汽轮机原理习题

汽轮机原理习题

《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

490

0=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

350

0=t ℃；级后蒸汽压力

MPa

p 47.12=。速度比

53

.011==c u x ，级的平均反动度15

.0=Ω

m

，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

181

=α

，

612

-=*ββ

。

（1） 求解并作出该级的速度三角形； （2） 若余速利用系数0

=μ

，1

1

=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

350

0=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

131

=α

，动叶的进口

汽流角与出口汽流角相等（*

=2

1

ββ

），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

=∆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=Ω

m

，喷嘴出口

汽流角为74101

'

= α

，动叶的出口汽流角相等

45172'

=* 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m in 3000r n =，1

1

=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

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

=Ω

m

，0

1

=μ

。试计算：

（1） 动叶的进出口汽流角1

β和*

2

β； （2） 单位流量蒸汽作用于动叶片上的作用

力1

u F 和1

z F ；

（3） 单位流量蒸汽所作的轮周功1

u 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

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=，0

1

=μ

，试求：

（1） 蒸汽进入动叶的角度1

β和相对速度1

w ； （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=∆，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m in

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1

l G ∆；

（2） 当轴封段后汽压MPa

p

z 196.02

=时的漏汽量