《汽輪機(jī)原理》習(xí)題及答案

《汽輪機(jī)原理》習(xí)題及答案

第一章緒論

一、單項(xiàng)選擇題

1.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(hào)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(jí)的工作原理

一、單項(xiàng)選擇題

3.在反動(dòng)級(jí)中，下列哪種說(shuō)法正確(C)

A.蒸汽在噴嘴中的理想焰降為零B.蒸汽在動(dòng)葉中的理想焙降為零C.蒸汽在噴嘴與動(dòng)葉中的

理想焰降相等

D.蒸汽在噴嘴中的理想焙降小于動(dòng)葉中的理想婚降4.下列哪個(gè)措施可以減小葉高損失(A)

A.加長(zhǎng)葉片B.縮短葉片C.加厚葉片D.減薄葉片5.下列哪種措施可以減小級(jí)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(jí)

6.純沖動(dòng)級(jí)動(dòng)葉入口壓力為P1,出口壓力為P2,則P1和P2的關(guān)系為

(A.P1P2C.Pl=P2

D.P1>P27.當(dāng)選定噴嘴和動(dòng)葉葉型后，影響汽輪機(jī)級(jí)輪周效率的主要因素(AA.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.下列哪項(xiàng)損失不屬于汽輪機(jī)級(jí)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(jí)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(duì)稱彎曲

C.近似對(duì)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(jí)在(B)情況下工作時(shí)，能

使余速損失為最小。

C))

A.最大流量B.最佳速度比C.部發(fā)進(jìn)汽D.全周進(jìn)汽

1.汽輪機(jī)的級(jí)是由_____組成的。A.隔板+噴嘴C.噴嘴+動(dòng)葉

cr

[C]

B.汽缸+轉(zhuǎn)子D.主軸+葉輪

2.當(dāng)噴嘴的壓力比En大于臨界壓力比s時(shí)，則噴嘴的出口蒸汽流速C1

[A]

A.CICcr

B.Cl=CcrD.Cl<Ccr

3.當(dāng)漸縮噴嘴出口壓力pl小于臨界壓力per時(shí)，蒸汽在噴嘴斜切部分發(fā)生膨脹，下列哪個(gè)

說(shuō)法是正確的？

[B]

A.只要降低pl,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CerD.蒸汽在漸縮噴嘴出口的汽流流速小于臨界速度Ccr4.汽輪機(jī)的軸向位置是

依靠確定的？A.靠背輪C.支持軸承

[DJ

B.軸封D.推力軸承

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

A.相對(duì)速度增加B.相對(duì)速度降低；

C.相對(duì)速度只改變方向，而大小不變D.相對(duì)速度大/」壞口方向都不變

11.已知蒸汽在汽輪機(jī)某級(jí)的滯止理想焰降為40kJ/kg,該級(jí)的反動(dòng)度為0.187,則噴嘴出

口的理想汽流速度為

A.8m/C.161m/

[DJ

B.122m/

D.255m/

[C]

12.下列哪個(gè)說(shuō)法是正確的

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(shuō)法都不對(duì)

13.沖動(dòng)級(jí)動(dòng)葉入口壓力為P1,出口壓力為P2,則P1和P2有關(guān)系。【B】

A.P1<P2C.P1=P2

B.P1>P2D.P1=O.5P2

14.工作段弧長(zhǎng)為1037mm,平均直徑1100mm,該級(jí)的部分進(jìn)汽度：【A】36

A.0.3C.0.66

B.0.5

D.1

[D]

15.汽機(jī)中反動(dòng)度為0.5的級(jí)被稱為：

A.純沖動(dòng)級(jí)C.復(fù)速級(jí)

B.帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)

D.反動(dòng)級(jí)

16.蒸汽在某反動(dòng)級(jí)噴嘴中的滯止理想焙降為30kJ/kg,則蒸汽在動(dòng)葉通道中的理想焙降為：

A.0kJ/kgC30kJ/kg

[C]

B.15kJ/kg

D.45kJ/kg

[B]

17.在反動(dòng)式汽輪機(jī)級(jí)中,如果不考慮損失，則：

A.蒸汽在動(dòng)葉通道中的絕對(duì)速度增大B.蒸汽在動(dòng)葉通道中絕對(duì)速度降低

C.蒸汽在動(dòng)葉通道中相對(duì)速度只改變方向,而大小不變D.以上說(shuō)法都不對(duì)

18.假設(shè)噴嘴前的蒸汽滯止焰為3350kJ/kg,噴嘴出口蒸汽理想比焰值為3304.4kJ/kg,則

噴嘴實(shí)際出口速度為

A.9.5m/C.81.9m/

[A]16

B.81.3m/

D.320m/

19.關(guān)于噴嘴臨界流量，在噴嘴出口面積一定的情況下，請(qǐng)判斷下列說(shuō)法哪個(gè)正確：

[C]

A.噴嘴臨界流量只與噴嘴初參數(shù)有關(guān)B.噴嘴臨界流量只與噴嘴終參數(shù)有關(guān)C.噴嘴臨界

流量與噴嘴壓力比有關(guān)

D.噴嘴臨界流量既與噴嘴初參數(shù)有關(guān)，也與噴嘴終參數(shù)有關(guān)

20.反動(dòng)級(jí)中,若噴嘴出口汽流角1=15。，當(dāng)速比取下列哪個(gè)值時(shí)，該級(jí)的輪周效率最高。

A.0.24C.0.6

[DJ

B.0.48

D.0.966

21.在噴嘴出口方向角1和圓周速度u相等時(shí)，純沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)在最佳速比下所能承擔(dān)的

焰降之比為

A.1:2C.1:1

[B]

B.2:1D.1:4

[B]

22.汽輪機(jī)級(jí)采用部分進(jìn)汽的原因是

A.葉片太長(zhǎng)

B.葉片太短

C.存在鼓風(fēng)損失

D.存在斥汽損失

[C]

23.下列哪幾項(xiàng)損失不屬于葉柵損失。

A.噴嘴損失C.余速損失

B.動(dòng)葉損失D.葉高損失

[C]

24.在圓周速度相同的情況下，作功能力最大的級(jí)為A.純沖動(dòng)級(jí)C.復(fù)速級(jí)

B.帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)D.反動(dòng)級(jí)

[D]

25.在各自最佳速比下，輪周效率最高的級(jí)是A.純沖動(dòng)級(jí)C.復(fù)速級(jí)

B.帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)

D.反動(dòng)級(jí)

[A]

26.蒸汽在噴嘴斜切部分膨脹的條件是A.噴嘴后壓力小于臨界壓力C.噴嘴后壓力大于臨界壓

力

B.噴嘴后壓力等于臨界壓力D.噴嘴后壓力大于噴嘴前壓力

[C]

27.在反動(dòng)級(jí)中，下列哪種說(shuō)法正確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)葉中的理想烙降相等D.蒸汽在噴嘴的理想焰降小于動(dòng)葉的理想焙降28.T

列哪個(gè)措施可以減小葉高損失A.加長(zhǎng)葉片C.加厚葉片

[A]

B.縮短葉片D.減薄葉片

[C]

29.下列哪種措施可以減小級(jí)的扇形損失A.采用部分進(jìn)汽C.采用扭葉片

B.采用去濕槽

D.采用復(fù)速級(jí)

30.在汽輪機(jī)工作過(guò)程中,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？A.采用扭葉片

[B]49

B.減少噴嘴組數(shù)

C.在葉輪上開孔

D.在動(dòng)葉非工作弧段加獻(xiàn)罩

[B]

32.純沖動(dòng)級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)是A.蒸汽只在動(dòng)葉柵中進(jìn)行膨脹C.噴嘴進(jìn)出口蒸汽壓力相等

B.蒸汽僅對(duì)噴嘴施加沖動(dòng)力D.噴嘴理想烙降等于動(dòng)葉理想焰降

【B】

33.汽在葉片斜切部分膨脹的特點(diǎn)包拈A.蒸汽汽流方向不變

B.其葉片前后的壓力比￡<KrC.其葉片前后的壓力比￡>ecrD.葉片出口只能得到音速汽流

34.大型氣輪機(jī)低壓末級(jí)的反動(dòng)度一般為【D】A0B0.3C0.5D）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〢.升高；B.下

降；C.不變。

4、漸縮噴嘴超臨界流動(dòng)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(guò)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.亞音速流動(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(jí)中蒸汽在動(dòng)葉內(nèi)膨脹的大小引入反動(dòng)度概念。對(duì)純沖動(dòng)級(jí)，下面選項(xiàng)哪項(xiàng)正

確：（）

A.動(dòng)葉烙降為零,反動(dòng)度亦為零;B.動(dòng)葉始降為零,反動(dòng)度為0.5;C.動(dòng)葉烙降不為零，反

動(dòng)度亦為零；

8、為了表明在一個(gè)級(jí)中蒸汽在動(dòng)葉內(nèi)膨脹的大小引入反動(dòng)度概念。對(duì)反動(dòng)級(jí)，下面選項(xiàng)哪

項(xiàng)正確：（）

A.動(dòng)葉烙降為零,反動(dòng)度亦為零；B.動(dòng)葉烙降為零，反動(dòng)度為0.5;C.動(dòng)葉焙降不為零，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)的蒸汽焰值與實(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(jí)和復(fù)速級(jí)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(jí)和反動(dòng)級(jí)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(jí)和復(fù)速級(jí)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(duì)下面哪項(xiàng)損失提出的。（）A.余速損失；B.部分進(jìn)汽損失；C.級(jí)

內(nèi)損失。15、級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率是針對(duì)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(jí)內(nèi)損失。

16、長(zhǎng)葉片級(jí)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.pl本艮

17、長(zhǎng)葉片級(jí)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(duì)速度的大小排

序是：（）

A.wl根

二、判斷題

1.復(fù)數(shù)級(jí)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(jí)的

串聯(lián)。（）

2.在純沖動(dòng)級(jí)內(nèi)，動(dòng)葉的培降為零，做功也為零。（）

3.帶部分進(jìn)汽的級(jí)中，動(dòng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)將停滯的蒸汽從葉輪TM鼓到另T則消耗的有

用功稱為斥汽損失。（）

4.在部分進(jìn)汽的級(jí)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(jí)就是反動(dòng)度等于0.2的級(jí)。（）

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(jí)就是反動(dòng)度為零

的級(jí)。（）

8.對(duì)于純沖動(dòng)級(jí)，由于其動(dòng)葉內(nèi)沒(méi)有焰降，所以輪周功等于零。（）9.對(duì)于靜葉，由于其靜

止不動(dòng)，因此即使有焰降也沒(méi)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。（）11.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)（X12.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)生偏轉(zhuǎn)

（X

13.在平面葉柵中，噴嘴巴口速度三角形是指噴嘴出口處汽流的絕對(duì)速度、相對(duì)

速度和輪周速度三者的矢量關(guān)系（X

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

對(duì)速度和輪周速度三者的矢量關(guān)系（\

15.反動(dòng)級(jí)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(jí)的焰降在噴嘴和動(dòng)葉中各占一半，所以為了加工簡(jiǎn)化，兩者可采用

同一葉型。（）

三、填空題

1.汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)漏汽主要發(fā)生在隔板和動(dòng)葉頂部2.葉輪上開平衡孔可以起到減小軸向推力的

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)的外部損失主要有機(jī)械損失和軸封損

失5.濕氣損失主要存在于汽輪機(jī)的末級(jí)和次末級(jí)

6.在反動(dòng)級(jí)、沖動(dòng)級(jí)和速度級(jí)三種方式中，要使單級(jí)汽輪機(jī)的給降人，損失較少，應(yīng)采用反

動(dòng)級(jí)

7.輪周損失包括：噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失

四、名詞解釋

1.反動(dòng)度2.復(fù)數(shù)級(jí)

3.沖動(dòng)式汽輪機(jī)（級(jí)）4.反動(dòng)式汽輪機(jī)（級(jí)）5.級(jí)的理想焙降

6.級(jí)的滯止理想焰降

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(jí)的有效烙降。15.級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率。

1.速度比和最佳速比

答：將（級(jí)動(dòng)葉的）圓周速度u與噴嘴出口（蒸汽的）速度cl的比值定義為速度比，輪周

效率最大時(shí)的速度匕匕稱為最佳速度比。

2.假想速比

答：圓周速度u與假想全級(jí)滯止理想比烙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(jí)

答：汽輪機(jī)的級(jí)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(jí)的輪周效率

答：1kg蒸汽在輪周上所作的輪周功與整個(gè)級(jí)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，如果假想蒸汽等燧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(duì)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(jí)的相對(duì)內(nèi)效率

答：級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率是指級(jí)的有效烙降和級(jí)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人，斜切部分達(dá)到極限膨脹時(shí)噴嘴口口所對(duì)應(yīng)

的壓力。

9.級(jí)的反動(dòng)度

答：動(dòng)葉的理想比焙降與級(jí)的理想比焙降的比值。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(duì)應(yīng)的動(dòng)能在該級(jí)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(guò)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(lái)的能量損失。

14.濕氣損失

答：飽和蒸汽汽輪機(jī)的各級(jí)和普通凝汽式汽輪機(jī)的最后幾級(jí)都工作與濕蒸汽區(qū)，從而對(duì)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)葉進(jìn)口高度超過(guò)噴嘴出口高度的那部分葉高。

16.級(jí)的部分進(jìn)汽度

答：裝有噴嘴的弧段長(zhǎng)度與整個(gè)圓周長(zhǎng)度的比值。五、簡(jiǎn)答題

17.沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)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(shuō)明原因。

答：沖動(dòng)級(jí)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(jí)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(jí)和反動(dòng)級(jí)的最佳速比比值：

(某l)op/(Ml)op=(

luimulreimht/ht)/()re=(col)/col=2clcl2reimht/ht=l/2

上式說(shuō)明反動(dòng)級(jí)的理想雄降比沖動(dòng)級(jí)的小T音

18.分別說(shuō)明高壓級(jí)內(nèi)和低壓級(jí)內(nèi)主要包括哪幾項(xiàng)損失？

答：高壓級(jí)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(jí)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(jiǎn)述蒸汽在汽輪機(jī)的工作過(guò)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K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(jí)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(jí)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［賁嘴葉柵內(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：當(dāng)蒸汽

離開動(dòng)葉柵時(shí)，仍具有一定的絕對(duì)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，使噴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

力將損耗一部分輪周功。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)，并受離

心力的作用產(chǎn)生向外的徑向流動(dòng)，而周圍的蒸汽將流過(guò)來(lái)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)損失和斥汽損失兩部分組成。在沒(méi)有布置噴嘴葉柵的弧段處,

蒸汽對(duì)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)葉流道進(jìn)入布

置噴嘴葉柵的弧段時(shí)，由噴嘴葉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。止匕外，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(jí)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(jí)，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)，由于水滴的運(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(duì)

動(dòng)葉柵產(chǎn)生制動(dòng)作用，阻止葉輪的旋轉(zhuǎn)，為克服水滴的制動(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，進(jìn)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。以上這些損失稱為濕汽損失。

21.指出汽輪機(jī)中噴嘴和動(dòng)葉的作用。

答：蒸汽通過(guò)噴嘴實(shí)現(xiàn)了由熱能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)換，通過(guò)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(qǐng)說(shuō)明：

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

答：(1)pl/pO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pl/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(guò)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(jí)的輪周效率？試分析純沖動(dòng)級(jí)余速不利用時(shí)，速度比對(duì)輪周

效率的影響。

答：將(級(jí)動(dòng)葉的)圓周速度u與噴嘴出口(蒸汽的)速度cl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(jí)所消耗的蒸汽理想能量之比稱為輪周效率。

在純沖動(dòng)級(jí)中,反動(dòng)度Qm=0,則其輪周效率可表示為：

co21qu=221collcol葉型選定后,cp、ip、al,pi數(shù)值基本確定，由公式來(lái)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)葉損失減機(jī)，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(jí)能承擔(dān)的培降或做功能力比純沖動(dòng)級(jí)??？答：輪周效率最大時(shí)的速度比稱為最佳

速度比。對(duì)于純沖動(dòng)級(jí)，1情況下,

22calulu純沖動(dòng)級(jí)△ht==2122acol22calululu22反動(dòng)級(jí)△ht==22a2cl2coic。1;反

動(dòng)級(jí)lcol;在圓周速度相同的22222由上式可比較得到，反動(dòng)級(jí)能承擔(dān)的烙降或做功能力比

純沖動(dòng)級(jí)小。

25.簡(jiǎn)述蒸汽在軸流式汽輪機(jī)的沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)和復(fù)速級(jí)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(jí)介于純沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)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(jí)蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉中理想比焰降相等；復(fù)速級(jí)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(jí)最大，沖動(dòng)級(jí)次之，反動(dòng)級(jí)最??；效率：反動(dòng)

級(jí)最大，沖動(dòng)級(jí)次之，復(fù)速級(jí)最小。

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

答：純沖動(dòng)級(jí)：

C1P0C2cop21P反動(dòng)級(jí)：

C1P0C2

P

CO

27.減小汽輪機(jī)中漏氣損失的措施。

P

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(duì)于較長(zhǎng)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(guò)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(duì)于不同的坐標(biāo)系有絕對(duì)速度和相

對(duì)速度之分，表示動(dòng)葉進(jìn)出口圓周速度、絕對(duì)速度和相對(duì)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(jiǎn)述軸向推力的平衡方法。

答：平衡活塞法；對(duì)置布置法，葉輪上開平衡孔；采用推力軸承。

30.簡(jiǎn)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(guò)第一個(gè)汽封片的狹縫時(shí)，由于汽封片的節(jié)流作用，

216034.646=28.640

hbmht某0.2某78.45=15.69kJ/kg

=239.39m/

w22hbwl20.94215.691000182.9722c2w2u22w2uco2239.392169.5622239.39169.56

co28.640121.69m/

w2in2239.39in28.642arcinarcincl21.6970.54°21cluwll2c22w2u動(dòng)D+ffl出口蒸，氣的速

度三角形

5.已知汽輪機(jī)某級(jí)的理想烙降為84.3kJ/kg,初始動(dòng)能1.8kJ/kg,反動(dòng)度0.04,噴嘴速度

系數(shù)=0.96,動(dòng)葉速度系數(shù)二0.96,圓周速度為171.8m/,噴嘴出口角1=15°,動(dòng)葉出口角

2:蒸汽流量G=4.8kg/。求：

(1)噴嘴出口相對(duì)速度？(2)動(dòng)葉出口相對(duì)速度？(3)輪周功率？解：(1)

ht84.3kJ/kg,

hcO1.8kJ/kg,

m0.04,u=171.8m/

ht某hthc084.31.886.lk_l/kg

cl2(lm)htM390.5m/

22wcu2uclcol228.9m/ll噴嘴出口相對(duì)速度

larcinclinl026.2wl

m/

(2)動(dòng)葉出口相對(duì)速度：

00323.221(3)

w22mht某W12243.2輪周功率：

PuGuwlcolw2co24.8171.8228.9co26.20224.7co23.20/1000339.66kW

6.已知噴嘴進(jìn)口蒸汽焰值hO=3336kJ/kg,蒸汽初速度c0=70m/;噴嘴后理想烙值

hlt=3256kJ/kg,,噴嘴速度系數(shù)=0.97。試計(jì)算

Q)噴嘴前蒸汽滯止焙(2)噴嘴出口實(shí)際速度

解：(1)噴嘴進(jìn)口動(dòng)能:2lhc0=C02/2=702/2=2450(J/kg)=2.45kJ/kg

噴嘴前蒸汽滯止焰：hO某=h0+/hc0=3336+2.45=3338.5(kJ/kg)(2)

某某hnhOhlt3338.5325682.5(m/)

某clt2hn200082.5406.2(m/)

噴嘴出口實(shí)際速度：

clclt0.97406.2394.0(ni/)7.某沖動(dòng)級(jí)級(jí)前壓力pO=O.35MPd,級(jí)前溫度10=169c,噴嘴

后壓力pl=0.25MPa,級(jí)后壓力p2=0.56MPa,噴嘴理想烙降△hn=47.4kJ/kg,噴嘴損失

△hnt=3.21kJ/kg,動(dòng)葉理想焰降A(chǔ)hb=13.4kJ/kg,動(dòng)葉損失和次二1.341<〃1<9,級(jí)的理想焙降

△ht=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

ZAh=2.05kJ/kgo計(jì)算：(1)計(jì)算級(jí)的反動(dòng)度Qm

(2)若本級(jí)余速動(dòng)能被下一級(jí)利用的系數(shù)pl=0,97,計(jì)算級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率r]

Ho

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

級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率nn=(Aht-AhnC-Ahb?-Ahc2-ZAh)/(Aht-nl某Ahc2)=0.92

8.凝汽式汽輪機(jī)的蒸汽初參數(shù)：P0=8.83MPa,溫度t0=530℃,汽輪機(jī)排汽壓力

Pc=0.0034MPa,全機(jī)理想焰降△Ht=1450kJ/kg,其中調(diào)節(jié)級(jí)理想焰降△htI=2O9.3kJ/kg,

調(diào)節(jié)級(jí)相對(duì)內(nèi)效率n

Iri

=0.5,其余各級(jí)平均相對(duì)內(nèi)效率n

II

ri

=0.85o假定發(fā)電機(jī)效率r1g=0.98,機(jī)械效率nm=0.99。試求：

(1)該級(jí)組的相對(duì)內(nèi)效率。(2)該機(jī)組的汽耗率。

(3)在h~(烙?烯)圖上繪出該機(jī)組的熱力過(guò)程線。

解：(1)因?yàn)檎{(diào)節(jié)級(jí)效率n

Iri=0.5=AhiI/AhtI

所以調(diào)節(jié)級(jí)有效烙降：AhiI=0.5某△htI=104.65kJ/kg其余各級(jí)的有效始降：AHiII=n

Uri

某AHtll

其中:AHtII=AHt-AhtI=1450-209.3=1240.7kJ/kg/.AHiII=q故整機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率：

qri=(Ahil+AHill)/AHt=1159.25/1450=79.9%

(2)機(jī)組的汽耗率:

△Htllllri某AHtn=0.85某1240.7=1054.6kJ/kg

h

P0=8.83MPat0=530℃AhtId=3600/(AHt-nri-qg-n

m)=3600/(1124.7)=3.2kg

Pc=0.0034MPa/kW.

(3)熱力過(guò)程線

見右圖.

9.已知某級(jí)級(jí)前蒸汽入口速度CO=O.Om/,級(jí)的理想焙降△ht=78.0kJ/kg,級(jí)的反動(dòng)度

0=0.3,1=12°,2=18°,圓周速度u=178m/,噴嘴速度系數(shù)

=0.97,動(dòng)葉速度系數(shù)=0.9,余速利用系數(shù)0=1.0。

(1)計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)出口汽流絕對(duì)速度及相對(duì)速度。(2)畫出動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形。(3)畫

出該級(jí)熱力過(guò)程線并標(biāo)注各符號(hào)。

解:⑴hnOlmht=(1-0.3)某78=54.6kJ/kg

0clt2103hn210354.6330.5m/clclt330.50,97320.5m/

0

Wlclu22clucol320.5217822320.5178col20=149.4m/w22mhtl030.920.378103=19

4.7m/

C2w2u22w2uco2194.7217822194.7178col80=55.1m/

(2)動(dòng)葉進(jìn)出口速度三角形：

CluW2202WlC2u

(3)該級(jí)熱力過(guò)程線：

h

P0

hn0ht0PlhbP2

10.已知某級(jí)G=30Kg/,c0=0.0,wl=158m/,cl=293m/,w2=157m/,c2=62.5m/,

軸向排汽(。2=900),噴嘴和動(dòng)葉速度系數(shù)分別為=0.95,=0.88,汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分。

(1)計(jì)算該級(jí)的平均反動(dòng)度。

(2)計(jì)算輪周損失、輪周力、輪周功率和輪周效率(p0=0,四=0.91(3)作出該級(jí)的

熱力過(guò)程線并標(biāo)出各量。

解：

hn0cl293247.56KJ/Kg2103221030.952222w2wll5721582hb3.418KJ/Kg33232321

02100.88210210(1)mhbhnhb2203.4180.07

3.41847.56(2)uw2c2157262.52=144m/

clu2wl2932144215820

Iarcco=16arcco2clu2293144

222arcinc262.5arcin260w21570

噴嘴損失為：hnhnl2475610.952=4.64KJ/Kg

2w2tl78.422動(dòng)葉損失為：hbll0.8823.59KJ/Kg32103210c262.521.95KJ/Kg余速損失

為:hc2210321032輪周損失為：hnhbhc24.64+3.59+L95=10.18KJ/Kg輪周力為:

Fu=Gclcolc2co230293col6062.5co900=851N

(3)熱力過(guò)程線為：

0hnP10hthnhbP2

hbhhc2

11.已知汽輪機(jī)某級(jí)噴嘴出口速度cl=275m/,動(dòng)也進(jìn)、出口速度分別為wl=124mA

w2=205m/,噴嘴、動(dòng)葉的速度系數(shù)分別為=0.97尸0.94,試計(jì)算該級(jí)的反動(dòng)度。解：

hnOcltcl2752=40.187KJ/Kg3322321021020.97102w2w2t2052=23.78KJ/Kg2103210322

1030.9422222hbOwll24223.78hbhb=16.1KJ/Kg

210321030m

hbhbhn016.10.29

16.140.18

1.已知某動(dòng)葉柵出口汽流溫度為400℃,滯止音速為700m/,汽流為過(guò)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(jí)的滯止理想烙降為150Kj/kg,噴嘴進(jìn)口速度為100m/,g0.98。

求該噴嘴的出口速度。（5分）

3.已知某汽輪機(jī)級(jí)的滯止參數(shù)為P0某=12.75MPa,pO某=40.1kg/m3,汽流為過(guò)熱蒸

汽，噴嘴出口面積An=0.1m2,彭臺(tái)門系數(shù)0=0.7,求該汽輪機(jī)級(jí)的流量。（5分）4.已知某

汽輪機(jī)級(jí)的初參數(shù)，P0=12.75MPa,T0=535℃C0=100m/,汽流為過(guò)熱

^R（R=0.461kJ/kg.Kfk=1.3,Cp=1.870kJ/kg.K）o求其止滯參數(shù)P0某、T0某。（5分）

5.已知某汽輪機(jī)噴嘴的滯止參數(shù)，P0某=12.75MPa,pO某=39kg/m3,噴嘴出口面積

An=0.15m2,壓比5=0.6,汽流為過(guò)熱蒸汽，求該汽輪機(jī)級(jí)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,Cl=560m/,al=120,pM2=110,^=0.97,求該動(dòng)葉柵所受的周向力。（10分）

7.已知某單級(jí)沖動(dòng)式汽輪機(jī)機(jī)，動(dòng)葉平均直徑dm=0.8m,轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分，反

動(dòng)度。=0.2,理想始降砧0某=200kj/kg,輪周功率Pu=1000kw/Cl=560m//

0某。

al=1202=ll尸=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=1.5m,轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分，Cl=560m/,

al=120,p2=110,MJ=0.97o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

（某1）OP=0.46,求該級(jí)的理想烙降。（5分）

10.已知沖動(dòng)式汽輪機(jī)某級(jí)動(dòng)葉平均直徑dm，5m,轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分,反動(dòng)度。

=0.1,最佳速度比（某1）OP=0.46,求該級(jí)靜葉的理想焙降。（5分）

11.已知某汽輪機(jī)級(jí)的理想焰降A(chǔ)hyiZOkj/kg,余速損失為54kj/kg,余速利用系

數(shù)pO=l,四=05前級(jí)的余速損失為60kj/kg,計(jì)算該級(jí)的理想能量E0o12.已知某汽輪

機(jī)級(jí)的理想滯止烙降訃某t=15Qjk/kg,級(jí)的反動(dòng)度。m=0.12,噴

嘴出汽角al=11.10,動(dòng)葉出汽角02=18.30。若級(jí)的速度比某l=u/cl=0.54，噴嘴速度

系數(shù)①=0.977=0.935,進(jìn)入噴嘴的初速度c0=52.3m/，試計(jì)算動(dòng)葉出口相對(duì)速度w2及絕對(duì)

速度c2,若排汽動(dòng)能全部利用，試求級(jí)的有效焰降和輪周效率。

笫二章多級(jí)汽輪機(jī)

一、單項(xiàng)選擇題

1.汽輪機(jī)的軸向位置是依靠確定的？A.靠背輪C.支持軸承

[D]

B.軸封

D.推力軸承

2.為減小排汽壓力損失提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，汽輪機(jī)的排汽室通常設(shè)計(jì)成：[D]A.等截面型C.

縮放型

B.漸縮型

D.漸擴(kuò)型

[B]

3.目前，我國(guó)火力發(fā)電廠先進(jìn)機(jī)組的絕對(duì)電效率可達(dá)A.30%左右C.50%左右

B.40%左右D.80%左右

[A]

4.下列說(shuō)法正確的是

A.增加軸封齒數(shù)可以減少軸封漏汽B.減少軸封齒數(shù)可以減少軸封漏汽C.加大軸封直徑可以

減少軸封漏汽D.以上途徑都不可以

5.在多級(jí)汽輪機(jī)中，全木JU里想比焙降為1200kJ/kg,各級(jí)的理想比焰降之和為1242kJ/kg,

則重?zé)嵯禂?shù)為

A.0.5%C.2.5%

[D]

B.1.5%D.3.5%

[C]

6.汽輪機(jī)的進(jìn)汽節(jié)流損失使得蒸汽入口燃

A.增大

B.減小

D.以上變化都有可能

[C]

C.保持不變

7現(xiàn)代汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率大約為

A.30%?40%C.90%左右

B.50%~60%D.98%~99%

[C]

8.評(píng)價(jià)汽輪機(jī)熱功轉(zhuǎn)換效率的指標(biāo)為

A彳盾環(huán)熱效率

B.汽耗率

D.汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率

[A]

C.汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率

9.在多級(jí)汽輪機(jī)中重?zé)嵯禂?shù)越大,說(shuō)明A.各級(jí)的損失越大

B.機(jī)械損失越大D.排汽阻力損失越大

[A]

C.軸封漏汽損失越大

10.關(guān)于多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象，下列哪些說(shuō)法是不正確的？A.設(shè)法增大重?zé)嵯禂?shù)，可以提

高多級(jí)汽輪機(jī)的內(nèi)效率B.重?zé)岈F(xiàn)象是從前面各級(jí)損失中回收的一小部分熱能C.重?zé)岈F(xiàn)象使得多

級(jí)汽輪機(jī)的理想給降有所增加

D.重?zé)岈F(xiàn)象使機(jī)組的相對(duì)內(nèi)效率大于各級(jí)的平均相對(duì)內(nèi)效率11.哪些指標(biāo)可以用來(lái)評(píng)價(jià)不同

類型汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性?

A.熱耗率

B.汽耗率D.機(jī)械效率

[A]

C.發(fā)電機(jī)效率

1采用齒形曲徑軸封防止漏氣。它的工作原理是：(1A.減少漏氣的面積；B.減小軸封兩側(cè)

的壓差；C.A和B。2、芬諾曲線是描述曲徑軸封熱力過(guò)程的曲線。它表明，(\

A.軸封中各孔口流量相等；B.軸封中各孔口流通面積相等;C.軸封中各孔口汽流速度相等。

3、隨著汽流在曲徑軸封各孔口的流動(dòng)，壓力逐漸降低，汽流速度亦逐漸增加，在最后一個(gè)

孔口處速度最高可達(dá)()。A.超音速；B.音速；C.亞音速。

4、噴嘴的流量比，即彭臺(tái)門系數(shù)，反映的是（）.

A.變工況流量與設(shè)計(jì)工況流量之比；B.任意流量與最大流量之比；C.不同進(jìn)出口壓比對(duì)應(yīng)的

流量與同一初態(tài)下的臨界流量之比。

二、判斷題

1.軸封漏汽達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，其漏汽量與軸封后壓力有關(guān)。（）2.軸封漏汽未達(dá)到臨界狀態(tài)

時(shí)，其漏汽量與軸封后壓力無(wú)關(guān)。（）

3.5、在汽輪機(jī)的低壓端或低壓缸的兩端，因汽缸內(nèi)的壓力小于大氣壓力，在

主軸穿出汽缸處，會(huì)有空氣漏入汽缸，使機(jī)組真空惡化，并增大抽氣器的負(fù)荷。（）

4.6、在汽輪機(jī)的高壓端或高中壓缸的兩端，在主軸穿出汽缸處，蒸汽會(huì)向外

泄漏，使5氣輪機(jī)的效率降f氐，并增大凝結(jié)水損失。（）

三、填空題

1.壓力反動(dòng)度是指噴嘴后與級(jí)后蒸汽壓力之差和級(jí)前與級(jí)后壓力之差之比。2.某機(jī)組在最大

工況下通過(guò)的蒸汽流量G=130.2T/h,得到作用在動(dòng)葉上的軸向推力ZFzl=104339N，作用在

葉輪上的軸向推力ZFz2=56859N,作用在各凸肩上的軸向推力ZFz3=-93901N,則機(jī)組總的軸

向推力為67297N3.在多級(jí)汽輪機(jī)中，全機(jī)理想比焰降為1200kJ/kg,各級(jí)的理想熔降之和為

1230

kJ/kg,則重?zé)嵯禂?shù)為2.5%

4.減小汽輪機(jī)進(jìn)汽阻力損失的主要方法是：改善蒸汽在汽門中的流動(dòng)特性5.汽輪機(jī)損失包

括級(jí)內(nèi)損失和進(jìn)汽阻力損失，排氣損失,軸端漏氣損失，機(jī)械摩擦損失。

6.汽輪發(fā)電機(jī)組中，以全機(jī)理想比焙降為基礎(chǔ)來(lái)衡量設(shè)備完善程度的效率為相對(duì)效率以整個(gè)

循環(huán)中加給1kg蒸汽的熱量為基準(zhǔn)來(lái)衡量的效率為絕對(duì)效率

7.汽輪機(jī)機(jī)械效率的表達(dá)式為nm=pe/pi

8.若應(yīng)用汽耗率和熱耗率來(lái)評(píng)價(jià)汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于不同初參數(shù)的機(jī)組,一般采用熱耗率評(píng)

價(jià)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。9.考慮整個(gè)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，提高單機(jī)極限功率的主要途徑是增大末級(jí)葉片軸向排

氣面積

四、名詞解釋

1.汽輪發(fā)電機(jī)組的循環(huán)熱效率

答：每千克蒸汽在汽輪機(jī)中的理想焙降與每千克蒸汽在鍋爐中所吸收的熱量之比稱為汽輪

發(fā)電機(jī)組的循環(huán)熱效率。

2熱耗率

答：每生產(chǎn)lkW.h電能所消耗的熱量。

3.汽輪發(fā)電機(jī)組的汽耗率

答：汽輪發(fā)電機(jī)組每發(fā)IKW-h電所需要的蒸汽量。

4汽輪機(jī)的極限功率

答：在一定的初終參數(shù)和轉(zhuǎn)速下，單排氣口凝汽式汽輪機(jī)所能發(fā)出的最大功率。

5.汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率

答：蒸汽實(shí)際比焙降與理想比焙降之比。

6.汽輪機(jī)的絕對(duì)內(nèi)效率

答：蒸汽實(shí)際比焰降與整個(gè)熱力循環(huán)中加給1千克蒸汽的熱量之比。

7.汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)電效率和絕對(duì)電效率

答：1千克蒸汽所具有的理想比烙降中最終被轉(zhuǎn)化成電能的效率稱為汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)

電效率。

1千克蒸汽理想比焙降中轉(zhuǎn)換成電能的部分與整個(gè)熱力循環(huán)中加給1千克蒸汽的熱量之比

稱為絕對(duì)電效率。

8.軸封系統(tǒng)

答：端軸封和與它相連的管道與附屬設(shè)備。

9.葉輪反動(dòng)度

答：各版和輪盤間汽室壓力與級(jí)后蒸汽壓力之差和級(jí)前蒸汽壓力與級(jí)后壓力之差的比值。

10.進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的阻力損失

答：由于蒸汽在汽輪機(jī)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)中節(jié)流，從而造成蒸汽在汽輪機(jī)中的理想燧降減小，稱為

達(dá)汽機(jī)構(gòu)的阻力損失。L重?zé)岈F(xiàn)象。

2、重?zé)嵯禂?shù)。

3、汽輪機(jī)的內(nèi)功率。4、汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率。

5、汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)電效率。6、汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)電效率。7、汽輪機(jī)的軸端功率。

8、發(fā)電機(jī)出線端功率。

五、簡(jiǎn)答題

11.簡(jiǎn)答多級(jí)汽輪機(jī)每一級(jí)的軸向推力是由哪幾部分組成的？平衡汽輪機(jī)的軸向推力可以采

用哪些方法？

答：多級(jí)汽輪機(jī)每一級(jí)的軸向推力由（1）蒸汽作用在動(dòng)葉上的軸向力（2）蒸汽作用在葉

輪輪面上的軸向力（3）蒸汽作用在轉(zhuǎn)子凸肩上的軸向力

（4）蒸汽作用隔板汽封和軸封套筒上的軸向推力組成。

平衡汽輪機(jī)的軸向推力可以采用；(1)平衡活塞法；(2)對(duì)置布置法;(3)葉輪上開平衡

孔；(4)采用推力軸承。

12.大功率汽輪機(jī)為什么都設(shè)計(jì)成多級(jí)汽輪機(jī)？在h-圖上說(shuō)明什么是多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象？

答：(1)大功率汽輪機(jī)多采用多級(jí)的原因?yàn)椋憾嗉?jí)汽輪機(jī)的循環(huán)熱效率大大高于單機(jī)汽輪

機(jī)；多級(jí)汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率相對(duì)較高；多級(jí)汽輪機(jī)單位功率的投資大大減小。

(2)如下圖：

P11

P2T1T252

P3

3

4

13.何為汽輪機(jī)的進(jìn)汽機(jī)構(gòu)節(jié)流損失和排汽阻力損失？在熱力過(guò)程線(焰~嫡?qǐng)D)上表示出

來(lái)。

答：由于蒸汽在汽輪機(jī)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)中節(jié)流從而造成蒸汽在汽輪機(jī)中的理想焰降減小，稱為進(jìn)

汽機(jī)構(gòu)的節(jié)流損失。

汽輪機(jī)的乏汽從最后一級(jí)動(dòng)葉排出后，由于排汽要在引至)疑汽器的過(guò)程中克服摩擦、渦流

等阻力造成的壓力降低，該壓力損失使汽輪機(jī)的理想焰降減少，該烙降損失稱為排汽通道的阻

力損失。

第一級(jí)存在損失，使第二級(jí)進(jìn)口溫度由升高到，故5-4的焰降大于2-3的焰降。也就是在

前一級(jí)有損失的情況下，本級(jí)進(jìn)口溫度升高，級(jí)的理想比烙降稍有

節(jié)流損失

排汽阻力損失hPOP'OtOP'cPc

增大，這就是重?zé)岈F(xiàn)象。

14.軸封系統(tǒng)的作用是什么？

答：Q)利用軸封漏汽加熱給水或到低壓處作功。(2)防止蒸汽自汽封處漏入大氣；

(3)冷卻軸封，防止高壓端軸封處過(guò)多的熱量傳出至主軸承而造成軸承溫度過(guò)高,影響軸承

安全；

(4)防止空氣漏入汽輪機(jī)真空部分。

15.何為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象和重?zé)嵯禂?shù)？

答：所謂多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)岈F(xiàn)象，也就是說(shuō)在多級(jí)汽輪機(jī)中，前面各級(jí)所損失的能量可以

部分在以后各級(jí)中被利用的現(xiàn)象。因重?zé)岈F(xiàn)象而增加的理想焰降占汽輪機(jī)理想烙降的百分比，

稱為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)。

16.說(shuō)明汽輪機(jī)軸封間隙過(guò)大或過(guò)小對(duì)汽輪機(jī)分別產(chǎn)生什么影響？

答：減小軸封漏氣間隙，可以減小漏氣，提高機(jī)組效率。但是，軸封間隙又不能太小，以

免轉(zhuǎn)子和靜子受熱或振動(dòng)引起徑向變形不一致時(shí),汽封片與主軸之間發(fā)生摩擦，造成局部發(fā)熱

和變形。

17.什么叫余速利用？余速在什么情況下可被全部利用？

答：蒸汽從上一級(jí)動(dòng)葉柵流出所攜帶的動(dòng)能，進(jìn)入下一級(jí)參加能量轉(zhuǎn)換，稱為余速利用。

如果相鄰兩級(jí)的直徑相近，均為全周進(jìn)汽，級(jí)間無(wú)回?zé)岢槠以谙乱患?jí)進(jìn)口又無(wú)撞擊損失，

則上一級(jí)的余速就可全吾蹴下一級(jí)利用,否則只能部分被利用。

當(dāng)上一級(jí)的余速被利用的份額較小時(shí)，視為余速不能被利用。

1.為什么沖動(dòng)式汽輪機(jī)的軸向推力比反動(dòng)時(shí)汽輪機(jī)小，

2.為什么反動(dòng)式汽輪機(jī)多采用轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)而很少采用葉輪結(jié)構(gòu)。

六、在多級(jí)汽輪機(jī)的熱力過(guò)程曲線上標(biāo)出以下狀態(tài)點(diǎn)：

調(diào)節(jié)閥前進(jìn)汽狀態(tài)，調(diào)節(jié)級(jí)前進(jìn)汽狀態(tài)，末級(jí)排氣狀態(tài)，排汽缸排汽狀態(tài)。

四、計(jì)算題

1.某50MW汽輪機(jī)全機(jī)理想比始降為1428.6kJ/kg,各級(jí)的理想焰降之和為

1514.57kJ/kg,求該汽輪機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)為多少？解：根據(jù)重?zé)嵯禂?shù)的定義：

1各級(jí)的理想焙降之和/全機(jī)理想比焰降

所以該多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)為：

1514.5710.061428.6

2.一反動(dòng)式汽輪機(jī)，蒸汽流量G34T/h,蒸汽初壓排汽壓力

pc0.02p02MPa,初溫

t0400c,

MPa,排汽恰好是徹口蒸汽。全機(jī)共有14級(jí)，每級(jí)效率相同,

焰降相同，重?zé)嵯禂?shù)0.05。試計(jì)算各級(jí)效率、汽輪機(jī)內(nèi)功率。解：由

p0,t0和

pc在h-圖上可查得：kJ/kg,

HtpOtOpc蒸汽初始焰:理想出口焰:

h03248.7hct2349hc

kJ/kg由此可得汽輪機(jī)理想始降：Hth0hct3248.72349899.7hct(kJ/kg)圖1汽輪機(jī)熱力過(guò)

程線

pcO.02根據(jù)題意知排汽為干飽和蒸汽，則由MPa

的等壓線與飽和線相交點(diǎn)得實(shí)際排汽狀態(tài)點(diǎn)C,該點(diǎn)的焰

hc2610kJ/kg

Hih0hc3248.72610638.7故汽輪機(jī)有效烙降:(kJ/kg)

ri汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率：

Hi638.771%Ht899.7

ri與整機(jī)相對(duì)內(nèi)效率存在如下關(guān)

由于各級(jí)焙降相同、效率相同，所以各級(jí)效率系：

則各級(jí)效率：

⑴riri

ri/(l)0.71/(10.05)67.6%ri

汽輪機(jī)內(nèi)功率：

PiG.Ht34000638.76029(kW)3600

3.凝汽式汽輪機(jī)的蒸汽初參數(shù)為：蒸汽初壓汽壓力

pc0.004p08.83MPa,初溫

tO535c;排

MPa,其第一級(jí)理想焰降

0.85rihtc209.3c0.5rikJ/kg,該級(jí)效率，

其余各壓力級(jí)內(nèi)效率

p00.05p0（包括末級(jí)余速損失在內(nèi)\設(shè)進(jìn)汽節(jié)流損失

，機(jī)械效率

，假定發(fā)電機(jī)效率

g0.98a某0.99。試求:

（1）該機(jī)

組的相對(duì)內(nèi)效率，并繪出在h-上的熱力過(guò)程線。（2）該機(jī)組的汽耗率。解：由

hctpO,tO和

pc在h-圖上可查得蒸汽初始焙

hO3475kJ/kg，理想排汽焙

=2025kJ/kg

pOpO因進(jìn)汽節(jié)流損失為5%,節(jié)流后的壓力

O.95pO8.39pOMPa,

Hthtc節(jié)流過(guò)程中烙值不變，二

h03475h0kJ/kg,

，所以：

汽輪機(jī)第一級(jí)實(shí)際入口點(diǎn)為

pc,hO)O(pOhhct已知第一級(jí)理想焰降

htc209.3kJ/kghc第一級(jí)出口壓力p2可確定

criO.5已知第一級(jí)效率，而

cri(hOh2)/htc

圖3級(jí)的熱力過(guò)程線

所以第一級(jí)實(shí)際出口焙:

ch2h0htc.ri3475209.3053370.4(kJ/kg)

第一級(jí)實(shí)際出口點(diǎn)為2(p2,h2),此點(diǎn)即是壓力級(jí)的入口點(diǎn)。又因排汽壓力

pc0.004MPa,查h-圖可得壓力級(jí)理想出口烙：

2100hct

kJ/kg

rih2hc0.85h2hct

已知所有壓力級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率：

所以壓力級(jí)的實(shí)際出口烙(即整機(jī)的實(shí)際出口焙)：

h2ri(h2hct)3370.40.85(3370.42100)2290.6hc(kJ/kg)

故，整機(jī)有效焙降：

整機(jī)理想始降：

34752290.61184.4Hih0hc(kJ/kg)

Hth0hct347520251450(kJ/kg)

ri整機(jī)相對(duì)內(nèi)效率：

Hi81.7%Ht

由于汽輪機(jī)輸出電功率：所以汽輪機(jī)汽耗量：

dPelDHigmDPel/(Higm)

汽耗率：

DllPelHigmll84.40.990.984

=8.710(kg/kW.)=3.13(kg/kW.h)

4.試求蒸汽初參數(shù)為

pO8.83MPa,初溫

t0540c,終參數(shù)

pc3t400cMPa,0

的背壓式汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率和各壓力級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率。已知：第一級(jí)級(jí)后壓力

cp25.88MPa,內(nèi)效率H0.67,其余四個(gè)壓力級(jí)具有相同的焙降和內(nèi)效率，進(jìn)

汽機(jī)構(gòu)和排汽管中的損失可忽略不計(jì).(重?zé)嵯禂?shù)093)

pp,tph3487.7解：0由00和p2,c可在h-圖上查得，蒸汽初始的OkJ/kg;Hthtl第

級(jí)理想出口培

htl3350.9kJ/kg;kJ/kg

;氣輪機(jī)的理想出口烙

hthct3148.9又已知汽輪機(jī)實(shí)際排汽參數(shù)pcpctch3231.6,,可查得ckJ/kg

整機(jī)有效焰降

Hih0hc3487.73231.6256.1(kJ/kg)

h整機(jī)理想焙降Hth0hct3487.73148.9338.8(kJ/kg)

ri圖4級(jí)的熱力過(guò)程線整機(jī)相對(duì)內(nèi)效率：

Hi256.175.6%Ht338.8ht

由于已知整機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)，且各壓力級(jí)始降相等，所以有：

⑴故：

hil5tiHthtlhtii25Hthtl4htHt

4ht(10.03)Hthtll.03Ht(h0htl)=1.03338.8(3487.73350.9)212.6(kJ/kg)

各壓力級(jí)的理想焰降：

ht53.04(kJ/kg)

各壓力級(jí)的有效烙降：

hi(h2hc)/4h0(h0htl)ihc)/441.1(kJ/kg)

i所以，