汽轮机复习题

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汽轮机复习题
1、什么是汽轮机?
答:汽轮机又称“蒸汽透平”,是将蒸汽的热能转换成机械功的一种旋转式原动机。
2、什么是汽轮机的级?
答:汽轮机的级:一列固定的喷嘴叶栅/静叶栅和与它相配合的动叶栅构成了汽轮机的基本做功单元。
3、何谓级的反动度?
答:反动度m:表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标
   
---级的滞止理想比焓降
---喷嘴的滞止理想比焓降
---动叶的理想比焓降
3、汽轮机级的类型及特点。
答:汽轮机级的类型:⑴根据蒸汽在级中的流动方向分:①轴流式:电站汽轮机大多采用;②辐流式。⑵按照蒸汽在动叶通道内的膨胀程度分:①冲动级:纯冲动级、带反动度冲动级、复速级。②反动级。特点:①纯冲动级:反动度m=0的级。其特点有:a、蒸汽只在喷嘴中膨胀; b、蒸汽在动叶通道内不膨胀;c、不考虑损失时:动叶进出口压力相等 p1=p2;动叶进出口相对速度相等 w1=w2;undefinedhb=0,undefinedhn*=undefinedht*;d、动叶叶型近似对称弯曲;e、做功能力大,效率较低。②带反动度的冲动级:反动度m=0.05~0.2。其特点有:a、蒸汽的膨胀主要在喷嘴中进行;b、蒸汽在动叶通道仅小部分膨胀:p1undefinedp2,undefinedhnundefinedundefinedhb;c、反动力较小,利用冲动力做功;d、动叶通道有一定收缩;e、做功能力比反动级大;f、效率较纯冲动级高。③复速级:一列喷嘴+两列动叶。其特点有:a、级比焓降大,排汽余速大,仍有一定做功能力;b、在同一叶轮上的第一列动叶后加装一列动叶;c、两列动
叶间加一列固定在汽缸上的导向叶片;d、主要在喷嘴中膨胀;e、效率低,用于单级汽轮机和中、小型多级汽轮机的第一级。④反动级:a、蒸汽在级中的理想比焓降平均分配在喷嘴和动叶通道中:p1undefinedp2,undefinedhn=undefinedhb=0.5undefinedht;b、动叶中膨胀大,反动力大;c、冲动力和反动力做功各占一半;d、动叶叶型与喷嘴叶型相同;e、效率高于冲动级,级的理想比焓降较小。
5、汽轮机的分类。
答:⑴按结构分:单级/多级汽轮机;单缸/多缸汽轮机;单轴/双轴汽轮机。⑵按工作原理分:①冲动式:蒸汽主要在各级喷嘴/静叶中膨胀。②反动式:蒸汽在静叶和动叶中都膨胀。③速度级:蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用。⑶按热力特性分:①凝汽式:排汽流入凝汽器,p排汽undefinedp大气,热力性能好。②供热式:提供动力及生产或生活用热,热能利用率高。③背压式: 热成像监控p排汽undefinedp大气。④抽汽式:从中间级抽出蒸汽供热。⑷按工作蒸汽的状态分:①过热蒸汽:以过热蒸汽为新蒸汽,用于火力发电。②饱和蒸汽:以饱和蒸汽为新蒸汽,用于堆型的核电站。
6、汽轮机的型号是如何表示的?
答:汽轮机型号表示汽轮机基本特性,我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号,其型号由三段组成:
× ××-×××/×××/×××- ×
(第一段) (  第  二  段    ) (第三段)
第一段表示型式及额定功率(MW),第二段表示蒸汽参数,第三段表示设计变型序号。
例N100-90/535型表示凝汽式100MW汽轮机,新汽压力为8.82 MPa,新汽温度为535℃。
汽轮机类型:
代号
类型
代号
类型
N
凝汽式
CB
抽汽背压式
B
背压式
CY
船用
C
一次调节抽汽式
Y
移动式
CC
两次调节抽汽式
HN
网络流量监测
机电汽轮机
汽轮机类型
蒸汽参数表示方法
示例
凝汽式
主蒸汽压力/主蒸汽温度
N50-8.82/535
中间再热式
主蒸汽压力/主蒸汽温度/中间再热温度
N300-16.7/537/537
一次调节抽汽式
主蒸汽压力/调节抽汽压力
C50-8.82/0.118
两次调节抽汽式
主蒸汽压力/高压抽汽压力/低压抽汽压力
CC25-8.82/0.98/0.118
背压式
主蒸汽压力/背压
B50-8.82/0.98
抽汽背压式
主蒸汽压力/抽汽压力/背压
CB25-8.82/0.98/0.118
7、蒸汽在级里的能量转换过程。
答:喷嘴将蒸汽热能转换为动能,动叶栅将动能转换为机械能。
8、蒸汽的流速与通流面积的关系。
答:蒸汽流速与喷嘴截面积之间的变化关系(几何条件):。①亚声速 Ma<1,流过渐缩喷嘴dA<0,速度增加dc>0;②亚声速汽流经过渐缩喷嘴,出口气流速度最大为Ma=1,若继续增大流速,必使dA>0,喷嘴截面为渐扩形式;③超声速 Ma>1,流过渐扩喷嘴dA>0,速度增加dc>0;④汽流速度等于当地声速 Ma=1,dA=0,为临界状态;⑤汽流在喷嘴中由亚声速变为超声速,必采用缩放喷嘴,在最小截面Amin/喉部截面,汽流达到临界状态。
9、喷嘴流量与什么有关?影响喷嘴流量的因素有哪些?
答:喷嘴的理想流量Gt:
喷嘴的理想临界流量(Gt)cr:
喷嘴的实际流量Gn(损失存在,GnundefinedGt):
喷嘴的实际临界流量Gcr(适用于过热蒸汽和饱和蒸汽):
恒温水浴摇床10、汽轮机喷嘴的类型有哪些?
答:汽轮机喷嘴的类型有:①渐缩喷嘴;②缩放喷嘴。
11、蒸汽对动叶的作用力包括哪些?
答:蒸汽对动叶的作用力包括:⑴流经动叶通道,蒸汽受到动叶的作用力:①动叶通道的壁面对蒸汽的作用力;②动叶通道进、出口压力差对蒸汽的作用力。⑵反作用于动叶,动叶受到蒸汽的作用力:①沿动叶运动方向的圆周分力—周向力Fu(推动叶轮旋转产生轮周
功);②与动叶运动方向垂直的轴向分力---轴向力Fz(产生轴向推力,引起轴向位移)。
12、什么是速比?什么是最佳速比?纯冲动级、反动级、速度级的最佳速比表达式分别是什么?
精密电阻箱答:速度比 :最佳速比 x1op:对应于轮周效率最高时的速比。不同类型的级最佳速比不同:①纯冲动级的最佳速比:。 ②反动级的最佳速比(m=0.5 undefined2=1,w2=c1,w1=c2,1=2):
13、汽轮机的级内损失包括哪些?引起各项损失的原因分别是什么?减小各项损失的措施分别有哪些?
答:汽轮机的级内损失包括:喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、扇形损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、湿汽损失。引起各项损失:⑴引起叶高损失undefined hl的原因:在叶栅两端,离心力和叶片内/背弧间的压差不平衡,蒸汽流过叶栅时在其通道的顶部和根部产生的二次流损失。⑵扇形损失undefined h:叶栅通道的断面呈
扇形,tu及蒸汽参数沿叶高变化,l 越大越显著;偏离平均半径处设计值,损失增加;轴向间隙内的径向流动引起损失。减小措施:①undefined>8~12时,动叶较短,扇形损失可忽略,为加工方便,采用等截面直叶片;② undefinedundefined8~12时,动叶较长,扇形损失大,为减小损失,采用变截面扭叶片。⑶引起叶轮摩擦损失undefined hf的原因:叶轮两侧蒸汽流动的速度差引起的摩擦损失;叶轮两侧蒸汽的涡流运动引起的损失。减小措施:①叶轮两侧汽室容积,即叶轮与隔板轴向间隙;②叶轮和隔板表面粗糙度,避免采用汽室壁有肋结构。⑷部分进汽损失undefined he:由于采用部分进汽所引起的附加损失。减小斥汽损失措施:①合理的进汽度;②喷嘴组数。⑸漏汽损失undefined h:汽轮机通流部分中,隔板中心孔与主轴之间,动叶顶部与汽缸之间,在转鼓结构的反动级静叶与转鼓之间存在间隙;间隙前后的蒸汽存在压力差,因而进入级内的蒸汽总有一部分不通过动叶通道,而从间隙中漏过造成漏汽损失。减少漏汽损失的措施:①在保证动静叶部分充分膨胀的前提下,尽量减小动静间隙的尺寸;②减少隔板漏汽损失:a、隔板与主轴之间装设隔板汽封,一般采用梳齿形汽封结构;b、在动叶根部进汽边加工若干个凸齿作为轴向汽封,以减少隔板漏汽进入动叶通道;c、在叶轮上开设若干平衡孔,使隔板漏汽从平衡孔流到级后,避免这部分汽流干扰主流。③减小叶顶漏汽损失:a、对于高压部分的直叶片级,
由于叶片高度较小,叶顶相对漏汽量较大,故多采用径向和轴向汽封结构;b、在叶顶部分装设围带,使叶片构成封闭通道,同时可装设围带汽封,减少叶顶漏汽损失;c、对于无围带的较长扭叶片,往往将动叶顶部削薄,减小动叶与汽缸的间隙,以达到叶顶汽封的作用;d、尽量设法减小叶片顶部的反动度,使动叶顶部前后压力差不致过大。⑹湿汽损失undefined hx产生的原因:①湿蒸汽中水滴不能在喷嘴中膨胀加速,减少了做功的蒸汽量;水珠的速度低,需要高速蒸汽流带动加速,消耗动能;②水滴撞击动叶进口边的背弧,阻碍叶轮旋转,消耗有用功; ③水滴撞击下一级喷嘴静叶片的背弧,扰乱主流,造成损失;④在喷嘴中膨胀加速快,汽化潜热未释放,成过饱和蒸汽,理想比焓降减小,速度降低,造成过冷损失;减少湿蒸汽损失及防止冲蚀的措施:①限制多级汽轮机末级的排汽湿度(undefined12%~15%);保持在额定的蒸汽参数下运行;超高参数及以上汽轮机,采用中间再热;②采取各种去湿装置捕水装置、具有吸水缝的空心静叶、提高动叶表面抗冲蚀能力。
14、什么是余速损失?如何减小余速损失?
答:余速损失:
15、什么是级的相对内效率?
答:级的相对内效率ri:级的有效比焓降与级的理想能量之比。
反映级能量转换过程的完善程度,衡量汽轮机级经济性的重要指标
级的内功率Pi:
GD分别为级的质量流量,kg/s,kg/h
16、什么是级的轮周效率?(第二章P51)
答:级的轮周效率u:每千克蒸汽在级内所做的轮周功Wu与该级的理想能量 E0之比,即:温湿度控制系统
17、什么是径高比?简述长叶片采用变截面扭叶片的原因。
答:长叶片采用变截面扭叶片的原因:在undefined <8~12的长叶片级中,不同叶高处汽流流动状态与平均直径处相差较大。为了获得较高级效率,需将长叶片设计成型线和截面均沿叶高变化的叶片,即变截面叶片。由于变截面叶片绕各横截面的形心连线发生扭转,又称为扭曲叶片。变截面扭叶片:适应圆周速度和汽流参数沿叶高变化的规律;保持汽流在级的轴向间隙中的径向平衡;使级后的汽流参数分布均匀;扩音喇叭保证较高的级效率。
18、什么是重热现象?什么是重热系数?重热现象对汽轮机内效率有何影响?
答:由于汽轮机的级内损失能够转换成热能并重新为蒸汽所吸收,使多级汽轮机各级的理想比焓降之和大于汽轮机整机的理想比焓降,称为多级汽轮机的重热现象。重热系数:由于重热现象而增加的理想比焓降占汽轮机理想比焓降的百分比。
重热现象对相对内效率的影响:①重热系数undefined,是由于各级损失undefined使各级
的平均内效率rimundefined造成的;②重热作用只能回收损失中的一部分,弥补不了由于级的热损失而引起的汽轮机整机内效率的undefined;③重热系数越大,汽轮机各级平均内效率越低,汽轮机的内效率也越低。重热系数的影响因素:①与多级汽轮机的级数有关:级数多,损失被后面级利用程度大;②与多级汽轮机各级的级效率有关;③与工作蒸汽的状态有关:过热蒸汽区的比湿蒸汽区的大。

本文发布于:2023-06-10 12:54:00,感谢您对本站的认可!

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标签:蒸汽   损失   动叶   汽轮机   喷嘴   叶片   采用   压力
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