西交11秋学期《汽轮机原理》考试复习题

汽轮机原理-学习指南一、单项选择题（每题４分）1．蒸汽在某反动级喷嘴中的滞止理想焓降为30 kJ/kg，则蒸汽在动叶通道中的理想焓降为（）。

A. 0 kJ/kgB. 30 kJ/kgC. 15 kJ/kgD. 45 kJ/kg2．汽轮机定压运行时喷嘴配汽与节流配汽相比，节流损失少，效率（）。

A. 低B. 不变C. 高D. 以上都不是3．在多级汽轮机中重热系数越大，说明（）。

A. 各级的损失越大B. 机械损失越大C. 轴封漏汽损失越大D. 排汽阻力损失越大4．蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是（）。

A. 喷嘴后压力等于临界压力B. 喷嘴后压力小于临界压力C. 喷嘴后压力大于临界压力D. 喷嘴后压力大于喷嘴前压力5．在汽轮机工作过程中，下列（）是静止不动的？A. 叶片B. 叶轮C. 隔板D. 轴6.要使单级汽轮机的焓降大，损失较少，应采用（）。

A. 速度级B. 冲动级C. A、B、D都不是D. 反动级7. （）可以用来评价不同类型汽轮发电机组的经济性？A. 热耗率B. 机械效率C. 汽耗率D. 汽耗率8. 凝汽器采用回热式凝汽器的目的是（）。

A. 提高传热效果B. 提高真空C. 减小凝结水过冷度D. 提高循环水出口温度9. 在多级汽轮机中，全机理想比焓降为1200 kJ/kg，各级的理想焓降之和为1230 kJ/kg ，则重热系数为（）。

A. 2%B. 1.5%C. 5%D. 2.5%10. 汽轮发电机组中，以全机理想比焓降为基础来衡量设备完善程度的效率为（）效率。

A. 绝对B. 相对C. 机械D. 热11. 负荷变化时，采用滑压运行于采用定压喷嘴调节方式相比，调节级后各级温度变化（）。

A. 很小B. 很大C. 不变D. 以上都不是12. 假设喷嘴前的蒸汽滞止焓为3350 kJ/kg，喷嘴出口蒸汽理想比焓值为3304.4 kJ/kg，则喷嘴实际出口速度为（）。

A. 81.3 m/sB. 81.9 m/sC. 320 m/sD. 9.5 m/s13. 反动级中，若喷嘴出口汽流角=15°，当速比取（）时，该级的轮周1效率最高。

A. 0.48B. 0.966C. 0.24D. 0.6714. 短喉部射水抽汽器中，当外界压力增大时，真空度（）。

A．不变 B. 升高C．降低 D. 以上都不是15. 某凝汽器的冷却倍率为80，汽轮机排汽焓和凝结水比焓分别为2450 kJ/kg 和300 kJ/kg，冷却水的定压比热为4.1868kJ/kg, 则其冷却水温升为（）。

A．3.2℃ B. 4.2℃C. 5.4℃D. 6.4℃16. DEH调节系统指的是（）调节系统。

A．机械式 B. 数字式电液C．液压式 D. 模拟式电液17. 具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时,压力下降，速度（）。

A．下降 B. 上升C．不变 D. 不确定18. 凝结水过冷度增大的可能原因是（）。

A．冷却水量减少 B. 冷却水量增加C. 冷却水管结垢D. 凝汽器水位过高19. 当各种条件相同时，冲动式汽轮机与反动式汽轮机的级数比约为（）。

A．1:1 B. 1:4 C. 2:1 D. 1:220. 两台额定功率相同的并网运行机组A, B所带的负荷相同，机组A的速度变动率小于机组B的速度变动率，当电网周波下降时，两台机组一次调频后所带功率为P A和P B，则P A（）P B。

A．不确定 B. ＜ C. ＞ D. ＝21. 在喷嘴出口方向角和圆周速度u相等时，纯冲动级和反动级在最佳速比下1所能承担的焓降之比为（）。

A．2:1 B. 1:2 C．1:4 D. 1:122. 汽轮机的进汽节流损失使得蒸汽入口焓（）。

A．减小 B. 增大C．不确定 D. 不变23. 考虑整个机组的经济性，提高单机极限功率的主要途径是增大（）叶片轴向排气面积。

A．首级 B. 末级C. 中间级D. 不确定24. 若汽轮机的余速利用系数增大，则该机（）增大。

A．整机理想焓降 B. 整机相对内效率C．整机循环效率 D. 重热系数增大25. 汽轮机的轴向位置是依靠（）确定的。

A．推力轴承 B. 轴封 C. 支撑轴承 D. 背轮二、分析计算题1．（25分）已知某级级前蒸汽入口速度C 0=0.0m/s ，级的理想焓降△h t =78.0kJ/kg ，级的反动度Ω=0.3，α1=12°，β2=18°，圆周速度u =178m/s, 喷嘴速度系数ϕ=0.97，动叶速度系数ψ=0.9，余速利用系数μ0=1.0。

（1）计算动叶进出口汽流绝对速度及相对速度； （2）画出动叶进出口速度三角形； （3）画出该级热力过程线并标注各符号。

2．（20分）汽轮机运行中，其转子承受哪些作用力？哪些因素影响这些作用力的大小？这些作用力过大，对转子安全工作有何影响？在运行中如何保证转子安全工作，使其具有一定的使用寿命？3．（15分）某机组在最大工况下通过的蒸汽流量2.130=G T/h ，此时计算得到作用在动叶上的轴向推力1049001=∑Z FN ，作用在叶轮上的轴向推力586002=∑Z FN, 作用在各凸肩上的轴向推力944003-=∑Z F N ，机组轴向推力轴承共装有10个瓦块，每块面积25.81cmf =，轴承工作面能承受的最大压力为2/150cmN p b =，要求的安全系数为1.5~1.7。

4．（15分）简述蒸汽在轴流式汽轮机的冲动级、反动级和复速级内的能量转换特点，并比较它们的效率及作工能力。

5．（25分）已知汽轮机某纯冲动级喷嘴进口蒸汽的焓值为3369.3 kJ/kg ，初速度c 0 = 50 m/s ，喷嘴出口蒸汽的实际速度为c 1 = 470.21 m/s ，速度系数ϕ= 0.97，本级的余速未被下一级利用，该级内功率为P i = 1227.2 kW ，流量D 1 = 47 T/h ，求：（1）喷嘴损失为多少? （2）喷嘴出口蒸汽的实际焓？ （3）该级的相对内效率？6．（20分）汽轮机运行中，其动叶栅承受哪些作用力？这些作用力在什么时候最大？如何保证动叶栅安全工作？7．（15分）凝汽式汽轮机的蒸汽初参数：P0=8.83 MPa，温度t 0=530℃，汽轮机排汽压力P c=0.0034 MPa，全机理想焓降ΔH t = 1450 kJ/kg，其中调节级理想焓降Δh t I = 209.3 kJ/kg，调节级相对内效率ηI ri=0.5，其余各级平均相对内效率ηII ri=0.85。

假定发电机效率ηg=0.98，机械效率ηm=0.99。

试求：（1）该级组的相对内效率；（2）该机组的汽耗率；（3）在h~s(焓~熵)图上绘出该机组的热力过程线。

8．（15分）汽轮机调节系统一般由哪些机构组成？各自的作用分别是什么？9．（25分）某级蒸汽的理想焓降为Δh t= 76 kJ/kg，蒸汽进入喷嘴的初速度为 c0 = 70 m/s，喷嘴出口方向角α1=18°，反动度为Ωm= 0.2，动叶出汽角β2= β1－6°，动叶的平均直径为d m = 1080 mm，转速n = 3000 r/min，喷嘴的速度系数ϕ = 0.95，动叶的速度系数ψ = 0.94，求：（1）动叶出口汽流的绝对速度c2；（2）动叶出口汽流的方向角α2；（3）绘出动叶进出口蒸汽的速度三角形。

10．（20分）主蒸汽压力变化，对机组安全经济运行有何影响？11．（15分）某台机组带额定负荷与电网并列运行，机组的额定转速为3000r/min，由于电网事故，该机组甩负荷至零，如果调节系统的速度变动率δ=5%，问该级组甩负荷后的稳定转速应是多少？12．（15分）多级汽轮机每一级的轴向推力是由哪几部分组成的？平衡汽轮机的轴向推力可以采用哪些方法？13．（25分）已知汽轮机某级的理想焓降为84.3 kJ/kg，初始动能1.8 kJ/kg，反动度0.04，喷嘴速度系数ϕ= 0.96，动叶速度系数ψ= 0.96，圆周速度为171.8 m/s，喷嘴出口角α 1 = 15°，动叶出口角β2=β1－3°，蒸汽流量G = 4.8 kg/s。

求：（1）喷嘴出口相对速度？（2）动叶出口相对速度？（3）轮周功率？14．（20分）采用喷嘴调节的汽轮机进汽量减小时，各类级的理想焓降如何变化？反动度、速度比、级效率如何变化？15．（15分）已知汽轮机某级喷嘴出口速度c 1=275m/s ，动也进、出口速度分别为w 1=124m/s 、w 2=205m/s ，喷嘴、动叶的速度系数分别为ϕ=0.97, ψ=0.94，试计算该级的反动度。

16．（15分）作用在转子上的轴向力包括哪些？如何减小作用在推力轴承上的轴向推力？17．（25分）已知某级G=30Kg/s ，c 0=0.0，w 1=158m/s ，c 1=293m/s ，w 2=157m/s ，c 2=62.5m/s ，轴向排汽(α2=900),喷嘴和动叶速度系数分别为ϕ=0.95，ψ=0.88，汽轮机转速为3000转/分。

（1）计算该级的平均反动度；（2）计算轮周损失、轮周力、轮周功率和轮周效率（μ0=0，μ1=0.9）； （3）作出该级的热力过程线并标出各量。

18．（15分）分析说明汽轮机某一中间级在理想焓降减小时其反动度的变化情况。

19．（20分）试求凝汽式汽轮机最末级的轴向推力。

已知该级蒸汽流量5.9=G kg/s ，平均直径6.1=md m ，动叶高度370=b l mm ，叶轮轮毂直径6.0=d m ，轴端轴封直径42.0=l d m ，喷嘴后的蒸汽压力007.01=p MPa ，动叶后的蒸汽压力0046.02=p MPa 。

根据级的计算，已知其速度三角形为：3601=c m/s ，︒=201α，︒=511β，1581=w m/s ，︒+=1012αβ，3272=w m/s 。

20．（15分）何谓临界转速？在发电厂如何确定转子的临界转速？了解转子的临界转速有何意义？临界转速与转子的自振频率有何关系？参考答案一、选择题1—5 BCABC 6—10 DACDB 11—15 ADBCD 16—20 BBDDC 21—25 ADBBA二、分析计算题1．解：(1) ()010t m n h h ∆Ω-=∆=（1-0.3）×78=54.6 kJ/kg5.3306.541021023031=⨯⨯=∆⨯=nt h c m/s5.32097.05.33011=⨯==t c c ϕm/s02211221112cos 1785.32021785.320cos 2⨯⨯-+=-+=αu c u c w =149.4m/s 330210783.029.0102⨯⨯⨯⨯=∆Ω=t m h w ψ=194.7 m/s0222222218cos 1787.19421787.194cos 22⨯⨯⨯-+=-+=βu w u w c =55.1m/s(2) 动叶进出口速度三角形：(3) 该级热力过程线：2．解：汽轮机运行中转子承受其高速旋转产生的离心力；蒸汽作用在转子叶轮、P 2hsP C 1轴肩和汽封凸肩上的轴向力；转子振动在其中产生的动应力；转子内部温度不均产生的热应力；传递机械功率的扭矩。