级的热力计算练习题

1、汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）教学目的教学目的：通过对一个单列级的热力计算来阐明级的热力计算程序和对计算中一些问题的考虑，以及数据选取的方法。题目题目已知条件已知条件： 某汽轮机的一个中间级，级的平均直径 ，流入该级的蒸汽初速度 ，流量 ；级前蒸汽压力 ，干度 ，级的理想焓降 ，级的平均反动度 ，顶部反动度 ，喷嘴出汽角 ，隔板汽封采用平齿结构，汽封齿的平均直径 ，汽封间隙 ，齿数 ，动叶顶当量间隙 ，余速利用系数 。单列级的热力计算示例单列级的热力计算示例1.44mdm091.5/cm s60 /Dt h00.098pMpa00.99x 125.6/thkJ kg0.

2、2m 0.24t 119200Pdmm0.5Pmm2PZ 2tmm10.85题目题目要求要求：(1) 确定级的主要尺寸；(喷嘴、动叶栅)(2) 计算级的内效率与内功率。(轮周功及轮周效率，级内损失)汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）单列级的热力计算示例单列级的热力计算示例计算原则计算原则：(1)按蒸汽流动的方向，从左向右算，即先喷嘴，后动叶；(2)关注蒸汽流量、速度、及能损。计算流程计算流程：(1)查hs图；(2)喷嘴热力计算；(3)动叶热力计算；(4)轮周功与轮周效率；(5)级内各项损失计算；(6)级的内功率和内效率；(7)绘制级的热力过程线；计算过程计算过程1级内焓降分

3、配计算：级内焓降分配计算：(1)喷嘴的滞止理想焓(2)喷嘴的滞止理想焓降(3)动叶的理想焓降汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）220091.54.19(/)22cchkJ kg0*(1)(1)()(1 0.2)(125.64.19)103.8(/)ncmtmthhhhkJ kg题目题目已知条件已知条件： 流入该级的蒸汽初速度 ，级的理想焓降 ，级的平均反动度 ，091.5/cm s125.6/thkJ kg0.2m 0()0.2(125.64.19)26(/)bcmtmthhhhkJ kg 计算过程计算过程2喷嘴热力计算：喷嘴热力计算：(1)喷嘴前后蒸汽参数 根据 、 、

4、以及 ，由hs图可查得：喷嘴喷嘴前前滞止压力 ， 滞止焓 ， 滞止密度 ， 喷嘴前焓 ；喷嘴后喷嘴后压力 ， 理想密度 ， 理想焓 。汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）题目题目已知条件已知条件： 某汽轮机的一个中间级，流入该级的蒸汽初速度 ，级前蒸汽压力 ，干度 ，级的理想焓降 091.5/cm s00.098pMpa00.99x 125.6/thkJ kg0p0 x0ch*nh*00.10pMPa*02565/hkJkg*300.592/kg m02651.81/hkJ kg10.05pMPa310.333/tkg m12552.2/thkJ kg计算过程计算过程2喷嘴热

5、力计算：喷嘴热力计算：(2)喷嘴截面积的确定等熵指数：临界压比：喷嘴前后压比： 因为 ，所以气流在喷嘴中为超音速流动。但是 ，故喷嘴应该是渐缩型，超音速在斜切部分达到。临界压力：临界焓：临界密度：临界速度： 汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）01.0350.11.0350.1 0.991.134kx1.13411.134 122()()0.57711.134 1kkcrk1*00.54nppncr0.30.4n*00.1 0.5770.0577()crcrppMPa2562/crhkJ kg30.364/crkg m*302()2 (26562562) 10434(/ )c

6、rcrchhm s6计算过程计算过程2喷嘴热力计算：喷嘴热力计算：(3)喷嘴出口汽流速度喷嘴出口汽流理想速度：喷嘴出口实际汽流速度：喷嘴出口汽流出口角为： 因为喷嘴出口压力 ，斜切部分中汽流产生膨胀，发生偏转，喷嘴汽流出口角应为喷嘴出口角 加上汽流偏转角 ，且汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）*3122 103.8 10455.6(/ )tnchm s11()110.97 455.6442(/ )tccm s1crpp1111111111110.364 434sin()sinsin190.3380.333 455.6sin ()19.76crcrttcc计算过程计算过程2喷

7、嘴热力计算：喷嘴热力计算：(4)隔板的漏汽量计算( 在0.70.8间选取)(5)流经喷嘴的流量汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）*1132222 103.8 100.75 3.15 0.2 0.00052 1322.92 10 (/ )nnpppppppphhGAdvZvZkg s p260 10002.53 10360016.670.029216.64(/ )npGGGkg s计算过程计算过程2喷嘴热力计算：喷嘴热力计算：(6)喷嘴叶栅出口面积(7)喷嘴高度(8)喷嘴损失(9)喷嘴出口蒸汽参数喷嘴出口实际焓值:喷嘴出口实际密度:汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义

8、（一（一）2*60016.640.106()0.6480.648 0.1 100.592nnGAmpn10.10672()sin1 3.14 1.44sin19nmAlmme d112552.26.142558.34(/)tnhhhkJ kg310.328(/)kg m2*2(1)(1 0.97 ) 103.86.14(/)nnhhkJ kg计算过程计算过程3动叶栅热力计算：动叶栅热力计算：(1)动叶栅进口速度三角形圆周速度：根据 ， 可作出动叶进出口速度三角形，如下图所示。由动叶栅进口速度三角形可求得动叶进口相对速度 汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）1.44 30002

9、26(/ )6060md num s1cu2211111222cos()4422262 442 226 cos19.76241.7(/ )wcucum s 111111111sin()cos()442sin19.76442cos19.7622638.173810ctgcutg计算过程计算过程3动叶栅热力计算：动叶栅热力计算：(2)动叶出口速度三角形动叶进口汽流能量：动叶出口汽流理想相对速度：动叶出口汽流实际相对速度：一般取动叶出口相对速度汽流角 ，选取时应使动叶出口高度 不低于进口高度 。现取汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）2211241.729.2(/)22wwhkJ

10、kg3212()2(2629.2) 10332.3(/ )tbwwhhm s220.937 332.3311.4(/ )twwm s21(310 )blbl21538.17533.17图：速度系数 与 和 的关系m2tw12222222222cos331.42262 311.4 226 cos33.17173.9(/ )cwuw um s 122221sinsin311.4 sin33.7sin173.978.44wc根据 、 可作出动叶出口速度三角形，如下图所示。动叶出口汽流绝对速度：动叶出口汽流绝对速度方向角：2wu计算过程计算过程3动叶栅热力计算：动叶栅热力计算：(3)动叶栅损失(4)动

11、叶出口蒸汽参数动叶出口理想焓：动叶出口理想密度： 动叶出口压力: 动叶进出口压比： 动叶出口实际焓： 动叶出口实际密度： （由hs 图查得）动叶出口实际干度： 汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）22222332.3(1)(1 0.937 )6.74(/)22tbwhkJ kg212558.34262532.34(/)tbhhhkJ kg320.287(/)tkg m20.045()pMPa210.0450.83,0.054bcrpp（动叶中为亚音速流动）2212532.46.742539.14(/)bhhhkJkg 320.286(/)kg m20.956x 计算过程计算过

12、程3动叶栅热力计算：动叶栅热力计算：(5)动叶栅进口高度(6)动叶出口截面积(7) 动叶出口高度汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）72 1275()bnrtllmm 22222()16.640.270.184()0.935 332.3 0.287bntbbttbttGGGAwwm20.18474.3()sin3.14 1.442 sin33.17bbbAlmmd计算过程计算过程3动叶栅热力计算：动叶栅热力计算：(8)动叶顶部漏汽量计算(9)余速动能汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）*23()1 0.6 3.14 (1.4420.075)0.002 0.2

13、94 0.24 129.8 100.27(/ )ttbbttttGedlhkg s 22322173.91015.12(/)22cchkJ kg计算过程计算过程4轮周功及轮周效率轮周功及轮周效率：(1)通过轮周有效焓降计算轮周功(1)通过速度三角形计算轮周功(2)轮周效率汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）*2129.86.146.74 15.12101.8(/)utnbcPhhhhkJ kg 112211122coscoscos()cos226(442cos19.76173.9cos78.44 )101.85(/)uPu wwu cckJ kg*012101.887(%)1

14、29.80.85 15.12uuuuchhEhh计算过程计算过程5级内各项损失计算：级内各项损失计算：(1)叶高损失(2)叶轮摩擦损失摩擦耗功：用能量表示摩擦损失：汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）t21.6101.82.27(/)72=()lununbcahhkJkglahhhhh单列级，包括扇形损失，故 =1.6；32121()10022611.2 () 1.4411003.2738.79()fuPKdvkW8.790.53(/)16.67ffPhkJ kgG计算过程计算过程5级内各项损失计算：级内各项损失计算：(3)隔板漏气损失(4)叶顶漏气损失汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）*2()0.0253(129.86.146.74 15.122.27)16.670.151(/)pppitnbclGGhhhhhhhGGkJ kg0.2799.531.61(/)16.67ttiGhhkJkgG计算过程计算过程5级内各项损失计算：级内各项损失计算：(5)湿汽损失(6)级的内功率(7)级的内效率汽轮机汽轮机原理课堂习题原理课堂习题讲义讲义（一（一）*022(1)(1)()22.63(/)xmitnbclptf