汽轮机原理习题作业题答案解析docWord文档下载推荐.docx
《汽轮机原理习题作业题答案解析docWord文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽轮机原理习题作业题答案解析docWord文档下载推荐.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1）:
kg/s;
2）:
s
34题.国产某机组在设计工况下其末级动叶（渐缩）前的蒸汽
压力p1=，蒸汽焓值h1=kg，动叶出汽角β2=38°
，动叶内的焓降为
hb=kg。
问：
⑴汽流在动叶斜切部分是否膨胀、动叶出口汽流角是多少
⑵动叶出口的理想相对速度w2t是多少
确定初态:
由h1,p1查图得s1=
h1*
h1
w12
2316.4
2000
由h1,s1查图得p1=,x1=
∴k=
∴临界压力比:
（
）k
0.5797
2k
极限压力比:
1d
*（sin
2）k10.5797*0.59850.347
流动状态判断:
由s1=,h2t=h1-
hb=
查图得p=
动叶压力比ε
b
=p/p
显然εb＜ε1d，即蒸汽在动叶中达极限膨胀，极限背压为p1d=ε1d*p1=查焓熵图得：
h2dt=,ρ2dt=
w2t
2（h1*
h2dt）511.7
查临界压力比处的参数：
p2cr=;
h2cr=ρ2cr=
∴w2cr
2（
h2cr）
371.2
sin（
2）
w2cr
2cr
sin
w2t
2dt
0.7102
2245.27
∴极限偏转角δ2=
36题.某机组级前蒸汽压力p0=，初温t0=350℃，初速c0=70m/s；
级后蒸汽压力p2=。
喷嘴出汽角α1=18°
，反动度Ωm=，动叶出汽角β
2=β1－6°
，级平均直径dm=1080mm，转速n=3000r/min，喷嘴速度系
数=。
求：
⑴动叶出口相对速度w2和绝对速度c2；
⑵喷嘴、动叶中的能量损失，余速动能；
⑶绘制动叶进、出口速度三角形。
答：
P9；
1）w2=s；
c2=124m/s
2）
hn
kg;
hb
kJ/kg;
hc2
kJ/kg
3）c
=m/s;
α=18°
;
w=s;
β=34°
51
11
’
w
；
c2=124m/s；
α2
2=s;
β2=28°
=71°
12
46题.已知某单级冲动式机组，级平均直径
d=1067mm，转速
m
n=3000r/min，喷嘴出汽角α
=18°
，级的速度比x=u/c=，喷嘴速度
系数=，动叶速度系数ψ=0
.84。
又知动叶出汽角β
=β－3°
，
通过该级的蒸汽流量G=s。
蒸汽作用在动叶上的切向力
Fu、轮周
功率Pu和轮周效率ηu，并绘制级的进、出口速度三角形。
叶轮圆周速度u=πdmn/60=s
喷嘴出口速度c1=u/x1=s
动叶进口相对速度w1=
cos
245.2m/s
c1
u
uc1
动叶进口汽流角
arcsin（c1*sin
1）
30.2
w1
动叶出口汽流角β=
动叶出口相对速度w2
*w1
205.95
m/s
动叶出口绝对速度c2
w22
u2
2uw2cos
95.42m/s
动叶出口绝对排汽角
arccosw2*cos2
80.64
c2
切向力F=G（ccosα+ccosα
）=
u1
轮周功率Pu=Fu*u=
级的理想能量
c12
86.397
E0
ht
c1t
轮周效率ηu=
Pu
0.76
GE0
3
第二章多级汽轮机
123题.已知某中压凝汽式汽轮机的内功率Pi=12340kW,发电机功率Pel=11900kW,蒸汽流量D=h,初压p0=,初温t0=380℃,凝汽器压力
pc=。
求该机组在没有回热抽汽工况下的汽耗率d，热耗率q，相对内
效率ηi，相对电效率η，绝对电效率ηa。
el，循环热效率ηt。
解：
汽耗率d=D/pel=*1000/11900=（kW·
h）
凝结水焓hC'
f（pc）kg
由初压p0=,初温t0=380℃知：
新蒸汽焓h0=kJ/kg
由凝汽器压力pc=：
Ht=kJ/kg
热耗率q=d（h0
hc'
）
kJ/（kW·
有效焓降:
Hi=
3600
Pi
12340
kg
1000
D
52.4
相对内效率ηi=
Hi/
Ht==
相对电效率η=ηi*pel/pi=
绝对电效率ηa。
el=3600/q=
循环热效率ηt=ηa。
el/η=;
（或ηt=Ht/（h
0-hc’）=题.
某中间再热凝汽式汽轮发电机组电功率
Pel=119959kW下的热力过程线如下图示。
已知发电机损失
Pg=1982Kw,机械损失Pm=1982Kw。
求该汽轮机的内功率Pi、高压缸相
hiie
对内效率ηi、中压缸相对内效率ηi、中低压缸相对内效率ηi。
4
pr=2.63,
pr=2.5
tr=544
r
p0=12.868
p,0=12.33
0.
t0=537
0,
6
p,
=0.279
i
ti=267.7
7
hi
h5
pi=0.282
5
ph=2.71
.
th=346.7
h2
ex=2499.3
9
hex=2485.4
h11.
pc=0.00762
h8
8
内功率Pi=Pel＋Pg＋Pm=12393kW
由p
12.868
MPa
t
℃
p
MPa得：
H=kg
537
h2.71
th
℃得：
ih
2.71
346.7
H=kJ/kg
高压缸相对内效率η
H/
H=
2.63
MPat
0.282
ti
544
得：
ii
i267.7
中压缸相对内效率ηhi=
Hih/
Hth=
0.00762
H
=kg,,h
tre
中低压缸相对内效率η
re
=（h
-h
）/
题.
某汽轮机前轴封有三段曲径
ex
轴封组成。
第一段轴封齿数Z1=26，第二段Z2=20，第三段Z3=16。
第
一段轴封前蒸汽参数p0=，t0=340℃；
第一段轴封后抽汽口与压力为
p1=的第一级回热抽汽口相连。
第二段轴封后与压力为p2=的第二级回
热抽汽相连，第三段轴封后端接轴封冒汽管，排入大气。
各段轴封直
径dl=450mm，轴封间隙为δ=。
轴封流量系数μl=1。
试计算该机组前轴封的总漏汽量是多少由回热抽汽口回收和排
入大气的漏汽量各占多少如该机组第二级回热抽汽故障停用，则该轴
封的漏汽和回收情况将发生怎样的变化
各段轴封漏汽面积均为：
Al
d1
3.14450.04=（cm2）
1）计算第一段轴封漏汽量
由p0=，t0=340℃得ρ0=m
Gl1=h（s）
2）Gl2=h（s）;
G1=Gl1-Gl2=T/h（s）
3）Gl3=h（s）;
G2=Gl2-Gl3=T/h（s）
G=G1+G2=T/h（s）
4）第二级回热抽汽故障停用
G
=h（s）;
G
=h（s）;
=T/h（s）
l1
l2
G=G-G
115题.
某汽轮机前轴封有三段曲径轴封组成,
后轴封有二段
曲径轴封组成（见图）。
前轴封第一段轴封齿数
Z=48，轴封间隙面积
A=，轴封前蒸汽参数
1.67MPa
a
p0=，密度ρ0=m；
轴封后
P
0.106MPa
M
Z3
Z2
Z1
Z4Z5
抽汽口与压力为
p1=的
第二级回热抽汽口相
0.457MPa
去
0.095MPa
连。
第二段齿数
均
压
Z=24，
箱
轴封间隙面积Al2
=,段后
去轴封抽汽母管
轴封抽汽口与压力为
p2=的均压箱及后轴封第一段后的抽汽口相连。
第三段齿数Z3=8，轴
封间隙面积Al3=,段后轴封抽汽口与压力为p3=的轴封抽汽母管相连。
后轴封第一段轴封齿数Z4=16，轴封间隙面积Al4=，段前蒸汽压
力p2=，段后蒸汽压力p4=。
第二段轴封齿数Z5=8，轴封间隙面积Al5=，
段前蒸汽压力p2=，段后与蒸汽压力为p5=的轴封抽汽母管相连。
各段轴封流量系数均为μl=1。
试计算各段轴封漏汽量、进入第二段回热抽汽管、均压箱和轴封抽汽母管的蒸汽量。
答:
前轴封:
Gl1=h（s）;
Gl2=h（s）;
Gl3=h（s）后轴封:
进入第二段:
G2=Gl1-Gl2=T/h（s）
进入均压箱:
G=T/h（s）
进入轴封抽汽母管:
G=h（s）
第三章汽轮机变工况
155题.已知渐缩喷嘴前蒸汽压力p0=，温度t0=350℃，喷嘴后压力p1=，流量为3kg/s。
1）若蒸汽流量保持为临界值，则最大背压可以为多
少
2）若流量减为1/3，则背压p11要增加到多少
3）若背压不变，初压p01应降到多少才能使流量变
为原来的4/7
1）蒸汽流量保持为临界值，则最大背压可以为pcr：
pcrp0*crp0cr=*=Mpa
2）流量减为1/3,则彭台门系数β=1/3
1（11
cr）2
1/3
110.9740353
p11=ε11*p0=Mpa
3）设:
初压新状态为临界,则p01=4/7*p0=4/7*=Mpa
效验:
新状态下ε11=p1/p01=.589/=.477＜.546
∴假设成立。
156题.渐缩喷嘴设计流量为G0=10kg/s，喷嘴前蒸汽压力p0=，
喷嘴后压力p1=，变工况后背压不变，流量增加到G1=14kg/s。
求变工
况后喷嘴前压力p01。
原状态下：
β=1
（p1
pcr）2=MPa
p0
pcr
设新状态下为临界工况:
G1
1p01
1p01
1.4
G0
0.981616
.98
∴p01=Mpa
新状态下ε11=p1/p01=.62/=.＜.546
补1.某台背压式汽轮机共有7级，一个调节级六个压力级。
在设计工况下，调节级后压力p1＝3MPa，前三个压力级后的压力分别为p2＝，p3＝，p4＝，背压pZ＝。
试问：
当蒸汽流量减少一半，而背压pZ维持不变，前三个压力级的压力比将变为多少
由弗留格尔公式，将压力级作为一个级组：
p11
pZ1
p1
pZ
（G1）2（p12
pZ2）pZ12
（1）2（32
0.72）0.72
1.618MPa
将第一压力级后的级作为一个级组：
p21
（G1）2（p22
pZ）2
pZ12
）
2（2.52
0.72）
0.72
1.389MPa
将第二压力级后的级作为一个级组：
p31
（G1）2（p32
（1）2（22
1..169MPa
将第三压力级后的级作为一个级组：
p41
（G1）2（p42
）2（1.62
1.004MPa
变工况后：
11
1.389
0.858
1.618
1.169
21
0.842
1.004
31
0.859
补2.某台喷嘴调节的凝汽式汽轮机，当新汽流量D0=210T/h时，调节汽室压力P2=6Mpa，回热抽汽压力
Pe=3Mpa，回热抽汽量De=35T/h（见下
图）。
运行中如新汽流量降为
D01=150T/h，①则该工况下调节汽室压力P21及回热抽汽压力Pe1各是多少②倘流量降为D01=150T/h的工况时，回热抽汽故障停运，则P21及Pe1又各是多少
①由D01/D0=p21/p2=pe1/pe知:
∴p
=（D/D）*p
=（150/210）*6=
（2分）
01
∴pe1=（D01/D0）*pe=（150/210）*3=
（2分）
②当回热抽汽故障停运时，由pe1/pe=D01/（D0-De）知：
e1=pe*D01/（D0-De）=3*150/（210-35）=
p2
e1
将调节汽室至回热抽汽口划为一个级组，（1分）则有：
D0
p22
pe2
∴p21
2=pe1
2+（D01/D0）2*（p2
2-p2
e）=+（150/210）
2*（62-32）
∴p=（3分）
10
第六章汽轮机零部件的结构和强度
1、某级叶片切向A0型自振静频率fA0=156~163HZ，动频系数B=，叶片安全倍率Ab=5，电网频率变动范围为~。
（1）该级叶片能否作为不调频叶片处理
（2）倘该级叶片作为调频叶片，其运行是否安全为什么附1：
不同K值，调频叶片的[Ab]值：
2~3
3~4
4~5
5~6
[Ab]
附2：
不同K值，不调频叶片的[Ab]值：
11
[
Ab]
（1）fd1=15623.5*50.52182.4Hz
fd2=16323.5*48.52186.6Hz
∵fd1/n
升级会员 