1、第一章 级的工作原理补 1. 已知某喷嘴前的蒸汽参数为 p0=3.6Mpa，t 0=500，c0=80m/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。解 : 由 p0=3.6Mpa， t0=500 查得 : h0=3349.5; s0=7.1439=3349.5+3.2=3452.721ch查得 0*点参数为 p0*=3.6334； v0*=0.0956 音速 a0*= =671.85k(或 a0*= =681.76 ; 或 a0*= =1017.7)RT*0)1(hkccr= =626.5*012K12 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=650
2、m/s，该截面上的音速 a=500m/s，求喷嘴中汽流的临界速度 ccr为多少？。解 : 2222 )1(11 crcrcrcrcr kvpkh=522)2(1)akcr23 题. 汽轮机某级蒸汽压力 p0=3.4Mpa，初温 t0=435，该级反动度 m=0.38，级后压力 p2=2.2Mpa，该级采用减缩喷嘴，出口截面积 An=52cm2，计算：通过喷嘴的蒸汽流量若级后蒸汽压力降为 p21=1.12Mpa，反动度降为 m=0.3，则通过喷嘴的流量又是多少？答 :1):17.9 kg/s; 2):20.5kg/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=0.00
3、93Mpa，蒸汽焓值 h1=2307.4kJ/kg，动叶出汽角 2=38，动叶内的焓降为 h b=137.76kJ/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？动叶出口的理想相对速度 w2t 是多少？解 :确定初态 :由 h1,p1 查图得 s1=7.3114.2360*由 h*1, s1 查图得 p1*=0.01Mpa,x1*=0.888 k=1.124 临界压力比 : 579.0)2(1kcr极限压力比 : 347.058.*.sin*121 kcrd流动状态判断 :由 s1=7.311,h2t=h1- hb=2169.6查图得 p2=0.003Mpa动叶压力比 b=p2/
4、p*1=0.3显然 b 1d，即蒸汽在动叶中达极限膨胀，极限背压为p1d= 1d*p1*=0.00347Mpa查焓熵图得： h2dt=2185.5, 2dt=0.029547.51)(22*1dttw查临界压力比处的参数：p2cr=0.005797;h2cr=2247.5 2cr=0.04697 .3)(2*12crcrh1.1535dttw22sin)(710.)(452 极限偏转角 2=7.2736 题. 某机组级前蒸汽压力 p0=2.0Mpa，初温 t0=350，初速c0=70m/s；级后蒸汽压力 p2=1.5Mpa。喷嘴出汽角 1=18，反动度 m=0.2，动叶出汽角 2= 16，级平
5、均直径 dm=1080mm，转速n=3000r/min，喷嘴速度系数 =0.95。求：动叶出口相对速度 w2 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） w2=239.8m/s； c2=124 m/s2) 6.09kJ/kg; 3.78 kJ/kg; 7.69 kJ/kgnhbh2ch3)c1=336.6 m/s; 1=18; w1=183.5m/s; 1=3451w2=239.8m/s; 2=2851； c2=124 m/s； 2=711246 题. 已知某单级冲动式机组，级平均直径 dm=1067mm，转速 n=3000r/min，喷
6、嘴出汽角 1=18，级的速度比 x1=u/c1=0.42，喷嘴速度系数 =0.96，动叶速度系数 =0 .84。又知动叶出汽角 2= 13 ，通过该级的蒸汽流量 G=7.26kg/s。求：蒸汽作用在动叶上的切向力 Fu、轮周功率 Pu 和轮周效率 u，并绘制级的进、出口速度三角形。解 :叶轮圆周速度 u= dmn/60=167.6m/s喷嘴出口速度 c1=u/x1=399.06m/s动叶进口相对速度 w1= m/s2.45cos212u动叶进口汽流角 .30)in*arcsi(11动叶出口汽流角 2=27.2动叶出口相对速度 m/s95.21w动叶出口绝对速度 m/s42.cos22 uc动叶
7、出口绝对排汽角 6.80*ars2切向力 Fu=G(c1cos 1+c2cos 2)=2857.6N轮周功率 Pu=Fu*u=478.65kW级的理想能量 kJ/kg397.86211*0chEtt轮周效率 u= 76.0GP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=52.4t/h,初压 p0=2.35Mpa,初温t0=380,凝汽器压力 pc=0.0042Mpa。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 i，相对电效率 r.el，绝对电效率 a。 el，循环热效率 t。解：汽
8、耗率 d=D/pel=52.4*1000/11900=4.403kg/(kWh)凝结水焓 124.95kJ/kg)(cCpfh由初压 p0=2.35Mpa,初温 t0=380 知：新蒸汽焓 h0=3198.7 kJ/kg由凝汽器压力 pc=0.0042Mpa： Ht=1089.88 kJ/kg热耗率 q= 13533.7 kJ/(kWh)(0d有效焓降 : Hi= 847.8kJ/kg4.52103636DPi相对内效率 i= Hi/ Ht=847.8/1089.88= 0.778相对电效率 r.el= i*pel/pi=0.750绝对电效率 a。 el=3600/q= 0.266循环热效率
9、t= a。 el/ r.el=0.3547;(或 t= Ht/( h0-hc)=1089.88/(3198.7-124.95)=0.3547)127 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P g=1982Kw,机械损失 P m=1982Kw。求该汽轮机的内功率 Pi、高压缸相对内效率 hi、中压缸相对内效率 ii、中低压缸相对内效率 iei。0.0,= 1 2 . 8 6 8p0p0,= 1 2 . 3 3t0= 5 3 712= 2 . 7 1ph= 3 4 6 . 7th34tr= 5 4 4pr= 2 . 6 3pr,=
10、 2 . 5pi= 0 . 2 8 2pi,= 0 . 2 7 9ti= 2 6 7 . 7pc= 0 . 0 0 7 6 256789h0h1h2hrhih5h8he x,= 2 4 8 5 . 4he x= 2 4 9 9 . 3.hs解 : 内功率 Pi=Pel Pg Pm=12393kW由 得： Hth=447.7kJ/kgMaptMaph71.2,53,86.1200 由 得： Hih=326.55 kJ/kghh.467高压缸相对内效率 hi= Hih/ Hth=0.713由 得： Hti=653.01kJ/kgPaptPapirr 28.0,5,63.2由 得： Hii=553.
11、8 kJ/kgMii 7680中压缸相对内效率 hi= Hih/ Hth=0.848由 得： Htre=1241.42kJ/kg,hr= 3558.24Maptapirr 02.,54,63.2中低压缸相对内效率 rei=( hr-hex)/ Htre=(3558.24-2499.3)/1241.42=0.853114 题. 某汽轮机前轴封有三段曲径轴封组成。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=1.8MPa， t0=340 ；第一段轴封后抽汽口与压力为 p1=0.85MPa的第一级回热抽汽口相连。第二段轴封后与压力为 p2=0.24MP
12、a 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 =0.4mm。轴封流量系数 l=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：=5.66(cm2)04.51.3dAl1) 计算第一段轴封漏汽量由 p0=1.8MPa， t0=340 得 0=6.592kg/m3Gl1=1.213T/h（ 0.337kg/s）2) Gl2=0.71T/h（ 0.197kg/s） ; G1= Gl1- Gl2=0.503
13、 T/h（ 0.1397kg/s）3) Gl3=0.211T/h（ 0.0586kg/s） ; G2= Gl2- Gl3=0.499 T/h（ 0.1386kg/s） G= G1+ G2=1.002 T/h（ 0.283kg/s）4) 第二级回热抽汽故障停用Gl1=1.213T/h（ 0.337kg/s） ; Gl2=0.54T/h（ 0.15kg/s） ; G1= Gl1- Gl2=0.673 T/h（ 0.187kg/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 Z1=48，轴封间隙面积Al1=8.75cm2，轴封前蒸汽参
14、数 p0=1.67MPa，密度 0=5.875kg/m2；轴封后抽汽口与压力为p1=0.457MPa 的第二级回热抽汽口相连。第二段齿数 Z2=24，轴封间隙面积 Al2=5.55cm2,段后轴封抽汽口与压力为 p2=0.106MPa 的均压箱Z1Z2Z3Z4Z5去均压箱去轴封 抽 汽 母管0 . 1 0 6 M P a0 . 0 9 5 M P a0 . 4 5 7 M P a0 . 1 0 6 M P a1 . 6 7 M P a0.0128MPa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=5.55cm2,段后轴封抽汽口与压力为 p3=0.095MPa 的轴封抽
15、汽母管相连。后轴封第一段轴封齿数 Z4=16，轴封间隙面积 Al4=5.23cm2，段前蒸汽压力 p2=0.106MPa，段后蒸汽压力 p4=0.0128Mpa。第二段轴封齿数 Z5=8，轴封间隙面积 Al5=5.23cm2，段前蒸汽压力p2=0.106MPa，段后与蒸汽压力为 p5=0.095Mpa 的轴封抽汽母管相连。各段轴封流量系数均为 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 :前轴封 : Gl1=1.37T/h（ 0.381kg/s） ;Gl2=0.334T/h（ 0.0928kg/s） ; Gl3=0.061T/h（ 0.0169kg/s
16、）后轴封 : Gl1=0.088T/h（ 0.0244kg/s） ;Gl2=0.058T/h（ 0.0161kg/s） ;进入第二段 : G2= Gl1- Gl2=1.036 T/h（ 0.2878kg/s）进入均压箱 : G=0.127 T/h（ 0.0353kg/s）进入轴封抽汽母管 : G=0.119T/h（ 0.0331kg/s） 第三章 汽轮机变工况155 题. 已知渐缩喷嘴前蒸汽压力 p0=2.16MPa，温度 t0=350，喷嘴后压力 p1=0.589MPa，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 p11 要增
17、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？解： 1）蒸汽流量保持为临界值，则最大背压可以为 pcr：=2.16*0.546=1.1794 Mpacrcrcrpp0*02）流量减为 1/3,则彭台门系数 =1/30.974353/1)(112crp11= 11*p0=2.104 Mpa3)设 :初压新状态为临界 ,则 p01=4/7* p0=4/7*2.16=1.234 Mpa效验 : 新状态下 11=p1/p01=.589/1.234=.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=0.98MPa，
18、喷嘴后压力 p1=0.62MPa，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。解：原状态下： = =0.981616 MPa201)(crp设新状态下为临界工况 : 4.198.6.00101 pG p01=1.3468 Mpa效验 : 新状态下 11=p1/p01=.62/1.3468=. 0.46 .546 假设成立。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 p13MPa，前三个压力级后的压力分别为 p22.5MPa，p 32.0MPa，p 41.6MPa，背压 pZ0.7MPa。试问：当蒸汽流量减少一半，
19、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： 211ZpG2121)()ZppMPa618.7.0).3()212将第一压力级后的级作为一个级组： 212121)()ZppGpMPa389.7.0).5()22将第二压力级后的级作为一个级组： 21232131)()ZpGpMPa69.7.0).()22将第三压力级后的级作为一个级组： 21242141)()ZpGpMPa04.7.).06.()22变工况后： 85.1.3921p42.0.6213859.314p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
20、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， 则该工况下调节汽室压力 P21及回热抽汽压力 Pe1各是多少？倘流量降为D 01=150T/h 的工况时，回热抽汽故障停运，则 P21及 Pe1又各是多少？解： 由 D01/D0=p21/p2=pe1/pe知 :p 21=(D01/D0)*p2=(150/210)*6=4.286Mpa （2 分）p e1=(D01/D0)*pe=(150/210)*3=2.143Mpa （2 分） 当回热抽汽故障停运时，由 pe1/pe= D01/(D0-De)知：pe1=pe*D01/(D0-De)=3*150/(210-35)=2.571Mpa （2 分）将调节汽室至回热抽汽口划为一个级组， （1 分） 则有： 2101epDp 212=pe12+(D01/D0)2*(p22-p2e)=2.5712+(150/210)2*(62-32)p 21=4.515Mpa （3 分）
