汽輪機原理復(fù)習(xí)題

1、1一、填空題1.汽輪機按熱力過程可分為：①凝汽式汽輪機；②背壓式汽輪機；③調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機；④抽汽背壓式汽輪機；⑤多壓式汽輪機等。2.汽輪機是一種將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功的旋轉(zhuǎn)式原動機。3.當(dāng)M＜1時，要想使氣流膨脹，通流截面應(yīng)漸縮；要想擴壓通流截面應(yīng)漸擴。當(dāng)M＞1時，要想使氣流膨脹，通流截面應(yīng)漸擴；要想擴壓通流截面應(yīng)漸縮。4.根據(jù)級所采用的反動度的大小不同，可將級分為：純沖動級，反動級，帶反動度的沖動級三種。5.蒸汽在動葉中的理想焓降

2、與這一級總的理想焓降之比，稱為汽輪機的反動度。6.動葉片中理想焓降的大小，通常用級的反動度來衡量，動葉中的焓降越大，級的反動度就越大。7.為了減小余速損失，在設(shè)計時一般要求動葉片出口絕對排汽角接近于90?。8.習(xí)慣上把圓周速度與噴嘴出口速度的比值稱為速度比；通常把對應(yīng)輪周效率最大時的速比稱為最佳速比。9.反動級、純沖動級的最佳速比分別為：、。r1op1()cosx??c1op1()cos2x??10.級內(nèi)損失除了蒸汽在通流部分中流動時所

3、引起的噴嘴損失、動葉損失、余速損失外，還有葉高損失、扇形損失、部分進(jìn)汽損失、葉輪摩擦損失，濕汽損失以及漏汽等損失。11.汽輪機轉(zhuǎn)子主要包括主軸、葉輪(或轉(zhuǎn)鼓)、動葉柵、聯(lián)軸器以及其他轉(zhuǎn)動零件。12.汽輪機的軸承分推力軸承和徑向支承軸承兩大類。13.汽輪機的損失可分為內(nèi)部損失和外部損失。外部損失包括：端部漏汽損失、機械損失。14.蒸汽在多級汽輪機中工作時，除存在各種級內(nèi)損失外，還要產(chǎn)生進(jìn)汽結(jié)構(gòu)中的節(jié)流損失和排汽管中的壓力損失。15.汽輪機

4、采用中間再熱，可以提高循環(huán)熱效率；又能減小排汽的濕度。16.危急遮斷器的動作轉(zhuǎn)速通常應(yīng)在額定轉(zhuǎn)速的110%~112%范圍內(nèi)。17.DEH控制系統(tǒng)要實現(xiàn)對汽輪機組轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的控制，必須獲得的反饋信號是：汽輪機轉(zhuǎn)速信號、發(fā)電機輸出電功率信號以及調(diào)節(jié)級后壓力信號。二、選擇題1.某臺汽輪發(fā)電機組的新蒸汽參數(shù)為3.43MPa、435℃該機組屬于：(B)A.高溫高壓機組B.中溫中壓機組C.低溫低壓機組2.若要蒸汽在通道中膨脹加速，必須(C)。A.提

5、供壓降B.提供壓升C.提供壓降并使通流截面漸變3.動葉中的焓降越大，級的反動度就(B)。A.越小B.越大C.可能大也可能小4.對于純沖動式汽輪機，蒸汽(A)。A.僅在噴嘴中膨脹B.僅在動葉柵中膨脹C.在噴嘴和動葉柵中都膨脹5.汽輪機汽缸的膨脹死點是由以下兩個部件中心線的交點形成的。(C)A.立銷與橫銷B.立銷與縱銷.C.橫銷與縱銷6.壓水堆核電站汽輪機不能采用過熱蒸汽的根本原因是：(C)A.汽輪機功率太大B.一回路冷卻水壓力太高C.一回

6、路冷卻劑不允許沸騰7.汽輪機工作轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)分危急遮斷器超速試驗時動作轉(zhuǎn)速為3210轉(zhuǎn)分你認(rèn)為：(B)A.偏高B.偏低C.合適三、簡答題3答：汽輪機保護(hù)系統(tǒng)的功能是：在汽輪機遇到調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈或其他事故時，能及時動作，迅速停機，避免設(shè)備損壞或事故擴大。四、論述題1.什么是汽輪機的級，簡述能量在純沖動級中的轉(zhuǎn)化過程。什么是汽輪機的級，簡述能量在純沖動級中的轉(zhuǎn)化過程。答案要點：噴嘴和與其配合的動葉柵所構(gòu)成的汽輪機的基本作功單元稱為級。具有

7、一定壓力和溫度的蒸汽先在固定不動的噴嘴中膨脹加速，蒸汽的壓力、溫度降低，流速增加，此過程完成了熱能到動能的轉(zhuǎn)換。從噴嘴出來的高速汽流，以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪上的動葉柵中，受葉片作用，汽流改變速度及方向后排出。這樣，汽流對葉片產(chǎn)生一作用力，推動葉輪轉(zhuǎn)動作功，完成動能到機械能的轉(zhuǎn)換。2.現(xiàn)代汽輪機如何改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，以提高機組的變負(fù)荷能力和運行安全性？現(xiàn)代汽輪機如何改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，以提高機組的變負(fù)荷能力和運行安全性？答：①設(shè)計思想先進(jìn)的機組采

8、用了窄而高的法蘭，使汽缸接近圓筒形，減小了變負(fù)荷時法蘭處的熱應(yīng)力；同時將法蘭螺栓布置得靠近汽缸壁中心線，從而改善了螺栓的受力條件，設(shè)計中還將螺栓的節(jié)距取得較小，因而法蘭螺栓的直徑較小，容易被加熱。這種設(shè)計思想還使法蘭中分面的蒸汽嚴(yán)密性得以提高；②在低壓缸中，盡管其進(jìn)出口蒸汽的壓差很小但溫降卻并不小。為了分擔(dān)低壓缸中的巨大溫壓，改善低壓缸的膨脹，使汽缸不致產(chǎn)生翹曲變形而影響動、靜部分的間隙，大型機組的低壓缸往往采用雙層甚至三層缸結(jié)構(gòu)。③現(xiàn)

9、代大容量汽輪機采用的下貓爪中分面支承方式，綜合了下貓爪支承和上貓爪支承的優(yōu)點，既可使受熱膨脹后的汽缸與轉(zhuǎn)子中心保持一致，又可減輕法蘭螺栓的負(fù)擔(dān)，同時安裝檢修也方便。4什么是最佳速度比？純沖動級、反動級和純沖動式復(fù)速級的最佳速度比的值是多少？什么是最佳速度比？純沖動級、反動級和純沖動式復(fù)速級的最佳速度比的值是多少？解答：輪周速度與噴嘴出口汽流速度的比值，稱為速度比。級效率最高時，所對應(yīng)的速度比稱為最佳速度比。純沖動級的最佳速度比約為0.4

10、~0.44；反動級的最佳速度比約為0.65~0.75；純沖動式復(fù)速級的最佳速度比約為0.21~0.22。5汽輪機的能量損失有哪幾類？各有何特點？汽輪機的能量損失有哪幾類？各有何特點？解答：汽輪機內(nèi)的能量損失可分為兩類，一類是汽輪機的內(nèi)部損失，一類是汽輪機的外部損失。汽輪機的內(nèi)部損失主要是蒸汽在其通流部分流動和進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時，產(chǎn)生的能量損失，可以在焓熵圖中表示出來。汽輪機的外部損失是由于機械摩擦及對外漏汽而形成的能量損失，無法在焓熵圖中表

11、示。6汽輪機的級內(nèi)損失一般包括哪幾項？造成這些損失的原因是什么？汽輪機的級內(nèi)損失一般包括哪幾項？造成這些損失的原因是什么？解答：汽輪機的級內(nèi)損失一般包括：噴嘴損失；動葉損失；余速損失；葉高損失；扇形損失；葉輪摩擦損失；部分進(jìn)汽損失；漏汽損失；濕汽損失。造成這些損失的原因：（1）噴嘴損失：蒸汽在噴嘴葉柵內(nèi)流動時，汽流與流道壁面之間、汽流各部分之間存在碰撞和摩擦，產(chǎn)生的損失。（2）動葉損失：因蒸汽在動葉流道內(nèi)流動時，因摩擦而產(chǎn)生損失。（3）

12、余速損失：當(dāng)蒸汽離開動葉柵時，仍具有一定的絕對速度，動葉柵的排汽帶走一部分動能，稱為余速損失。（4）葉高損失：由于葉柵流道存在上下兩個端面，當(dāng)蒸汽流動時，在端面附面層內(nèi)產(chǎn)生摩擦損失，使其中流速降低。其次在端面附面層內(nèi)，凹弧和背弧之間的壓差大于彎曲流道造成的離心力，產(chǎn)生由凹弧向背弧的二次流動，其流動方向與主流垂直，進(jìn)一步加大附面層內(nèi)的摩擦損失。（5）扇形損失：汽輪機的葉柵安裝在葉輪外圓周上，為環(huán)形葉柵。當(dāng)葉片為直葉片時，其通道截面沿葉高變

13、化，葉片越高，變化越大。另外，由于噴嘴出口汽流切向分速的離心作用，將汽流向葉柵頂部擠壓，使噴嘴出口蒸汽壓力沿葉高逐漸升高。而按一元流動理論進(jìn)行設(shè)計時，所有參數(shù)的選取，只能保證平均直徑截面處為最佳值，而沿葉片高度其它截面的參數(shù)，由于偏離最佳值將引起附加損失，統(tǒng)稱為扇形損失。（6）葉輪摩擦損失：葉輪在高速旋轉(zhuǎn)時，輪面與其兩側(cè)的蒸汽發(fā)生摩擦，為了克服摩擦阻力將損耗一部分輪周功。又由于蒸汽具有粘性，緊貼著葉輪的蒸汽將隨葉輪一起轉(zhuǎn)動，并受離心力的

14、作用產(chǎn)生向外的徑向流動，而周圍的蒸汽將流過來填補產(chǎn)生的空隙，從而在葉輪的兩側(cè)形成渦流運動。為克服摩擦阻力和渦流所消耗的能量稱為葉輪摩擦損失。（7）部分進(jìn)汽損失：它由鼓風(fēng)損失和斥汽損失兩部分組成。在沒有布置噴嘴葉柵的弧段處，蒸汽對動葉柵不產(chǎn)生推動力，而需動葉柵帶動蒸汽旋轉(zhuǎn)，從而損耗一部分能量；另外動葉兩側(cè)面也與弧段內(nèi)的呆滯蒸汽產(chǎn)生摩擦損失，這些損失稱為鼓風(fēng)損失。當(dāng)不進(jìn)汽的動葉流道進(jìn)入布置噴嘴葉柵的弧段時，由噴嘴葉柵噴出的高速汽流要推動殘存