汽轮机例题与练习题

例：汽轮机的某一级，整级的滞止理想比焓降73.0/t h kJ kg ∆=，反动度0.12m Ω=，级的速比

10.49x =，汽流角121218αβ==，，喷嘴速度系数0.97ϕ=，动叶速度系数0.89ψ=，汽轮机转速为n=3000转/分。

(1) 计算该级动叶进出口汽流速度三角形各参数（1c βα12212、w 、c 、w 、、），并在速度三角形上

标出。

(2) 计算喷嘴损失n h δ、动叶损失b h δ和余速损失2c h δ。 (3) 画出该级的热力过程线并标出各段焓降与轮周损失。

解：

(1) 蒸汽在喷嘴内的滞止理想焓降为：

00(1-)(1-0.12)7364.24 /n m t h h kJ kg ∆=Ω⨯∆=⨯=

喷嘴出口理想速度：

1358.44/t c m s ===

喷嘴出口实际速度：

11t c = c =358.440.97=347.7m/s ϕ⨯⨯

叶片平均直径处圆周速度：

11347.70.49170.4/u c x m s =⨯=⨯=

动叶进口汽流相对速度：

1cos12184.5m/s w === 动叶进口相对汽流角度：

1111arcsin(sin /)arcsin(347.7sin12/184.5)arcsin(0.3918)23.1c w βα==⨯== 蒸汽在动叶内的理想焓降为：

00.12738.76/b m t h h kJ kg ∆=Ω∆=⨯=

动叶出口汽流理想相对速度：

2227.1/t w m s === 动叶出口汽流实际相对速度：

22227.10.89202.1/t w w m s ψ=⨯=⨯=

动叶出口汽流绝对速度：

2

22222222c =w +u -2w ucos =202.1+170.4-2202.1170.4cos18=66.2m/s β⨯⨯⨯

动叶出口绝对汽流角度：

2222arcsin(sin /)arcsin(202.1sin18/66.2)arcsin(0.9355)70.6w c αβ==⨯== 动叶进出口速度三角形：

β2

β1

α2

α1

c 2

c 1 w 1

u 2

u 1

w 2

出口速度三角形

进口速度三角形

(2) 喷嘴损失:

222211(-)/2000(358.44-347.7)/2000 3.79/n t h c c kJ kg δ=== 动叶损失：

222222(-)/2000(227.1-202.1)/2000 5.37/b t h w w kJ kg δ===

余速损失：

22c22h =c /2000=66.2/2000=2.19kJ/kg δ

(3) 级的热力过程线：

练习题（一、二、三章）

1、已知：汽轮机某级的数据如下：

平均直径：d m=1.021m，转速:n=3000转/分，假想速比：x a=0.49，级的反动度：Ωm=0.13，喷嘴、动叶的速度系数及出口角φ=0.97，ψ=0.938，α1=110，β2=180，若欲使级的轮周功率不小于2000kW，则通过该级的流量至少应为多少？

2、进行单级汽轮机试验时，测喷嘴前压力为0.3MPa，t=250℃排汽压力为0.1MPa,n=5000转/分，汽轮机轴上的扭矩由测功器测得为Mkp=0.245kJ，测得蒸汽流量为G=0.106kg/s，求这一单级汽轮机的相对内效率是多少？排汽温度应约为多少？

3、已知某背压式汽轮机在设计工况下背压为3.1MPa，调节级汽室压力7.2MPa，t=410℃，蒸汽流量为G=102.8kg/s，工况变动后，流量变为80kg/s，调节级汽室温度385℃，背压为3.0MPa，试问这时调节级汽室压力为多少？