《汽轮机本体检修计算题》.docx

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《汽轮机本体检修计算题》

4.1.4计算题

La5D1001测得某物体的温度为50℃，试问物体的热力学温度为多少?

解：

T=f+273.5=50+273.15=323.15（K）

答：

物体的热力学温度为323.15K。

La5D2002某一个铸铁工件中要攻M12×1.25螺纹，试计算它的底孔直径。

解：

D=d－1.06×1.25=12－1.3=10.70（mm）

答：

孔直径为10.70mm。

La5D2003容器中装有一定质量的热水，热水向周围大气放出热量10kJ，同时功源通过搅拌器对热水做功15kJ，试问热水内能的变化量为多少千焦?

解：

Δu=Q－W=-10－（-15）=5（kJ）。

答：

热水内能的变化量为5kJ。

La5D3004气压计的读数为2.7×105Pa，当时的大气压力为755mmHg，试求气体的绝对压力是多少?

解：

压力单位换算：

pb=755×133.3=1.006×105（Pa）；

绝对压力：

p=p0+pb=2.7×105+1.006×105=3.706×105（Pa）。

答：

气体的绝对压力为3.706×105Pa。

La5D3005要在中碳钢的工件上，攻深20mm的不通孔M8螺纹，试求钻底孔直径和钻孔深度。

解：

钻底孔直径：

D=d－（1.04～1.08）t；

其中：

1.04～1.08取1.04；t=1.25；

D=8－1.04×1.25=6.7（mm）；

钻孔深度：

H=h+0.7d=20+0.7×8=25.6（mm）。

答：

底孔直径为6.7mm，钻孔深度为25.6mm。

La5D3006一耐火砖，厚度d=370mm，内表面温度t1=1650℃，外表面温度t2=300℃。

若此耐火砖的导热系数：

λ=0.815+0.00076tW/（m·℃），试求出通过每平方米炉墙面积的散热量。

解：

答：

耐火砖墙每平方米散热量为5677W/m2。

La4D1007已知圆锥台大小直径分别为50mm和30mm，高度为lOOmm，求圆锥度。

解：

设大圆锥台直径为D大，小圆锥台直径为D小，高度为H，圆锥度为Δ，

则：

Δ=（D大－D小）/H=（50－30）/100=1:

5；

答：

圆锥度为1:

5。

La4D2008求尺寸公差和极限尺寸。

解：

0.013－（-0.008）=0.021（mm）

25＋0.013=25.013（mm）

25－0.008=24.992（mm）

答：

公差是0.021mm，最大极限尺寸是25.013mm，最小极限尺寸是24.992mm。

La4D2009试计算套丝M12、M10的螺杆直径。

解：

甲杆的直径为：

D=d－0.13t=12－0.13×1.75=11.77（mm）

乙杆的直径为：

D=d－0.13t=10－0.13×1.5=9.8（mm）

答：

甲杆的直径为11.77mm，乙杆的直径为9.8mm。

La4D2010试计算孔和轴最大、最小过盈。

解：

最大过盈=0.062－0=0.062

最小过盈=0.039－0.023=0.016答：

略。

La3D2011以铸铁管供水，已知管长L=300m，d=300mm，阻力损失hs=5.5m，试求其通过的流量Q是多少?

（提示：

铸铁水管在d=300mm时，k=0.986m/s）

解：

答：

通过的流量为0.134（m3/s）。

La3D2012某机组在额定参数下运行，蒸汽的比容是v=0.0316m3/kg，流速c=45.5m/s，该高压旁路流量G=200t/h，求此高压旁路最小通径应是多少?

解：

根据流量与流速的关系公式：

；

得到：

；

代人数据：

；

d=221.6（mm）。

答：

该高压旁路最小通径应是221.6mm。

La3D3013一台5千瓦汽轮机的凝汽器，表面单位面积上的换热量q=23000W/m2，凝汽器铜管内、外壁温差为2℃，试求水蒸气的凝结换热系数。

解：

；

。

答：

水蒸气的凝结换热系数为11500W/（m2·℃）。

La3D3014气体在某一过程中吸收50J的热量，同时内能增加至84J，问此过程是膨胀过程还是压缩过程?

对外做功是多少?

解：

因：

Q=△u+W

所以：

W=Q－△u=50－84=-34（J）

答：

此过程是压缩过程，对外做功是-34J。

La3D3015在一直径为d=200mm，长L=1000m的圆管中以流速c=12cm/s输送t=10℃的水，求此管道中水受到的沿程阻力是多少?

（已知λ=0.0349）

解：

由公式：

。

答：

此管道中水受到的沿程阻力为1.28mH2O。

La3D3016有一加热水的预热器，热流体初温度：

t=110℃，终温度为t=70℃，冷流体的初温度为：

t=40℃,终温度为t=60℃，求顺流时的算术平均温差。

解：

顺流时的算术平均温差：

。

答：

顺流时的算术平均温差为40℃。

La3D3017有一个直径为d=20mm的三股国产旗鱼牌白麻绳，在起吊绳索使用时，允许起吊重力为多少的重物?

（提示：

国产旗鱼牌白麻绳d=20mm，破断拉力为Sb=1600（kgf）

解：

；

安全系数k：

k=6～10，取k=8；

；

或：

P≤（d2/4）×1；

即：

；

答：

允许起吊重力为314.16kgf的重物。

La3D3018试求绝对黑体在温度t=1000℃和t=O℃时．每小时所辐射的热量。

解：

应用四次方定律：

E0＝C0·（T/100）4；

（1）当t＝1000℃：

（2）当t＝O℃：

；

答：

当t＝1000℃和t＝O℃时辐射的热量分别为1.49×105W/m2和315W/m2。

La3D4019某汽轮机额定功率Pe=20万kW，求一个月（30天）内该汽轮机的满负荷发电量W是多少?

解：

W=20×24×30=14400（万kW·h）

答：

该汽轮机一个月发电量为14400万kW·h。

La3D4020如图D-1所示，由三个可逆过程所组成的循环：

1-2是绝热过程，2-3是定压过程，3-1是定容过程，若过程中1-2中工质内能变化-50kJ，问该循环的净传热量为多少。

这是一个有功输出循环，还是消耗功率循环?

（图中p1=0.5MPa，v1=0.025m3/kg，

p2=0.1MPa，v2=0.2m3/kg）

解：

因：

Q=△u+W，△u=-50kJ

又因：

定容过程没有做功，只有绝热过程和定压过程做功，

所以：

W12=p2×v2－p1×v1=O.1×103×O.2－0.5×103×0.025=7.5（kJ）

又因：

p3=p2，v3=vl

所以：

W23=P3×v3－P2×v2=0.1×lO3×（O.025－O.2）=-17.5（kJ）

所以：

Q=-50+7.5－17.5=-60（kJ）

答：

该循环的净传热量为-60kJ，是一个消耗功的循环。

La3D5021水在某容器内沸腾，如压力保持1MPa，对应的饱和温度t饱=180℃，加热面内壁温度保持在205℃，沸腾放热系数为85700W/（m2·℃），试求单位加热面上的换热量。

解：

q=（t壁－t饱）=85700×（205－180）=2142500（W/m2）=2142.5kW/m2

答：

该容器单位加热面上的换热量为2142.5kW/m2。

La2D3022已知弹簧内径为20mm，钢丝直径为2mm,试确定手工绕制弹簧芯棒直径为多少?

解：

常用经验公式计算芯棒直径：

DD=（0.75～0.8）·D1

按弹簧内径与其他零件相配取大值：

DD=0.8×20=16（mm）

按弹簧外径与其他零件相配取小值：

DD=0.75×20=15（mm）

答：

弹簧芯棒直径为15mm。

La2D4023某减速器中的滑动轴承轴承材料选ZCUSN5Pb5Zn5，作用轴承上的径向载荷R=70000N，轴颈直径D=200mm，工作长度L=250mm，轴转速n=150r/min，试验算该轴承是否可用?

[提示：

对于ZCUSN5PbSZn5，[p]=8N/mm2，[pV]=12[N/（mm2·m/s）]

解：

1.验算压强：

＜；

2.验算[pV]值：

　；

[pV]＝12N/（mm2·m/s）＞pV＝2.2N/（mm2·m/s）。

答：

验算结果，该轴承可用。

La2D4024利用杠杆原理，吊1000kg的重物，支点在重点和力点的中间，重臂250mm，力臂2m，在力点加力多少?

解：

因：

力×力臂＝重力×重臂

则：

；

答：

在力点加125kgf的力。

La2D4025有一个用灰口铸铁浇铸而成的零件，测得其重力为33.32N，体积为0.0005m3，问该零件的材质是否有问题?

为什么?

（灰口铸铁重度为70560N/m3）

解：

已知零件重：

G=33.32N，零件体积：

V=0.0005m3

零件重度=G/V=33.32÷0.0005=66640（N/m3）

零件的重度小于铸铁的重度：

70560N/m3

所以零件材质有问题。

说明浇铸成的零件内有夹渣、气孔等，使零件力学性能下降。

答：

零件材质有问题。

说明浇铸成的零件内有夹渣、气孔等，使零件力学性能下降。

La2D5026按下列条件，求下图D-2所示焊接件的许用静载荷。

（板的材料为A2，许用拉应力[σ]=200N/mm2，板的宽度L=250mm，厚度δ=10mm，焊脚K=δ）

解：

板的许用静载荷：

L·δ·[σ]=250×10×200=500（kN）

焊缝的许用应力：

[σ]’=140N/mm2

横向焊缝的许用静载荷为：

F=0.7KΣL[d]’=0.7×10×2×250×140=490（kN）

答：

焊接件的许用静载荷为490kN。

Lb5D1027

（1）5kgf等于多少牛?

（2）2tf等于多少牛?

解：

（1）5kd=5×9.80665=49.03（N）

（2）2tf=2×103×9.80665=19.61×103（N）

答：

5kgf等于49.03N；2tf等于19.61×103N。

Lb5D1028

（1）49.03N等于多少公斤力?

（2）19.61×103N等于多少吨力?

解：

（1）；

（2）；

答：

49.03N等于5kgf；19.16×103N等于2tf。

La1D5029如图-3所示，刚性凸缘联轴器允许传递最大转矩T=1500N·m（无冲击），联轴器材料为HT250，试确定平键的联接尺寸，并校核联接强度。

若联接强度不足，可采取何措施?

解：

（1）选取平键尺寸：

图示平键为C型普通平键，根据轴径d=65mm，从手册查明，宽度b=18mm，高度h=11mm，由轴及轮的尺寸取键长L=90mm，平键标记为：

键C18×90GBl096-79。

（2）校核键联接的强度：

由平键联接的挤压强度条件：

；

按联接工作条件及联接材料由表中查的许用挤压应力：

[σ]=（70～80）N/mm2。

因为：

σp＞[σ]p，所以键联接强度不足。

（3）改进措施：

采用按180°布置的两个平键，考虑载荷分配不均，按1.5个键计算。

此时：

σp=69N/mm2，因此键联接强度满足需要。

答：

略。

Lb5D1030已知公称直径是50mm的钢管，求其英制公称直径是多少?

解：

50/25.4=1.97（英寸）≈2英寸

答：

英制公称直径2英寸。

Lb5D1031已知某管径为20英寸，试换算其管径等于多少毫米?

解：

20×25.4=508（mm）

答：

管径为508mm。

Lb5D2032汽轮机厂供给安装斜垫尺寸图如图D-4，求出斜垫铁的斜度。

解：

斜度=（40－20）/200=1/10；

答：

斜度为1:

10。

Lb5D3033用方框水平仪，尺寸200×200，精度为0.02/1000测量导轨的直线，已得最大误差格数为5格，求直线度最大误差值。