汽轮机原理习题及答案_

1、第一章绪论一. 单项选择题1. 新蒸汽参数为13.5MPa的汽轮机为（bB.超高压汽轮机D.超临界汽轮机 ）。B.凝汽式汽轮机D.工业用汽轮机A. 髙压汽轮机C.亚临界汽轮机2. 型号为N300-16.7/538/538的汽轮机是（BA.次调整抽汽式汽轮机C.背压式汽轮机第一章汽轮机级的工作原理一、单项选择题3. 在反动级中，下列哪种说法正确?（ C ）A. 蒸汽在喷嘴中的理想焰降为零B. 蒸汽在动叶中的理想焰降为零C. 蒸汽在喷嘴与动叶中的理想熔降相等D. 蒸汽在喷嘴中的理想焰降小于动叶中的理想熔降4. 下列哪个措施可以减小叶高损失?（A ）A.加长叶片B.缩短叶片C.加厚叶片D.减薄叶片5

2、. 下列哪种措施可以减小级的扇形损失?（C ）A.采用部分进汽B.采用去湿槽C.采用扭叶片D.采用复速级6. 纯冲动级动叶入口压力为Pi,岀口压力为厂，则Pi和D的关系为（C ）A. PiP2C. Pi = P2D.P&P27. 当选左喷嘴和动叶叶型后，彫响汽轮机级轮周效率的主要因素（A ）A.余速损失B.喷嘴能量损失C.动叶能量损失D.部分进汽度损失8. 下列哪项损失不属于汽轮机级内损失（A ）A.机械损失B.鼓风损失C.叶高损失 D.扇形损失9. 反动级的结构特点是动叶叶型（B ）。A.与静叶叶型相同B.完全对称弯曲C.近似对称弯曲D.横截面沿汽流方向不发生变化10. 当汽轮机的级在（B）

3、情况下工作时，能使余速损失为最小。w.A.最大流量C.部发进汽1. 汽轮机的级是山组成的。A. 隔板+喷嘴C.喷嘴+动叶【C B. 汽缸+转子D.主轴+叶轮2.当喷嘴的压力比J大于临界压力比时,则喷嘴的出口蒸汽流速C：B.最佳速度比D.全周进汽W.A. CKC“C. CiCcr3. 当渐缩喷嘴出口压力6小于临界压力“时，蒸汽在喷嘴斜切部分发生膨胀,下列哪个说法是正确的？【B A. 只要降低5,即可获得更大的超音速汽流B. 可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有限的C. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度C“D. 蒸汽在渐缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度Ccr4. 汽轮机的轴向位置是

4、依靠确定的？【D A. 靠背轮B.轴封C.支持轴承D.推力轴承5. 蒸汽流动过程中，能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是。 C】A. 轴向力B.径向力C.周向力D.蒸汽压差6. 在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率几【A A. 增大B.降低C.不变D.无法确定7. 工作在湿蒸汽区的汽轮机的级，受水珠冲刷腐蚀最严重的部位是：【A】A.动叶顶部背弧处B.动叶顶部内弧处C.动叶根部背弧处D.喷嘴背弧处8. 降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？【D A.加隔板汽封B减小轴向间隙C. 选择合适的反动度D. 在非丄作段的动叶两侧加装护罩装置9. 火力发电厂汽轮机的主要任务是:A.将热能

5、转化成电能B. 将热能转化成机械能C. 将电能转化成机械能D. 将机械能转化成电能10在纯冲动式汽轮机级中，如果不考虑损失，蒸汽在动叶通道中【C A.相对速度增加B.相对速度降低;C.相对速度只改变方向，而大小不变D.相对速度大小和方向都不变11.已知蒸汽在汽轮机某级的滞【卜理想焙降为40 kj/kg,该级的反动度为0. 187,则喷嘴岀口的理想汽流速度为A. 8 m/sB. 122 m/sC. 161 m/ sD. 255 m/s12.下列哪个说法是正确的A 喷嘴流量总是随喷嘴出口速度的增大而增大;B.喷嘴流量不随喷嘴出口速度的增大而增大;C 喷嘴流量可能随喷嘴出口速度的增大而增大，也可能保

6、持不变;D.以上说法都不对13 冲动级动叶入口压力为出口圧力为匕，则玖和匕有关系。【B C. Px=P：B. PxP2D. Pf05匕14工作段弧氏为1037mm,平均直径1100mm,该级的部分进汽度： 【A】36A. 0.3B. 0.5C. 0. 6615. 汽机中反动度为0.5的级被称为:A.纯冲动级C.复速级D. 1【D B. 带反动度的冲动级D.反动级16. 蒸汽在某反动级喷嘴中的滞止理想焙降为30 kj/kg,则蒸汽在动叶通道中的理想焙降为:A. 0 kj/kgB. 15 kj/kgD. 45 kj/kgC. 30 kj/kg17 在反动式汽轮机级中，如果不考虑损失，则:A.蒸汽在

7、动叶通道中的绝对速度增大B.蒸汽在动叶通道中绝对速度降低C.蒸汽在动叶通道中相对速度只改变方向，而大小不变D.以上说法都不对18.假设喷嘴前的蒸汽滞止焙为3350 kj/kg,喷嘴出口蒸汽理想比焰值为3304. 4kj/kg,则喷嘴实际出口速度为A 16A. 9. 5 m/sB. 81. 3 m/sC. 81. 9 m/sD. 320 m/s19关于喷嘴临界流量，在喷嘴出口面积一定的情况下，请判断下列说法哪个正确:A.喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关B.喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关C.喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关D.喷嘴临界流量既与喷嘴初参数有关，也与喷嘴终参数有关20反动级中，若喷嘴出口汽流

8、角冬二15。,当速比取下列哪个值时，该级的轮周效率最高。A. 0. 24B. 0. 48C. 0.6D. 0. 96621 在喷嘴出口方向角冬和圆周速度相等时，纯冲动级和反动级在最佳速比下所能承担的焙降之比为A. 1： 2B. 2： 1C. 1： 1D. 1： 422.汽轮机级采用部分进汽的原因是A.叶片太长B.叶片太短C. 存在鼓风损失D. 存在斥汽损失23. 下列哪儿项损失不属于叶栅损失。【C A.喷嘴损失B.动叶损失C.余速损失D.叶高损失24. 在圆周速度相同的情况下，作功能力最大的级为【C A.纯冲动级B.带反动度的冲动级C.复速级D.反动级25. 在各自最佳速比下，轮周效率最高的级

9、是【D A.纯冲动级B.带反动度的冲动级C.复速级D.反动级26. 蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是【A A.喷嘴后压力小于临界压力B.喷嘴后压力等于临界压力C.喷嘴后压力大于临界压力D.喷嘴后压力大于喷嘴前压力27. 在反动级中，下列哪种说法正确【C A. 蒸汽在喷嘴中理想焙降为零B. 蒸汽在动叶中理想焙降为零C. 蒸汽在喷嘴与动叶中的理想焙降相等D. 蒸汽在喷嘴的理想焙降小于动叶的理想焙降28. 下列哪个措施可以减小叶高损失【A】A.加长叶片B.缩短叶片C.加厚叶片D.减薄叶片29下列哪种措施可以减小级的扇形损失【C A.采用部分进汽B.采用去湿槽C.采用扭叶片D.采用复速级30. 在汽轮机

10、工作过程中，下列哪些部件是静止不动的？【C】A叶轮B叶片C隔板D轴31. 哪些措施可以减小斥汽损失？【B】49A.采用扭叶片B.减少喷嘴组数C.在叶轮上开孔D.在动叶非工作弧段加装护罩32. 纯冲动级内能量转换的特点是A.蒸汽只在动叶栅中进行膨胀C.喷嘴进出口蒸汽压力相等33. 汽在叶片斜切部分膨胀的特点包括A. 蒸汽汽流方向不变B. 其叶片前后的压力比EcrD. 叶片出口只能得到音速汽流【B】B.蒸汽仅对喷嘴施加冲动力D.喷嘴理想焙降等于动叶理想焙降【B 34大型气轮机低压末级的反动度一般为【D A 0 B 0. 3 C 0. 5 D 0. 51、喷嘴出口实际气流速度与理想速度的关系是（）A

11、.相等；B前者大于后者；C后者大于前者。2、动叶岀口实际气流速度与理想速度的关系是（）A.相等；B.前者大于后者；C后者大于前者。3、气流在喷嘴中流动的动能损失转变为蒸汽热能，所以其出口焙值是：（）A.升高；B.下降；C.不变。4、渐缩喷嘴超临界流动时，压比与临界压比的关系是：（）A.相等；B前者大于后者；C.后者大于前者。5、在喷嘴出口面积和蒸汽性质确定后，通过喷嘴的最大蒸汽量只与（）有关。A.蒸汽的初参数；B.蒸汽的终参数；C.A和B。6、在超临界流动条件下，蒸汽在斜切部分流动的情形是：A.超音速，汽流方向不偏转；B.亚音速流动，汽流方向不偏转;C.超音速，汽流方 向偏转。7、为了表明在一

12、个级中蒸汽在动叶内膨胀的大小引入反动度概念。对纯冲动级,下面选项哪项正确：（）A.动叶熔降为零，反动度亦为零；B.动叶焙降为零，反动度为0.5； C.动叶焙降 不为零，反动度亦为零；8、为了表明在一个级中蒸汽在动叶内膨胀的大小引入反动度概念。对反动级，下面选项哪项正确：（）A.动叶焙降为零，反动度亦为零；B.动叶焙降为零，反动度为0.5； C.动叶焙降 不为零，反动度为（0.4-0.6）；9、滞止状态点的蒸汽压力与实际状态点的关系是：（）A.相等；B.前者大于后者；C后者大于前者。10、滞止状态点的蒸汽焙值与实际状态点的关系是：（）A.相等；B.前者大于后者；C后者大于前者。11、纯冲动级和复

13、速级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、纯冲动级和反动级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、反动级和复速级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、轮周效率是针对下面哪项损失提出的。（）A.余速损失；B部分进汽损失；C级内损失。15、级的相对内效率是针对下面哪项损失提出的。（）A余速损失；B.喷嘴和动叶内部流动损失；C级内损失。16、长叶片级的速度三角形中，叶根、平均直径和叶顶三处的动叶进口角的大小 排序是：（）A. BB1 均P 1 ra； B. Pi均B i m； C. B

14、1均B 】根B i 恥17、长叶片级的速度三角形中，叶根、平均直径和叶顶三处的喷叶岀口相对速度 的大小排序是：（）A.Wijfl； B.WiirWi均眄 根；（2旳均Wii a； AhnAhb 0. 5Aht； QfO. 5。（3）带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小 部分在动叶栅中进行。这种级兼有冲动级和反动级的特征，它的流动效率高于纯 冲动级，作功能力高于反动级。在这种级中：P1 ps Aha Ahb 0； Qo=0. 05 0. 35o（4）复速级：复速级有两列动叶，现代的复速级都带有一定的反动度，即 蒸汽除了在喷嘴中进行膨胀外，在两列动叶和导叶中也进行适当的膨胀

15、。山于复 速级采用了两列动叶栅，其作功能力要比单列冲动级大。33. 什么是冲击原理和反击原理？在什么情况下，动叶栅受反击力作用？答：冲击原理：指当运动的流体受到物体阻碍时，对物体产生的冲击力，推动物 体运动的作功原理。流体质量越大、受阻前后的速度矢量变化越大，则冲击力越 大，所作的机械功愈大。反击原理：指当原来静止的或运动速度较小的气体，在膨胀加速时所产生的 一个与流动方向相反的作用力，称为反击力，推动物体运动的作功原理。流道前 后压差越大，膨胀加速越明显，则反击力越大，它所作的机械功愈大。当动叶流道为渐缩形，且动叶流道前后存在一定的压差时，动叶栅受反击力 作用。34. 说明冲击式汽轮机级的丄

16、作原理和级内能量转换过程及特点。答：蒸汽在汽轮机级内的能量转换过程，是先将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换 为蒸汽所具有的动能，然后再将蒸汽的动能在动叶栅中转换为轴所输出的机械 功。具有一定温度和压力的蒸汽先在固定不动的喷嘴流道中进行膨胀加速，蒸汽 的压力、温度降低，速度增加，将蒸汽所携带的部分热能转变为蒸汽的动能。从 喷嘴叶栅喷出的高速汽流，以一定的方向进入装在叶轮上的动叶栅，在动叶流道 中继续膨胀，改变汽流速度的方向和大小，对动叶栅产生作用力，推动叶轮旋转 作功，通过汽轮机轴对外输出机械功，完成动能到机械功的转换。山上述可知，汽轮机中的能量转换经历了两个阶段：第一阶段是在喷嘴叶栅 和动叶栅中将

17、蒸汽所携带的热能转变为蒸汽所具有的动能，第二阶段是在动叶栅 中将蒸汽的动能转变为推动叶轮旋转机械功，通过汽轮机轴对外输出。35. 汽轮机的能量损失有哪儿类？各有何特点？答：汽轮机内的能量损失可分为两类，一类是汽轮机的内部损失，一类是汽轮机 的外部损失。汽轮机的内部损失主要是蒸汽在其通流部分流动和进行能量转换时，产生的 能量损失，可以在熔燔图中表示出来。汽轮机的外部损失是山于机械摩擦及对外漏汽而形成的能量损失，无法在焙W.燔图中表示。36什么是汽轮机的相对内效率？什么是级的轮周效率？影响级的轮周效率的因 素有哪些？答：蒸汽在汽轮机内的有效焙降与其在汽轮机内的理想焙降的比值称为汽轮机的 相对内效率

18、。一公斤蒸汽在级内转换的轮周功和其参与能量转换的理想能量之比称为轮 周效率。影响轮周效率的主要因素是速度系数0和0,以及余速损失系数，其中余速 损失系数的变化范围最大。余速损失的大小取决于动叶出口绝对速度。余速损失 和余速损失系数最小时，级具有最高的轮周效率。1. 分别画出反动级、纯冲动级、复数级最佳速度比时的速度三角形，并解释作 图依据。2. 画出最佳速度比(Xi)op分别为cos a i、(cos a i) /2和(cos a i ) /4的速度三 角形，并解释作图依据。3. 在h-s图上画出反动级的热力过程曲线，并标注动叶进口滞止状态点、动 叶出口状态点、级有效焰降。4. 在h-s图上画

19、出纯冲动级的热力过程曲线，并标注静叶进口滞止状态点、 动叶出口状态点、级的余速损失。六. 计算题1. 已知汽轮机某纯冲动级喷嘴进口蒸汽的焙值为3369. 3 kj/kg,初速度co = 50 m/s,喷嘴出口蒸汽的实际速度为C1 = 470.21 m/s,速度系数0二0.97,本级的余速未被下一级利用，该级内功率为匕二1227. 2 kW,流量D二47 T/h,求:(1) 喷嘴损失为多少？(2) 喷嘴出口蒸汽的实际焙?(3) 该级的相对内效率？解：沪需J4845misii 424 752/? =c：(l 0)=(1 -0.972) = 6.94 kJ I kg喷嘴损失：“ 221000你。=色

20、=1250 J/kg = .25 kJ I kg 2h；=九 += 3369.3 + 1.25 = 3370.55 kJ/kgi .i 44 752/?k=/?)-c1；=3370.55-. = 3253 叫喷嘴出口蒸汽的实际焙：勺=你+% 253 +63 = 3260 叫 丛；=力；-饥=3370.55 - 3253 =117.55 kJ/kg“3600片 3600 x1227.2.z/A/?. = = 94 kJ I kg1 D 47x1000级的相对内效率:% = It94117.55= 0.802. 某冲动级级前压力po=O. 35MPa,级前温度t二169 C,喷嘴后压力P1=0.

21、25MPa, 级后压力p尸0.56MP&,喷嘴理想焙降Ah a二47.4kJ/kg,喷嘴损失Ah . =3.21kJ/kg,动叶理想焰降 Ahb=13.4kJ/kg,动叶损失 Ahbt=1.34kJ/kg,级 的理想焙降 h t=60. 8kJ/kg,初始动能Ahe0=0,余速动能A h e 2=2. 09kJ/kg,其 他各种损失S A h=2. 05 kJ/kg。计算：（1）计算级的反动度Q =（2）若本级余速动能被下一级利用的系数“L0.97,计算级的相对内效率n解：级的反动度 Qf A hb/ A ht=13. 4/60. 8=0. 22级的相对内效率 Q n=( A ht- A ha

22、 c - A hb - A hc2-工 A h) / ( A ht- U i X A hj 二0 923. 某反动级理想焰降A ht=62. lkj/kg,初始动能厶he。二1. 8 kj/kg,蒸汽流量 G=4.8kg/s,若喷嘴损失Ahni=5. 6kJ/kg,动叶损失Ah00. 5,其余各级平均相对内效率nW.7=0.85。假定发电机效率口二0.98,机械效率n,=0. 99o试求:(1) 该级组的相对内效率。(2) 该机组的汽耗率。(3) 在hs (焰爛)图上绘出该机组的热力过程线。解：(1)因为调节级效率n H=0. 5= Ah ?/ Ah ；所以调节级有效焙降：Ah /=0. 5X

23、 Ah =104.63 kj/kg其余各级的有效焙降：A Q nriX A H?1其中：AH tn= AH t-Ah 1450-209. 3=1240. 7 kj/kgA Hi = n nriX AHtn =0. 85X1240. 7=1054. 6 kj/kg故整机的相对内效率：nn=( AhZ + AH/1) /AH t= 1159. 25 / 1450 = 79. 9 %(2) 机组的汽耗率：d 二 3600 / ( ah t nri n5 nJ 二 3600 / (1124.7)二 3.2 kg /kW.(3) 热力过程线见右图。9. 已知某级级前蒸汽入口速度C。二0.0m/s,级的理

24、想焙降厶h t=78. OkJ/kg,级 的反动度Q二0. 3, a二12 , 0尸18 ,圆周速度尸178m/s,喷嘴速度系数 0二0.97,动叶速度系数占二0.9,余速利用系数/o=l. Oo(1) 讣算动叶进出口汽流绝对速度及相对速度。(2) 画出动叶进出口速度三角形。(3) 画出该级热力过程线并标注各符号。解： A/?/ =(l-Qw)A/?r0= (1-0. 3) X 78=54. 6 kj/kgclz =2x 10W = j2xl(T x546 = 330.5m/sq =(pcu= 330.5 x 0.97 = 320.5 m,/ s州=Jc, +M2-2cHcosal =a/32

25、0.52 +I782 - 2x320.5xl78cosl2 =149. 4m/sW2=09x j2x03x78xl0 二 194. 7 m/sc2 = JwJ +“2 一2叫COS02 = 7194.7 +1782 - 2X194.7 x 178xcosl8 二55. lm/s(2)动叶进出口速度三角形：w.（3）该级热力过程线:10. 已知某级 G二30Kg/s, Co二0. 0, Wi二 138m/s, 6二293m/s, w:=157m/s, c:=62. 5m/s, 轴向排汽（a =900）,喷嘴和动叶速度系数分别为卩二0.93, p二0.88,汽轮机转速 为3000转/分。（1）讣算

26、该级的平均反动度。（2）计算轮周损失、轮周力、轮周功率和轮周效率（。二0,-二0.9）。（3）作出该级的热力过程线并标出各量。解:22x10 审r =47. 56 KJ/Kg2x1002xl03157215822x105x0.8822x103= 3.418 KJ/Kg) = 0.07乂+M3.418 + 47.56(2) u = yjw -c22 = V1572 -62.52 =144 m/s2 2 2 Ci + U _ VV. =arc cos2c, M2932+1442 -1582=arccos=lb2x293x144卩、=arcs in 丄-=arcs in62,5= 26喷嘴损失为:如

27、=物(1-02)=47.56x(10.952)=4.64 KJ/Kg2乍动叶损失为：0% =亠(1-以)=竺二(1一0882)=359 KJ/Kg2xlO3 V 7 2xlO3 v7余速损失为：処2 = 厶-=竺一=1. 95 KJ/Kg22xl032xl03轮周损失为：% + 殉 + 恥2 =4. 64+3. 59+1. 95=10. 18 KJ/Kg 轮周力为：FfG (c, cos +c2 cosa2) = 30x(293cosl6, 4- 62.5cos90 )=85IN(3)热力过程线为：2x103 x 0.9511-已知汽轮机某级喷嘴出口速度5二275m/s,动也进、出口速度分别为

28、 wE24m/s、w:=205m/s,喷嘴、动叶的速度系数分别为0二097,鸭二094,试计算该级的反动度。解：A/?,0 = ”2752x10-2x10-2x0.97x103 =4-187SW2/1 22xlO3 - 2xlOV2 - 2x103 x0.942 23 KJ/Kg亦誌厂 蔺亀3已知某汽轮机级的滞止参数为Po*=12.75MPa. P o*=4O.lkg/m3,汽流为过热蒸 汽，喷嘴出口面积An=O.lm2,B台门系数B=0.7,求该汽轮机级的流量。（5分）4. 已知某汽轮机级的初参数，P（）=12.75MPa, To=535C,Co=100m/s,汽流为过热 蒸汽（R=0.46

29、1kJ/kg.K, k=1.3, Cp=1.870kJ/kg.K）o 求其止滞参数 Po*、To*。（5 分）5. 已知某汽轮机喷嘴的滞止参数，Po*=12.75MPa, P 0*=39kg/m喷嘴出口面积 An=0.15mffi比 n=06,汽流为过热蒸汽，求该汽轮机级的流量。（5分）6. 已知某纯冲动式汽轮机动叶平均直径d.=1.5m,转速n=3000转/分，流量 G=300t/h,C560m/s,a】二12, 0；二11；屮二0.97。求该动叶栅所受的周向力。 （10 分）7. 已知某单级冲动式汽轮机机，动叶平均直径dm=0.8m,转速n=3000转/分，反 动度 Q =0.2,理想焙降

30、厶ho*=200kj/kg,轮周功率 Pi匸 1000kw,Ci=560m/s,a 1二12, B *11,二0.97。求该汽轮机的流量。（10分）8. 已知某纯冲动式汽轮机动叶平均直径dm=l5m,转速I匸3000转/分,Ci=560m/s, ax=12, P：=ll,屮二0.97。求该动叶栅余速损失。（5分）9. 已知某纯冲动式汽轮机动叶平均直径dIU=lm,转速n=3000转/分，最佳速度比 （X）op=0.46,求该级的理想焙降。（5分）10. 已知冲动式汽轮机某级动叶平均直径dm=l5m,转速I匸3000转/分，反动度Q =0.1,最佳速度比（Xi）op=0.46,求该级静叶的理想焙降。（5分）11. 已知某汽轮机级的理想焙降厶ht=120kj/kg涂速损失为54kj/kg,余速利用系 数叭二1, u 1二0. 5,前级的余速损失为60kj/kg,计算该级的理想能量E（）o12. 已知某汽轮机级的理想滞止焰降厶h*=150jk/kg,级的反动度Qm=0.12，喷 嘴出汽角a 1 =11.10,动叶出汽角P2=18.30o若级的速度比xl=u/cl =0.54, 喷嘴速度系数0=0.97 ,巾二0935,进入喷嘴的初速度c0=52.3m/s,试计算动