【正文】 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。21．指出汽輪機(jī)中噴嘴和動(dòng)葉的作用。22．據(jù)噴嘴斜切部分截面積變化圖，請(qǐng)說(shuō)明：（1）當(dāng)噴嘴出口截面上的壓力比p1/p0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p1/p0小于臨界壓比時(shí)，蒸汽的膨脹特點(diǎn)。（2）當(dāng)噴嘴出口截面上的壓力比p1/p0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。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。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(chēng)為輪周效率。同時(shí)，速比增大時(shí)，噴嘴損失不變，動(dòng)葉損失減小，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。 對(duì)于純沖動(dòng)級(jí)，；反動(dòng)級(jí)；在圓周速度相同的情況下，純沖動(dòng)級(jí)△ht==反動(dòng)級(jí)△ht==由上式可比較得到，反動(dòng)級(jí)能承擔(dān)的焓降或做功能力比純沖動(dòng)級(jí)小。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)葉中理想比焓降相等；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。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：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。29．簡(jiǎn)述軸向推力的平衡方法。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。31．汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí)為什么要采用部分進(jìn)汽？如何選擇合適的部分進(jìn)汽度？答：在汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)級(jí)中，蒸汽比容很小，如果噴嘴整圈布置，則噴嘴高度過(guò)小，而噴嘴高度太小會(huì)造成很大的流動(dòng)損失，即葉高損失。而噴嘴平均直徑也不宜過(guò)小，否則級(jí)的焓降將減少，所以采用部分進(jìn)汽可以提高噴嘴高度，減少損失。32．汽輪機(jī)的級(jí)可分為哪幾類(lèi)？各有何特點(diǎn)？答：根據(jù)蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，可將汽輪機(jī)的級(jí)分為純沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)、帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)和復(fù)速級(jí)等幾種。它僅利用沖擊力來(lái)作功。（2）反動(dòng)級(jí)：蒸汽的膨脹一半在噴嘴中進(jìn)行，一半在動(dòng)葉中進(jìn)行。反動(dòng)級(jí)的流動(dòng)效率高于純沖動(dòng)級(jí)，但作功能力較小。（3）帶反動(dòng)度的沖動(dòng)級(jí)：蒸汽的膨脹大部分在噴嘴葉柵中進(jìn)行，只有一小部分在動(dòng)葉柵中進(jìn)行。在這種級(jí)中：p1 p2；Dhn Dhb 0；Ωm=～。由于復(fù)速級(jí)采用了兩列動(dòng)葉柵，其作功能力要比單列沖動(dòng)級(jí)大。流體質(zhì)量越大、受阻前后的速度矢量變化越大，則沖擊力越大，所作的機(jī)械功愈大。流道前后壓差越大，膨脹加速越明顯，則反擊力越大，它所作的機(jī)械功愈大。34．說(shuō)明沖擊式汽輪機(jī)級(jí)的工作原理和級(jí)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程及特點(diǎn)。具有一定溫度和壓力的蒸汽先在固定不動(dòng)的噴嘴流道中進(jìn)行膨脹加速，蒸汽的壓力、溫度降低，速度增加，將蒸汽所攜帶的部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝膭?dòng)能。由上述可知，汽輪機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是在噴嘴葉柵和動(dòng)葉柵中將蒸汽所攜帶的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝哂械膭?dòng)能，第二階段是在動(dòng)葉柵中將蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)機(jī)械功，通過(guò)汽輪機(jī)軸對(duì)外輸出。汽輪機(jī)的內(nèi)部損失主要是蒸汽在其通流部分流動(dòng)和進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)，產(chǎn)生的能量損失，可以在焓熵圖中表示出來(lái)。36．什么是汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率？什么是級(jí)的輪周效率？影響級(jí)的輪周效率的因素有哪些？答：蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的有效焓降與其在汽輪機(jī)內(nèi)的理想焓降的比值稱(chēng)為汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率。影響輪周效率的主要因素是速度系數(shù)和，以及余速損失系數(shù)，其中余速損失系數(shù)的變化范圍最大。余速損失和余速損失系數(shù)最小時(shí)，級(jí)具有最高的輪周效率。C, 噴嘴后壓力p1=, 級(jí)后壓力p2=, 噴嘴理想焓降Δh n =, 噴嘴損失Δh n t=, 動(dòng)葉理想焓降Δh b =, 動(dòng)葉損失Δh b t =, 級(jí)的理想焓降Δh t=，初始動(dòng)能Δhc0=0，余速動(dòng)能Δh c 2=, 其他各種損失ΣΔh= kJ/kg。解：級(jí)的反動(dòng)度Ωm=Δhb/Δht=級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率ηri=(ΔhtΔhnζΔhbζΔhc2ΣΔh)/(Δhtμ1Δhc2)= 3．某反動(dòng)級(jí)理想焓降Δht=，初始動(dòng)能Δhc0= kJ/kg, 蒸汽流量G=，若噴嘴損失Δhnζ=, 動(dòng)葉損失Δhbζ=，余速損失Δhc2=，余速利用系數(shù)μ1=，計(jì)算該級(jí)的輪周功率和輪周效率。反動(dòng)度為Ωm = ，動(dòng)葉出汽角β2 = β1－6176。解：=76 + 702/1000 = 76 + = kJ/kg m/s m/s m/s= = kJ/kg= m/s m/sw1w2c2c1uub2b1a2a1176。動(dòng)葉出口角2 =1－3176。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) kJ/kg， kJ/kg，u = m/s kJ/kg m/s噴嘴出口相對(duì)速度: m/s(2) 動(dòng)葉出口相對(duì)速度: m/s(3) 輪周功率:6．已知噴嘴進(jìn)口蒸汽焓值h0=3336kJ/kg，蒸汽初速度c0=70m/s；噴嘴后理想焓值h1t=3256 kJ/kg，噴嘴速度系數(shù)=。C, 噴嘴后壓力p1=, 級(jí)后壓力p2=, 噴嘴理想焓降Δhn =, 噴嘴損失Δhnt=, 動(dòng)葉理想焓降Δhb =, 動(dòng)葉損失Δhbt =, 級(jí)的理想焓降Δht=，初始動(dòng)能Δhc0=0，余速動(dòng)能Δhc2=, 其他各種損失ΣΔh= kJ/kg。解：級(jí)的反動(dòng)度Ωm=Δhb/Δht=級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率ηri=(ΔhtΔhnζΔhbζΔhc2ΣΔh)/(Δhtμ1Δhc2)= 8．凝汽式汽輪機(jī)的蒸汽初參數(shù)：P0= MPa，溫度t 0=530℃，汽輪機(jī)排汽壓力Pc= MPa，全機(jī)理想焓降ΔH t = 1450 kJ/kg，其中調(diào)節(jié)級(jí)理想焓降Δh tI = kJ/kg，調(diào)節(jié)級(jí)相對(duì)內(nèi)效率ηIri=，其余各級(jí)平均相對(duì)內(nèi)效率ηIIri=。試求：(1) 該級(jí)組的相對(duì)內(nèi)效率。 (3) 在h~s(焓~熵)圖上繪出該機(jī)組的熱力過(guò)程線。ηriηm) = 3600／（）= kg／kW. （3）熱力過(guò)程線 見(jiàn)右圖。2=18176。（1） 計(jì)算動(dòng)葉進(jìn)出口汽流絕對(duì)速度及相對(duì)速度。（3） 畫(huà)出該級(jí)熱力過(guò)程線并標(biāo)注各符號(hào)。 （1）計(jì)算該級(jí)的平均反動(dòng)度。（3）作出該級(jí)的熱力過(guò)程線并標(biāo)出各量。 解： = KJ/Kg = KJ/Kg = KJ/Kg 第二章 多級(jí)汽輪機(jī)一、單項(xiàng)選擇題？ 【 D 】A. 靠背輪 B. 軸封C. 支持軸承 D. 推力軸承 ，汽輪機(jī)的排汽室通常設(shè)計(jì)成：【 D 】A. 等截面型 B. 漸縮型C. 縮放型 D. 漸擴(kuò)型，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) 【 B 】 A. 30 %左右 B. 40 %左右 C. 50 %左右 D. 80 %左右 【 A 】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，全機(jī)理想比焓降為1200kJ/kg，各級(jí)的理想比焓降之和為1242kJ/kg，則重?zé)嵯禂?shù)為 【 D 】A. % B. %C. % D. % 【 C 】A. 增大 B. 減小C. 保持不變 D. 以上變化都有可能 【 C 】A. 30%~40% B. 50%~60%C. 90%左右 D. 98%~99% 【 C 】A. 循環(huán)熱效率 B. 汽耗率C. 汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率 D. 汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率，說(shuō)明 【 A 】 A. 各級(jí)的損失越大 B. 機(jī)械損失越大 C. 軸封漏汽損失越大 D. 排汽阻力損失越大，下列哪些說(shuō)法是不正確的？ 【 A 】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)的理想焓降有所增加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？ 【 A 】A. 熱耗率 B. 汽耗率C. 發(fā)電機(jī)效率 D. 機(jī)械效率二、填空題 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。： 改善蒸汽在汽門(mén)中的流動(dòng)特性 。，以全機(jī)理想比焓降為基礎(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 。，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 。答：。h電所需要的蒸汽量。 答：蒸汽實(shí)際比焓降與理想比焓降之比。 答：1千克蒸汽所具有的理想比焓降中最終被轉(zhuǎn)化成電能的效率稱(chēng)為汽輪發(fā)電機(jī)組的相對(duì)電效率。答：端軸封和與它相連的管道與附屬設(shè)備。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)中的理想焓降減小，稱(chēng)為進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的阻力損失。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(kāi)平衡孔；（4） 采用推力軸承。（2）如下圖： 32154P3T2T1P2P1？在熱力過(guò)程線（焓~熵圖）上表示出來(lái)。汽輪機(jī)的乏汽從最后一級(jí)動(dòng)葉排出后，由于排汽要在引至凝汽器的過(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)的理想焓降減少，該焓降損失稱(chēng)為排汽通道的阻力損失。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)的理想比焓降稍有增大，這就是重?zé)岈F(xiàn)象。 (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。因重?zé)岈F(xiàn)象而增加的理想焓降占汽輪機(jī)理想焓降的百分比，稱(chēng)為多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)。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。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?，且在下一?jí)進(jìn)口又無(wú)撞擊損失，則上一級(jí)的余速就可全部被下一級(jí)利用，否則只能部分被利用。四、計(jì)算題1．，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：各級(jí)的理想焓降之和/全機(jī)理想比焓降 所以該多級(jí)汽輪機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)為：2．一反動(dòng)式汽輪機(jī)，蒸汽流量T/h , 蒸汽初壓MPa，初溫，排汽壓力MPa，排汽恰好是飽和蒸汽。試計(jì)算各級(jí)效率、汽輪機(jī)內(nèi)功率。設(shè)進(jìn)汽節(jié)流損失，假定發(fā)電機(jī)效率，機(jī)械效率。（2）該機(jī)組的汽耗率。又因排汽壓力MPa，查hs圖可得壓力級(jí)理想出口焓： kJ/kg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)際出口焓（即整機(jī)的實(shí)際出口焓）：（kJ/kg）故，整機(jī)有效焓降： (kJ/kg) 整機(jī)理想焓降：( kJ/kg)整機(jī)相對(duì)內(nèi)效率：由于汽輪機(jī)輸出電功率：所以汽輪機(jī)汽耗量： 汽耗率： =（kg/）=（kg/）4．試求蒸汽初參數(shù)為MPa，初溫，終參數(shù)MPa，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。（重?zé)嵯禂?shù)）解： 由和，可在hs圖上查得，蒸汽初始焓kJ/kg； 第一級(jí)理想出口焓kJ/kg； 汽輪機(jī)的理想出口焓kJ/kg 又已知汽輪機(jī)實(shí)際排汽參數(shù)，可查得 kJ/kg 整機(jī)有效焓降（kJ/kg） h s 整機(jī)理想焓降（kJ/kg） 圖4 級(jí)的熱力過(guò)程線 整機(jī)相對(duì)內(nèi)效率： 由于已知整機(jī)的重?zé)嵯禂?shù)，且各壓力級(jí)焓降相等，所以有： 故： =各壓力級(jí)的理想焓降：各壓力級(jí)的有效焓降：所以，各壓力級(jí)的相對(duì)內(nèi)效率為：5．凝汽式汽輪機(jī)的蒸汽初參數(shù)為： 蒸汽初壓MPa，初溫，汽輪機(jī)排汽壓力MPa，進(jìn)汽節(jié)流損失，試問(wèn)進(jìn)汽節(jié)流損失使理想焓降減少多少？解： 由和在hs圖上可查得, 蒸汽初始焓kJ/kg，理想排汽焓kJ/kg 則汽輪機(jī)理想焓降：（kJ/kg） 因節(jié)流損失，所以節(jié)流后的初壓： MPa，又由于節(jié)流過(guò)程焓值不變， 圖2 進(jìn)汽節(jié)流過(guò)程示意圖 所以節(jié)流后的焓值kJ/kg，對(duì)應(yīng)的理想排汽焓： kJ/kg此時(shí)的汽輪機(jī)理想焓降：