汽轮机原理习题

1、?汽轮机原理?习题1.：渐缩喷嘴进口蒸汽压力p0 8.4MPa，温度t0 490C,初速c0 50m s ；3.某机组冲动级级前蒸汽压力Po1.96MPa ,温度t0350 C；级后蒸汽压力(1)喷嘴前蒸汽滞止焓、滞止压力；(2)喷嘴出口的实际速度；(3)当喷嘴后蒸汽压力由P1 5.8MPa下降到临界压力时的临界速度。:某汽轮机级的进汽压力P01.96MPa，温度t0350 C；级后蒸汽压力P21.47MPa。速度比 x1u C10.53,级的平均反动度m 0.15，又知喷嘴和动叶栅的速度系数分别为0.97,0.90，喷嘴和动叶的出口汽流角为118 ,21 6。(1)求解并作出该级的速度三角形

2、；(2)假设余速利用系数0 0,1 1，流量D 960t h，求级的轮周效率u和轮周功率Pu ；2.定性绘制级的热力过程曲线。(3)喷嘴后蒸汽压力p15.8MPa，喷嘴速度系数0.97。求P2 1.47MPa。该级速度比Xi 0.45，喷嘴出口汽流角为 i 13，动叶的进口汽流角与出口汽流角相等1 2，喷嘴和动叶栅的速度系数分别为0.95 ,0.87 ;该级的平均反动度m 0。试求解：同题2 1 2 34.国产某机组第三级设计工况下级前蒸汽压力P0 5.13MPa，温度t。 467.5C；级后蒸汽压力p2 4.37MPa，进口汽流的初速动能 hc 1.214kJkg全部被利用。设 计中选定该级

3、的平均直径 dm 998.5mm，级的平均反动度 m 7.94%，喷嘴出口 汽流角为1 10 47，动叶的出口汽流角相等 2 17 54。又知喷嘴和动叶栅的速度系数分别为0.97 ,0.935，汽轮机的转速n 3000r min , 1 1。试作出该级的速度三角形，求级的轮周效率u，定性绘制级的热力过程曲线。5.：单级冲动式汽轮机的动叶为对称叶片，即动叶进出口汽流角相等。 喷嘴出口汽流角i 20，喷嘴出口汽流速度 G 650ms，喷嘴速度系数0.96。动叶圆周速u 300m s，动叶速度系数 0.70，另取 m 0，10。试计算：(1) 动叶的进出口汽流角 1和2 ；(2) 单位流量蒸汽作用于

4、动叶片上的作用力F,和Fz1 ；(3)单位流量蒸汽所作的轮周功PUi，以及轮周效率6.机组某纯冲动级喷嘴出口汽流速度Ci766.8 m s，喷嘴出口汽流角i 20，动叶圆周速u 365.76m s。假设动叶进出口汽流角相同，喷嘴速度系数0.96，动叶速度系数0.80，通过该级的蒸汽流量 G 1.2 kg s，10，试求：(1) 蒸汽进入动叶的角度1和相对速度 那么；(2) 蒸汽作用在动叶上的切向力Fu ；(3) 级的轮周功率PU和轮周效率 u。7. 试估算某机组低压缸的级数z。该级组的理想焓降为Ht 260kJ kg，级组的第一级和最末级的平均直径分别为d10.956m，dz 0.997m。速

5、度比xa 0.50，且对于各级均为定数。转速n 3000匚min，重热系数0.05。8. 某中压汽轮机的前轴封是由假设干段迷宫式轴封组成。其第一段轴封的有关数据如下：轴封片数z 17，轴封段直径d|400mm,轴封径向间隙 0.5mm，轴封进汽压力 p01.18MPa，温度 t0300 C。试求:(1)轴封段后汽压pz1 0.294MPa时，该轴封段的漏汽量GM ；(2)当轴封段后汽压pz2 0.196MPa时的漏汽量 Gl29.当喷嘴初压 p0 1.96MPa，背压p1 1.61MPa时，通过喷嘴的流量 G 4kg s。试求当初压维持不变，而喷嘴流量增至G1 5kg s时的喷嘴背压p11。1

6、0.渐缩喷嘴前蒸汽压力Po 12.8MPa，喷嘴后压力pi 9.81MPa，且保持不变。Poi，才能使通过喷嘴的蒸当忽略蒸汽初温的变化，问喷嘴前蒸汽必须节流到什么压力汽流量减少至三分之一？11. 某高压凝汽式汽轮机的设计流量G 165.75kg s，设计工况下调节级后蒸汽压力Pi 9.71MPa，温度t1 502.5 C,第一段回热抽汽点蒸汽压力p? 3.73MPa。假设工况变动后，调节级后蒸汽压力变化为p11 10.69MPa，温度t11 513C,第一段回热抽汽点蒸汽压力 p214.12MPa。试计算此工况下，通过调节级后至第一段回热抽汽点级组的流量是多少？12. 在设计工况下通过某汽轮机

7、的流量Go 132.6th ,调节级汽室压力 p1 1.67MPa。当机组流量变为 G1 90t h，试问在正常情况下调节级汽室压力应为多大？假设由于压力级组结垢，使通道面积较原来减少 5%,那么调节级汽室压力又应是多少？13. 以下列图为具有一次调整抽汽式汽轮机的实际工况图。(1)电功率Nel5600kW，抽汽量Ge30t h，求新汽流量G。为多少？(2)新汽量G050t h，抽汽量Ge36t h，求电功率Nei为多少？(3)电功率Nel4000l<W，低压缸流量Gc 8t h，求抽汽量Ge为多少？(4)抽汽量Ge20t h，低压缸流量Gc15t h，求电功率Nei及新汽量G°

8、;为多少？(5)新汽量G030t h，低压缸流量Gc12t h，求电功率Nei为多少？14. 某单压凝汽器的冷却水进口温度twi 20 C,冷却水温升t 8 C,凝汽器传热端差t 5 C,试确定该凝汽器内压力。不考虑过冷因素15. 根据以下条件，计算等截面叶片的根部截面上，由于离心力拉应力c和汽流弯应力u。：级的平均直径dm 1.10m，动叶高度lb 0.05m，轮周功率Pu 600kW，该级为全周进汽，叶片数Zb 152，叶型根部抗弯断面系数W 0.09cm3，转速n 3000r min，密度 7.85 103kg m3。忽略动叶前后压差轴向分力的变化。16. 试求等截面叶片的最大弯应力和最

9、大拉应力。：通过该级的蒸汽流量G 16.6kg s，级的平均直径 dm 1.252m，叶片高度lb 0.191m，动叶前压力 p1 0.03903MPa，级后压力 p2 0.03766MPa，喷嘴出口汽流速度g 386m s，汽流角115，2100，余速C297m s。级的轮周速度u 196.5m s，动叶片数Zb 144，叶片最小截面系数 Wmin 0.508cm3， 局部进汽度e 1,叶片材料密度7.85 103 kg m3。17. 试求根部夹紧而顶端自由的等截面单个叶片的切向A型振动的一、二阶频率。：叶高lb 0.191m，叶片截面积Ab 3.4 10 4m2，最小惯性矩Imin 0.7

10、42 10 8m4，叶片材料的弹性模量E 20.59 1010 N m2，材料密度7.85 103 kg m3。18. 某级动叶片为调频的自由叶片，：A型静频率fmin 160Hz，fmax 170Hz，动频系数B 3，振动强度平安倍率Ab 4.06，电网周波允许波动范围 48.5 50.5Hz，各频位下的平安倍率限额见下表。试问：1叶片的频率分散度是否合格？2叶片振动平安倍率是否合格？3正常运行时能否避开危险共振？K23344556Ab19. 某厂在低周波运行期间，曾将同步器的工作范围调至4% 6%，该调速系统的速度变动率 5%，试问：1当电网周波恢复至50Hz时，机组最多能带多少负荷？2当

11、电网周波在何值时才能带上满负荷？3如果调节系统的缓慢率0.5%，机组甩负荷后转速升高的最大静态稳定值是多少？20. 甲、乙两机的静态特性如以下列图所示，当电网周波为50Hz时，甲、乙两机的负荷为100%额定值，试求：1甲、乙两机的转速变动率各为多少？2假设电网周波对应于转速升高到3050rpm，那么两机的负荷各为多少？3假设电网周波对应于转速升高到3050rp m,甲机仍需担负100%额定负荷，贝U其静态特性线应移到什么位置？4在甲机静态特性移动后，假设该机组甩负荷，试问超调量为90rpm时是否引起超速保安器动作？假定超速保安器的动作转速为112% n0nrpm)3H0317531302850

12、44 5A 6070 SOUWNxlOO%?汽轮机原理?补充习题补充习题 1完成某冲动级的热力计算。某多级汽轮机转速 n 3000rpm ，其某级的动叶平均直径 dm 1300mm ，该级的平均反动 度 m 0.20，级的理想焓降ht 90kJ / kg ，进口初速 C0 80m / s ，全部被利用，汽流 角 1 15 ， 2 1 6 ， 离 开 本 级 的余速 全 部 被 下一 级 利 用；已 知 蒸 汽 流量 D 1700t / h ，喷管速度系数0.97 ，动叶速度系数0.95，除喷管损失、 动叶损失和余速损失外的其它级内损失为 2.10 kJ /kg 。(1) 按比例绘制级的速度三角

13、形。(2) 计算级的轮周效率、轮周功率。(3) 计算级的相对内效率、内功率。(4) 定性绘制级的热力过程线。补充习题 2完成某反动级的热力计算。某多级汽轮机转速n 3000rpm，其某级的动叶平均直径 dm 1250mm，该级为反动级， 级的理想焓降 ht 48kJ/kg，进口初速C。 50m/s，全部被利用，汽流角 ! 15 ,2!，离开本级的余速全部被下一级利用；蒸汽流量D 2500t/h，喷管速度系数 0.97，动叶速度系数 0.96，除喷管损失、动叶损失和余速损失外的其它级内损 失为 2.10 kJ /kg 。(1) 按比例绘制级的速度三角形。(2) 计算级的轮周效率、轮周功率。(3)

14、 计算级的相对内效率、内功率。(4) 定性绘制级的热力过程线。补充习题3.某小型凝汽式汽轮机，锁定工况心 主蒸汽流=100(/),调廿级聆蒸汽乐力 P2=N8O(MP“)持汽压力pt =5(KPa)且保持不变，机组仅有一个不调籟给水冋热抽 汽.抽汽压力为几=LOO(M加)给水冋热用抽汽址0为工蒸汽流星的12% (保持同定 比例不变人试作以下变丁况分析计算；当q产盹")时，求內厂ptli(2) 在原额定工况流重卜"假设抽汽停运*求円"pz3)在原额定工况流量假设从抽汽点引额外蒸汽对外界供热、0辱=40(r/A)t求阳、(4)在原额定工况流貳兀假设从抽汽点引额外蒸汽对外界供热，为保证对外供汽品质.要求抽汽压力pFi > 0,588(AYPfl),求垠人可用丁供热的蒸汽莹: 当对锅炉进行改造*主蒸汽流=120(/),试求解满足(4)中供热用力的 最大供热抽汽量D掛：(6 )分析1 5中各种情况下汽轮机的调节级、各级组的焓降和功率相对