第一章緒論

一、單項(xiàng)選擇題

I.新蒸汽參數(shù)為13.5MPa的汽輪機(jī)為（b

A.高壓汽輪機(jī)B.超高壓汽輪機(jī)

C.亞臨界汽輪機(jī)D.超臨界汽輪機(jī)

2.型號為N300-16.7/538/538的汽輪機(jī)是（B）。

A.一次調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)B.凝汽式汽輪機(jī)

C.背壓式汽輪機(jī)D.工業(yè)用汽輪機(jī)

第一章汽輪機(jī)級的工作原理

一、單項(xiàng)選擇題

3.在反動(dòng)級中，下列哪和說法正確"C）

A.蒸汽在噴嘴中的理想焙降為零

B.蒸汽在動(dòng)葉中的理想培隆為零

C.蒸汽在噴嘴與動(dòng)葉中的理想烙降相等

D.蒸汽在噴嘴中的理想焙降小于動(dòng)葉中的理想烙降

4.下列哪個(gè)措施可以減小葉高損失?（A）

A.加長葉片B.縮短葉片

。加厚葉片D.減薄葉片

5.下列哪種措施可以減小級的扇形損失?（C）

A.采用部分進(jìn)汽B.采用去濕槽

C.采用扭葉片D.采用復(fù)速級

6.純沖動(dòng)級動(dòng)葉人口壓力為Pl,出口壓力為P2,則PI和P2的關(guān)系為（C）

A.P）＜P2B.P）＞P2

C.Pi=P2D.P,＞P2

7.當(dāng)選定噴嘴和動(dòng)葉葉型后，影響汽輪機(jī)級輪周效率的主要因素（A）

A.余速損失B.噴嘴能量損失

C.動(dòng)葉能量損失D.部分進(jìn)汽度損失

8.下列哪助損失不屬于汽輪機(jī)級內(nèi)損失（A）

A.機(jī)械損失B.鼓風(fēng)損失

C.葉高損失D.扇形損失

9.反動(dòng)級的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是動(dòng)葉葉型（B）。

A.與靜葉葉型相同B.完全對稱彎曲

C.近似對稱彎曲D.橫截面沿汽流方向不發(fā)生變化

10.當(dāng)汽輪機(jī)的級在（B）情況下工作時(shí)，能使余速損失為最小。

A.最大流量B.最佳速度比

C.部發(fā)進(jìn)汽D.全局進(jìn)汽

1.汽輪機(jī)的級是由____組成的。[C]

A.隔板+噴嘴B,汽缸+轉(zhuǎn)子

C.噴嘴+動(dòng)葉D.主軸+葉輪

2.當(dāng)噴嘴的壓力比￡〃大于臨界壓力比時(shí)，則噴嘴的出口蒸汽流速Cl

[Al

A.Ci〈C"B.Ci=Ccr

C.Ci>CcrD.Cl<Gr

3.當(dāng)漸縮噴嘴出口壓力pi小于臨界壓力pc「時(shí)，蒸汽在噴嘴斜切部分發(fā)生膨脹,

下列哪個(gè)說法是正確的？【B】

A.只要降低,，即可獲得更大的超音速汽流

B,可以獲得超音速汽流，但蒸汽在噴嘴中的膨脹是有限的

C.蒸汽在漸縮噴嘴出口的汽流流速等于臨界速度Cc「

D.蒸汽在漸縮噴嘴出口的汽流流速小于臨界速度Cr

4.汽輪機(jī)的軸向位置是依靠確定的？【D】

A.靠背輪B.拓封

C.支持軸承D.推力軸承

5.蒸汽流動(dòng)過程中，能夠推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)對外做功的有效力是____o【C】

A.軸向力B.徑向力

C.周向力D.蒸汽壓差

6.在其他條件不變的情況下，余速利用系數(shù)增加，級的輪周效率LA]

A.增大B.降低

C.不變D.無法確定

7.工作在濕蒸汽區(qū)的汽輪機(jī)的級，受水珠沖刷腐蝕最嚴(yán)重的部位是：【A】

A.動(dòng)葉頂部背弧處B.而葉頂部內(nèi)弧處

C.動(dòng)葉根部背弧處D,噴嘴背弧處

8.降低部分進(jìn)汽損失，可以采取下列哪個(gè)措施?【D】

A.加隔板汽封

B.減小軸向間隙

C.選擇合適的反益度

D.在非工作段的動(dòng)葉兩側(cè)加裝護(hù)罩裝置

9.火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的主要任務(wù)是：【B】

A.將熱能轉(zhuǎn)化成且能B.將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能

C.將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能D,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能

10.在純沖動(dòng)式汽輪機(jī)級中，如果不考慮損失，蒸汽在動(dòng)葉通道中【C】

A.相對速度增加

B.相對速度降低；

C.相對速度只改變方向，而大小不變

D.相對速度大小和方向都不變

11.已知蒸汽在汽輪機(jī)某級的滯止理想烙降為40kJ/kg,該級的反動(dòng)度為0.187,

則噴嘴出口的理想汽流速度為【D】

A.8m/sB.122m/s

C.161m/sD.255m/s

12.下列哪個(gè)說法是正確的【C】

A.噴嘴流量總是隨噴嘴出口速度的增大而增大；

B.噴嘴流量不隨噴嘴出口速度的增大而增大；

C.噴嘴流量可能隨噴嘴出口速度的增大而增大，也可能保持不變；

D.以上說法都不對

13.沖動(dòng)級動(dòng)葉入口壓力為Pi,出口壓力為P2,則Pi和P2有關(guān)系。【B】

A.Pl<P2B.Pl>P2

C.P|=P2D.PI=O.5P2

14.工作段弧長為1037mm,平均直徑110()mm,該級的部分進(jìn)汽度：【A】36

A.0.3B.0.5

21.在噴嘴出口方向角4和圓周速度〃相等時(shí)，純沖動(dòng)級和反動(dòng)級在最佳速二匕下

所能承擔(dān)的焰降之比為[B]

A.1:2B.2:1

C.1:1D.1:4

22.汽輪機(jī)級采用部分進(jìn)汽的原因是[B]

A.葉片太長B.葉片太短

C.存在鼓風(fēng)損失D.存在斥汽損失

23.下列哪幾項(xiàng)損失不屬于葉柵損失?！綜】

A.噴嘴損失B.動(dòng)葉損失

C.余速損失D.葉高損失

24.在圓周速度相同的情況下，作功能力最大的級為[C]

A.純沖動(dòng)級B.帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級

C.復(fù)速級D.反動(dòng)級

25.在各自最佳速比下，輪周效率最高的級是【D】

A.純沖動(dòng)級B.帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級

C.復(fù)速級D.反動(dòng)級

26.蒸汽在噴嘴斜切部分膨脹的條件是[A]

A,噴嘴后壓力小于臨界壓力B,噴嘴后壓力等于臨界壓力

C,噴嘴后壓力大于臨界壓力D.噴嘴后壓力大于噴嘴前壓力

27.在反動(dòng)級中，下列哪種說法正確【C】

A.蒸汽在噴嘴中理想焙降為零

B.蒸汽在動(dòng)葉中理想焙降為零

C.蒸汽在噴嘴與動(dòng)葉中的理想焙降相等

D.蒸汽在噴嘴的理想焙降小于動(dòng)葉的理想焰降

28.下列哪個(gè)措施可以減小葉高損失[A]

A.加長葉片B,縮短葉片

C.加厚葉片D.減薄葉片

29.下列哪種措施可以減小級的扇形損失[C]

A.采用部分進(jìn)汽B.采用去濕槽

C.采用扭葉片D.采用復(fù)速級

30.在汽輪機(jī)工作過程口，下列哪些部件是靜止不動(dòng)的？[C]

A葉輪B葉片

C隔板D軸

31.哪些措施可以減小斥汽損失？rB]49

A.采用扭葉片B.減少噴嘴組數(shù)

C.在葉輪上開孔D.在動(dòng)葉非工作弧段加裝護(hù)罩

32.純沖動(dòng)級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)是LB]

A.蒸汽只在動(dòng)葉柵中進(jìn)行膨脹B.蒸汽僅對噴嘴施加沖動(dòng)力

C,噴嘴進(jìn)出口蒸汽玉力相等D.噴嘴理想能降等于動(dòng)葉理想焙降

33.汽在葉片斜切部分膨脹的特點(diǎn)包括（B]

A,蒸汽汽流方向不變

B.其葉片前后的壓力比e<scr

C.其葉片前后的壓力比￡>8CF

D.葉片出口只能得到音速汽流

34.大型氣輪機(jī)低壓末級的反動(dòng)度一般為LD]

A0B（）.3C（）.5D〉0.5

1.噴嘴出口實(shí)際氣流速度與理想速度的關(guān)系是（）

A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。

2、動(dòng)葉出口實(shí)際氣流速度與理想速度的關(guān)系是（）

A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。

3、氣流在噴嘴中流動(dòng)的動(dòng)能損失轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麩崮埽云涑隹谘嬷凳牵海ǎ?/p>

A升?B卜B爺?C

4、漸縮標(biāo)嘴超臨或流前時(shí)，壓比與臨界壓比的關(guān)系是：（）

A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。

5、在噴嘴出口面積和蒸汽性質(zhì)確定后，通過噴嘴的最大蒸汽量只與（）有關(guān)。

A.蒸汽的初參數(shù)；B.蒸汽的終參數(shù)；C.A和B。

6、在超臨界流動(dòng)條件下，蒸汽在斜切部分流動(dòng)的情形是：

A.超音速，汽流方向不偏轉(zhuǎn)；B.3E音速流動(dòng)，汽流方向不偏轉(zhuǎn);C.超音速，汽流方

向偏轉(zhuǎn)。

7、為了表明在一個(gè)級中蒸汽在動(dòng)葉內(nèi)膨脹的大小引入反動(dòng)度概念。對純沖動(dòng)級,

下面選項(xiàng)哪項(xiàng)正確：（）

A.動(dòng)葉焰降為零，反動(dòng)度亦為零；B.動(dòng)葉焰降為零，反動(dòng)度為0.5;C動(dòng)葉稔降

不為零，反動(dòng)度亦為零；

8、為了表明在一個(gè)級中蒸汽在動(dòng)葉內(nèi)膨脹的大小引入反動(dòng)度概念。對反動(dòng)級，

下面選項(xiàng)哪項(xiàng)正確：（）

A.動(dòng)葉焙降為零，反動(dòng)度亦為零；B.動(dòng)葉焙降為零，反動(dòng)度為0.5;C.動(dòng)葉建降

不為零，反動(dòng)度為（040.6）;

9、滯止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)的蒸汽壓力與實(shí)際狀態(tài)點(diǎn)的關(guān)系是：（）

A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。

10、滯止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)的蒸汽炮值與實(shí)際狀態(tài)點(diǎn)的關(guān)系是：（）

A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。

11、純沖動(dòng)級和復(fù)速級做功能力的大小排序是：（）

A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。

12、純沖動(dòng)級和反動(dòng)級做功能力的大小排序是：（）

A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。

13、反動(dòng)級和復(fù)速級的做功能力的大小排序是：（）

A.相等；B.前者大于后者；C.后者大于前者。

14、輪周效率是針對下面哪項(xiàng)損失提出的。（）

A.余速損失；D.部分進(jìn)汽損失；C.級內(nèi)損失。

15、級的相對內(nèi)效率是針對下面哪項(xiàng)損失提出的。（）

A.余速損失；B.噴嘴和動(dòng)葉內(nèi)部流動(dòng)損失；C.級內(nèi)損失。

16、長葉片級的速度三角形中，葉根、平均直徑和葉頂三處的動(dòng)葉進(jìn)口角的大小

排序是：（）

A.61根＜01均v81頂；B,61頂＜01均＜S1根；c.S1均＜01根＜S1頂。

17、長葉片級的速度三角形中，葉根、平均直徑和葉頂三處的噴葉出口相對速度

的大小排序是：（）

A.wi根vwi均＜wi頂；B.wi頂vwi均vwi根；C.wi均＜wi根＜w]%

二、判斷題

1.復(fù)數(shù)級具有兩列或兩列以上的靜葉和動(dòng)葉，所以也可以視為兩個(gè)或以上級的

串聯(lián)。（）

2.在純沖動(dòng)級內(nèi)，動(dòng)葉的焙降為零，做功也為零。（）

3.帶部分進(jìn)汽的級中，動(dòng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)將停滯的蒸汽從葉輪一側(cè)鼓到另一側(cè)消耗的有

用功稱為斥汽損失。（）

4.在部分進(jìn)汽的級中，當(dāng)動(dòng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入工作段時(shí)，蒸汽排斥流道中停滯汽流所

消耗的能量稱為鼓風(fēng)損失。（）

5.反動(dòng)級就是反動(dòng)度等于0.2的級。（）

6.葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與其兩側(cè)和外緣蒸汽產(chǎn)生的摩擦稱為摩擦損失。（）

7.沖動(dòng)級就是反動(dòng)度為零的級。（）

8.對于純沖動(dòng)級，由于其動(dòng)葉內(nèi)沒有焰降，所以輪周功等于零。（）

9.對于靜葉，由于其靜止不動(dòng)，因此即使有焰降也沒有能量的轉(zhuǎn)換。（）

10.減縮噴嘴出口處的當(dāng)?shù)匾羲倬褪瞧渑R界速度。（）

H.當(dāng)噴嘴出口壓力小于臨界壓力時(shí)，汽流流動(dòng)從喉部開始方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)（）o

12.當(dāng)噴嘴出口壓力大于臨界壓力時(shí)，汽流流動(dòng)從出口截面開始方向發(fā)生扁轉(zhuǎn)

（）o

13.在平面葉柵中，噴嘴出口速度三角形是指噴嘴出口處汽流的絕對速度、相對

速度和輪周速度三者的矢量關(guān)系（）o

14.在平面葉柵中，動(dòng)計(jì)入口速度三角形是指噴嘴葉出口處汽流的絕對速度、相

對速度和輪周速度三者的矢量關(guān)系（）。

15.反動(dòng)級的焰降在噴嘴和動(dòng)葉中各占一半，所以噴嘴和動(dòng)葉的葉型互為鏡內(nèi)映

射形狀。（）

由于反動(dòng)級的熔降在噴嘴和動(dòng)葉中各占一半，所以為了加工簡化，兩者可采用同

一葉型。（）

三、填空題

1.汽輪機(jī)級內(nèi)漏汽中要發(fā)牛在隔板行動(dòng)葉頂部。

2.葉輪上開平衡孔可以起到減小軸向推力一的作用。

3.部分進(jìn)汽損失包括鼓風(fēng)損失和斥汽損失。

4.汽輪機(jī)的外部損失中要有機(jī)械損失和軸為損失°

5.濕氣損失主要存在干汽輪機(jī)的末級和次末級。

6.在反動(dòng)級、沖動(dòng)級和速度級三種方式中，要使單級汽輪機(jī)的焰降大，損失較少,

應(yīng)采用反動(dòng)級。

7.輪周損失包括：噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余諫損失o

四、名詞解釋

1.反動(dòng)度

2.復(fù)數(shù)級

3.沖動(dòng)式汽輪機(jī)（級）

4.反動(dòng)式汽輪機(jī)（級）

5.級的理想焙降

6.級的滯止理想焙降

7.嘴斜切部分的膨脹極限。

8.噴嘴斜切部分的極限壓力。

9.余速損失。

10.部分進(jìn)汽。

11.部分進(jìn)汽度。

12.輪周功率。

13.輪周效率。

14.級的有效烙降。

15.級的相對內(nèi)效率。

1.速度比和最佳速比

答：將（級動(dòng)葉的）圓周速度〃與噴嘴出口（蒸汽的）速度s的比值定義為速

度比，輪周效率最大時(shí)的速度比稱為最佳速度比。

2.假想速比

答：圓周速度u與假想全級滯止理想比焙降都在噴嘴中等比燧膨脹的假想出口速

度的比值。

3.汽輪機(jī)的級

答:汽輪機(jī)的級是汽輪機(jī)中由一列靜葉柵和一列動(dòng)葉柵組成的將蒸汽熱能轉(zhuǎn)換成

機(jī)械能的基本工作單元。

4.級的輪周效率

答：1kg蒸汽在輪周上所作的輪周功與整個(gè)級所消耗的蒸汽理想能量之比。

5.滯止參數(shù)

答：具有一定流動(dòng)速度的蒸汽，如果假想蒸汽等熔地滯止到速度為零時(shí)的狀態(tài)，

該狀態(tài)為滯止?fàn)顟B(tài)，其對應(yīng)的參數(shù)稱為滯止參數(shù)。

6.臨界壓比

答：汽流達(dá)到音速時(shí)的壓力與滯止壓力之比。

7.級的相對內(nèi)效率

答：級的相對內(nèi)效率是指級的有效焙降和級的理想能量之比。

8.噴嘴的極限膨脹壓力

答：隨著背壓降低，參加膨脹的斜切部分?jǐn)U大，斜切部分達(dá)到極限膨脹時(shí)噴嘴出

口所對應(yīng)的壓力。

9.級的反動(dòng)度

答：動(dòng)葉的理想比他降與級的理想比烙降的比值。表示蒸汽在動(dòng)葉通道內(nèi)膨脹程

度大小的指標(biāo)。

10.余速損失

答：汽流離開動(dòng)葉通道時(shí)具有一定的速度，且這個(gè)速度對應(yīng)的動(dòng)能在該級內(nèi)不能

轉(zhuǎn)換為機(jī)械功，這種損失為余速損失。

11.臨界流量

答：噴嘴通過的最大流量。

12.漏氣損失

答：汽輪機(jī)在工作中由于漏氣而產(chǎn)生的損失。

13.部分進(jìn)汽損失

答：由于部分進(jìn)汽而帶來的能量損失。

14.濕氣損失

答：飽和蒸汽汽輪機(jī)的各級和普通凝汽式汽輪機(jī)的最后幾級都工作與濕蒸汽區(qū)，

從而對干蒸汽的工作造成一種能量損失稱為濕氣損失。

15.蓋度

答：指動(dòng)。I進(jìn)口高度超過噴嘴出口高度的那部分山高。

16.級的部分進(jìn)汽度

答：裝有噴嘴的弧段長度與整個(gè)圓周長度的比值。

五、簡答題

17.沖動(dòng)級和反動(dòng)級的做功原理有何不同？在相等直徑和轉(zhuǎn)速的情況下，比較二

者的做功能力的大小并說明原因。

答：沖動(dòng)級做功原理的特點(diǎn)是：蒸汽只在噴嘴中膨脹，在動(dòng)葉汽道中不膨脹加速,

只改變流動(dòng)方向，動(dòng)葉中只有動(dòng)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。

反動(dòng)級做功原理的特點(diǎn)是：蒸汽在動(dòng)葉汽道中不僅改變流動(dòng)方向，而且還進(jìn)

行膨脹加速。

動(dòng)葉中既有動(dòng)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化同時(shí)有部分熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。

在同等直徑和轉(zhuǎn)速的情況下，純沖動(dòng)級和反動(dòng)級的最佳速比比值：

（陽）彼/（?）卬=（2）（geos%）/costz^^i-A/?//JA/丁

M廣/M,加=1/2

上式說明反動(dòng)級的理想焙降比沖動(dòng)級的小一倍

18.分別說明高壓級內(nèi)和低壓級內(nèi)主要包括哪幾壩損失？

答：高壓級內(nèi)：葉高損失、噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失、扇形損失、漏氣損

失、葉輪摩擦損失等；噴嘴損失

低壓級內(nèi)：濕氣損失、噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失，扇形損失、漏氣損

失、葉輪摩擦損失很小。

19.簡述蒸汽在汽輪機(jī)的工作過程。

答：具有一定壓力和溫度的蒸汽流經(jīng)噴嘴，并在其中膨脹，蒸汽的壓力、溫度不

斷降低，速度不斷升高，使蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，噴嘴出口的高速汽流以一定

的方向進(jìn)入裝在葉輪上的通道中，汽流給動(dòng)葉片一作用力，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，即蒸

汽在汽輪機(jī)中將熱能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械功。

20.汽輪機(jī)級內(nèi)有哪些損失？造成這些損失的原因是什么？

答：汽輪機(jī)級內(nèi)的損失有：

噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失、葉高損失、葉輪摩擦損失、部分進(jìn)汽損失、

漏汽損失、扇形損失、濕氣損失9種。

造成這些損失的原因：

(1)噴嘴損失：蒸汽在噴嘴葉柵內(nèi)流動(dòng)時(shí)，汽流與流道壁面之間、汽流各部

分之間存在碰撞和摩擦，產(chǎn)生的損失。

(2)動(dòng)葉損失：因蒸汽在動(dòng)葉流道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，因摩擦而產(chǎn)生損失。

(3)余速損失：生蒸汽離開動(dòng)葉柵時(shí)，仍具有一定的絕對速度，動(dòng)葉柵的排

汽帶走一部分動(dòng)能，稱為余速損失。

(4)葉高損失：由于葉柵流道存在上下兩個(gè)端面，當(dāng)蒸汽流動(dòng)時(shí)，在端面

附面層內(nèi)產(chǎn)生摩擦損失，使其中流速降低。其次在端面附面層內(nèi)，凹弧和背弧之

間的壓差大于彎曲流道造成的離心力，產(chǎn)生由凹弧向背弧的二次流動(dòng)，其流動(dòng)方

向與主流垂直，進(jìn)一步加大附面層內(nèi)的摩擦損失。

(5)扇形損失：汽輪機(jī)的葉柵安裝在葉輪外圓周上，為環(huán)形葉柵。當(dāng)葉片

為直葉片時(shí)，其通道截面沿葉高變化，葉片越高，變化越大。另外，由于噴嘴出

口汽流切向分速的離心作用，將汽流向葉柵頂部擠壓，使(1賁嘴出口蒸汽壓力沿葉

高逐漸升高。而按一元流動(dòng)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，所有參數(shù)的選取，只能保證平均直

徑截面處為最佳值，而沿葉片高度其它截面的參數(shù)，由于偏離最佳值將引起附加

損失，統(tǒng)稱為扇形損失。

(6)葉輪摩擦損失：葉輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪面與其兩側(cè)的蒸汽發(fā)生摩擦，為

了克服摩擦阻力揩損耗一部分輪周功。又由于蒸汽具有粘性，緊貼著葉輪的蒸汽

將隨葉輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，井受離心力的作用產(chǎn)生向外圍徑向流動(dòng)，而周圍的蒸汽將流

過來填補(bǔ)產(chǎn)生的空隙，從而在葉輪的兩側(cè)形成渦流運(yùn)動(dòng)。為克服摩擦阻力和渦流

所消耗的能量稱為葉輪摩擦損失。

(7)部分進(jìn)汽損失：它由鼓風(fēng)損失和斥汽損矢兩部分組成。在沒有布置噴嘴

葉柵的弧段處，蒸汽對動(dòng)葉柵不產(chǎn)生推動(dòng)力，而需動(dòng)葉柵帶動(dòng)蒸汽旋轉(zhuǎn)，從而損

耗一部分能量；另外動(dòng)葉兩側(cè)面也與弧段內(nèi)的呆滯蒸汽產(chǎn)生摩擦損失，這些損失

稱為鼓風(fēng)損失。當(dāng)不進(jìn)汽的動(dòng)口1流道進(jìn)入布置噴嘴口I柵的弧段時(shí)，由噴嘴。1柵噴

出的高速汽流要推動(dòng)殘存在動(dòng)葉流道內(nèi)的呆滯汽體，將損耗一部分動(dòng)能。此外，

由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)和壓力差的作用，在噴嘴組出口末端的軸向間隙會(huì)產(chǎn)生漏汽，

而在噴嘴組出口起始端將出現(xiàn)吸汽現(xiàn)象，使間隙中的低速蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉流道，擾

亂主流，形成損失，這些損失稱為斥汽損失。

(8)漏汽損失：汽輪機(jī)的級由靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分組成，動(dòng)靜部分之間必須

留有間隙，而在間隙的前后存在有一定的壓差時(shí)，會(huì)產(chǎn)生漏汽，使參加作功的蒸

汽量減少，造成損失，這部分能量損失稱為漏汽損失。

(9)濕汽損失：在濕蒸汽區(qū)工作的級，將產(chǎn)生濕汽損失。其原因是：濕蒸

汽中的小水滴，因其質(zhì)量比蒸汽的質(zhì)量大，所獲得的速度比蒸汽的速度小，故當(dāng)

蒸汽帶動(dòng)水滴運(yùn)動(dòng)時(shí)，造成兩者之間的碰撞和摩擦，損耗一部分蒸汽動(dòng)能；在濕

蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉柵時(shí)，莊于水滴的運(yùn)動(dòng)速度較小，在相同的圓周速度下，水滴進(jìn)入

動(dòng)葉的方向角與動(dòng)葉柵進(jìn)口幾何角相差很大，使水滴撞擊在動(dòng)葉片的背弧上，對

動(dòng)葉柵產(chǎn)生制動(dòng)作用，阻止葉輪的旋轉(zhuǎn)，為克服2〈滴的制動(dòng)作用力，將損耗一部

分輪周功；當(dāng)水滴撞擊在動(dòng)葉片的背弧上時(shí)，水滴就四處飛濺，擾亂主流，迸一

步加大水滴與蒸汽之間的摩擦，又損耗一部分蒸汽動(dòng)能。以上這些損失稱為顯汽

損失。

21.指出汽輪機(jī)中噴嘴和動(dòng)葉的作用。

答：蒸汽通過噴嘴實(shí)現(xiàn)了由熱能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)換，通過動(dòng)葉將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。

22.據(jù)噴嘴斜切部分截面積變化圖，請說明：

(1)當(dāng)噴嘴出口截面上的壓力比p/p。大于或等于臨界壓比時(shí)，蒸汽的膨脹

特點(diǎn)；

(2)當(dāng)噴嘴出口截面上的壓力比p/po小于臨界壓比時(shí)，蒸汽的膨脹特點(diǎn)。

答：(1)pi/p。大于或等于臨界壓比時(shí)，噴嘴出口截面AC上的氣流速度和方向與

喉部界面AB相同，斜切部分不發(fā)生膨脹，只起導(dǎo)向作用。

(2)當(dāng)噴嘴出口截面上的壓力比,/po小于臨界壓比時(shí)，氣流膨脹至AB時(shí),

壓力等于臨界壓力，速度為臨界速度。且蒸汽在斜切部分ABC的稍前面部分繼

續(xù)膨脹，壓力降低，速度增加，超過臨界速度，且氣流的方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度。

23.什么是速度比？什么是級的輪周效率？試分析純沖動(dòng)級余速不利用時(shí)，速度

比對輪周效率的影響。

答：將（級動(dòng)葉的）圓周速度〃與噴嘴出口（蒸汽的）速度。的比值定義為速

度比。

1kg蒸汽在輪周上所作的輪周功與整個(gè)級所消耗的蒸汽理想能量之匕卿為輪

周效率。

在純沖動(dòng)級中，反動(dòng)度Cm=O,則其輪周效率可表示為：

"產(chǎn)2（o2Xx（cos%-?（1++

葉型選定后，0、放、CM、伙數(shù)值基本確定，由公式來看，隨速比變化，

輪周效率存在一個(gè)最大值。同時(shí)，速比增大時(shí)，噴嘴損失不變，動(dòng)葉損失減小,

余速損失變化最大，當(dāng)余速損失取最小時(shí)，輪周效率最大。

24.什么是汽輪機(jī)的最佳速比？并應(yīng)用最佳速度比公式分析，為什么在圓周速度

相同的情況下，反動(dòng)級能承擔(dān)的烙降或做功能力比純沖動(dòng)級??？

答：輪周效率最大時(shí)的速度比稱為最佳速度比。

對于純沖動(dòng)級，（/）8=上羅；反動(dòng)級（％Jop=COS%；在圓周速度相同的

情況下,

由上式可比較得到，反動(dòng)級能承擔(dān)的焰降或做功能力比純沖動(dòng)級小。

25.簡述蒸汽在軸流式汽輪機(jī)的沖動(dòng)級、反動(dòng)級和復(fù)速級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換特點(diǎn)，并

比較它們的效率及作工能力。

答：沖動(dòng)級介于純沖動(dòng)級和反動(dòng)級之間，蒸汽的膨脹大部分發(fā)生在噴嘴中，只有

少部分發(fā)生在動(dòng)葉中；反動(dòng)級蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉中理想比焙降相等；復(fù)速級噴嘴

出口流速很高，高速氣流流經(jīng)第一列動(dòng)葉作功后其具有余速的汽流流進(jìn)導(dǎo)向葉

柵，其方向與第二列動(dòng)葉進(jìn)汽方向一致后，再流經(jīng)第二列動(dòng)葉作功。

作功能力：復(fù)速級最大，沖動(dòng)級次之，反動(dòng)級最??；

效率：反動(dòng)級最大，沖動(dòng)級次之，復(fù)速級最小。

26.分別繪出純沖動(dòng)級和反動(dòng)級的壓力p、速度c變化的示意圖。

答：純沖動(dòng)級：

反動(dòng)級:

27.減小汽輪機(jī)中漏氣損失的措施。

答：為了減小漏氣損失，應(yīng)盡量減小徑向間隙，但在汽輪機(jī)啟動(dòng)等情況下采用徑

向和軸向軸封;對于較長的扭葉片將動(dòng)葉頂部削薄，縮短動(dòng)葉頂部和氣缸的間隙;

還有減小葉頂反動(dòng)度，可使動(dòng)葉頂部前后壓差不致過大。

28.什么是動(dòng)葉的速度三角形？

答：由于動(dòng)葉以圓周速度旋轉(zhuǎn)，蒸汽進(jìn)入動(dòng)葉的速度相對于不同的坐標(biāo)系有絕對

速度和相對速度之分，表示動(dòng)葉進(jìn)出口圓周速度、絕對速度和相對速度的相互關(guān)

系的三角形叫做動(dòng)葉的速度三角形。

29.簡述軸向推力的平衡方法。

答：平衡活塞法；對置布置法，葉輪上開平衡孔；采用推力軸承。

30.簡述汽封的工作原理？

答：每一道汽封圈上有若干高低相間的汽封片（齒），這些汽封片是環(huán)形的。蒸

汽從高壓端泄入汽封，當(dāng)經(jīng)過第一個(gè)汽封片的狹舞時(shí)，由于汽封片的節(jié)流作用，

蒸汽膨脹降壓加速，進(jìn)入汽封片后的腔室后形成渦流變成熱量，使蒸汽的焰道上

升，然后蒸汽又進(jìn)入下一腔室，這樣蒸汽壓力便逐齒降低，因此在給定的壓差下,

如果汽封片片數(shù)越多，則每一個(gè)汽封片兩側(cè)壓差就越小，漏汽量也就越小。

31.汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級為什么要采用部分進(jìn)汽？如何選擇合適的部分進(jìn)汽度？

答：在汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級中，蒸汽比容很小，如果噴嘴整圈布置，則噴嘴高度過小,

而噴嘴高度太小會(huì)造成很大的流動(dòng)損失，即葉高損失。所以噴嘴高度不能過小，

一般大于15mm。而噴嘴平均直徑也不宜過小，否則級的焰降將減少，所以采用

部分進(jìn)汽可以提高噴嘴高度，減少損失。

由于部分進(jìn)汽也會(huì)帶來部分進(jìn)汽損失，所以，合理選擇部分進(jìn)汽度的原則，

應(yīng)該是使部分進(jìn)汽損失和葉高損失之和最小。

32.汽輪機(jī)的級可分為哪幾類？各有何特點(diǎn)？

答：根據(jù)蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，可）留汽輪機(jī)的級分為純沖動(dòng)級、反動(dòng)

級、帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級和復(fù)速級等幾種。

各類級的特點(diǎn)：

（1）純沖動(dòng)級：蒸汽只在噴嘴葉柵中進(jìn)行膨張，而在動(dòng)葉柵中蒸汽不膨脹。

它僅利用沖擊力來作功。在這種級中：pl=P2；Ohb=O；Qm=0o

(2)反動(dòng)級：蒸汽的膨脹一半在噴嘴中進(jìn)行，一半在動(dòng)葉中進(jìn)行。它的動(dòng)

葉柵中不僅存在沖擊力，蒸汽在動(dòng)葉中進(jìn)行膨脹還產(chǎn)生較大的反擊力作功。反動(dòng)

級的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級，但作功能力較小。在這種級中：PI>P2；□hn^

nhb%0.5nht;Qm=0.5o

(3)帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級：蒸汽的膨脹大部分在噴嘴葉柵中進(jìn)行，只有一小

部分在動(dòng)葉柵中進(jìn)行。這種級兼有沖動(dòng)級和反動(dòng)級的特征，它的流動(dòng)效率高于純

沖動(dòng)級，作功能力高于反動(dòng)級。在這種級中：P1P2；nhn>nhb>0;Qm=0.05-

0.35o

(4)復(fù)速級：復(fù)速級有兩列動(dòng)葉，現(xiàn)代的復(fù)速級都帶有一定的反動(dòng)度,即

蒸汽除了在噴嘴中進(jìn)行膨脹外，在兩列動(dòng)葉和導(dǎo)葉中也進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐蛎?。由于?fù)

速級采用了兩列動(dòng)葉柵，其作功能力要比單列沖前級大。

33.什么是沖擊原理和反擊原理？在什么情況下，動(dòng)葉柵受反擊力作用？

答：沖擊原理：指當(dāng)運(yùn)動(dòng)的流體受到物體阻礙時(shí)，對物體產(chǎn)生的沖擊力，推動(dòng)物

體運(yùn)動(dòng)的作功原理。流體質(zhì)量越大、受阻前后的速度矢量變化越大，則沖擊力越

大，所作的機(jī)械功愈大。

反擊原理：指當(dāng)原來靜止的或運(yùn)動(dòng)速度較小的氣體，在膨脹加速時(shí)所產(chǎn)生的

一個(gè)與流動(dòng)方向相反的作用力，稱為反擊力，推動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的作功原理。流道前

后壓差越大，膨脹加速越明顯，則反擊力越大，2所作的機(jī)械功愈大。

當(dāng)動(dòng)葉流道為漸縮形，且動(dòng)葉流道前后存在一定的壓差時(shí)，動(dòng)葉柵受反擊力

作用。

34.說明沖擊式汽輪機(jī)級的工作原理和級內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過程及特點(diǎn)。

答：蒸汽在汽輪機(jī)級內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換過程，是先將茶汽的熱能在其噴嘴口1柵中轉(zhuǎn)換

為蒸汽所具有的動(dòng)能，然后再將蒸汽的動(dòng)能在動(dòng)葉柵中轉(zhuǎn)換為軸所輸出的機(jī)械

功。具有一定溫度和壓力的蒸汽先在固定不動(dòng)的噴嘴流道中進(jìn)行膨脹加速，蒸汽

的壓力、溫度降低，速度增加，將蒸汽所攜帶的部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝膭?dòng)能。從

噴嘴葉柵噴出的高速汽流，以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪上的動(dòng)葉柵，在動(dòng)葉流道

中繼續(xù)膨脹，改變汽流速度的方向和大小，對動(dòng)葉柵產(chǎn)生作用力，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)

作功，通過汽輪機(jī)軸對外輸出機(jī)械功，完成動(dòng)能到機(jī)械功的轉(zhuǎn)換。

由上述可知，汽輪機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是在噴嘴葉柵

和動(dòng)葉柵中將蒸汽所攜帶的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝哂械膭?dòng)能,第二階段是在動(dòng)葉柵

中將蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械功，通過汽輪機(jī)軸對外輸出。

35.汽輪機(jī)的能量損失有哪幾類？各有何特點(diǎn)？

答：汽輪機(jī)內(nèi)的能量損失可分為兩類，一類是汽輪機(jī)的內(nèi)部損失，一類是汽輪機(jī)

的外部損失。

汽輪機(jī)的內(nèi)部損失主要是蒸汽在其通流部分流動(dòng)和進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)，產(chǎn)生的

能量損失，可以在焙婚圖中表示出來。

汽輪機(jī)的外部損失是由于機(jī)械摩擦及對外漏汽而形成的能量損失，無法在烙

燧圖中表示。

36.什么是汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率？什么是級的輪周效率？影響級的輪周效率的因

素有哪些？

答：蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的有效炫降與其在汽輪機(jī)內(nèi)的理想焰降的比值稱為汽輪機(jī)的

相對內(nèi)效率。

一公斤蒸汽在級內(nèi)轉(zhuǎn)換的輪周功和其參與能量轉(zhuǎn)換的理想能量之比稱為輪

周效率。

影響輪周效率的主要因素是速度系數(shù)。和沙，以及余速損失系數(shù)，其中余速

損失系數(shù)的變化范圍最大。余速損失的大小取決于動(dòng)葉出口絕對速度。余速損失

和余速損失系數(shù)最小時(shí)，級具有最高的輪周效率。

1.分別畫出反動(dòng)級、純沖動(dòng)級、復(fù)數(shù)級最佳速度比時(shí)的速度三角形，并解釋作

圖依據(jù)。

2.畫出最佳速度比(Xi)op分別為cosaI、(cosai)/2和(cosai)/4的速度三角

形，并解釋作圖依據(jù)。

3.在h—s圖上畫出反動(dòng)級的熱力過程曲線，并標(biāo)注動(dòng)葉進(jìn)口滯止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)、動(dòng)葉

出口狀態(tài)點(diǎn)、級有效焙降。

4.在h—s圖上畫出純沖動(dòng)級的熱力過程曲線，并標(biāo)注靜葉進(jìn)口滯止?fàn)顟B(tài)點(diǎn)、動(dòng)

葉出口狀態(tài)點(diǎn)、級的余速損失。

六、計(jì)算題

1.已知汽輪機(jī)某純沖前級噴嘴進(jìn)口蒸汽的焰值為3369.3kJ/kg,初速度co=5()

m/s,噴嘴出口蒸汽的實(shí)際速度為ci=470.21m/s,速度系數(shù)0.97,本級的余

速未被下一級利用，該級內(nèi)功率為Pi=1227.2kW,流量Di=47T/h,求:

(1)噴嘴損失為多少？

(2)噴嘴出口蒸汽的實(shí)際烙？

(3)該級的相對內(nèi)效率？

=￡L=122^1=484.75mis

解：(1)中0?97

A/r，=-c.；(l-^2)=--484,75(1-0.972)=6.94kJIkg

噴嘴損失：吒2"山21000

△%=&=1250J/kg=1.25kJ/kg

⑵2

%；=%+A/?c0=33693+1.25=3370.55kJ/kg

h.t=--cl=3370.55--斑7r=3253kJIkg

k°2k21000

噴嘴出口蒸汽的實(shí)際烙：4=%+△%=3253+6.94=3260kJIkg

△〃；=/?；-/?lz=3370.55-3253=117.55kJIkg

36002.36COx1227.2?

A/?=------------------=94kJikg

;47x1000

\h,_94

=0.80

'一編一117.55

級的相對內(nèi)效率：

2.某沖動(dòng)級級前壓力po=O.35MPa,級前溫度to=169°C,噴嘴后壓力pi=().25Mpa,

級后壓力p2=0.56MPa,噴嘴理想焰降A(chǔ)hn=47.4kJ/kg,噴嘴損失

Ahn(=3.21kJ/kg,動(dòng)葉理想烙降A(chǔ)hb=13.4kJ/kg,動(dòng)葉損失Ahb1二1.34kJ/kg,級的

理想焙降A(chǔ)hi=60.8kJ/kg,初始動(dòng)能AhcO=O,余速動(dòng)能Ahc2=2.09kJ/kg,其他各

種損失EAh=2.05kJ/kgo計(jì)算:

(1)計(jì)算級的反動(dòng)度Qm

(2)若本級余速動(dòng)能被下一級利用的系數(shù)〃尸0.97,計(jì)算級的相對內(nèi)效率

rio

解：級的反動(dòng)度Qm=△hb/Aht=13.4/60.8=0.22

級的相對內(nèi)效率ri=(AhrAhn<-Ahb<-AhC2-ZAh)/(Aht-ixixAhC2)=0.92

3.某反動(dòng)級理想焙降A(chǔ)ht=62.1kJ/kg,初始動(dòng)能Ahco=1.8kJ/kg,蒸汽流量

G=4.8kg/s,若噴嘴損失Ahn4=5.6kJ/kg,動(dòng)葉損失Ahb產(chǎn)3.4kJ/kg,余速損失A

hc2=3.5kJ/kg,余速利用系數(shù)〃尸0.5,計(jì)算該級的輪周切率和輪周效率。

解：級的輪周有效焰降

Ahu=Aht*-8hn-dhb-dhC2

=62.1+1.8—5.6—3.4—3.5

=51.4kJ/kg

輪周功率

Pu=GxAhu=4,8x51.4=246.7kW

輪周效率

〃產(chǎn)Ahu/Eo=Ahu/(Ah產(chǎn)?x。hc2)=51.4/(62.1+1.8—0.5x().35)=

82.7%

4.某級蒸汽的理想焙降為Ahi=76kJ/kg,蒸汽進(jìn)入噴嘴的初速度為co=7Om/s,

噴嘴出口方向角a1=18°,反動(dòng)度為Qm=0.2,動(dòng)葉出汽角02=P1-6°,動(dòng)

葉的平均直徑為dm=1080mm,轉(zhuǎn)速n=3000r/min,噴嘴的速度系數(shù)(p=0.95,

動(dòng)葉的速度系數(shù)”=0.94,求：

(1)動(dòng)葉出口汽流的絕對速度C2

(2)動(dòng)葉出口汽流的方向角a2

(3)繪出動(dòng)葉進(jìn)出口蒸汽的速度三角形。

解?靖=A/1,4--

2=76+0.5x702/1000=76+2.45=78.45kJ/kg

(pc=9d2(1_Q“gh；=0.95xx(1-0.2)x78.45x1000二心八十/

u/111.o

7t-dn3.14x1.08x300()

u===

6060169.56m/s

%=Jef+u2-2c]wcosa1=V336.572+169.562-2x336.57x169.56xcosl80=/

1XQ49?7Q7/111/o

c.(c,sin?,.(336.57xsin18°

p.=arcsui-.........L=arcsir--------------------=34.64

l卬JI182.97J

Pl=Ps-6°=34.64-6=28.64。

AA—AA—

0mLs2x7X45=15.69kJ/kg

2

叼二八k至=0.94V2X15.69X1000+182.97刃39.39m/s

22

c2=y/w^-2w2ucos/f2=J239.39+169.56-2x239,39＞：169.56xcos28.640=⑵

wsinpy、=小W239.39由28.64

a、=arcsin2

\⑵.69

70.54

動(dòng)葉進(jìn)出口蒸汽的速度三角形

5.已知汽輪機(jī)某級的理想焙降為84.3U/kg,初始動(dòng)能1.8kJ/kg,反動(dòng)度004,

噴嘴速度系數(shù)0=096.動(dòng)葉速度系數(shù)“=0.96,圓周速度為171.8m/s,噴嘴出

口角a1=15°,動(dòng)葉出口角月2二41-3°,蒸汽流量G=4.8kg/s。求：

(1)噴嘴出口相對速度？

(2)動(dòng)葉出口相對速度？

(3)輪周功率？

=843Q=004

解：⑴kJ/kg,A%=L8kJ/kg,/n>u=171,8m/s

A/?；=A/?+A/?=84.3+1.8=86.1,,

zc0KJT//Kg

5=帥=390.5m/s

噴嘴出口相對速度：嗎=2gcos%=228.9m/s

四=arcsij咕3]=26.2。

1/J

⑵動(dòng)葉出口相對速度：叱=W2C/?；+點(diǎn)=243.2m/s

⑶夕2=4-3°=23.2°

輪周功率：

?二G?"("cos尸?+嗎cosfi,)

=4.8x171.8x(228.9cos26.2°+224.7cos23.2°)/1000=339.66kW

6.已知噴嘴進(jìn)口蒸汽蠟值ho=3336kJ/kg,蒸汽初速度co=7Om/s;噴嘴后理想焙

值h『3256kJ/kg,,噴嘴速度系數(shù)9=0.97。試計(jì)算

(1)噴嘴前蒸汽滯止恰

(2)噴嘴出口實(shí)際速度

解：⑴噴嘴進(jìn)口動(dòng)能:zdhco=co2/2=702/2=2450(J/kg)=2.45kJ/kg

噴嘴前蒸汽滯止焙：ho*=ho+Jhco=3336+2.45=3338.5(kJ/kg)

(2)

M：=/?；—h],=3338.5-3256=82.5(〃?/s)

clr=J2A力：=72000x82.5=406.2Q〃/s)

噴嘴出口實(shí)際速度：C,=(pCu=0-97x406-2=394-()(w/5)

7.某沖動(dòng)級級前壓力p)=0.35MPa,級前溫度to=169°C,噴嘴后壓力pi=0.25MPa,

級后壓力p2=0.56MPa,噴嘴理想焰降A(chǔ)hn=47.4kJ/kg,噴嘴損失Ahnt=3.2IkJ/kg,

動(dòng)葉理想焰降A(chǔ)hb=l3.4kJ/kg,動(dòng)葉損失Ahbt

=1.34kJ/kg,級的理想/降A(chǔ)ht=60.8kJ/kg,初始動(dòng)能AhcO=O,余速動(dòng)能A

hc2=2.09kJ/kg,其他各種損失EAh=2.05kJ/kgo計(jì)算：

(1)計(jì)算級的反動(dòng)度Qm

(2)若本級余速動(dòng)能被下一級利用的系數(shù)〃1=0.97,計(jì)算級的相對內(nèi)效率〃rio

解:級的反動(dòng)度Qm=Ahb/Aht=13.4/60.8=0.22

級的相對內(nèi)效率rjri=(Aht-AhnC-AhbC-Ahc2-EAh)/(Aht-〃1xA

hc2)=0.92

8.凝汽式汽輪機(jī)的蒸汽初參數(shù)：Po=8.83MPa,溫度t0=530C,汽輪機(jī)排汽壓力

Pc=0.0034MPa,全機(jī)理想焰降A(chǔ)H?=1450kJ/kg,其中調(diào)節(jié)級理想烙降A(chǔ)hJ二

209.3kJ/kg,調(diào)節(jié)級相對內(nèi)效率〃1=0.5,其余各級平均相對內(nèi)效率〃，=().85。

假定發(fā)電機(jī)效率〃8=。9&機(jī)械效率rjm=0.99o試求：

(1)該級組的相對內(nèi)效率。

(2)該機(jī)組的汽耗率。

(3)在h~s(崎?燧)圖上繪出該機(jī)組的熱力過程線。

解：⑴因?yàn)檎{(diào)節(jié)級效率相聲0.5=Ah//AhJ

所以調(diào)節(jié)級有效焰降：Ahi^O.5xAh104.65kJ/kg

其余各級的有效焰降：AHin=n%xAHJ

其中：AHtn=AHt-Aht!=1450-209.3=1240.7kJ/kg

AHin=〃"rixAHt"=0.85x1240.7=1054.6kJ/kg

故整機(jī)的相對內(nèi)效率：Po=8.83MPa

—to=53OaC

r)ri=(Ahi'+AHi")/A

H(=1159.25/1450=79.9%

(2)機(jī)組的汽耗率:

d=3600/(AHt?g?rj

AH."

Pc=0.0034MPa

m)=3600/(1124.7)=3.2kg/

kW.

(3)熱力過程線

見右圖。

9.已知某級級前蒸汽入口速度Co=O.()m/s,級的理想焰降A(chǔ)ht=78.0kJ/kg,級的

反動(dòng)度。二。3,。尸12°,外=18。，圓周速度〃=178m/s,噴嘴速度系數(shù).=0.97,

動(dòng)葉速度系數(shù)〃=()9余速利用系數(shù)〃。=1.()。

(1)計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)出口汽流絕對速度及相對速度。

(2)畫出動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形。

(3)畫出該級熱力過程線并標(biāo)注各符號。

0

解：(1)A/z?°=(l-Qw)A/zz=(1-0.3)x78=54.6kJ/kg

ck=q2x10、=，2x10「x54.6=330.5m/s

G=(pcu=330.5x0.97=320.5m/s

222

嗎二A/c1+ir-2c1wcosaI=V320.5+178-2x320.5xl78cosl2°=149.4m/s

體2==0.9x72x0.3x78x10y=194.7m/s

22

c2=J卬22+/J_2叫〃cos^2=A/194.7+178-2x194.7x178xcosl8°=55.1m/s

(2)動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形：

(3)該級熱力過程線:P

10.已知某級G=30Kg/s,co=O.O,wi=158m/s,ci=293m/s,W2=157m/s,C2=62.5m/s,

軸向排汽(a2=900),噴嘴和動(dòng)葉速度系數(shù)分別為0=0.95,“=0.88,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速為

3000轉(zhuǎn)/分。

(1)計(jì)算該級的豆均反動(dòng)度。

(2)計(jì)算輪周損矢、輪周力、輪周功率和輪周效率(〃o=O,〃尸0.9)。

(3)作出該級的熱力過程線并標(biāo)出各量。

解：地嗔雙念2932

=47.56KJ/Kg

2

2xlO3xO.95

22.ur22

M=卬2_______1=157?5ft

-------=3.418KJ/Kg

-2x10"2xl03-2X103X0.8822xl03?

3.418

=0.07

-3.418+47.56

2222

(2)u=7W2-C2=V157-62.5=144m/s

w.22932+1442-1582

a,=arccos--——-----=---a-rccos-----------------------=1i6r0

2c)M2x293x144

n.a.62.5“o

-arcsin—=arcsin-----=26

w2157

噴嘴損失為：物=(1-)=47.56x(1-0.952)=4.64KJ/Kg

動(dòng)葉損失為：劭〃二^^(1—〃2)=^Z^(1_O.882)=3.59KJ/Kg

NXlUqNX1U

余速損失為：物2=W^=^=L95KJ/Kg

輪周損失為：^,,+^4-^2=4.64+3.59+1.95=10.18KJ/Kg

輪周力為：

FU=G(qcostZ]+c2cos?2)=30x(293cosl604-62.5cos900)=851N

(3)熱力過程線為：

11.已知汽輪機(jī)某級噴嘴出口速度ci=275m/s,動(dòng)也進(jìn)、出口速度分別為

wi=124m/s>W2=205m/s.噴嘴、動(dòng)葉的速度系數(shù)分別為0=0.97,=0.94,試計(jì)

算該級的反動(dòng)度。

2752

解：A/zJ=~--M0.187KJ/Kg

"2x102x10"2X0.972X10

29

W2t卬2-2052

M,°==23.78KJ/Kg

2xl032xl()V22X103X0.942

22

VVl124

△%=MJ=23.78-=16.1KJ/Kg

2xlO32x1(?

1.已知某動(dòng)葉柵出口汽流溫度為4()()℃,滯止音速為7()()m/s,汽流為過熱蒸汽

(R=0.461kJ/kg.K,k=1.3,Cp=1.870kJ/kg.K)o判斷該葉柵是否達(dá)臨界。(5分)

2.已知某反動(dòng)級的滯止理想焙降為150kj/kg,噴嘴進(jìn)口速度為lOOm/s=0.98。

求該噴嘴的出口速度。(5分)

3.已知某汽輪機(jī)級的滯止參數(shù)為Po*=12.75MPa.po*MO.lkg/m\汽流為過熱蒸

汽，噴嘴出口面積An=O.lnR彭臺(tái)門系數(shù)”0.7,求該汽輪機(jī)級的流量。(5分)

4.已知某汽輪機(jī)級的初參數(shù)，Po=12.75MPa,To=535C,Co=100m/s,汽流為過熱

蒸汽(R=0.461kJ/kg.K,k=1.3,Cp=1.870kJ/kg.K)o求其止滯參數(shù)Po*、To*。(5

分)

5.已知某汽輪機(jī)噴嘴的滯止參數(shù)，Po*=12.75MPa,po*=39kg/m3,噴嘴出口面積

人廿0.150?,壓比&11=0.6,汽流為過熱蒸汽，求該汽輪機(jī)級的流量。(5分)

6.已知某純沖動(dòng)式汽輪機(jī)動(dòng)葉平均直徑dm=1.5m,轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分，流量

G=300t/h,Ci=560m/s,a*2=11%=0.97,求該動(dòng)葉柵所受的周向力。(10

分)

7.已知某單級沖動(dòng)式汽輪機(jī)機(jī)，動(dòng)葉平均直徑dm=().8m,轉(zhuǎn)速『30()()轉(zhuǎn)/分反

動(dòng)度Q=0.2,理想烙降A(chǔ)ho*=200kj/kg,輪周功率Pu=1000kw,Ci=560m/s,

a尸12°,0*2=11°,5=0.97°求該汽輪機(jī)的流量。(10分)

8.已知某純沖動(dòng)式汽輪機(jī)動(dòng)葉平均直徑dm=l.5m,轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分,Ci=560m/s,

a尸12°,￡2=11°,5=0.97。求該動(dòng)葉柵余速損失。(5分)

9.已知某純沖動(dòng)式汽輪機(jī)動(dòng)葉平均直徑dm=lm,轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分，最佳速度比

(XI)OP=0.46,求該級的理想焙降。(5分)

10.已知沖動(dòng)式汽輪機(jī)某級動(dòng)葉平均直徑dm=1.5m,轉(zhuǎn)速n=3()0()轉(zhuǎn)/分，反動(dòng)度Q

=0.1,最佳速度比(XI)OP=0.46,求該級靜葉的理想烙降。(5分)

H.已知某汽輪機(jī)級的理想焰降△hi=120kj/kg,余速損失為54kj/kg,余速利用系

數(shù)〃。二1,〃尸05前級的余速損失為60kj/kg,計(jì)算該級的理想能量En。

12.已知某汽輪機(jī)級的理想滯止烙降△h*t=150jk/kg,級的反動(dòng)度Qm=0.12,噴

嘴出汽角a1=11.10,動(dòng)葉出汽角02=18.30。若級的速度比xl=u/cl=0.54,

噴嘴速度系數(shù)①=0.97,