汽轮机思考题

第一章一.概念题:级:由一列喷嘴叶栅和紧邻其后的一列动叶栅所组成的热能到机械能转换的基本单元。

反动度:蒸汽在动叶中的理想焓降与级的滞止理想焓降之比。

部分进气度:工作喷嘴所占的弧段长度与整个圆周长之比。

速度比：级的圆周速度u与喷嘴出口速度c1或与级的假想出口速度ca的比值。

级的最佳速度比:对应轮周效率最高点的速度比。

级的轮周效率:单位蒸汽量流过某级时所产生的轮周功Pu1与蒸汽在该级中所具有的理想能量E0之比。

级的相对内效率:级的有效焓降与级的理想能量之比。

w1,w2大小比较:w1=(c12+u2-2uc1cosα1)½w2=ψ(2(h1-h2t)+w12)½=(2Δh b*)½=(c22+u²+2u1c1cosα2*)½纯冲动级:Ωm=0, Δh=0,w2=ψw1反动级: Ωm=0.5,Δh n=Δh b=Δh t*/2,α2=90°时，w1=w2cosβ2*冲动级: Ωm=0.05∽0.20,可大可小，具体计算。

各种级的最佳速度比:纯冲动级:X1＝COSα1/2 反动级:X1＝COSα 1冲动级:X1＝COSα1/2(1-Ωm) 复数级:X1=COSα1/4二.综合性题:1.级的分类与特点:（一）按反动度分1.纯冲动级Ωm＝0的级，Δhb＝0, Δh*n= Δh*t，做功能力较大，但效率较低。

2.冲动级（带反动度的冲动级）Ωm＝0 .05～0.20的级，Δhb＞0, 但Δhb＜Δhn，做功能力和效率介于纯冲动级和反动级之间。

3.反动级Ωm≈0 .5的级，Δhb＝Δhn，动、静叶型相同，做功能力较小，但效率高。

（二）按能量转换过程分1.速度级以利用蒸汽流速为主的级，有双列和多列之分。

双列速度级又称复速级。

复速级做功能力比单列冲动级大，但效率低。

2.压力级以利用级组中合理分配的压力降（焓降）为主的级，又称单列级。

做功能力较小，但效率高。

（三）按负荷变化时通流面积是否改变分1.调节级喷嘴调节的汽轮机的第一级，负荷变化时，其通流面积是改变的。

2.非调节级负荷改变时，级的通流面积不变。

2.渐缩斜切喷嘴的组成、作用及膨胀特点:组成:渐缩部分加上斜切部分（ABC)组成。

作用:保证汽流顺利地进入动叶做功，并获超音速汽流。

膨胀特点:(1)当喷嘴出口断面上的压力比大于或等于临界压力比时，蒸汽仅在渐缩部分膨胀，在斜切部分不膨胀，斜切部分仅起导流作用。

(2)（２）当喷嘴出口断面上的压力小于临界压力比时，蒸汽不仅在渐缩部分膨胀，在斜切也膨胀。

蒸汽在渐缩部分达临界，在斜切部分继续膨胀，出口获超音速汽流，且出口汽流方向发生偏转。

3.级内损失的组成及影响喷嘴速度系数和动叶速度系数的主要因素:损失组成:喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失Δh l、叶轮摩擦损失Δh f、扇形损失Δhθ、部分进汽损失Δh e=鼓风损失Δh w+斥汽损失Δh s、漏气损失Δhδ=隔板漏气损失Δhδ'+动叶顶部漏气损失Δh t、湿汽损失Δh x.喷嘴因素:φ–喷嘴速度系数，φ与喷嘴高度、叶型、表面粗糙度、和前后压差等因素有关，特别是与喷嘴高度关系最为密切。

一般φ=0.92～0.98。

动叶因素:ψ－动叶速度系数，ψ与动叶高度、反动度、叶型、动叶表面粗糙度等因素有关，特别与叶高和反动度关系更为密切。

一般ψ＝０.85～0.95。

4.湿气损失产生的原因、危害性及减小措施原因：①使参与做功的蒸汽量减少②蒸汽拖动水珠流动，消耗一部分蒸汽能量。

③水珠对喷嘴和动叶产生撞击损失④产生过冷损失，使蒸汽的理想焓降减少。

危害性：水珠的冲蚀作用缩短叶片的使用寿命，并使其工作的可靠性降低。

措施：①采用中间再热循环。

②采用去湿装置③采用具有吸水缝的空心喷嘴④采取措施，提高叶片的抗冲蚀能力。

5.长叶片按等截面叶片设计产生的附加损失及对策附加损失：（１）沿叶高圆周速度不同引起的损失：①汽流撞击损失②c2的大小和方向沿叶高变化，使动叶出口汽流发生扭曲，使下级进口条件变差。

（２）沿叶高节距不同引起的损失（３）轴向间隙中的汽流产生径向流动对策：（１）按汽流参数沿叶高的变化规律，将叶片设计成变截面的扭叶片。

（２）设计中采用径向平衡法，使汽流在轴向间隙中不产生径向流动。

6.计算题第二章一、概念题重热现象：前级的损失被下级部分利用，使下级的理想焓降在相同的压差下比前级无损失时的理想焓降略有增大，这种现象就称为多级汽轮机的重热现象。

重热系数的意义及含义：将各级的理想焓降之和大于汽轮机理想焓降部分占汽轮机理想焓降的份额叫做重热系数。

汽耗率：表示每生产1kW•h电能所消耗的蒸汽量。

热耗率：表示每生产1kW•h电能所消耗的热量。

汽轮机相对内效率：蒸汽在汽轮机内实际膨胀做功的焓降与蒸汽理想膨胀做功的焓降之比。

减少排气阻力的方法：将排汽管设计成具有良好性能的扩压管，使排汽中部分动能转变成静压，以补偿排汽管中的压力损失。

齿形轴封分类：高低齿和平齿外部损失的种类：进汽机构阻力损失，联通管阻力损失，排气阻力损失二、综合性题1.多级汽轮机相对单级汽轮机的特点：1.多级汽轮机的循环热效率大大提高多级汽轮机可以采用较高的进汽参数和较低的排汽参数，还可以采用回热循环和再热循环。

2.多级汽轮机的相对内效率明显提高.（1）多级汽轮机每一级承担的焓降不必很大，可以保证各级都在最佳速比附近工作。

（2）在一定的条件下，多级汽轮机的余速动能可以全部或部分地被下一级利用。

（3）多级汽轮机级的焓降较小，可以采用渐缩喷嘴，避免了采用难以加工、效率较低的缩放喷嘴。

（4）当级的焓降较小时，根据最佳速比的要求，可相应减小级的平均直径，从而可适当增加叶栅高度，减小叶栅的端部损失。

（5）多级汽轮机具有重热现象。

2.多级汽轮机比单机汽轮机效率高的原因：1.循环热效率从热力学角度分析，采用多级汽轮机之后可以更大程度地提高蒸汽初参数降低终参数。

同时多级汽轮机可以实现回热循环及中间再热循环。

2.相对内效率。

2.1在整机总焓降一定时，多级汽轮机更容易在设计工况下保证每一级都在最佳速比附近工作。

2.2 可以更合理地分配比焓降，减少叶高损失。

2.3重热现象的存在，使得前面级损失的热能可以被后面级利用2.4多级汽轮机的余速动能可以被下一级利用3.分析重热现象对汽轮机效率的影响：重热系数α增大是以损失为前提的。

α增大，说明损失增大，重热现象只能回收损失中的一部分，而这一部分远不能补偿损失的增大，所以α越大，汽轮机的内效率就越低。

4.多级汽轮机轴向推力的产生原因及平衡措施：原因：在轴流式汽轮机中，通常是高压蒸汽由一端进入，低压蒸汽由另一端流出，从整体来看，蒸汽对汽轮机转子施加了一个由高压端指向低压端的轴向力，使汽轮机转子存在一个向低压端移动的趋势，这个力就称为转子的轴向推力。

轴向推力的平衡方法1 .采用平衡活塞.2 .在叶轮上开平衡孔塞。

3 .汽缸采用反向流动布置4 .采用推力轴承5.轴封系统的组成、作用及供汽源头的情况：1 .轴封系统的组成:由轴封装置和与之相连接的管道和附属设备组成。

2 .轴封系统的作用:（1）防止高压端蒸汽外漏（2）防止低压端空气漏入汽缸（3）汽轮机启动时，向轴封供汽，迅速建立凝汽器真空。

（4）回收轴封漏汽的工质和热量3 .轴封系统的特点:（1）轴封分段设置，各段间有环形腔室,通过管道将漏到腔室中的蒸汽疏走或向腔室中送汽。

（2）轴封设置供汽源作用:1.密封作用2.冷却轴端作用第三章一、概念题汽轮机变工况：汽轮机偏离设计工况下运行的其他一切工况级组：流量相等、通流面积不变的若干个相邻级的组合。

滑压调节：汽轮机所有的调节阀全开或开度不变，调整锅炉燃料量、给水量和空气量，改变汽轮机的进汽流量和压力（蒸汽温度保持不变），以适应外界负荷的变化。

级的变工况特性：轴向推力的变化规律：变工况前后轴向推力数值的大小主要取决于反动度和级前后的压差，正比关系。

凝汽式汽轮机，无论采取何种调节方式，其轴向推力是随负荷增大而增大的，在最大负荷处达最大值。

背压式汽轮机运行中，若发现推力瓦块温度升高，不能盲目减负荷，否则，有可能使事故扩大。

级在亚临界或超临界时焓降、速度比、反动度的变化关系：工况变动时，若级的焓降减小，即速度比增大，则级内反动度增加；反之，若级的焓降增加，则级内反动度就减小。

调节级的最危险工况：第Ⅰ调节阀全开、第Ⅱ调节阀即将开启时，为调节级的最危险工况。

二、综合题1.研究汽轮机变工况的目的及引起汽轮机变工况的主要因素：目的：分析汽轮机在不同工况下的效率，各项热经济指标以及主要零部件的受力情况以保证汽轮机在这些工况下安全经济运行。

因素：（1）电不能大量储存，外界所需的功率时刻在变化。

（2）锅炉燃烧不稳定，使进入汽轮机的蒸汽参数发生变化。

（3）凝汽设备工况的变化，使得凝汽器压力变化。

（4）其他因素：电网频率变化，锅炉水质不佳使汽轮机通流部分面积改变（结垢）等。

2.弗雷格尔公式的应用及应用条件：弗留格尔公式的应用条件（1）同一工况下，通过同一级组各级的流量应相等。

对具有回热抽汽的凝汽式汽轮机，可不考虑抽汽口的影响，将全部压力级取成一个级组；但对供热机组，抽汽口不应取在一个级组内（可将抽汽口前后分别取为一个级组）。

（2）不同工况下，级组中各级的通流面积应保持不变。

因为调节级在工况变动时，通流面积常发生变化，所以调节级一般不取在一个级组内。

（3）级组内级数越多，计算结果准确度越高，级组中的级数应不小于3～4级。

（4）通过级组中各级的流量应为均质流。

调节级在有调节阀节流时，级后不是均质流（而是混合流），所以调节级不应取在一个级组内。

2.弗留格尔公式的应用（1）用来求取不同流量下各级前的压力，各级压差、焓降、反动度、功率、效率，以及零部件的受力状况。

也即进行变工况计算。

（2）监视汽轮机通流部分运行状况是否正常。

3.节流调节的定义及特点：定义：所有蒸汽都经过一个或几个同时启闭的调节阀，然后流向汽轮机的第一级。

特点及适用场合：（1）无调节级，第一级全周进汽。

（2）工况变动时，各级温度变化较小，因而负荷的适应性较好。

（3）变工况时，存在节流损失，经济性较差。

（4）适用于小容量机组和带基本负荷的大机组。

4.喷嘴调节的定义及特点：定义：新蒸汽经过主汽阀后，再经过几个依次启闭的调节阀流向汽轮机的第一级。

工作特点及适用场合（1）各调节阀所能通过的最大流量不一定相等，一般1阀、2阀较大，3阀开完达额定负荷，4阀为过载阀。

（2）有调节级，部分进汽度e＜1，且e 随调节阀开启数目变化而变化。

（3）部分负荷时，比节流调节效率高。

（4）变工况时，调节级汽室温度变化较大，负荷适应性较差.（5）适用于各种类型的汽轮机。

5.滑压调节的特点及种类：定义：汽轮机所有的调节阀全开或开度不变，调整锅炉燃料量、给水量和空气量，改变汽轮机的进汽流量和压力（蒸汽温度保持不变），以适应外界负荷的变化。