【正文】 第四章 汽輪機(jī)的凝汽設(shè)備一、單項(xiàng)選擇題： 【 C 】A. 冷卻被抽出的空氣B. 避免凝汽器內(nèi)的蒸汽被抽走C. 再次冷卻凝結(jié)被抽出的蒸汽和空氣混合物D. 降低空氣分壓力，將引起凝結(jié)水含氧量： 【 A 】A. 增大 B. 減小C. 不變 D. 無(wú)法確定，是為了保證冷卻水管有足夠的： 【 B 】A. 熱膨脹 B. 剛度C. 撓度 D. 強(qiáng)度 ，凝汽器傳熱端差冬季的比夏季大的可能原因是： 【 B 】 A. 夏季冷卻水入口溫度t1升高B. 夏季冷卻水管容易結(jié)垢C. 冬季冷卻水入口溫度t1低，凝汽器內(nèi)真空高，漏氣量增大D. 冬季冷卻水入口溫度t1低，冷卻水管收縮，凝汽器中空氣分壓力的升高將使得傳熱端差 【 A 】A. 增大 B. 減小C. 不變 D. 可能增大也可能減小 ，汽輪機(jī)排汽焓和凝結(jié)水比焓分別為2450 kJ/kg和300 kJ/kg，, 則其冷卻水溫升為 【 D 】A. ℃ B. ℃C. ℃ D. ℃ 【 C 】A. 提高真空 B. 提高傳熱效果C. 減小凝結(jié)水過(guò)冷度 D. 提高循環(huán)水出口溫度，當(dāng)凝汽量為500T/h時(shí)，所需的循環(huán)水量 【 D 】A. T/h B. 500 T/hC. 1000 T/h D. 20000 T/h。 【 A 】A. 循環(huán)水量 B. 凝汽器的水阻 C. 凝汽器的汽阻 D. 冷卻水管的排列方式，下列說(shuō)法哪個(gè)正確？ 【 B 】A. 達(dá)到極限真空時(shí)，凝汽器真空再無(wú)法提高B. 達(dá)到極限真空時(shí)，汽輪機(jī)功率再無(wú)法提高C. 達(dá)到極限真空時(shí)，汽輪機(jī)綜合效益最好D. 以上說(shuō)法都不對(duì) 【 A 】 A. 進(jìn)入凝汽器的冷卻水量與進(jìn)入凝汽器的蒸汽量之比 B. 進(jìn)入凝汽器的蒸汽量與進(jìn)入凝汽器的冷卻水量之比 C. 冷卻水在凝汽器中的流程次數(shù) D. 冷卻水吸熱量與蒸汽放熱量之比，進(jìn)入凝汽器的蒸汽量減少，則 【 B 】 A. 凝汽器的真空度降低 B. 凝汽器的真空度提高 C. 凝汽器的真空度不變 D. 真空度變化不能確定，冷卻水量越大，則 【 A 】 A. 凝汽器的真空度越高 B. 凝汽器的真空度越低 C. 機(jī)組的效率越高 D. 機(jī)組的發(fā)電量越多 【 A 】 A. 凝汽器水位過(guò)高 B. 冷卻水量減少 C. 冷卻水量增加 D. 冷卻水管結(jié)垢二、填空題 射汽抽汽器 、 射水抽汽器 和 水環(huán)式真空泵 三種型式。，機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)除氧效果 較好 ，機(jī)組低負(fù)荷時(shí)除氧效果 較差 。，冬季與夏季相比，凝汽器效果較好的是 冬季 。 真空 ， 凝結(jié)水過(guò)冷度 ， 凝結(jié)水含氧量 ， 水阻 ， 空冷區(qū)排出的汽氣混合物的過(guò)冷度 。，當(dāng)外界壓力增大時(shí)，真空度 降低 。三、簡(jiǎn)答題答：進(jìn)入凝汽器的冷卻水量與進(jìn)入凝汽器的蒸汽量的比值稱(chēng)為凝汽器的冷卻倍率。答：凝結(jié)水的溫度比凝汽器喉部壓力下的飽和溫度低的數(shù)值，稱(chēng)為凝汽器的過(guò)冷度。 答：凝汽器入口壓力與空氣抽出口的壓力的差值是蒸汽空氣混和物的流動(dòng)阻力。 答：有兩個(gè)以上排氣口的大容量機(jī)組的凝汽器科制成多壓凝汽器，汽側(cè)有密封的分隔板隔開(kāi)。答：在其它條件不變的情況下，如增加冷卻水量，則凝汽器的真空就會(huì)提高，汽輪發(fā)電機(jī)組輸出的功率就會(huì)增加，但同時(shí)循環(huán)水泵的耗功也會(huì)增加，當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組輸出功率的增加量與循環(huán)水泵耗功的增加量之差達(dá)到最大時(shí)，即凝汽器達(dá)到了最佳真空。，凝汽器真空逐漸下降，分析可能存在哪些原因？ 答：汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中引起凝汽器真空緩慢下降的原因有：（1） 冷卻水量緩慢減少（2） 冷卻水管結(jié)垢或臟污（3） 冷卻水溫緩慢升高（4） 凝汽器的真空系統(tǒng)漏入空氣（5） 抽氣器效率下降（6） 部分冷卻水管被堵。答：汽輪機(jī)凝汽設(shè)備的組成圖如下所示：汽輪機(jī)排汽抽氣器工作介質(zhì)冷卻水汽氣混合物凝結(jié)水12341——凝汽器；2——抽氣器；3——循環(huán)水泵；4——凝結(jié)水泵任務(wù)：(1) 在汽輪機(jī)的排汽口建立并維持規(guī)定的真空度，以提高循環(huán)效率； (2) 將汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)成潔凈的凝結(jié)水，回收工質(zhì)。答：在其它條件不變的情況下，如增加冷卻水量，則凝汽器的真空就會(huì)提高，汽輪發(fā)電機(jī)組輸出的功率就會(huì)增加，但同時(shí)循環(huán)水泵的耗功也會(huì)增加，當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組輸出功率的增加量與循環(huán)水泵耗功的增加量之差達(dá)到最大時(shí)，就說(shuō)凝汽器達(dá)到了最佳真空。也就是說(shuō)，凝汽器的最佳真空是由汽輪發(fā)電機(jī)組輸出功率的增加量與循環(huán)水泵耗功的增加量之差來(lái)確定的。，當(dāng)汽輪機(jī)負(fù)荷減小時(shí)，凝汽器真空將如何變化？為什么？答：凝汽器內(nèi)壓力Pc，近似認(rèn)為等于蒸汽分壓力Ps，可由蒸汽凝結(jié)溫度ts確定。當(dāng)冷卻水量Dw一定時(shí)，Δt=αDc，則蒸汽負(fù)荷降低時(shí)，α是常數(shù)，Δt正比于Dc降低；另外，由得，當(dāng)Dw一定，α是常數(shù)時(shí)，隨Dc的降低而減??；在水溫不變的情況下，可知ts=+Δt+tw1減小，則蒸汽分壓力降低，由總壓力Pc與Ps近似相等可知，此時(shí)凝汽器內(nèi)壓力降低，真空升高。？空氣的存在對(duì)凝汽器的工作有什么影響？答：空氣的來(lái)源有：新蒸汽帶入汽輪機(jī)的空氣；處于真空狀態(tài)下的低壓各級(jí)與相應(yīng)的回?zé)嵯到y(tǒng)、排汽缸、凝汽設(shè)備等不嚴(yán)密處漏入的。空氣的危害有：空氣阻礙蒸汽放熱，使傳熱系數(shù)降低，從而使升高，真空降低；空氣分壓力Pa使Pc升高，使真空降低；空氣使凝結(jié)水過(guò)冷度增大；凝結(jié)水中溶入氧量增大，使管道腐蝕加劇。，標(biāo)注曲線上各特征端點(diǎn)的符號(hào)，并注釋符號(hào)的意義。答：溫度分布曲線為：蒸汽水δttw1⊿tActstAtw2其中，ts表示蒸汽凝結(jié)溫度，且ts=⊿t +tw1 +δt ；tw1表示冷卻水進(jìn)口處溫度，tw2表示冷卻水出口溫度，⊿t = tw2 tw1，為冷卻水溫升。 δt為凝汽器端差；Ac表示凝汽器總傳熱面積。？過(guò)冷度太大對(duì)機(jī)組運(yùn)行有何危害？在凝汽器設(shè)計(jì)和運(yùn)行中如何減小過(guò)冷度？答：（1）凝結(jié)水的溫度比凝汽器喉部壓力下的飽和溫度低的數(shù)值，稱(chēng)為凝汽器的過(guò)冷度。 （2）當(dāng)過(guò)冷度很大時(shí)，真空降低，凝結(jié)效果較差；同時(shí)，過(guò)冷度增大還會(huì)使凝結(jié)水中含氧量增大，增加了對(duì)低壓管道的腐蝕。 （3）為減小凝汽器的過(guò)冷度，設(shè)計(jì)凝汽器時(shí)力求冷卻水管束排列合理，加強(qiáng)凝汽器的密封性；機(jī)組運(yùn)行時(shí)，選用合適的抽氣器并監(jiān)視確保正常工作，減少漏入空氣，避免氣阻增大，同時(shí)還要保證凝結(jié)水水位不至過(guò)高，使凝汽器處于較好的工作狀態(tài)。13．機(jī)組運(yùn)行對(duì)凝汽器的要求有哪些？答：（1）從提高凝汽器的熱經(jīng)濟(jì)性角度提出的要求：傳熱效果好；過(guò)冷度小；汽阻小。（2）從保證機(jī)組長(zhǎng)期安全運(yùn)行角度提出的要求：凝汽器的密封性要好；冷卻水管應(yīng)具有足夠的抗腐蝕性；減少凝結(jié)水中的含氧量。（3）從節(jié)省配套設(shè)備耗能的角度提出的要求：盡量減輕抽氣器的負(fù)荷；水阻要小。14．從保證機(jī)組長(zhǎng)期安全運(yùn)行角度對(duì)凝汽器提出了什么要求？答：（1）凝汽器的密封性要好； （2）冷卻水管應(yīng)有足夠的抗腐蝕能力； （3）要減小凝結(jié)水中的含氧量。15．凝汽設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)劣集中表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？答：凝汽器內(nèi)是否保持在最佳真空； 凝結(jié)水的過(guò)冷度是否最??； 凝結(jié)水的品質(zhì)是否合格。16．凝汽器的熱力特性指什么？答：凝汽器壓力隨進(jìn)入凝汽器的蒸汽量Dc、進(jìn)入凝汽器的冷卻水量Dw和冷卻水進(jìn)入凝汽器時(shí)的進(jìn)口溫度的變化而變化的規(guī)律，稱(chēng)為凝汽器的熱力特性。17．凝汽設(shè)備中抽氣器的任務(wù)是什么?其主要類(lèi)型有哪些？答：凝汽設(shè)備中抽氣器的任務(wù)是：（1）在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)使凝汽器內(nèi)建立真空；（2）在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)不斷地抽出漏入凝汽器的空氣，以保證凝汽器的正常工作。抽汽器的主要類(lèi)型有：射水式抽汽器、射汽式抽汽器和水環(huán)式真空泵。第五章 汽輪機(jī)零件強(qiáng)度與振動(dòng)一、簡(jiǎn)答題 答：對(duì)于有些葉片要求其某個(gè)主振型頻率與某類(lèi)激振力頻率避開(kāi)才能安全運(yùn)行，這個(gè)葉片對(duì)這一主振型稱(chēng)為調(diào)頻葉片。答：對(duì)有些葉片允許其某個(gè)主振型頻率與某類(lèi)激振力頻率合拍而處于共振狀態(tài)下長(zhǎng)期運(yùn)行，不會(huì)導(dǎo)致葉片疲勞破損，這個(gè)葉片對(duì)這一主振型成為不調(diào)頻葉片。答：表示材料在承受動(dòng)應(yīng)力時(shí)的一種機(jī)械性能。在某一溫度和某一靜壓力下試件在空氣環(huán)境中，作彎彎試驗(yàn)，循環(huán)107次不被破壞可承受的最大動(dòng)應(yīng)力。答：表征葉片抵抗疲勞破壞的系數(shù)。答：考慮離心力影響后的葉片震動(dòng)頻率。答：汽輪機(jī)主要零件不能按照溫度的變化規(guī)律進(jìn)行自由脹縮，即熱變形受到約束，則在零件內(nèi)部引起應(yīng)力，這種由溫度引起的應(yīng)力稱(chēng)為熱應(yīng)力。答：不調(diào)頻葉片的動(dòng)應(yīng)力幅值應(yīng)小于許用耐振強(qiáng)度，即：；我們一般認(rèn)為葉片的激振力幅值正比于作用在該葉片的蒸汽彎曲應(yīng)力，動(dòng)應(yīng)力是激振力引起的，因此葉片的動(dòng)應(yīng)力幅值也正比于蒸汽彎曲應(yīng)力，即：；由兩式可得到：用比值作為評(píng)價(jià)動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo)，考慮其影響因素后，可對(duì)它們進(jìn)行修正用表示，其比值定義為安全倍率，用Ab表示，即不調(diào)頻葉片的安全準(zhǔn)則為： Ab≥[Ab]。答：概念：?jiǎn)?dòng)或停機(jī)過(guò)程中出現(xiàn)振幅峰值的轉(zhuǎn)速，稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)速。由高到低分別為第一、第二…第n階臨界轉(zhuǎn)速。物理意義：轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)子橫向振動(dòng)的自振頻率時(shí)，由于轉(zhuǎn)子彎曲力與彈性回復(fù)力平衡，而偏心引起的偏心力無(wú)力平衡使振幅增大。，應(yīng)該使葉片滿(mǎn)足哪些條件？答：調(diào)頻葉片的安全準(zhǔn)則是：（1）葉片的自振頻率要避開(kāi)激振力頻率一定范圍； （2）還要求安全倍率大于某一許用值。答：葉片最危險(xiǎn)的三種共振為：切向A0型振動(dòng)的動(dòng)頻率與低頻激振力頻率kn合拍時(shí)的共振；切向B0型振動(dòng)的動(dòng)頻率與高頻激振力頻率znn相等時(shí)的共振；切向A0型振動(dòng)的動(dòng)頻率與znn相等時(shí)的共振。單個(gè)葉片最危險(xiǎn)振型為A0型: ？答：轉(zhuǎn)子找平衡的兩個(gè)線性條件是：在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一定，阻尼系數(shù)一定時(shí)， （1）轉(zhuǎn)子振動(dòng)振幅與不平衡質(zhì)量大小成正比；（2）偏心離心力超前振幅的相位角為一常數(shù)。12．何謂材料的屈服極限、持久極限、蠕變極限和疲勞極限。答：材料的屈服極限：金屬材料在受力較大時(shí)，可能產(chǎn)生塑性變形，稱(chēng)為屈服現(xiàn)象。過(guò)大的塑性變形將改變零件的形狀，影響零件正常工作。材料試件受恒定拉力作用，%的殘余塑性變形（應(yīng)變），試件受的拉應(yīng)力值，稱(chēng)為材料的屈服極限。材料的持久極限：金屬材料在一定的溫度和拉力持續(xù)作用下，會(huì)發(fā)生斷裂。溫度愈高、應(yīng)力愈大，其斷裂前的承力時(shí)間愈短。材料試件在一定溫度下受恒定拉力作用，持續(xù)105小時(shí)斷裂，此時(shí)試件的初始應(yīng)力稱(chēng)為材料的持久極限。材料的蠕變極限：金屬材料在高溫條件下（碳素鋼在溫度超過(guò)300~350℃，合金鋼在溫度超過(guò)350~400℃），受恒定拉力持續(xù)作用，即使應(yīng)力小于屈服極限，也會(huì)產(chǎn)生緩慢的塑性變形，這種現(xiàn)象稱(chēng)為高溫蠕變。工程上將材料試件在一定溫度下，受恒拉力作用105小時(shí)，試件產(chǎn)生1%塑性變形的初始應(yīng)力，定義為蠕變極限。材料的疲勞極限：金屬在交變應(yīng)力（應(yīng)力循環(huán)變化）作用下，會(huì)產(chǎn)生裂紋，這種現(xiàn)象稱(chēng)為機(jī)械疲勞，簡(jiǎn)稱(chēng)疲勞。其裂紋的出現(xiàn)與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)和應(yīng)力變化幅值的大小有關(guān)；應(yīng)力變化幅值愈大，其產(chǎn)生裂紋所經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)愈少。工程上定義材料試件經(jīng)歷107次應(yīng)力循環(huán)才斷裂的應(yīng)力變化幅值為材料的疲勞極限。13．零件安全的強(qiáng)度準(zhǔn)則是什么？材料的許用應(yīng)力如何確定？各種應(yīng)力狀態(tài)的零件，其最大應(yīng)力如何確定？答：零件安全工作的強(qiáng)度準(zhǔn)則是：零件內(nèi)最大的合成應(yīng)力小于或等于材料的許用應(yīng)力。材料的許用應(yīng)力是材料的強(qiáng)度極限除以安全系數(shù)，相應(yīng)有屈服許用應(yīng)力、持久許用應(yīng)力、疲勞許用應(yīng)力和蠕變?cè)S用應(yīng)力。對(duì)于工作溫度不高、承受非交變應(yīng)力的零件，其許用應(yīng)力為屈服許用應(yīng)力與持久許用應(yīng)力的最小值；對(duì)于在高溫下工作的零件，其許用應(yīng)力為以上兩種許用應(yīng)力和蠕變?cè)S用應(yīng)力的最小值；若零件承受交變應(yīng)力，其許用應(yīng)力為以上兩種，或三種許用應(yīng)力和疲勞許用應(yīng)力中的最小值。首先確定零件的最大應(yīng)力工況，計(jì)算該工況下零件的應(yīng)力狀態(tài)。對(duì)于受單向應(yīng)力的零件（包括單向拉伸、壓縮、擠壓、剪切，或拉彎聯(lián)合作用），其合成應(yīng)力為危險(xiǎn)截面各單向應(yīng)力的代數(shù)和。對(duì)于內(nèi)部為平面應(yīng)力狀態(tài)的零件，根據(jù)第三強(qiáng)度理論：若兩向應(yīng)力同號(hào)（拉應(yīng)力為正、壓應(yīng)力為負(fù)），取其中最大值作為校核應(yīng)力；若兩向應(yīng)力異號(hào)（一為拉應(yīng)力、另一為壓應(yīng)力），則取兩者的代數(shù)差作為校核應(yīng)力。對(duì)于其內(nèi)部為三向應(yīng)力狀態(tài)的零件(如汽缸和轉(zhuǎn)子)，則要根據(jù)第四強(qiáng)度理論求取其等效當(dāng)量合成應(yīng)力作為校核應(yīng)力。14．零件安全工作的剛度準(zhǔn)則是什么？剛度不合要求有什么危害？答：對(duì)于零件剛度的要求是在力的作用下產(chǎn)生的變形量不超過(guò)允許值。而受交變作用力的零件，對(duì)其剛度的要求主要是避開(kāi)共振，使其自振頻率與激振力的頻