汽轮机原理 试题与答案(2)

2019-07-13 18:34

57.级的部分进汽度

答:装有喷嘴的弧段长度与整个圆周长度的比值。

58.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)

答:冲动级做功原理的特点是:蒸汽只在喷嘴中膨胀,在动叶汽道中不膨胀加速,只改变流 动方向,动叶中只有动能向机械能的转化。 反动级做功原理的特点是:蒸汽在动叶汽道中不仅改变流动方向,而且还进行膨胀加速。 动叶中既有动能向机械能的转化同时有部分热能转化成动能。

在同等直径和转速的情况下,纯冲动级和反动级的最佳速比比值:

(x1)op/ (x1)op=(

1uimure1reim?ht/?ht )/()=(cos?1)/cos?1=2c1c12reim?ht/?ht=1/2

上式说明反动级的理想焓降比冲动级的小一倍

59.分别说明高压级内和低压级内主要包括哪几项损失?

答:高压级内:叶高损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气损失、叶轮摩

擦损失等;

低压级内:湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失,扇形损失、漏气损失、叶轮摩

擦损失很小。

60.简述在汽轮机的工作过程。

答:具有一定压力和温度的蒸汽流经喷嘴,并在其中膨胀,蒸汽的压力、温度不断降低,速度不断升高,使蒸汽的热能转化为动能,喷嘴出口的高速汽流以一定的方向进入装在叶轮上的通道中,汽流给动叶片一作用力,推动叶轮旋转,即蒸汽在汽轮机中将热能转化为了机械功。

61.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、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。 62.指出汽轮机中喷嘴和动叶的作用。

答:蒸汽通过喷嘴实现了由热能向动能的转换,通过动叶将动能转化为机械功。 63.据喷嘴斜切部分截面积变化图,请说明:

(1) 当喷嘴出口截面上的压力比p1/p0大于或等于临界压比时,蒸汽的膨胀特点; (2) 当喷嘴出口截面上的压力比p1/p0小于临界压比时,蒸汽的膨胀特点。

答:(1)p1/p0大于或等于临界压比时,喷嘴出口截面AC上的气流速度和方向与喉部界面

AB相同,斜切部分不发生膨胀,只起导向作用。

(2)当喷嘴出口截面上的压力比p1/p0小于临界压比时,气流膨胀至AB时,压力等于

临界压力,速度为临界速度。且蒸汽在斜切部分ABC的稍前面部分继续膨胀,压力降

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低,速度增加,超过临界速度,且气流的方向偏转一个角度。

64.什么是速度比?什么是级的轮周效率?试分析纯冲动级余速不利用时,速度比对轮周效率的影响。

答:将(级动叶的)圆周速度u与喷嘴出口(蒸汽的)速度c1的比值定义为速度比。

1kg蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比称为轮周效率。 在纯冲动级中,反动度Ωm=0,则其轮周效率可表示为:

?cos?2???ηu=2??1?cos?1??1??1??? cos?1??2 叶型选定后,φ、ψ、α1、β1数值基本确定,由公式来看,随速比变化,轮周效率存

在一个最大值。同时,速比增大时,喷嘴损失不变,动叶损失减小,余速损失变化最大,当余速损失取最小时,轮周效率最大。

65.什么是汽轮机的最佳速比?并应用最佳速度比公式分析,为什么在圆周速度相同的情况

下,反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小? 答:轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。 对于纯冲动级,??1????cos?1;反动级??1????cos?1;在圆周速度相同的情况下, 22??22??ca1?u?1?u? ??纯冲动级△ht==???2?122??a???cos?1??2?2ca1?u?1?u?1?u???????2??2? 反动级△ht==? ??????22??a?2?c1?2?cos?1?222 由上式可比较得到,反动级能承担的焓降或做功能力比纯冲动级小。

66.简述蒸汽在轴流式汽轮机的冲动级、反动级和复速级内的能量转换特点,并比较它们的 效率及作工能力。

答:冲动级介于纯冲动级和反动级之间,蒸汽的膨胀大部分发生在喷嘴中,只有少部分发生

在动叶中;反动级蒸汽在喷嘴和动叶中理想比焓降相等;复速级喷嘴出口流速很高,高速气流流经第一列动叶作功后其具有余速的汽流流进导向叶柵,其方向与第二列动叶进汽方向一致后,再流经第二列动叶作功。

作功能力:复速级最大,冲动级次之,反动级最小; 效率:反动级最大,冲动级次之,复速级最小。

67.分别绘出纯冲动级和反动级的压力p、速度c变化的示意图。 答:纯冲动级:

C1 P0 C2 C0 P2 1 P

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反动级:

C1 P0 C2

P

C0

P

68.减小汽轮机中漏气损失的措施。

答:为了减小漏气损失,应尽量减小径向间隙,但在汽轮机启动等情况下采用径向和轴向轴封;对于较长的扭叶片将动叶顶部削薄,缩短动叶顶部和气缸的间隙;还有减小叶顶反动度,可使动叶顶部前后压差不致过大。

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第二章

1.汽轮机的轴向位置是依靠______确定的? 【 D 】

A. 靠背轮 B. 轴封 C. 支持轴承 D. 推力轴承

2.为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 3.目前,我国火力发电厂先进机组的绝对电效率可达 【 B 】 A. 30 %左右 B. 40 %左右 C. 50 %左右 D. 80 %左右 4.下列说法正确的是 【 A 】

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

5.在多级汽轮机中,全机理想比焓降为1200kJ/kg,各级的理想比焓降之和为1242kJ/kg,则重热系数为 【 D 】 A. 0.5% B. 1.5% C. 2.5% D. 3.5% 6.汽轮机的进汽节流损失使得蒸汽入口焓 【 C 】

A. 增大 B. 减小 C. 保持不变 D. 以上变化都有可能 7.现代汽轮机相对内效率大约为 【 C 】

A. 30%~40% B. 50%~60% C. 90%左右 D. 98%~99% 8.评价汽轮机热功转换效率的指标为 【 C 】

A. 循环热效率 B. 汽耗率

C. 汽轮机相对内效率 D. 汽轮机绝对内效率 9.在多级汽轮机中重热系数越大,说明 【 A 】 A. 各级的损失越大 B. 机械损失越大 C. 轴封漏汽损失越大 D. 排汽阻力损失越大 10.关于多级汽轮机的重热现象,下列哪些说法是不正确的? 【 A 】

A. 设法增大重热系数,可以提高多级汽轮机的内效率 B. 重热现象是从前面各级损失中回收的一小部分热能 C. 重热现象使得多级汽轮机的理想焓降有所增加

D. 重热现象使机组的相对内效率大于各级的平均相对内效率

11.哪些指标可以用来评价不同类型汽轮发电机组的经济性? 【 A 】

A. 热耗率 B. 汽耗率 C. 发电机效率 D. 机械效率

12.压力反动度是指 喷嘴后与级后蒸汽压力之差 和 级前与级后压力之差 之比。

13.某机组在最大工况下通过的蒸汽流量G=130.2 T/h,得到作用在动叶上的轴向推力Σ

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Fz1=104339 N,作用在叶轮上的轴向推力ΣFz2=56859 N, 作用在各凸肩上的轴向推力ΣFz3=-93901 N,则机组总的轴向推力为 67297N

14.在多级汽轮机中,全机理想比焓降为1200 kJ/kg,各级的理想焓降之和为1230 kJ/kg , 则重热系数为 2.5% 。

15.减小汽轮机进汽阻力损失的主要方法是: 改善蒸汽在汽门中的流动特性 。 16.汽轮机损失包括级内损失和 进汽阻力损失, 排气损失, 轴端漏气损失,机械摩擦损失。

17.汽轮发电机组中,以全机理想比焓降为基础来衡量设备完善程度的效率为 相对效率 以整个循环中加给1kg蒸汽的热量为基准来衡量的效率为 绝对效率 。 18.汽轮机机械效率的表达式为 ηm = pe/pi 19.若应用汽耗率和热耗率来评价汽轮机经济性,对于不同初参数的机组,一般采用 热耗率

评价机组经济性。 20.考虑整个机组的经济性,提高单机极限功率的主要途径是 增大末级叶片轴向排气面积 。 21.汽轮发电机组的循环热效率 答:每千克蒸汽在汽轮机中的理想焓降与每千克蒸汽在锅炉中所吸收的热量之比称为汽轮发 电机组的循环热效率。 22.热耗率

答:每生产1kW.h电能所消耗的热量。 23.轮发电机组的汽耗率

答:汽轮发电机组每发1KW·h电所需要的蒸汽量。 24.汽轮机的极限功率

答:在一定的初终参数和转速下,单排气口凝汽式汽轮机所能发出的最大功率。 25.汽轮机的相对内效率

答:蒸汽实际比焓降与理想比焓降之比。 26.汽轮机的绝对内效率

答:蒸汽实际比焓降与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比。 27.汽轮发电机组的相对电效率和绝对电效率 答:1千克蒸汽所具有的理想比焓降中最终被转化成电能的效率称为汽轮发电机组的相对电

效率。

1千克蒸汽理想比焓降中转换成电能的部分与整个热力循环中加给1千克蒸汽的热量之比称为绝对电效率。 28.轴封系统

答:端轴封和与它相连的管道与附属设备。 29.叶轮反动度

答:各版和轮盘间汽室压力与级后蒸汽压力之差和级前蒸汽压力与级后压力之差的比值。 30.进汽机构的阻力损失

答:由于蒸汽在汽轮机进汽机构中节流,从而造成蒸汽在汽轮机中的理想焓降减小,称为进

汽机构的阻力损失。

31.简答多级汽轮机每一级的轴向推力是由哪几部分组成的?平衡汽轮机的轴向推力可以采

用哪些方法?

答:多级汽轮机每一级的轴向推力由(1)蒸汽作用在动叶上的轴向力(2)蒸汽作用在叶轮轮面上的轴向力(3)蒸汽作用在转子凸肩上的轴向力(4)蒸汽作用隔板汽封和轴封套筒上的轴向推力组成。

平衡汽轮机的轴向推力可以采用:

(1)平衡活塞法;(2)对置布置法;(3)叶轮上开平衡孔;(4)采用推力轴承。

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