2022年汽轮机原理习题 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 汽轮机原理习题1. 已知：渐缩喷嘴进口蒸汽压力 p 0 .8 4 MPa,温度 0t 490,初速 c 0 50 m s；喷嘴后蒸汽压力 p 1 8.5 MPa,喷嘴速度系数 0 . 97；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 p 1 .5 8 MPa 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 p 0 1 . 96 MPa,温度 0t 350；级后蒸汽压力p 2 1 . 47 MPa；速度比 x 1 u c 1 .0 53,级的平均反动度 m 0 . 15,又知喷嘴和动叶栅的

2、速度系数分别为 0 . 97,0 . 90,喷嘴和动叶的出口汽流角为 1 18,2 1 6；（1）求解并作出该级的速度三角形；（2）假设余速利用系数 0 0,1 1,流量 D 960 t h,求级的轮周效率 u和轮周功率 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 p 0 1 . 96 MPa, 温 度 0t 350 ； 级 后 蒸 汽 压 力p 2 1 . 47 MPa；该级速度比 1x 0 . 45,喷嘴出口汽流角为 1 13,动叶的进口汽流角与出口汽流角相等1 2,喷嘴和动叶栅的速度系数分别为 0 . 95,0 . 87；该级的平均反动度

3、m 0；试求解：同题 21、2、3；4. 国产某机组第三级设计工况下级前蒸汽压力 p 0 5 . 13 MPa,温度 0t 467 . 5；级后蒸汽压力 p 2 4 . 37 MPa,进口汽流的初速动能 hc 0 1 . 214 kJ kg 全部被利用；设计中选定该级的平均直径 dm 998 . 5 mm,级的平均反动度 m 7 . 94 %,喷嘴出口汽流角为 1 10 4 7,动叶的出口汽流角相等 2 17 5 4；又知喷嘴和动叶栅的速度系数分别为 0 . 97,0 . 935,汽轮机的转速 n 3000r min,1 1；试作出该级的速度三角形,求级的轮周效率u,定性绘制级的热力过程曲线；

4、 1名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 1 20,喷嘴出口汽流速度 c 1 650 m s,喷嘴速度系数 0 . 96；动叶圆周速u 300 m s,动叶速度系数 0 . 70,另取 m 0,1 0；试运算：（1）动叶的进出口汽流角 1和 2；（2）单位流量蒸汽作用于动叶片上的作用力 F u 1 和 F z 1；（3）单位流量蒸汽所作的轮周功 uP ,以及轮周效率 u；6. 已知机组某纯冲动级喷嘴出口汽流速度 c 1 766 . 8

5、m s,喷嘴出口汽流角 1 20,动叶圆周速 u 365 . 76 m s；假设动叶进出口汽流角相同,喷嘴速度系数 0 . 96,动叶速度系数 0 . 80,通过该级的蒸汽流量 G 1 2. kg s,1 0,试求：（1）蒸汽进入动叶的角度 1和相对速度 w ；（2）蒸汽作用在动叶上的切向力 F ；（3）级的轮周功率 uP 和轮周效率 u；7. 试估算某机组低压缸的级数 z ；已知该级组的抱负焓降为 H t 260 kJ kg,级组的第一级和最末级的平均直径分别为 d 1 .0 956 m,d z .0 997 m；速度比 ax 0 . 50,且对于各级均为定数；转速 n 3000r min,

6、重热系数 0 . 05；8. 某中压汽轮机的前轴封是由假设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 z 17,轴封段直径 d l 400 mm,轴封径向间隙 0 . 5 mm,轴封进汽压力 p 0 .1 18 MPa,温度 0t 300；试求：（1）轴封段后汽压 pz 1 .0 294 MPa 时,该轴封段的漏汽量 G ；（2）当轴封段后汽压 p z 2 0 . 196 MPa 时的漏汽量 G l 2；9. 已知当喷嘴初压 p 0 .1 96 MPa,背压 p 1 1 . 61 MPa 时,通过喷嘴的流量 G 4 kg s；试求起初压维护不变,而喷嘴流量增至 G 1 5 kg

7、s 时的喷嘴背压 p 11； 2名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10.已知渐缩喷嘴前蒸汽压力p 012 . 8 MPa,喷嘴后压力p 19 . 81 MPa,且保持不变；当忽视蒸汽初温的变化,问喷嘴前蒸汽必需节流到什么压力p 01,才能使通过喷嘴的蒸汽流量削减至三分之一？11. 已知某高压凝汽式汽轮机的设计流量 G 165 . 75 kg s,设计工况下调剂级后蒸汽压力p 1 9 . 71 MPa,温度 1t 502 5.,第一段回热抽汽点蒸汽压力 p 2 3 . 73 MPa；假设工况变动后,调剂级后蒸汽压力变化

8、为 p 11 10 . 69 MPa,温度 t 11 513,第一段回热抽汽点蒸汽压力 p 21 .4 12 MPa；试运算此工况下,通过调剂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 G 0 132 . 6 t h, 调 节 级 汽 室 压 力p 1 1 . 67 MPa；当机组流量变为 G 1 90 t h,试问在正常情形下调剂级汽室压力应为多大？假设由于压力级组结垢,使通道面积较原先削减 5 %,就调剂级汽室压力又应是多少？13. 以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 N el 5600 k

9、W,抽汽量 Ge 30 t h,求新汽流量 G 为多少？（2）已知新汽量 G 0 50 t h,抽汽量 Ge 36 t h,求电功率 N el 为多少？（3）已知电功率 N el 4000 kW,低压缸流量 Gc 8 t h,求抽汽量 G 为多少？（4）已知抽汽量 Ge 20 t h,低压缸流量 Gc 15 t h,求电功率 N el 及新汽量 G 0为多少？（5）已知新汽量G 030th,低压缸流量Gc12th,求电功率Nel为多少？ 3名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 14.某单压凝汽器的冷却水进口温度tw 12

10、0,冷却水温升t8,凝汽器传热端差15.16.17.18.t5,试确定该凝汽器内压力；不考虑过冷因素依据以下条件, 运算等截面叶片的根部截面上,由于离心力拉应力c和汽流弯应力u；已知：级的平均直径dm1 . 10 m,动叶高度l b0 . 05 m,轮周功率Pu600 kW,该级为全周进汽,叶片数Zb152,叶型根部抗弯断面系数W0.09cm3,转速n3000rmin,密度7 . 85103kgm3；忽视动叶前后压差轴向分力的变化；试求等截面叶片的最大弯应力和最大拉应力；已知：通过该级的蒸汽流量G16 .6kgs,级的平均直径dm.1252 m,叶片高度l b0 . 191 m,动叶前压力p

11、10 . 03903 MPa,级后压力p 20 . 03766 MPa,喷嘴出口汽流速度c 1386ms,汽流角115,2100,余速c 297ms；级的轮周速度u196 .5ms,动叶片数Z b144,叶片最小截面系数W min3.0 508 cm,部分进汽度e1,叶片材料密度.7853 10kg3 m；试求根部夹紧而顶端自由的等截面单个叶片的切向A 型振动的一、二阶频率；已 知 ： 叶 高l b0 . 191 m, 叶 片 截 面 积Ab.34104m2, 最 小 惯 性 矩Imin0 . 742108m4,叶片材料的弹性模量E20 . 591010N2 m,材料密度7 . 85103kg

12、3 m；某级动叶片为调频的自由叶片,已知：A 型静频率fmin160 Hz,fmax170 Hz,动 频 系 数B3, 振 动 强 度 安 全 倍 率A b.406, 电 网 周 波 允 许 波 动 范 围48.550.5Hz,各频位下的安全倍率限额见下表；试问：（1）叶片的频率分散度是否合格？（2）叶片振动安全倍率是否合格？（3）正常运行时能否躲开危急共振？K 23 34 45 56 A b 4名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 19.某厂在低周波运行期间,曾将同步器的工作范畴调至4%6%,该调速系统的速度变动率5%

13、,试问：（1）当电网周波复原至 50Hz 时,机组最多能带多少负荷？（2）当电网周波在何值时才能带上满负荷？（3）假如调剂系统的缓慢率 0 . 5 %,机组甩负荷后转速上升的最大静态稳固值是多少？20.甲、乙两机的静态特性如以下图所示,当电网周波为50Hz 时,甲、乙两机的负荷为100%额定值,试求：1甲、乙两机的转速变动率各为多少？2假设电网周波对应于转速上升到3050rpm,就两机的负荷各为多少？3假设电网周波对应于转速上升到3050rpm,甲机仍需担负100%额定负荷, 就其静态特性线应移到什么位置？4在甲机静态特性移动后,假设该机组甩负荷,试问超调量为n 90rpm 时是否引起超速保安

14、器动作？假定超速保安器的动作转速为112 %3175 5名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 汽轮机原理补充习题补充习题 1完成某冲动级的热力运算；某多级汽轮机转速 n 3000 rpm,其某级的动叶平均直径 dm 1300 mm,该级的平均反动度 m 0 . 20,级的抱负焓降 ht 90 kJ / kg,进口初速 C 0 80 m / s,全部被利用,汽流 角 1 15,2 1 6, 离 开 本 级 的余速 全 部 被 下一 级 利 用；已 知 蒸 汽 流量D 1700 t / h,喷管速度系数 0 . 97,动叶速

15、度系数 0 . 95,除喷管缺失、 动叶缺失和余速缺失外的其它级内缺失为 2 . 10 kJ / kg；1 按比例绘制级的速度三角形；2 运算级的轮周效率、轮周功率；3 运算级的相对内效率、内功率；4 定性绘制级的热力过程线；补充习题 2完成某反动级的热力运算；某多级汽轮机转速 n 3000 rpm,其某级的动叶平均直径 dm 1250 mm,该级为反动级,级的抱负焓降 ht 48 kJ / kg,进口初速 C 0 50 m / s,全部被利用,汽流角 1 15,2 1,离开本级的余速全部被下一级利用；已知蒸汽流量 D 2500 t / h,喷管速度系数 0 . 97,动叶速度系数 0 . 96,除喷管缺失、动叶缺失和余速缺失外的其它级内损失为 2 . 10 kJ / kg；1 按比例绘制级的速度三角形；2 运算级的轮周效率、轮周功率；3 运算级的相对内效率、内功率；4 定性绘制级的热力过程线； 6名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 补充习题 3 6 分析 15中各种情形下汽轮机的调剂级、各级组的焓降和功率相对于额定工况时的变化；补充习题4 参照教材P93 图 3-13 调剂级变工况曲线以及相关表达,考虑在以下三种条件 7名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页