汽轮机习题集

《汽轮机原理》习题

1. 已知：渐缩喷嘴进口蒸汽压力MPa p 4.80=，温度4900=t ℃，初速s m c 500=；喷嘴后蒸汽压力MPa p 8.51=，喷嘴速度系数97.0=φ。求

（1） 喷嘴前蒸汽滞止焓、滞止压力；

（2） 喷嘴出口的实际速度；

（3） 当喷嘴后蒸汽压力由MPa p 8.51=下降到临界压力时的临界速度。

2. 已知：某汽轮机级的进汽压力MPa p 96.10=，温度3500=t ℃；级后蒸汽压力MPa p 47.12=。速度比5

3.011==c u x ，级的平均反动度15.0=Ωm ，又知喷嘴和

动叶栅的速度系数分别为97.0=φ，

90.0=ψ，喷嘴和动叶的出口汽流角为o

181=α，o 612−=∗ββ。 （1） 求解并作出该级的速度三角形；

（2） 若余速利用系数00=μ，11=μ，流量h t D 960=，求级的轮周效率u η和轮

周功率u P ；

（3） 定性绘制级的热力过程曲线。

3. 某机组冲动级级前蒸汽压力MPa p 96.10=，温度3500=t ℃；级后蒸汽压力MPa p 47.12=。该级速度比45.01=x ，喷嘴出口汽流角为o 131=α，动叶的进口汽流角与出口汽流角相等（∗=21ββ），喷嘴和动叶栅的速度系数分别为95.0=φ，87.0=ψ；该级的平均反动度0=Ωm 。试求解：同题2（1）、（2）、（3）。

4. 国产某机组第三级设计工况下级前蒸汽压力MPa p 13.50=，温度

5.4670=t ℃；级后蒸汽压力MPa p 37.42=，进口汽流的初速动能kg kJ h c 214.10=Δ全部被利用。设

计中选定该级的平均直径mm d m 5.998=，级的平均反动度%94.7=Ωm ，喷嘴出口汽流角为74101′=o α，动叶的出口汽流角相等45172′=∗o

β。又知喷嘴和动叶栅的速度系数分别为97.0=φ，935.0=ψ，汽轮机的转速min 3000r n =，11=μ。试作出该级的速度三角形，求级的轮周效率u η，定性绘制级的热力过程曲线。

5. 已知：单级冲动式汽轮机的动叶为对称叶片，即动叶进出口汽流角相等。喷嘴出口汽流

角o

201=α，喷嘴出口汽流速度s m c 6501=，喷嘴速度系数96.0=φ。动叶圆周速s m u 300=，动叶速度系数70.0=ψ，另取0=Ωm ，01=μ。试计算：

（1） 动叶的进出口汽流角1β和∗2β；

（2） 单位流量蒸汽作用于动叶片上的作用力1u F 和1z F ；

（3） 单位流量蒸汽所作的轮周功1u P ，以及轮周效率u η。

6. 已知机组某纯冲动级喷嘴出口汽流速度s m c 8.7661=，喷嘴出口汽流角o 201=α，动叶圆周速s m u 76.365=。若动叶进出口汽流角相同，喷嘴速度系数96.0=φ，动叶速度系数80.0=ψ，通过该级的蒸汽流量s kg G 2.1=，01=μ，试求：

（1） 蒸汽进入动叶的角度1β和相对速度1w ；

（2） 蒸汽作用在动叶上的切向力u F ；

（3） 级的轮周功率u P 和轮周效率u η。

7. 试估算某机组低压缸的级数z 。已知该级组的理想焓降为kg kJ H t 260=Δ，级组的

第一级和最末级的平均直径分别为m d 956.01=，m d z 997.0=。速度比50.0=a x ，且对于各级均为定数。转速min 3000r n =，重热系数05.0=α。

8. 某中压汽轮机的前轴封是由若干段迷宫式轴封组成。其第一段轴封的有关数据如下：轴

封片数17=z ，轴封段直径mm d l 400=，轴封径向间隙mm 5.0=δ，轴封进汽压力MPa p 18.10=，温度3000=t ℃。试求：

（1） 轴封段后汽压MPa p z 294.01=时，该轴封段的漏汽量1l G Δ；

（2） 当轴封段后汽压MPa p z 196.02=时的漏汽量2l G Δ。

9. 已知当喷嘴初压MPa p 96.10=，背压MPa p 61.11=时，通过喷嘴的流量s kg G 4=。试求当初压维持不变，而喷嘴流量增至s kg G 51=时的喷嘴背压11p 。

10. 已知渐缩喷嘴前蒸汽压力MPa p 8.120=，喷嘴后压力MPa p 81.91=，且保持不变。

当忽略蒸汽初温的变化，问喷嘴前蒸汽必须节流到什么压力01p ，才能使通过喷嘴的蒸汽流量减少至三分之一？

11. 已知某高压凝汽式汽轮机的设计流量s kg G 75.165=，设计工况下调节级后蒸汽压力

MPa p 71.91=，温度5.5021=t ℃，第一段回热抽汽点蒸汽压力MPa p 73.32=。若工况变动后，调节级后蒸汽压力变化为MPa p 69.1011=，温度51311=t ℃，第一段回热抽汽点蒸汽压力MPa p 12.421=。试计算此工况下，通过调节级后至第一段回热抽汽点级组的流量是多少？

12. 已知在设计工况下通过某汽轮机的流量h t G 6.1320=，调节级汽室压力

MPa p 67.11=。当机组流量变为h t G 901=，试问在正常情况下调节级汽室压力应为多大？若由于压力级组结垢，使通道面积较原来减少%5，则调节级汽室压力又应是多少？

13. 下图为具有一次调整抽汽式汽轮机的实际工况图。

（1） 已知电功率kW N el 5600=，抽汽量h t G e 30=，求新汽流量0G 为多少？

（2） 已知新汽量h t G 500=，抽汽量h t G e 36=，求电功率el N 为多少？

（3） 已知电功率kW N el 4000=，低压缸流量h t G c 8=，求抽汽量e G 为多少？

（4） 已知抽汽量h t G e 20=，低压缸流量h t G c 15=，求电功率el N 及新汽量0

G 为多少？

（5） 已知新汽量h t G 300=，低压缸流量h t G c 12=，求电功率el N 为多少？