汽轮机原理题集(1-3章)

答：汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。 2.级的反动度

答：动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。 3.汽轮机级内有哪些损失？

答：汽轮机级内的损失有：喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、撞击损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、扇形损失、湿气损失9种。

1．电厂常用汽轮机属于下列那种类型？ （B） A. 离心式 B. 轴流式 C. 辐流式 D. 周流式

2. 火力发电厂汽轮机的主要任务是： （B） A. 将热能转化成电能 B. 将热能转化成机械能 C. 将电能转化成机械能 D. 将机械能转化成电能

3. 具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时： （C） A. 压力下降，速度下降 B. 压力上升，速度下降 C. 压力下降，速度上升 D. 压力上升，速度上升

1.级的反动度是： （A） A. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的滞止理想焓降之比。 B. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。

C. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的滞止理想焓降之比。 D. 蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。

2.通常当级的焓降很大、喷嘴出口速度很高时采用： （C） A. 纯冲动级 B. 带反动度的冲动级 C. 复速级 D. 反动级

3.汽轮机的级中做功能力最大的级为： （B） A. 纯冲动级 B. 带反动度的冲动级 C. 复速级 D. 反动级 4.反动级动叶入口压力为P1，出口压力为P2，则P1和P2有 （B） 关系。 A. P1＜P2 B. P1＞P2 C. P1＝P2 D. P1=0.5P2

5.当喷嘴的压力比εn大于临界压力比εcr时，则喷嘴的出口蒸汽流速C1： （D） A. C1 Ccr D. C1≤Ccr

6.当渐缩喷嘴出口压力p1小于临界压力pcr时，蒸汽在喷嘴斜切部分发生膨胀，下列哪个说法是正确的？ （B） A. 只要降低p1，即可获得更大的超音速汽流

B. 可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有限的 C. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度Ccr D. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度Ccr

7.蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条件是： （B） A. 喷嘴后压力小于临界压力 B. 喷嘴后压力等于临界压力 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

8.关于喷嘴临界流量，在喷嘴出口面积一定的情况下，请判断下列说法哪个正确： （A） A．喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关 B．喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关 C．喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关

D. 喷嘴临界流量既与喷嘴初参数有关，也与喷嘴终参数有关

9.蒸汽流动过程中，能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是： （C） A. 轴向力 B. 径向力 C. 周向力 D. 蒸汽压差

10.在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率ηu： （C） A. 增大 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定

11.下列哪个措施可以减小叶高损失？ （A） A. 加长叶片 B. 缩短叶片 C. 加厚叶片 D. 减薄叶片

12.下列哪种措施可以减小级的叶高损失？ （D） A. 级反动度选用较大值 B. 增加叶栅中的叶片数 C. 减小叶片高度 D. 采用部分进汽

13.部分进汽度越小，则： （D） A. 鼓风损失越小，斥汽损失越小 B. 鼓风损失越小，斥汽损失越大 C. 鼓风损失越大，斥汽损失越大 D. 鼓风损失越大，斥汽损失越小

14.汽轮机级采用部分进汽度的原因是： （B） A. 叶片太长 B. 叶片太短 C. 存在鼓风损失 D. 存在斥汽损失

15.下列哪种损失不属于叶栅损失？ （A） A. 喷嘴损失 B. 动叶损失 C. 余速损失 D. 叶高损失

16.下列哪种措施可以减小级的叶型损失？ （C） A. 级反动度选用较大值 B. 增加叶栅中的叶片数 C. 安装叶顶围带 D. 选用扭叶片

17.下列哪种措施可以减小级的扇形损失： （C） A. 采用部分进汽 B. 采用去湿槽 C. 采用扭叶片 D. 采用复速级

18.扭曲叶片适用于汽轮机的下列哪种级？ （B） A. 径高比比较小的级 B. 径高比比较大的级 C. 工作在湿蒸汽区的级 D. 调节级

19.下列哪种措施可以减小叶轮摩擦损失？ （C） A. 级反动度选用较大值 B. 增加叶栅中的叶片数 C. 尽量减小叶轮与隔板间腔室的容积 D. 采用部分进汽

20.降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施？ （D）

A. 加隔板汽封 B. 减小轴向间隙 C. 选择合适的反动度 D. 在非工作段的动叶两侧加装护罩装置 21.下列哪种措施可以减小鼓风损失？ （D）

A. 安装叶顶围带 B. 选用扭叶片 C. 减小叶片高度 D. 在无喷嘴弧段部分的动叶两侧加护罩 22.减少轴封漏汽的措施是：

A. 增加轴封齿数 B. 减少轴封齿数 C. 加大轴封直径 D. 以上途径都不可以

23.在叶轮上开平衡孔，可以减小： （C） A. 叶高损失 B. 部分进汽损失 C. 漏汽损失 D. 湿汽损失

24.工作在湿蒸汽区的汽轮机的级，受水珠冲刷腐蚀最严重的部位是： （A） A. 动叶顶部背弧处 B. 动叶顶部内弧处 C. 动叶根部背弧处 D. 喷嘴背弧处

25.减小排汽压力损失提高机组经济性，汽轮机的排汽室通常设计成： （D） A. 等截面型 B. 渐缩型 C. 缩放型 D. 渐扩型

1． 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c0 = 50 m/s，喷嘴出口蒸汽的实际速度为c1 = 470.21 m/s，速度系数0.97，本级的余速未被下一级利用，该级内功率为Pi = 1227.2 kW，流量D1 = 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？ 解：(1) c1tc1470.21484.75m/s 0.97喷嘴损失：hn121484.7522c1t(1)(10.972)6.94kJ/kg 2210002c01250J/kg1.25kJ/kg (2) hc02*h0h0hc03369.31.253370.55kJ/kg

121484.752h1thc1t3370.553253221000*0kJ/kg

喷嘴出口蒸汽的实际焓：h1h1thn32536.943260**(3) hthth1t3370.553253117.55kJ/kg

kJ/kg

hi3600Pi36001227.294D1471000hi940.80 ht*117.55kJ/kg

级的相对内效率：ri

o

2． 某冲动级级前压力p0=0.35MPa，级前温度t0=169C, 喷嘴后压力p1=0.25MPa, 级后压力p2=0.56MPa, 喷嘴理想焓降Δhn =47.4kJ/kg, 喷嘴损失Δhnt=3.21kJ/kg, 动叶理想焓降Δhb =13.4kJ/kg, 动叶损失Δh bt =1.34kJ/kg, 级的理想焓降Δht=60.8kJ/kg，初始动能Δhc0=0，余速动能Δhc 2=2.09kJ/kg, 其他各种损失ΣΔh=2.05 kJ/kg。计算： 级的反动度Ωm

若本级余速动能被下一级利用的系数为0.97，计算级的相对内效率ηri。 解：级的反动度Ωm=Δhb/Δht=13.4/60.8=0.22

级的相对内效率ηri=(Δht-Δhnζ-Δhbζ-Δhc2-ΣΔh)/(Δht-μ1×Δhc2)=0.92

3． 某反动级理想焓降Δht=62.1kJ/kg，初始动能Δhc0=1.8 kJ/kg, 蒸汽流量G=4.8kg/s，若喷嘴损失Δhnζ=5.6kJ/kg, 动叶损失Δhbζ=3.4kJ/kg，余速损失Δhc2=3.5kJ/kg，余速利用系数μ1=0.5，计算该级的轮周功率和轮周效率。 解：级的轮周有效焓降

*

Δhu=Δht-δhn-δhb-δhc2

=62.1+1.8－5.6－3.4－3.5 =51.4kJ/kg 轮周功率

Pu=G×Δhu=4.8×51.4=246.7kW

轮周效率

*

ηu=Δhu/E0=Δhu/(Δht－μ1×δhc2)=51.4/（62.1+1.8－0.5×0.35）= 82.7%

4． 某级蒸汽的理想焓降为Δht = 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dm = 1080 mm，转速n = 3000 r/mn，喷嘴的速度系数φ = 0.95，动叶的速度系数ψ = 0.94，求：动叶出口汽流的绝对速度c2 。动叶出口汽流的方向角α2 。绘出动叶进出口蒸汽的速度三角形。

2c076  0.5702/1000  76  2.45  78.45 kJ/kg 解：hht2*tc1c1t2(1m)ht*0.952(10.2)78.451000336.57 m/s

udmn603.141.083000169.56 m/s

60w1c12u22c1ucos1336.572169.5622336.57169.56cos180182.97 m/s c1sin1336.57sin1801arcsin34.640warcsin182.971

216034.64628.640

hbmht*0.278.4515.69 kJ/kg

w22hbw120.94215.691000182.972239.39 m/s2c2w2u22w2ucos2239.392169.5622239.39169.56cos28.640121.69 m/s

2arcsinw2sin2c2239.39sin28.64arcsin70.54 121.691 1 2 c2 u 2 w2 c1 u w1 动叶进出口蒸汽的速度三角形

5． 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0.96，动叶速度系数0.96，圆周速度为171.8 m/s，喷嘴出口角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？

解：(1) ht84.3 kJ/kg，hc01.8 kJ/kg，m0.04，u  171.8m/s

ht*hthc084.31.886.1 kJ/kg

c12(1m)ht*390.5m/s

22wcu2uc1cos1228.9m/s 11喷嘴出口相对速度:

c1sin101arcsin26.2w1

(2) 动叶出口相对速度:

00(3) 21323.2

w22mht*w12243.2 m/s

轮周功率:

PuGuw1cos1w2cos24.8171.8228.9cos26.2224.7cos23.2/1000339.66kW00

6． 已知喷嘴进口蒸汽焓值h0=3336kJ/kg，蒸汽初速度c0=70m/s；喷嘴后理想焓值h1t=3256 kJ/kg，喷嘴速度系数=0.97。试计算

1）喷嘴前蒸汽滞止焓；2）喷嘴出口实际速度

22

解：（1）喷嘴进口动能：⊿hc0 = C0/2 = 70/2 = 2450（J/kg）= 2.45 kJ/kg 喷嘴前蒸汽滞止焓：h0*=h0+⊿hc0 =3336+2.45=3338.5(kJ/kg)

**hnh0h1t3338.5325682.5(m/s) (2)

*c1t2hn200082.5406.2(m/s)

喷嘴出口实际速度：

c1c1t0.97406.2394.0(m/s)

7． 已知汽轮机某级前压力5.2MPa，温度470℃，级后蒸汽压力为4.4MPa，进口初速动能1.2kJ/kg，级的平均直径0.999m，级的速度比0.517，喷嘴出汽角10.800，动叶出汽角17.900，喷嘴速度系数和动叶速度系数为0.97，机组转速3000r/m，若排汽动能全部利用，试求级的有效焓降和轮周效率。

1.冲动级和反动级的做功原理有何不同？在相等直径和转速的情况下，比较二者的做功能力的大小并说明原因。 （8分）

答：冲动级做功原理的特点是：蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶汽道中不膨胀加速，只改变流 动方向，动叶中只有动能向机械能的转化。

反动级做功原理的特点是：蒸汽在动叶汽道中不仅改变流动方向，而且还进行膨胀加速。 动叶中既有动能向机械能的转化同时有部分热能转化成动能。 在同等直径和转速的情况下，纯冲动级和反动级的最佳速比比值：

(x1)op/ (x1)op=（

reimht／ht=1/2

1uimure1reimht/ht ）/（）=（cos1）/cos1=2c1c12上式说明反动级的理想焓降比冲动级的小一倍

2.汽轮机级内有哪些损失？

答：汽轮机级内的损失有：喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、扇形损失、湿气损失9种。

3.据喷嘴斜切部分截面积变化图，请说明：

当喷嘴出口截面上的压力比p1/p0大于或等于临界压比时，蒸汽的膨胀特点； 当喷嘴出口截面上的压力比p1/p0小于临界压比时，蒸汽的膨胀特点。

答：（1）p1/p0大于或等于临界压比时，喷嘴出口截面AC上的气流速度和方向与喉部界面AB相同，斜切部分不发生膨胀，只起导向作用。

（2）当喷嘴出口截面上的压力比p1/p0小于临界压比时，气流膨胀至AB时，压力等于临界压力，速度为临界速度。且蒸汽在斜切部分ABC的稍前面部分继续膨胀，压力降低，速度增加，超过临界速度，且气流的方向偏转一个角度。

4.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。 答：冲动级介于纯冲动级和反动级之间，蒸汽的膨胀大部分发生在喷嘴中，只有少部分发生在动叶中；反动级蒸汽在喷嘴和动叶中理想比焓降相等；复速级喷嘴出口流速很高，高速气流流经第一列动叶作功后其具有余速的汽流流进导向叶柵，其方向与第二列动叶进汽方向一致后，再流经第二列动叶作功。 作功能力：复速级最大，冲动级次之，反动级最小； 效率：反动级最大，冲动级次之，复速级最小。

5.减小汽轮机中漏气损失的措施。

答：为了减小漏气损失，应尽量减小径向间隙，但在汽轮机启动等情况下采用径向和轴向轴封；对于较长的扭叶片将动叶顶部削薄，缩短动叶顶部和气缸的间隙；还有减小叶顶反动度，可使动叶顶部前后压差不致过大。

第二章

1.为减小排汽压力损失提高机组经济性，汽轮机的排汽室通常设计成： （D） A. 等截面型 B. 渐缩型 C. 缩放型 D. 渐扩型

2.下列说法正确的是 （A） A. 增加轴封齿数可以减少轴封漏汽 B. 减少轴封齿数可以减少轴封漏汽 C. 加大轴封直径可以减少轴封漏汽 D. 以上途径都不可以

3.在多级汽轮机中，全机理想比焓降为1200kJ/kg，各级的理想比焓降之和为1242kJ/kg，则重热系数为： (D) A. 0.5% B. 1.5% C. 2.5% D. 3.5%

4.汽轮机的进汽节流损失使得蒸汽入口焓 ： （C） A. 增大 B. 减小 C. 保持不变 D. 以上变化都有可能

5.评价汽轮机热功转换效率的指标为： （C） A. 循环热效率 B. 汽耗率 C. 汽轮机相对内效率 D. 汽轮机绝对内效率

6.在多级汽轮机中重热系数越大，说明： （A） 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

7.哪些指标可以用来评价不同类型汽轮发电机组的经济性？ （A） A. 热耗率 B. 汽耗率 C. 发电机效率 D. 机械效率

8.减小汽轮机进汽阻力损失的主要方法是： 改善蒸汽在汽门中的流动特性 。

9.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 相对效率 ， 以整个循环中加给1kg蒸汽的热量为基准来衡量的效率为 绝对效率 。

1． 某50MW汽轮机全机理想比焓降为1428.6kJ/kg，各级的理想焓降之和为1514.57kJ/kg，求该汽轮机的重热系数为多少？

解：1各级的理想焓降之和/全机理想比焓降

所以该多级汽轮机的重热系数为：

1514.5710.061428.6

2． 一反动式汽轮机，蒸汽流量G34T/h , 蒸汽初压p02MPa，初温t0400C，排汽压力

pc0.02MPa，排汽恰好是饱和蒸汽。全机共有14级，每级效率相同，焓降相同，重热系数0.05。

试计算各级效率、汽轮机内功率。

解：由p0,t0和pc在h-s图上可查得：

蒸汽初始焓：h03248.7kJ/kg，

Ht pc

理想出口焓：hct2349kJ/kg hc 由此可得汽轮机理想焓降：

hct

Hth0hct3248.72349899.7(kJ/kg)

图1 汽轮机热力过程线

根据题意知排汽为干饱和蒸汽，则由pc0.02MPa 的等压线与饱和线相交点得实际排汽状态点C， 该点的焓hc2610kJ/kg

故汽轮机有效焓降：Hih0hc3248.72610638.7(kJ/kg) 汽轮机相对内效率：riHi638.771% Ht899.7ri与整机相对内效率存在如下关系：

由于各级焓降相同、效率相同，所以各级效率

(1)ri riri/(1)0.71/(10.05)67.6% 则各级效率：ri汽轮机内功率：PiG.Ht34000638.76029(kW) 3600答：汽轮机各级的效率为67.7%，输出内功率为6029kW。

3． 凝汽式汽轮机的蒸汽初参数为： 蒸汽初压p08.83MPa，初温t0535c；排汽压力

c0.5，其余各压力级内效率pc0.004MPa，其第一级理想焓降htc209.3kJ/kg，该级效率ri0.85（包括末级余速损失在内）ri。设进汽节流损失p00.05p0，假定发电机效率g0.98，机

械效率ax0.99。试求：（1）该机组的相对内效率，并绘出在h-s上的热力过程线。（2）该机组的汽耗率。

解：由p0,t0和pc在h-s图上可查得蒸汽初始焓h03475kJ/kg，理想排汽焓hct=2025kJ/kg

图3 级的热力过程线

p0 p0

htc0.95p08.39MPa， 因进汽节流损失为5%，节流后的压力p0Hth03475kJ/kg， 2 节流过程中焓值不变， ∴ h0pcc 已知第一级理想焓降ht209.3kJ/kg，所以：

,h0) 汽轮机第一级实际入口点为 0(p0hc 第一级出口压力p2可确定

hctccc 已知第一级效率ri0.5，而 ri(h0h2)/ht

cc所以第一级实际出口焓： h2h0ht.ri3475209.30.53370.4(kJ/kg)

第一级实际出口点为2（p2，h2），此点即是压力级的入口点。

2100 kJ/kg 又因排汽压力pc0.004MPa，查h-s图可得压力级理想出口焓：hct已知所有压力级的相对内效率：rih2hc0.85 h2hct所以压力级的实际出口焓（即整机的实际出口焓）：

h2ri(h2hct)3370.40.85(3370.42100)2290.6（kJ/kg） hc34752290.61184.4 (kJ/kg) 故，整机有效焓降：Hih0hc 整机理想焓降：Hth0hct347520251450( kJ/kg) 整机相对内效率：riHi81.7% Ht由于汽轮机输出电功率：PelDHigm 所以汽轮机汽耗量：DPel/(Higm) 汽耗率：dD11 PelHigm1184.40.990.984 =8.710（kg/kW·s）=3.13（kg/kW·h）

4． 凝汽式汽轮机的蒸汽初参数为： 蒸汽初压p08.83MPa，初温t0535c，汽轮机排汽压力

pc0.0046MPa，进汽节流损失p00.05p0，试问进汽节流损失使理想焓降减少多少？

5． 试求蒸汽初参数为p08.83MPa，初温t0540c，终参数pc3MPa，t0400c的背压式

c汽轮机的相对内效率和各压力级的相对内效率。已知：第一级级后压力p25.88MPa，内效率ri0.67，

其余四个压力级具有相同的焓降和内效率，进汽机构和排汽管中的损失可忽略不计。（重热系数0.03）

6． 试求凝汽式汽轮机最末级的轴向推力。已知该级蒸汽流量G9.5kg/s，平均直径dm1.6m，动叶高度lb370mm，叶轮轮毂直径d0.6m，轴端轴封直径dl0.42m，喷嘴后的蒸汽压力

p10.007MPa，c1360m/s，动叶后的蒸汽压力p20.0046MPa。根据级的计算，已知其速度三角形为：

120，151，w1158m/s，2110，w2327m/s。

解：1）蒸汽作用在动叶上的轴向推力：

FZ1G(1sin1c2sin2)dblbe(p1p2) 2)作用在叶轮轮面上的作用力（近似

pdp1）：

FZ2=

4[(dblb)2d2](p1p2)4

[(1.60.37)20.62](0.0070.0046)106

=2173（N）

3)蒸汽作用在轴封上的作用力：

FZ3 4(d2dl2)0.0046106

(0.620.422)0.0046106663.3（N）

4故总的轴向推力为：FZFZ1FZ2FZ340742173663.35584（N） 答：该凝汽式汽轮机最末级的轴向推力为5584N

第三章

1.背压式汽轮机和调整抽汽式汽轮机的共同点包括下列哪几项？ （C） A. 排汽压力大于1个大气压 B. 有冷源损失 C. 能供电和供热 D. 没有凝汽器

2.滑压运行方式是指当机组复合变化时，主汽压力 滑动 ，主汽温度 基本不变 。

3.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 很小 ，因而热应力 很小 。

4.不考虑温度变化，变工况前后，喷嘴为亚临界工况时，流量与初压的关系式为 ； 不考虑温度变化，变工况前后，喷嘴为临界工况时，流量与初压的关系式为 。P132 5.凝汽式汽轮机中间级，流量变化时级的理想比焓降 不变 ，反动度 不变 。 背压式汽轮机非调节级，流量增大，级的理想比焓降 增大 ，反动度 降低 。 6.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 高 。

7.两种配汽方式，汽轮机带高负荷时，宜采用 喷嘴配汽 ，低负荷时宜采用 节流配汽 。

8.节流配汽凝汽式汽轮机，全机轴向推力与流量成 正比 。最大轴向推力发生在 最大负荷 情况。

9.凝汽器的极限真空

答：凝汽器真空达到末级动叶膨胀极限压力下的真空时，该真空称为凝汽器的极限真空。 10.滑压运行

答：汽轮机的进汽压力随外界的负荷增减而上下“滑动”。 11.汽耗微增率

答：每增加单位功率需多增加的汽耗量。 13.汽轮机的工况图

答：汽轮机发电机组的功率与汽耗量间的关系曲线。 14.级的临界工况

答：级内的喷嘴叶栅和动叶栅两者之一的流速达到或超过临界速度。 15.级的亚临界工况

答：级内喷嘴和动叶出口气流速度均小于临界速度。 16.级组的临界工况

答：级组内至少有一列叶栅的出口流速达到或超过临界速度。 17.汽轮机的变工况

答：汽轮机在偏离设计参数的条件下运行，称为汽轮机的变工况。 18.阀点

答：阀门全开的状态点，汽流节流损失最小，流动效率最高的工况点。 19.节流配汽

答：进入汽轮机的所有蒸汽都通过一个调节汽门，然后进入汽轮机的配汽方式。

21.说明汽轮机喷嘴配汽方式的特点

答：喷嘴配汽是依靠几个调门控制相应的调节级喷嘴来调节汽轮机的进汽量。 这种配汽方式具有如下特点：部分进汽，e﹤1,满负荷时，仍存在部分进汽，所以效率比节流配汽低；部分负荷时，只有那个部分开启的调节汽门中蒸汽节流较大，而其余全开汽门中的蒸汽节流已减小到最小，故定压运行时的喷嘴配汽与节流配汽相比，节流损失较少，效率较高，

22.写出分析汽轮机变工况运行的弗里格尔公式，并说明其使用的条件。

G答：弗留格尔公式为：1GP01Pg1p0pg2222。

使用条件为：保持设计工况和变工况下通汽面积不变。若由于其他原因，使通汽面

积发生改变时应进行修正；同一工况下，各级的流量相等或成相同的比例关系；流过各级的汽流为一股均质流（调节级不能包括在级组内）。

26.何种工况为调节级的最危险工况，为什么？

答：调节级最危险工况为：第一调节汽门全开，而其他调节汽门全关的情况。

当只有在上述情况下，不仅⊿htI最大，而且，流过第一喷嘴组的流量是第一喷嘴前压力等于调节汽门

P01

全开时第一级前压力情况下的临界流量，是第一喷嘴的最大流量，这段流量集中在第一喷嘴后的少数动叶上，使每片动叶分摊的蒸汽流量最大。动叶的蒸汽作用力正比于流量和比焓降之积，因此此时调节级受力最大，是最危险工况。 27.简述汽轮机初压不变，初温变化对汽轮机经济性和安全性的影响在其他参数不变的情况下并说明汽轮机初压升高时，为什么说末级叶片危险性最大？

答：初温不变，初压升高过多，将使主蒸汽管道、主汽门、调节汽门、导管等承压部件内部应力增大。若

调节汽门开度不变，则除压升高，致使新汽比容减小、蒸汽流量增大、功率增大、零件受力增大。各级叶片的受力正比于流量而增大，流量增大时末级叶片的比焓降增大的更多，而叶片的受力正比于流量和比焓降之积，故此时末级运行安全性危险。同时，流量增大还将使轴向推力增大。 28.分别指出凝汽式汽轮机和背压式汽轮机的轴向推力随负荷的变化规律。

答：对于凝汽式汽轮机，负荷即流量变化时，各中间级焓降基本不变，因而反动度不变，各级前后压差与

流量程正比，即汽轮机轴向推力与流量成正比；同时，末级不遵循此规律，调节级的轴向推力也是随部分进汽度而改变的，且最大负荷时，轴向推力最大，但调节级和末级其轴向推力在总推力中所

占比例较小，一般忽略，认为凝汽式汽轮机总轴向推力与流量成正比，且最大负荷时轴向推力最大。

1．在设计工况下凝汽式汽轮机的流量132.6t/h，调节级汽室压力1.67MPa，当流量变为90t/h，试问调节级汽室压力应为多少？若压力级结垢使通流面积减少5%，则调节级汽室压力又为多少？

2．工况变动前，渐缩喷嘴的初压8.83MPa，初温500℃，背压4.9MPa，工况变动后，初压降为7.06MPa，背压降为4.413MPa，试用分析法和查流量网图解法确定工况变动前后通过喷嘴的流量比系数（温度变化忽略）。

3．某中压汽轮机新蒸汽参数3.5MPa，435℃，凝汽器压力0.0049MPa。为了利用循环水供暖，将凝汽器压力提高至0.06MPa。若流量与设计工况相同，整个装置的相对电效率由原工况的0.8降为0.66，则汽轮机的功率将减少多少倍？（不计回热抽汽）。

4．渐缩喷嘴在设计工况下，喷嘴前的蒸汽压力p0=2.16MPa，温度t0=350℃，喷嘴后的压力p1=0.589MPa，流量为3kg/s。求：（1）若蒸汽量保持为临界值，则最大背压p1max可以为多少？（2）若要流量减少为原设计的1/3，则在初压，初温不变时，背压p11应增高至何数值？（3）假设背压维持为0.589MPa不变，则初压p01应降低到何数值（初温假定不变）才能使流量变为原设计值的4/7？

计算题复习

1. 已知某级速比 ，轮周速度u=160.5m/s，喷嘴出汽角，试求动叶

入口相对速度w1的大小。（5分） 解：

（2分）

（3分） 2.

某汽轮机的相对内效率率分别为

，理想循环热效率

，机械效率和发电机效

，试确定该汽轮机的热耗率。（5分）

解：

（5分）

3. 已知汽轮机某纯冲动级喷嘴进口蒸汽的焓值为3369.3kJ/kg，初速度c0= 50m/s，喷嘴

出口蒸汽的实际速度为c1= 470.21m/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Pi = 1227.2 kW，流量D1 = 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？ 解：(1) c1t470.21484.75m/s（1分）

0.97121484.7522喷嘴损失：hnc1t(1)(10.972)6.94kJ/kg（2分）

2210002c(2) hc001250J/kg1.25kJ/kg（1分）

2*h0h0hc03369.31.253370.55c1kJ/kg（1分）

121484.752h1thc1t3370.553253221000*0kJ/kg（1分）

kJ/kg（1分）

喷嘴出口蒸汽的实际焓：h1h1thn32536.943260**(3) hthth1t3370.553253117.55kJ/kg（1分）

3600Pi36001227.294kJ/kg（1分） D1471000hi940.80（1分） 级的相对内效率：ri*ht117.55hi4.

变工况前，渐缩喷嘴前的蒸汽压力p0*=8.03MPa，温度t0=500℃，喷嘴后的压力p1=4.91MPa，工况变化后喷嘴前压力节流至p01*=7.06MPa，喷嘴后压力变为p11＝4.415MPa，试确定该喷嘴工况变化前后的流量比值（忽略初温的影响）。

解：原设计工况：

。（3分）

变工况后：

（3分）

（4分）