arcsin??c2?2??239.39?sin28.64???arcsin????121.69???70.54°
?1 c1 u w1 ?1 ?2 c2 ?2 w2 u 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
22喷嘴出口相对速度:
?1?arcsin??w1?c1?u?2uc1cos?1?228.9 m/s
?c1sin?1?0??26.2?w1??
(2) 动叶出口相对速度: (3)
?2w2??2?m?ht?w1?243.2*2 m/s
??1?30?23.20
轮周功率:
Pu?G?u?w1cos?1?w2cos?2?0?4.8?171.8?228.9cos26.2??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
(1)喷嘴前蒸汽滞止焓 (2)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： （1） 计算级的反动度Ωm
（2） 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η
ri。
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η
IIri
Iri
=0.5，其余各级平均相对内效率η
=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。