汽轮机原理习题及答案

第一章绪论

一、单项选择题

1、新蒸汽参数为13、5MPa得汽轮机为（b）

A、高压汽轮机B、超高压汽轮机

C、亚临界汽轮机D、超临界汽轮机

2、型号为N300—16、7/538/538得汽轮机就就是（B）。

A、一次调整抽汽式汽轮机B、凝汽式汽轮机

C、背压式汽轮机D、工业用汽轮机

第一章汽轮机级得工作原理

一、单项选择题

3、在反动级中，下列哪种说法正确?（C）

A、蒸汽在喷嘴中得理想蛤降为零

B、蒸汽在动叶中得理想蛤降为零

C、蒸汽在喷嘴与动叶中得理想蛤降相等

D、蒸汽在喷嘴中得理想蛤降小于动叶中得理想蛤降

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、下列哪种措施可以减小级得扇形损失?（C）

A、采用部分进汽B、采用去湿槽

C、采用扭叶片1）、采用复速级

6、纯冲动级动叶入口压力为出口压力为则P1和P2得关系为（C）

A^P1<P2?!>P2

C、P产P2D、P2

7、当选定喷嘴和动叶叶型后，影响汽轮机级轮周效率得主要因素（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、反动级得结构特点就就是动叶叶型（B）o

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、当汽轮机得级在（B）情况下工作时，能使余速损失为最小。

A、最大流量B、最佳速度比

C、部发进汽D、全周进汽

1、汽轮机得级就就是由组成得。【C1

A、隔板+喷嘴B、汽缸+转子

C、喷嘴+动叶D、主轴+叶轮

2、当喷嘴得压力比加大于临界压力比之时，则喷嘴得出口蒸汽流速C,

[A]

A、C】<CcrB、J二J

C、Ct>CcrD、Ccr

3、当渐缩喷嘴出口压力P1小于临界压力Pa时,蒸汽在喷嘴斜切部分发生膨

胀，下列哪个说法就就是正确得？[B]

A、只要降低Pl,即可获得更大得超音速汽流

B、可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中得膨胀就就是有限得

C、蒸汽在渐缩喷嘴出口得汽流流速等于临界速度Cq

D、蒸汽在渐缩喷嘴出口得汽流流速小于临界速度

4、汽轮机得轴向位置就就是依靠确定得？[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得有效力就就是o

C1

A、轴向力B、径向力

C、周向力D、蒸汽压差

6、在其她条件不变得情况下，余速利用系数增力级得轮周效率为[A]

A、增大B、降低

C、不变D、无法确定

7、工作在湿蒸汽区得汽轮机得级，受水珠冲刷腐蚀最严重得部位就就是:

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、选择合适得反动度

D、在非工作段得动叶两侧加装护罩装置

9、火力发电厂汽轮机得主要任务就就是：

[B]

A、将热能转化成电能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

1()、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得滞止理想蛤降为40kJ/kg,该级得反动度为()、

187,则喷嘴出口得理想汽流速度为[D]

A、8m/sB、122m/s

C、161m/sD、255m/s

12、下列哪个说法就就是正确得[C]

A、喷嘴流量总就就是随喷嘴出口速度得增大而增大；

B、喷嘴流量不随喷嘴出口速度得增大而增大;

C、喷嘴流量可能随喷嘴出口速度得增大而增大，也可能保持不变;

D、以上说法都不对

13、冲动级动叶入口压力为P1,出口压力为P*则Pi和P2有_____关系。

[B1

、、

AP,<P2BPf>P2

、、()、

CP1=P2DP|=5P2

14、工作段弧长为1037mm，平均直径1100mm,该级得部分进汽度:

[A]36

A、0、3B、0、5

C、0、66D、1

15、汽机中反劫度为0、5得级被称为：[D]

A、纯冲动级B、带反动度得冲动级

C、复速级D、反动级

16、蒸汽在某反动级喷嘴中得滞止理想蛤降为30kj/kg,则蒸汽在动叶通

道中得理想始降为：[C]

A、OkJ/kgB、15kj/kg

C、30kj/kgD、45kj/kg

17、在反动式汽轮机级中，如果不考虑损失，则：[B]

A＞蒸汽在动叶通道中得绝对速度增大

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、假设喷嘴前得蒸汽滞止蛤为3350kJ/kg,喷嘴出口蒸汽理想比蛤值为3

304、4kj/kg,则喷嘴实际出口速度为【A】16

A、9、5m/sB、81、3m/s

C、81、9m/sD、320m/s

19、关于喷嘴临界流量，在喷嘴出口面积一定得情况下,请判断下列说法哪个

正确：[C]

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,若喷嘴出口汽流角%=15°,当速比取下列哪个值时,该级得

轮周效率最高。[D]

A、0、24B、0、48

C、0、6D、0、966

21、在喷嘴出口方向角/和圆周速度〃相等时，纯冲动级和反动级在最佳速比

下所能承担得给降之比为[B]

A、1:2B、2:1

C、1:1D、1:4

22、汽轮机级采用部分进汽得原因就就是[B]

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、下列哪几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、在圆周速度相同得情况下,作功能力最大得级为[C]

A、纯冲动级B、带反动度得冲动级

C、复速级D、反动级

25、在各自最佳速比下，轮周效率最高得级就就是【D】

A、纯冲动级B、带反动度得冲动级

C、复速级D、反动级

26、蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀得条件就就是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、蒸汽在喷嘴中理想给降为零

B、蒸汽在动叶中理想蛤降为零

C、蒸汽在喷嘴与动叶中得理想给降相等

D、蒸汽在喷嘴得理想蛤降小于动叶得理想蛤降

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得扇形损失[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、在汽轮机工作过程中，下列哪些部件就就是静止不动得？

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]49

A、采用扭修片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得特点就就是[B]

A、蒸汽只在动》栅中进行膨胀B、蒸汽仅对喷嘴施加冲动力

C、喷嘴进出口蒸汽压力相等D、喷嘴理想烙降等于动叶理想蛤降

33、汽在叶片斜切部分膨胀得特点包括[B]

A、蒸汽汽流方向不变

B、其叶片前后得压力比ev&cr

C、其叶片前后得压力比£>ecr

D、叶片出口只能得到音速汽流

34、大型气轮机低压末级得反动度一般为

D]

A0B0、3C0、5D〉0、5

1.喷嘴出口实际气流速度与理想速度得关系就就是（）

相等;B、前者大于后者;C、后者大于前者。

2、动叶出口实际气流速度与理想速度得关系就就是（)

A＞相等;B、前者大于后者;C、后者大于前者。

3、气流在喷嘴中流动得动能损失转变为蒸汽热能,所以其出口蛤值能就

是：（）

A.升高;B、下降;C、不变。

4、渐缩喷嘴超临界流动时，压比与临界压比得关系就就是：（）

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，通过喷嘴得最大蒸汽量只与（）有

关。

A.蒸汽得初参数;B、蒸汽得终参数;C、A和B。

6、在超临界流动条件下，蒸汽在斜切部分流动得情形就就是：

A、超音速，汽流方向不偏转;B、巫音速流劫，汽流方向不偏转;「、超音速，汽流

方向偏转。

7、为了表明在一个级中蒸汽在动叶内膨胀得大小引入反动度概念。对纯冲

动级，下面选项哪项正确：（）

A、动叶烙降为零，反动度亦为零;B、动叶蛤降为零，反动度为0、5;C、动叶

蛤降不为零，反动度亦为零；

8、为了表明在一个级中蒸汽在动叶内膨胀得大小引入反动度概念。对反动

级，下面选项哪项正确：（）

A、动叶蛤降为零，反动度亦为零;B、动叶烙降为零，反动度为0、5;C、动叶蛤

降不为零，反动度为（0、4—0、6）;

9、滞止状态点得蒸汽压力与实际状态点得关系就就是:（）

A、相等;B、前者大于后者;C、后者大于前者。

10、滞止状态点得蒸汽蛤值与实际状态点得关系就就是:（）

A、相等;B、前者大于后者;C、后者大于前者。

11、纯冲动级和复速级做功能力得大小排序就就是:（）

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得大小排序就就是:（）

A、相等;B、前者大于后者;C、后者大于前者。

13、反动级和笑速级得做功能力得大小排序就就是:（）

A、相等;B、前者大于后者;C、后者大于前者。

14、轮周效率就就是针对下面哪项损失提出得。（）

A、余速损失;B、部分进汽损失;C、级内损失。

15、级得相对内效率就就是针对下面哪项损失提出得。（）

A、余速损失;B、喷嘴和动叶内部流动损失;C、级内损失。

16、长叶片级得速度三角形中,叶根、平均直径和叶顶三处得动叶进口角得

大小排序就就是:（）

A、Bi根均〈Pi顶;B、d顶均＜的根;c、Bi均根＜01夜。

17、长叶片级得速度三角形中,叶根、平均直径和叶顶三处得喷叶出口相对速

度得大小排序就就是：（）

A、\v［根＜W］均VW1项;B、W］顶＜W|均vw1根;C、巧均Vw1根Vw1项。

二、判断题

1.复数级具有两列或两列以上得静叶和动叶，所以也可以视为两个或以上

级得串联。（）

2.在纯冲动级内，动叶得蛤降为零,做功也为零。（）

3.带部分进汽得级中，动叶转动将停滞得蒸汽从叶轮一侧鼓到另一侧消耗

得有用功称为斥汽损失。（）

4.在部分进汽得级中，当动叶转动进入工作段叱蒸汽排斥流道中停滞汽流

所消耗得能量称为鼓风损失。（）

5.反动级就就就是反动度等于0、2得级。（）

6.叶轮转动时与其两侧和外缘蒸汽产生得摩擦称为摩擦损失。（）

7.冲动级就就就是反动度为零得级。（）

8.对于纯冲动级，由于其动叶内没有给降，所以轮周功等于零。（）

9.对于铮叶，由于其静止不动，因此即使有蛤降也没有能量得转换。（)

10.减缩喷嘴出口处得当地音速就就就是其临界速度。（）

II.当喷嘴出口压力小于临界压力时,汽流流动从喉部开始方向发生偏转

（）。

12.当喷嘴出口压力大于临界压力时，汽流流动从出口截面开始方向发生偏

转（）o

13.在平面叶栅中，喷嘴出口速度三角形就就是指喷嘴出口处汽流得绝对速

度、相对速度和轮周速度三者得矢量关系（）o

14.在平面叶栅中，动叶入口速度三角形就就是指喷嘴叶出口处汽流得绝对

速度、相对速度和轮周速度三者得矢量关系（）,

15.反动级得给降在喷嘴和动叶中各占一半，所以喷嘴和动叶得叶型互为镜

内映射形状。（）

由于反动级得蛤降在喷嘴和动叶中各占一半，所以为了加工简化，两者可采用

同一叶型。（）

三、填空题

1、汽轮机级内漏汽主要发生在隔板和动叶顶

部O

2、叶轮上开平衡孔可以起到减小轴向推力得作用。

3、部分进汽损失包括鼓风损失和斥汽损失。

4、汽轮机得外部损失主要有机械损失和轴封■损失。

5、湿气损失主要存在于汽轮机得末级和次末级。

6、在反动级、冲动级和速度级三种方式中，要使单级汽轮机得蛤降大，损失较

少，应采用反动级。

7、轮周损失包括：喷嘴损失、动叶损失、余速损失o

四、名词解释

1.反动度

2.复数级

3.冲动式汽轮机（级）

4.反动式汽轮机（级）

5.级得理想玲降

6.级得滞止理想恰降

7.嘴斜切部分得膨胀极限。

8.喷嘴斜切部分得极限压力。

9.余速损失。

10.部分进汽。

11.部分进汽度。

12.轮周功率。

13.轮周效率。

14.级得有效蛤降。

15.级得相对内效率。

1、速度比和诚佳速比

答:将（级动叶得）圆周速度”与喷嘴出口（蒸汽得）速度g得比值定义为速度比,

轮周效率最大时得速度比称为最佳速度比。

2、假想速比

答:圆周速度u与假想全级滞止理想比蛤降都在喷嘴中等比烯膨胀得假想出

口速度得比值。

3、汽轮机得级

答:汽轮机褥级就就是汽轮机中由一列静叶栅和一列动叶栅组成得将蒸血热

能转换成机械能得基本工作单元。

4、级得轮周效率

答:1kg蒸汽在轮周上所作得轮周功与整个级所消耗得蒸汽理想能量之比。

5、滞止参数

答:具有一定流动速度得蒸汽,如果假想蒸汽等嫡地滞止到速度为零时得状态，

该状态为滞止状态，其对应得参数称为滞止参数。

6、临界压比

答:汽流达到音速时得压力与滞止压力之比。

7、级得相对内效率

答:级得相对内效率就就是指级得有效培降和级得理想能量之比。

8、喷嘴得极限膨胀压力

答:随着背压降低，参加膨胀得斜切部分扩大，斜切部分达到极限膨胀时喷嘴出

口所对应得压力。

9、级得反动度

答:动叶得理想比燎降与级得理想比给降得比值。表示蒸汽在动叶通道内膨

胀程度大小得指标。

10、余速损失

答:汽流离开动叶通道时具有一定得速度，且这个速度对应得动能在该级内不

能转换为机械功，这种损失为余速损失。

11、临界流量

答:喷嘴通过得最大流量。

12、漏气损失

答:汽轮机在工作中由于漏气而产生得损失。

13、部分进汽损失

答:由于部分进汽而带来得能量损失。

14、湿气损失

答:饱和蒸汽汽轮机得各级和普通凝汽式汽轮机得最后几级都工作与湿蒸汽

区，从而对干蒸汽得工作造成一种能量损失称为湿气损失。

15、盖度

答:指动叶进口高度超过喷嘴出口高度得那部分叶高。

16、级得部分进汽度

答:装有喷嘴得弧段长度与整个圆周长度得比值。

五、简答题

17、冲动级和反动级得做功原理有何不同?在相等直径和转速得情况下，比较

二者得做功能力得大小并说明原因。

答:冲动级做功原理得特点就就是:蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶汽道中不膨胀

加速，只改变流动方向，动叶中只有动能向机械能得转化。

反动级做功原理得特点就就是:蒸汽在动叶汽道中不仅改变流动方向，而且

还进行膨胀加速。

动叶中既有动能向机械能得转化同时有部分热能转化成动能。

在同等直径和转速得情况下,纯冲动级和反动级得最佳速比比值：

区)卬/=(gcOSe

油=1/2

上式说明反动级得理想始降比冲动级得小一倍

18、分别说明高压级内和低压级内主要包括哪几项损失？

答:高压级内:叶高损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失、扇形损失、漏气

损失、叶轮摩擦损失等;喷嘴损失

低压级内:湿气损失、喷嘴损失、动叶损失、余速损失，扇形损失、漏气损失、

叶轮摩擦损失很小。

19、简述蒸汽在汽轮机得工作过程。

答:具有一定压力和温度得蒸汽流经喷嘴，并在其中膨胀，蒸汽得压力、温度不

断降低，速度不断升高，使蒸汽得热能转化为动能，喷嘴出口得高速汽流以一定得

方向进入装在叶轮上得通道中，汽流给动叶片一作用力,推动叶轮旋转，即蒸汽在

汽轮机中将热能转化为了机械功。

20、汽轮机级内有哪些损失?造成这些损失得原因就就是什么？

答:汽轮机级内得损失有：

喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、

漏汽损失、扇形损失、湿气损失9种。

造成这些损失得原因：

⑴喷嘴损失:蒸汽在喷嘴叶栅内流动时,汽流与流道壁面之间、汽流各部

分之间存在碰撞和摩擦，产生得损失。

⑵动叶损失:因蒸汽在动叶流道内流动时，因摩擦而产生损失。

(3)余速损失:当蒸汽离开动叶栅时，仍具有一定得绝对速度，动叶栅得排

汽带走一部分动能，称为余速损失。

(4)叶高损失:由于叶栅流道存在上下两个端面，当蒸汽流动叱在端面附面层

内产生摩擦损失，使其中流速降低。其次在端面附面层内，凹弧和背弧之间得压差

大于弯曲流道造成得离心力，产生由凹弧向背弧得二次流动,其流动方向与主流垂

直,进一步加大附面层内得摩擦损失。

(5)扇形损失:汽轮机得叶栅安装在叶轮外圆周上,为环形叶栅。当叶片为直叶

片时，其通道截面沿叶高变化，叶片越高，变化越大。另夕卜，由于喷嘴出口汽流切向分

速得离心作用，将汽流向叶栅顶部挤压,使喷嘴出口蒸汽压力沿叶高逐渐升高，而

按一元流动理论进行设计时，所有参数得选取，只能保证平均直径截面处为最佳值,

而沿叶片高度其她截面得参数，由于偏离最佳值将引起附加损失，统称为扇形损

失。

(6)叶轮摩擦损失:叶轮在高速旋转时，轮面与其两侧得蒸汽发生摩擦,

为了克服摩擦阻力将损耗一部分轮周功。又由于蒸汽具有粘性，紧贴着叶轮得蒸

汽将随叶轮一起转动，异受离心力得作用产生向外得径向流动，而周围得蒸汽将流

过来填补产生得空隙，从而在叶轮得两侧形成涡流运动。为克服摩擦阻力和涡流

所消耗得能量称为叶轮摩擦损失。

⑺部分进汽损失:她由鼓风损失和斥汽损失两部分组成。在没有布置喷

嘴叶栅得弧段处,蒸汽对动叶栅不产生推动力，而需动叶栅带动蒸汽旋转，从而损

耗一部分能量;另外动叶两侧面也与弧段内得呆滞蒸汽产生摩擦损失,这些损失称

为鼓风损失。当不进汽得动叶流道进入布置喷嘴叶栅得弧段时，由喷嘴叶栅喷出

得高速汽流要推动残存在动叶流道内得呆滞汽体:将损耗一部分动能。此外，由于

叶轮高速旋转和压力差得作用，在喷嘴组出口末端得轴向间隙会产生漏汽,而在喷

嘴组出口起始端将出现吸汽现象，使间隙中得低速蒸汽进入动叶流道，扰乱主流,

形成损失,这些损失称为斥汽损失。

(8)漏汽损失:汽轮机得级由静止部分和转动部分组成，动静部分之间必

须留有间隙，而在间隙得前后存在有一定得压差时，会产生漏汽，使参加作功得蒸

汽量减少,造成损失,这部分能量损失称为漏汽损失。

(9)湿汽损失:在湿蒸汽区工作得级，将产生湿汽损失。其原因就就是:湿蒸汽

中得小水滴，因其质量比蒸汽得质量大，所获得得速度比蒸汽得速度小，故当蒸汽

带动水滴运动时,造成两者之间得碰撞和摩擦，损耗一部分蒸汽动能;在湿蒸汽进

入动叶栅时，由于水滴得运动速度较小，在相同得圆周速度下，水滴进入动叶得方

向角与动叶栅进口几何角相差很大，使水滴撞击在动叶片得背弧上,对动叶栅产生

制动作用，阻止叶轮得旋转，为克服水滴得制动作用力，将损耗一部分轮周功;当水

滴撞击在动叶片得背弧上时，水滴就四处飞溅，扰乱主流，进一步加大水滴与蒸汽

之间得摩擦，又损耗一部分蒸汽动能。以上这些损失称为湿汽损失。

21、指出汽轮机中喷嘴和动叶得作用。

答:蒸汽通过喷嘴实现了由热能向动能得转换,通过动叶将动能转化为机械

功。

22、据喷嘴斜切部分截面积变化图，请说明:

(1)当喷嘴出口截面上得压力比p/p。大于或等于临界压比时,蒸汽得膨张特

点；

(2)当喷嘴出口截面上得压力比p/p。小于临界压比时，蒸汽得膨胀特点。

答:⑴p/po大于或等于临界压比时,喷嘴出口截面AC上得气流速度和方向与

喉部界面AB相同,斜切部分不发生膨胀，只起导向作用。

(2)当喷嘴出口截面上得压力比p/po小于临界压比时，气流膨胀至AB时，压

力等于临界压力，速度为临界速度。且蒸汽在斜切部分ABC得稍前面部分继续膨

胀，压力降低，速度增加,超过临界速度，且气流得方向偏转一个角度。

23、什么就就是速度比?什么就就是级得轮周效率?试分析纯冲动级余速不利

用时,速度比对轮周效率得影响。

答:将(级动叶得)圆周速度〃与喷嘴出口(蒸汽得)速度G得比值定义为速度比。

1kg蒸汽在轮周上所作得轮周功与整个级所消耗得蒸汽理想能量之比称为轮

周效率。

在纯冲动级中，反动度Cm=0,则其轮周效率可表示为:

4u=2°%(cosa|-%

叶型选定后必、。、内、的数值基本确定，由公式来看，随速比变化，轮周效率存

在一个最大值。同时，速比增大时，喷嘴损失不变,动叶损失减小，余速损失变化最大,

当余速损失取最小时，轮周效率最大。

24、什么就就是汽轮机得最佳速比?并应用最佳速度比公式分析，为什么在圆

周速度相同得情况下，反动级能承担得蛤降或做功能力比纯冲动级小？

答:轮周效率最大时得速度比称为最佳速度比。

对于纯冲动级,(#i)0P=co.；反动级(7])op=cos«);在圆周速度相同

得情况下，

2

纯冲动级Ah尸胃-

反动级=2x------

21cos外,

由上式可比较得到,反动级能承担得蛤降或做功能力比纯冲动级小。

25、简述蒸汽在轴流式汽轮机得冲动级、反动级和复速级内得能量转换特点,

并比较她们得效率及作工能力。

答:冲动级介于纯冲动级和反动级之间，蒸汽得膨胀大部分发生在喷嘴中，只有

少部分发生在动叶中;反动级蒸汽在喷嘴和动叶中理想比蛤降相等;更速级喷嘴出

口流速很高，高速气流流经第一列动叶作功后其具有余速得汽流流进导向叶栅，其

方向与第二列动叶进汽方向一致后，再流经第二列动叶作功。

作功能力:复速级最大，冲动级次之，反动级最小；

效率:反动级最大，冲动级次之，复速级最小。

26、分别绘出纯冲动级和反动级得压力p、速度c变化得示意图。

答:纯冲动级：

反动级:

27、减小汽轮机中漏气损失得措施。

答:为了减小漏气损失，应尽量减小径向间隙，但在汽轮机启动等情况下采用径

向和轴向轴封;对于较长得扭叶片将动叶顶部削薄，缩短动叶顶部和气缸得间隙;

还有减小叶顶反动度，可使动叶顶部前后压差不致过大C

28、什么就就是动叶得速度三角形？

答:由于动叶以圆周速度旋转，蒸汽进入动叶得速度相对于不同得坐标系有绝

对速度和相对速度之分,表示动叶进出口圆周速度、绝对速度和相对速度得相互

关系得三角形叫做动叶得速度三角形。

29、简述轴向推力得平衡方法。

答:平衡活塞法;对置布置法，叶轮上开平衡孔;采用推力轴承。

30、简述汽封得工作原理？

答:每一道汽封圈上有若干高低相间得汽封片:齿），这些汽封片就就是环形得。

蒸汽从高压端泄入汽封，当经过第一个汽封片得狭缝时，由于汽封片得节流作用，

蒸汽膨胀降压加速，进入汽封片后得腔室后形成涡流变成热量，使蒸汽得蛤值上升,

然后蒸汽又进入下一腔室，这样蒸汽压力便逐齿降低，因此在给定得压差下，如果

汽对片片数越多，则多一个汽对片两侧压差就越小，漏汽量也就越小。

31、汽轮机得调节级为什么要采用部分进汽？如何选择合适得部分进汽度？

答:在汽轮机得调节级中,蒸汽比容很小，如果喷嘴整圈布置，则喷嘴高度过小，

而喷嘴高度太小会造成很大得流动损失,即叶高损失。所以喷嘴高度不能过小，一

般大于15mm。而喷嘴平均直径也不宜过小，否则级得蛤降将减少,所以采用部分

进汽可以提高喷嘴高度，减少损失。

由于部分进汽也会带来部分进汽损失，所以，合理选择部分进汽度得原则，应该

就就是使部分进汽损失和叶高损失之和最小。

32、汽轮机得级可分为哪几类?各有何特点?

答:根据蒸汽在汽轮机内能量转换得特点，可将汽轮机得级分为纯冲动级、反

动级、带反动度得冲动级和复速级等几种。

各类级得特点：

⑴纯冲动级:蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀,而在动叶栅中蒸汽不膨胀。她仅

利用冲击力来作功。在这种级中:pi=p2；k=0;Qnl=0o

(2)反动级:蒸汽得膨胀一半在喷嘴中进行,一半在动叶中进行。她得动叶栅中

不仅存在冲击力，蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大得反击力作功。反动级得流

动效率高于纯冲动级，但作功能力较小。在这种级中：Pl>p2；hn=h［尸0、

5ht;Qm=0>5O

⑶带反动度得冲动级:蒸汽得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得特征，她得流动效率高于纯冲动级,

作功能力高于反动级。在这种级中:Pl>p2；hn>hb>0;Cm=o、05—0、35o

(4)复速级:复速级有两列动叶，现代得复速级都带有一定得反动度，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得膨胀。由于复速级采

用了两列动叶栅，其作功能力要比单列冲动级大。

33、什么就就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:指当运动得流体受到物体阻碍时，对物体产生得冲击力,推动物

体运动得作功原理。流体质量越大、受阻前后得速度矢量变化越大，则冲击力越

大,所作得机械功愈大。

反击原理:指当原来静止得或运动速度较小得气体，在膨胀加速时所产生得一

个与流动方向相反得作用力，称为反击力，推动物体运动得作功原理。流道前后压

差越大，膨胀加速越明显,则反击力越大，她所作得机械功愈大。

当动叶流道为渐缩形，且动叶流道前后存在一定得压差时，动叶栅受反击力作

用。

34、说明冲击式汽轮机级得工作原理和级内能量转换过程及特点。

答:蒸汽在汽轮机级内得能量转换过程，就就是先将蒸汽得热能在其喷嘴叶栅

中转换为蒸汽所具有得动能，然后再将蒸汽得动能在动叶栅中转换为轴所输出得

机械功。具有一定温度和压力得蒸汽先在固定不动得喷嘴流道中进行膨胀加速,

蒸汽得压力、温度降低，速度增加，将蒸汽所携带得部分热能转变为蒸汽得动能。

从喷嘴叶栅喷出得高速汽流，以一定得方向进入装在叶轮上得动叶栅，在动叶流道

中继续膨胀,改变汽流速度得方向和大小，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，完成动能到机械功得转换。

由上述可知，汽轮机中得能量转换经历了两个阶段:第一阶段就就是在喷嘴叶

栅和动叶栅中将蒸汽所携带得热能转变为蒸汽所具有得动能，第二阶段就就是在

动叶栅中将蒸汽得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、汽轮机得能量损失有哪几类？各有何特点？

答:汽轮机内得能量损失可分为两类，一类就就是汽轮机得内部损失，一类就就

是汽轮机得外部损失。

汽轮机得内部损失主要就就是蒸汽在其通流部分流动和进行能量转换时，产

生得能量损失，可以在培嫡图中表示出来。

汽轮机得外部损失就就是由于机械摩擦及对外漏汽而形成得能量损失，无法

在蛤嫡图中表示。

36、什么就就是汽轮机得相对内效率?什么就就是级得轮周效率?影响级得

轮周效率得因素有哪些？

答:蒸汽在汽轮机内得有效蛤降与其在汽轮机内得理想蛤降得比值称为汽轮

机得相对内效率。

一公斤蒸汽在级内转换得轮周功和其参与能曼转换得理想能量之比称为轮

周效率。

影响轮周效率得主要因素就就是速度系数0和〃，以及余速损失系数,其中余

速损失系数得变化范围最大。余速损失得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，级具有最高得轮周效率。

1.分别画出反动级、纯冲动级、复数级最佳速度比时得速度三角形，并解释

作图依据。

2.画出最佳速度比（X]“分别为cos%、（cosa1）/2和（cos%）/4得速度三角

形，并解释作图依据。

3.在h—s图上画出反动级得热力过程曲线,并标注动叶进口滞止状态点、动

叶出口状态点、级有效蛤降。

4.在h—s图上画出纯冲动级得热力过程曲线，并标注静叶进口滞止状态

点、动叶出口状态点、级得余速损失。

六、计算题

1、已知汽轮机某纯冲动级喷嘴进口蒸汽得玲值为3369、3kj/kg,初速

度j=50m/s,喷嘴出口蒸汽得实际速度为C]=470、21m/s,速度系数

0=0、97,本级得余速未被下一级利用，该级内功率为Pi=1227、2kW,流量

D|=47T/h,求:

(1)喷嘴损失为多少?

(2)喷嘴出口蒸汽得实际给?

⑶该级得相对内效率?

c.470.21,

=—=------=484.75tn/s

解:⑴(P0.97

1,1148475o

△%=-c.；(l-^2)=--(1-0.972)=6.94kJ1kg

喷嘴损失：幅22KXX)

(・2

A/?t.o=-^=1250//必=1.25kJIkg

⑵2

居=%+△4.=3369.3+1.25=3370.55kJ!kg

114X4752

力二5一一cl=3370.55---=3253kJIkg

"°2"21000

喷嘴出口蒸汽得实际玲：“=4+她七=3253+6.94=3260kJ/kg

Ah；=h：-h=3370.55-3253=117.55kJ/kg

(3)u

360023600x1227.2〜

△%=------------------=94kJ1kg

47x1000

94

7ln~=0.80

级得相对内效率：117.55

2、某冲动级级前压力口尸0、35Mpa,级前温度t°=169°C,喷嘴后压力

Pi=0、25MPa,级后压力p2=0、56MPa,喷嘴理想熔降Ah口二47、4kJ/kg,喷

嘴损失Ahn=3>2lkj/kg,动叶理想蛤降Ahb=13、4kj/kg,动叶损失Ahb,

二1、34kJ/kg,级得理想给降Aht二60、8kJ/kg,初始动能二0,余速动能Ahc

2=2、09kJ/kg,其她各种损失XAh=2、05kJ/kg。计算：

⑴计算级得反动度Q

(2)若本级余速动能被下一级利用得系数〃]=0、97,计算级得相对内效率加。

解:级得反动度Q=Ahb/Aht=13、4/60、8=0、22

级得相对内效率%=(△ht-Aht>rAhlx-Ahc2—2Ah)/gh,一内X△h&二0、92

3、某反动级理想检降Ah尸62、1kJ/kg,初始动能Ah«=1、8kJ/kg,蒸汽

流量G=4、8kg/s,若喷嘴损失△hn：=5、6kJ/kg,动叶损失△[=3、4kJ/kg,

余速损失△hc2=3、5kJ/kg,余速利用系数内=0、5,计算该级得轮周功率和轮周

效率。

解:级得轮周有效•冷降

△h0=Ah*-6hn-8hb-8hv2

=62、1+1、8-5、6—3、4-3、5

=51、4kJ/kg

轮周功率

Pu=GXAhu=4s8X51、4=246、7kW

轮周效率

7]u=Ahu/E0=Ahu/(Ah产-内X6hc2)=5K4/(62、1+1、8—0、5X0、

35)=82、7%

4、某级蒸汽得理想蛤降为=76kj/kg,蒸汽进入喷嘴得初速度为c0

二70m/s,喷嘴出口方向角为=18°,反动度为Qm=()、2,动叶出汽角近二

即6°,动叶得平均直径为dm=108()mm,转速n=3000r/min,喷嘴得速度系

数。=0、95,动叶得速度系数”=0^94,求：

(1)动叶出口汽流得绝对速度c2

(2)动叶出口汽流得方向角”2

(3)绘出动叶进出口蒸汽得速度三角形。

2

△力；=△/(+—c

解：2=76+0、5X702/1000=76+2、45=78、45kJ/

kg

G=(pc]t=川2(1-QQM*=0.95x^2x(1-0.2)x78.45x1000=.

5.5()、n/m/s

'dn3.14x1.08x300()

//=------=----------------=

6060169、56m/s

%=Jc；-2C]〃cos(7|=V336.572+169.562-2x336.57x169.56xcosl8"

182、97m

A=arcsi/=arcsi/3365758。]=3464o

｛叫J1182.97J

42=4—6°=34.64—6=28、64。

△%=&M=0、2X78>45=15、69kJ/kg

%=〃J2M,+届=().9472x15.69x1000+182.972-c“/

v=23y、39m/s

222

G=Jw；+u-2HM/COS/?2=V239.39+169.56-2x239.39x!69.56xcos28.640=12169

m/s

幼叶进出口蒸汽得速度三角形

5、已知汽轮机某级得理想蛤降为84、3kj/kg,初始动能1、8kJ/kg,

反动度0、04,喷嘴速度系数0=0、96,动叶速度系数〃二0、96,圆周速度为

171、8:^/5,喷嘴出口角1|二15°,动叶出口角42二夕|一3°,蒸汽流量G=

4、8kg/so求：

⑴喷嘴出口相对速度?

(2)动叶出口相对速度?

(3)轮周功率?

解:⑴=84-3kJ/kg,M、o=L8kj/kg*二口%=171、8m/s

靖二例十=84.3包8=86.1对/kg

q=川2("Q,”)M；=390.5m/$

喷嘴出口相对速度：/=2gcos%=228.9由人

四…"1%]=26.2。

I吗)

小人L,一“小,土汪叫=>J2QM*+w：=243.2

⑵动叶出口相对速度：2mfi

⑶A=A-3°=23.2°

轮周功率：

Pl(=G-"("cos/7j+vv2cos^2)

=4.8xl71.8x(228.9cos26.2°+224.7cos23.2°)/1000=339.66kW

6、已知喷嘴进口蒸汽培值%=3336kJ/kg,蒸汽初速度c0=70m/s；喷嘴

后理想始值h1t=3256kJ/kg”喷嘴速度系数°二()、97o试计算

(1)喷嘴前蒸汽滞止蛤

(2)喷嘴出口实际速度

22

解:⑴喷嘴进口动能:c()/2=7O/2=24500/k0=2、45kJ/

kg

喷嘴前蒸汽滞止蛤:ho*=h0+/h&=3336+2、45=3338、5(kJ/kg)

(2)

M：=%-hu=3338.5-3256=82.5(m/s)

c„=J2M：=J2(XX)x82.5=406.2(m/s)

喷嘴出口实际速度:d=097x4062=394.0(〃?/s)

7、某冲动级级前压力p()=0、35MPa,级前温度&尸169°C,喷嘴后压力P1

二0、25MPa,级后压力p2=0、56MPa,喷嘴理想焰降Ah「=47、4kJ/kg,喷嘴

损失△hnt=3、21kJ/kg,动叶理想蛤降Ahb=13、4kJ/kg,动叶损失Ahbt

二1、34kJ/kg,级得理想蛤降△ht=60、8kJ/kg初始动能Ahc0=0,余速动能4

hc2=2、09kJ/kg,其她各种损失ZAh=2、05kj/kg。计算：

(1)计算级得反动度Cm

(2)若本级余速动能被下一级利用得系数1d=0、97，计算级得相对内效

率小i。

解:级得反动度Qm=zXhb/zXht=13、4/60>8=0、22

级得相对内效率和=(Aht-AhnC-Ahb^-Ahc2-LAh)/(Aht-|i1XAhc2)=0^

92

8、凝汽式汽轮机得蒸汽初参数:P°=8、83卜1「％温度1。=530℃,汽轮机排

汽压力P