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1、第一章级的工作原理补1.已知某喷嘴前的蒸汽参数为 po=，t°=500C, C0=8Om/s,求:初态滞止状态下的音速和其在喷嘴中达临界时的临界速度Ccr o解：由 po=, t o=500°C 查得：h o=; s o=1h；h；hc； =+=2查得0*点参数为p；*=; vo*=音速 ao*= kp0v0 =(或 a°*= . kRT*=；或 ao*= ；(k 1) h；= “IK 112题.假定过热蒸汽作等熵流动，在喷嘴某一截面上汽流速度c=650m/s,该截面上的音速a=500m/s,求喷嘴中汽流的临界速度 6为多少?解：,1,12k1 2k 12h 2c
2、 hcr 2ccr k 1 pcrVcr 2ccr 2(k 1)ccrccr2kT （巴 0=522V k 1 k 1223题.汽轮机某级蒸汽压力po=,初温to=435C，该级反动度Q云 级后压力P2二，该级采用减缩喷嘴，出口截面积A=52cm,计算:通过喷嘴的蒸汽流量若级后蒸汽压力降为p21=，反动度降为Q m=,则通过喷嘴的流 量又是多少？答:1）: kg/s; 2）:s34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B 2=38°，动叶内的焓降为hb=kg。问:汽流在动叶斜切部分是否膨胀、动叶出口汽流角是多少?动叶出口的
3、理想相对速度 也是多少?解：确定初态：由h1,p 1查图得S1=1 2 w22316.42000由 h 1, s二 k=pi =,x 1 =临界压力比：cr10.5797极限压力比：1d2k2）厂 0.5797* 0.5985 0.347cr *(sin流动状态判断:由S1=,h2t=h1- A hb=查图得p2=动叶压力比& b=p/p 1=显然£ b<£ 1d，即蒸汽在动叶中达极限膨胀，极限背压为p1d= &1d*p1查焓熵图得：h2dt = , p 2dt =W2t、2（h；h2dt）查临界压力比处的参数:p2cr = ;h 2cr= p 2cr
4、 =511.7 W2cr；2（h；h2cr）371.2sin（ 22）sinW2crW2t 2dt2crsin（ 22）0.71021查图得45.27极限偏转角336题.级后蒸汽压力某机组级前蒸汽压力po=,初温t°=350C,初速C0=7Om/s;P2=。喷嘴出汽角a 1 = 18°,反动度Q m=,动叶出汽角B2* 1-6°,级平均直径d庐1080mm转速n=3000r/min，喷嘴速度系。求:动叶出口相对速度 W和绝对速度C2 ；喷嘴、动叶中的能量损失，余速动能；绘制动叶进、出口速度三角形。答：P9; 1)w=s； C2=124 m/s2) hn kg;九
5、kJ/kg;hc2kJ/kg3) c1= m/s; a 1=18° ; w i=s;卩 1=34° 51w2=s;卩 2=28° 51 ; c 2=124 m/s; a 2=71° 1246题.已知某单级冲动式机组，级平均直径 d庐1067mm转速 n=3000r/min，喷嘴出汽角a 1=18°，级的速度比X1=u/c 1=，喷嘴速度 系数=，动叶速度系数® =0.84。又知动叶出汽角B 2=B 1- 3°,通过该级的蒸汽流量G=s求：蒸汽作用在动叶上的切向力 Fu、轮周功率R和轮周效率n u,并绘制级的进、出口速度三角形
6、解：叶轮圆周速度u= n ckn/60=s喷嘴出口速度C1=U/X1=S动叶进口相对速度W1=C|22u2uc1 cos 1245.2 m/s动叶进口汽流角1arcsin(C1*sin 1)30.2w1动叶出口汽流角卩2=动叶出口相对速度w2* w1205.95 m/s动叶出口绝对速度c2 wu2 2uw2 cos 295.42 m/s动叶出口绝对排汽角2arccw2 * cos 2 u os80.64C2切向力 Fu=G(C1COSa 1+C2COS a 2)=轮周功率Pu=Fu*u=1 c2级的理想能量E0ht*丄86.397kJ/kg2 2 2轮周效率n u=0.76GE0第二章多级汽轮
7、机123题.已知某中压凝汽式汽轮机的内功率 R = 12340kW发电机功率Pei=11900kW蒸汽流量D=h,初压po=,初温to=38OC ,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n i，相对电效率n,绝对电效率n a。ei，循环热效率n t。解：汽耗率 d=D/pei=*1000/11900=(kW- h)凝结水焓hCf ( pc) kg由初压p0=,初温t0=380C知：新蒸汽焓h0= kJ/kg由凝汽器压力pc=:A H= kJ/kg热耗率 q=d (h0 hC)kJ/(kW h)3600 P12340 3600 ,有效焓降：A H=i
8、kg1000 D 1000 52.4相对内效率n i = A H/ A Ht=相对电效率n =n i*pel/p i =绝对电效率n a。el =3600/q=循环热效率n t=n ao el/ n =;(或n t = A H/( h o-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AR=1982Kw机械损失A Pn=1982Kw求该汽轮机的内功率 P、高压缸相 对内效率n hi、中压缸相对内效率n ii、中低压缸相对内效率n ：。解：内功率 R=Ri + A Pg+A P=12393kW由 p012.868MPa,t0537
9、C , ph 2.7lMPa 得：A Hh=kg由 ph 2.7lMPa,th 346.7C 得：A Hh= kJ/kg高压缸相对内效率n hi =A Hh/ A Hh=由 pr2.63MPa,tr 544C , Pj 0.282MPa 得：A H =kg由 Pi0.282MPa,t 267.7C 得：A Hi = kJ/kg中压缸相对内效率n hi =A Hh/ A Hh=由 pr 2.63MPa,tr 544C , pi 0.00762MPa 得：A H&=kg,h r=中低压缸相对内效率n rei=( h r-hex)/ A弘=题.某汽轮机前轴封有三段曲径 轴封组成。第一段轴封齿
10、数 乙=26,第二段Z2=20，第三段Z3=16。第 一段轴封前蒸汽参数P0二，t 0=340C ;第一段轴封后抽汽口与压力为 P1二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d=450mm轴圭寸间隙为3二。轴圭寸流量系数卩i=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？解：各段轴封漏汽面积均为：A di 3.14 45 0.04 =(cm2)1) 计算第一段轴封漏汽量由 po=, t o=34o
11、76;c 得 p o=mG=h (s)2) G2 =h (s) ; A G= Gii - G12 = T/h (s)3) G3=h (s) ; A G= G12- G 13= T/h (s)A G=A G+AG= T/h (s)4) 第二级回热抽汽故障停用G l1 =h (s) ; G l2 =h (s) ; AG= Gh- G l2= T/h (s)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 乙=48,轴封间隙面积A=,轴封前蒸汽参数p0=,密 度p °=m；轴封后抽汽口 与压力为p1=的第二级 回热抽汽口相连。第二 段齿数乙
12、=24,轴圭寸间隙 面积A2=,段后轴封抽汽 口与压力为 P2=的均压箱及后轴封第一段后的抽汽口相连。第三段齿数乙=8,轴封间隙面积A3二,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 乙=16，轴封间隙面积A4=，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A5二,段前蒸汽压力P2=,段后与蒸汽压力为P5二的轴封抽汽母管相连。各段轴封流量系数均为卩l=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:前轴圭寸：G ii =h(s);Gi2=h (s); G i3=h(s) 后轴封:Gii =h (s) ;Gi
13、2=h (s);进入第二段：A G=Gi -G12= T/h (s)进入均压箱：A G= T/h (s)进入轴封抽汽母管：A 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po=,温度to=35OC，喷嘴后压力pi = ,流量为3kg/s。问: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pii要增加到多少？3) 若背压不变，初压poi应降到多少才能使流量变为原来的4/7 ?解：1)蒸汽流量保持为临界值，则最大背压可以为 Per :PerP0cr Po cr=*= MPa2)流量减为1/3,则彭台门系数卩=1/31/3110.9740353
14、Pn= e n*po= Mpa3）设:初压新状态为临界,则po1=4/7* p o=4/7*= Mpa 效验：新状态下 e 11=p/po1=.589/=.477 < .546假设成立。156题.渐缩喷嘴设计流量为G=1okg/s，喷嘴前蒸汽压力p°=.喷嘴后压力P1=,变工况后背压不变，流量增加到 G=14kg/s。求变工 况后喷嘴前压力po1。解：原状态下：卩=1 ( P1 Pcr)2= MPaPo Per设新状态下为临界工况：Gl1 Po1011.4G0p00.981616 .98/ po1= Mpa效验：新状态下 e n=p7p 01=.62/=.< .546假设
15、成立。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？解：由弗留格尔公式，将压力级作为一个级组：G1p11pZ1石.P12 Pz2P11(詈)2(卩12 Pz2) PZ121 2 2 2 2(2)2(320.72)0.721.618MPa将第一压力级后的级作为一个级组：J:/G12/ 2 2 2p21 、( g ) ( P2pZ ) pZ11 2 2 2 2：(2)(2.50.7 )0.71.389MP
16、a将第二压力级后的级作为一个级组：G1P31 . ( G ) (P3PZ ) PZ11(2)(20.7 )0.71.169MPa将第三压力级后的级作为一个级组：.G1 2222P41 彳（百）（P4PZ ） PZ1【(2)2(1.620.72)0.721.004 MPa变工况后：11p211.3890.858P111.618p311.1690.84221p211.389P411.0040.85931p311.169多少？倘流量降为 6=150T/h的工况时，回热抽汽故障停运，则P及Pel又各是多少?解：由 D>l/Do=Pl/p 2=pel/pe 知： p2i=(Doi/Do)*p 2=
17、(150/210)*6=(2 分) pei=(Doi/Do)*p e=(l50/210)*3=(2 分)当回热抽汽故障停运时，由pel/pe= D01/(D 0-De) 知:将调节汽室至回热抽汽口划为一个级组，(1分)则有:2 2 2 2 2 2 2 2P21 =pei +(Doi/Do) *(p 2 -p e) = + (150/210) *(6 -3 )DD6. p21=( 3 分)第六章 汽轮机零部件的结构和强度1、某级叶片切向A型自振静频率fA°=156163HZ动频系数B=,叶片安全倍率 A=5,电网频率变动范围为。试问：(1) 该级叶片能否作为不调频叶片处理？(2) 倘该
18、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:K23344556Ab附2:不同K值，不调频叶片的Ab值:K34567891011Ab解:f di= 1562 3.5*50.52182.4Hzfd2= 16323.5* 48.52186.6HzT f d/n 1 f d2/n 2=取频位K=4由K=34,查不调频叶片Ab值=A=5<Ab=安全倍率不符合不调频叶片要求，不能作为不调频叶片处理(2)由K=34,查调频叶片Ab值=安全倍率符合调频叶片要求。频率避开量： 1=f d1-(k-1)n 1=*=> 2=kn2-f d2=4*频率指标不合格，不能安全
19、运行。2、已知某级调频动叶的静频率f a(=98106HZ动频系数Bb=，安全倍率最小值为A=，电网周波变动范围为。试问：(1) 频率分散度是否合格？(2) 正常运行时能否避开危险共振？(3) 叶片的振动强度(安全倍率)是否合格?附表：不同K值时，调频叶片A b值K23344556Ab解：1 )频率分散度maxmin(f maxfmin”27.8%8%所以合格2) fd1. 982 2.34 50.52 124.8 HZfd21062 2.34 48.52129.4 HZf d1/n 1 f d2/n 2=取频位K=3o频率指标：1 心2 fd2 16.1HZ7.5HZ2 fd1 (K 1)n123.3HZ7.5HZ所以能避开共振(3) K=23时，查调频叶片安全倍率界限值为Ab=因为A>Ab所以振动强度合格叶片振动是安全的。