燃气轮机与联合循环-姚秀平-课后题答案-第四单元

第四章
1、主要要求：a.要有足够的刚度强度，以保证长期安全可靠运行，停机检查和大修的时间间隔要足够长。

b.要保证足够高的热力性能，保证达到设计压比、温度、流量、流速，以保证要求的功率和效率。

c.结构较简单，尺寸、重量较轻，便于制造、装配、运输和安装，便于检查、维护和维修。

2、基本原则有：a、压气机、燃烧室、透平三大部件要尽量统一整体布置，即它们的外壳要相互连接为一个整体，统一支撑在一个基座上；b、压气机和透平转子在机械上要相互连接，尽量构成一个统一的转动部件；c、转子与静子要配合形成一个流畅的工质流动通道。

3、减少工质在排气道压力损失
4、轮盘层积结构，特点：刚性好，变形小。

采用中心打拉杆和轮盘端面齿将各级轮盘连接在一起的转鼓式结构。

特点:重量轻，刚性好，轮盘可自动相互对中，适宜于快速启停。

焊接鼓式结构，特点：刚性好、强度高、可靠性好、免维修。

5、工作工质不一样。

6、确定的，因为压气机的工作状态与透平的工作状态是一一对应的，压气机工作状态一定，透平工作状态也一定。

7、燃气轮机的联合运行路线是指在压气机特性图上绘出透平特性线或者在透平特性图上绘压气机特性线，还可以在压气机或透平特性图上绘燃气轮机工作特性线。

当负荷降低时，a.燃气轮机流量将略微增大;b.压比有所降低;c.效率降低;d.排气温度下降;e.燃气轮机工作点远离哮喘边界方向移动，对安全有利。

8、略微增大
9和10、环境温度升高时，若初温不变，燃气轮机的出力和效率将有所降低，排气温度将因温比降低的影响小于压比降低的影响而升高。

11、环境压力升高时，若初温不变，由于压比和温比都不变，所以燃气轮机的效率不变，排气温度不变。

但由于流量增大，所以出力升高。

12、当压气机叶片结垢时，等折合转速线会向左下方移动，压气机的喘振边界线也会向下移动。

13、当透平叶片结垢时，燃气轮机的喘振边界线不变，但运行状态点会向喘振边界方向移动，对安全不利。

14、三种方案分别是：保持IGV不动，改变T3*以调整出力；保持T3*恒定，改变IGV安装角以调整空气流量而调整出力；保持T4*恒定，改变IGV安装角以调整空气流量而调整出力。

15、T3*很难测量，原因是：T3*很高，测量T3*的热电偶很容易被烧毁，另外，燃烧室的出口处的温度场和速度场分布不均匀，热电偶数目少时所测得的误差很大。

16、最常用的间接测量T3*的办法是测量相对低的很多的排气温度T4*，然后利用T3*与T4*的关系估算出T3*来。

17、具有足够的高温蠕变强度、热疲劳强度，又具有良好的抗腐蚀、抗氧化能力。

18、透平动叶在高温部件中工作条件最恶劣，对材料的高温强度、特别是高温蠕变强度的要求最高。

透平静叶工作温度比动叶高一些，但受力较小，它对材料蠕变强度要求比动叶低，但对疲劳强度要求比动叶高。

燃烧室部件受力较小，但工作温度最高，它对材料抗腐蚀、抗氧化能力和热疲劳强度要求最高。

19、DS叶片是定向结晶叶片，SC叶片是单晶叶片.
20、工作在仅比其融化温度低几百度高温下的金属部件，不可避免会被氧化和腐蚀，为了保护这些高温部件，在金属表面涂层,a.耐腐蚀、耐氧化涂层材料;b.热障涂层材料.
计算题：、 1.
***65321*3**3
3
*
*
33*3
*
*3
3
*31.4 1.33 1.005/1.156/(1) 5.5
5.50.101310 5.5710()
¼1000252.98 5.5
252.983 124.5123.77
pa pa t t m m 取c KJ Kg c KJ Kg p p p Pa n n 假设T K 则由查图得
T
T
q T q T 根据假设的T 所算的
为p
p
由此可知假设温度基本正确，说明T αακκππππ=========⨯⨯=⨯=====1000为K *
3
1
**
21
**
21
**21**325.5
252.980.868
468.73
468.73288180.73180.73
220.40.82
288220.4508.41.005220.4221.5(/)
1.1561000a a
t t s cs s cs c c
c c pa c b pg pa n 由查图T
T T T T T K T T K
T T T K
c T KJ Kg q c T c T κκπηπηω-======-=-==
=
==+=+===⨯==-=⨯-1.005508.4645.058(/)KJ Kg ⨯=
*
*34 1.3311
1.33
**34**431000655.095.5
1000655.09344.910.868344.91299.381000299.38700.621.156299.38346.08(/)346.08221.5124.5g g
s
t
ts s t t ts t t pg t n t c T T
K T T T K T T K T T T K c T KJ Kg κκπηωωωω--=
=
==-=-===⨯==-=-===⨯==-=-=8(/)21.8124.582715.8440.96124.58
0.185
645.058
gt m n b n gt b
KJ Kg P q KW q ωηωη==⨯=⨯=
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2.
2.*1
32
1
*
*11
*
1151
12
*
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*35**111111
3.66
292(/min.)
6.0 1120(10...)
292293.25000(/min)
3.66293.21073()112010101300293.266.3(/)
313.2 p 0.1013()
m m T n 根据设计工况条件查图得r K
T T
q T Kg S K Pa p n r T K q Kg s T MPa τ
πτ
-
-----=
====⨯=⨯
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====*
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12
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*
1111
51
12
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51111073
3.426
313.2
5000282.53(/min.)
313.2
5.4
1020(10...)
102010101300313.258.38(/)
66.358.387.92(/)6 5.40.6
m m m m m T T n r K
T
q T 查图得Kg S K Pa p
q Kg s q q q Kg s ππππ------=
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