1、汽轮机原理及运行思考解答题第一章 汽轮机的热力特性思考题答案1 什么是汽轮机的级？汽轮机的级可分为哪几类？各有何特点？解答：一列喷嘴叶栅和其后面相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元称为汽轮机的级，它是蒸汽进行能量转换的基本单元。根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为纯冲动级、反动级、带反动度的冲动级和复速级等几种。各类级的特点：hb =0；m=0。?（1）纯冲动级：蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀。它仅利用冲击力来作功。在这种级中：p1 = p2；（2）反动级：蒸汽的膨胀一半在喷嘴中进行，一半在动叶中进行。它的动叶栅中不仅存在冲击力，蒸汽在动叶中进行膨胀还产生较大
2、的反击力作功。反动级的流动效率高于纯冲动级，但作功能力较小。在这种级中：p1 ht；m=0.5。?hb0.5?hn? p2；（3）带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行。这种级兼有冲动级和反动级的特征，它的流动效率高于纯冲动级，作功能力高于反动级。在这种级中：p1 hn ? p2；hb ?0；m=0.050.35。（4）复速级：复速级有两列动叶，现代的复速级都带有一定的反动度，即蒸汽除 在喷嘴中进行膨胀 ，在两列动叶和 叶中 进行 的膨胀。 于复速级 用 两列动叶栅，其作功能力 单列冲动级大。2 冲击 汽轮机级的 作原理和级内能量转换 及特点。解答：蒸汽
3、在汽轮机级内的能量转换 ，是 将蒸汽的热能在其喷嘴叶栅中转换为蒸汽 有的动能， 后将蒸汽的动能在动叶栅中转换为 的机 功。 有一定 度和 力的蒸汽 在 定不动的喷嘴流 中进行膨胀 速，蒸汽的 力、 度 ，速度 ，将蒸汽 带的部分热能转为蒸汽的动能。喷嘴叶栅喷 的高速汽流，一定的进currency1在叶轮的动叶栅，在动叶流 中“膨胀，汽流速度的和大小，动叶栅产生作用力，fi动叶轮fl转作功， 汽轮机 机 功，成动能机 功的转换。 可，汽轮机中的能量转换 两：第一是在喷嘴叶栅和动叶栅中将蒸汽 带的热能转为蒸汽 有的动能，第”是在动叶栅中将蒸汽的动能转为fi动叶轮fl转机 功， 汽轮机 。3 什么是
4、冲击原理和反击原理？在什么，动叶栅 反击力作用？解答：冲击原理： 运动的流 ， 产生的冲击力，fi动 运动的作功原理。流 量大、 后的速度量 大，冲击力大， 作的机 功大。反击原理： 原来 的运动速度较小的 ，在膨胀 速 产生的一流动相反的作用力，称为反击力，fi动 运动的作功原理。流 后 大，膨胀 速 ，反击力大，它 作的机 功大。动叶流 为 ， 动叶流 后存在一定的 ，动叶栅 反击力作用。4 什么是 速度 ？纯冲动级、反动级和纯冲动 复速级的 速度 的 是 ？解答：轮 速度喷嘴 汽流速度的 ，称为速度 。级效率 高， 的速度 称为 速度 。纯冲动级的 速度 为0.40.44；反动级的 速度
5、 为0.650.75；纯冲动 复速级的 速度为0.210.22。5 汽轮机的能量 有哪几类？各有何特点？解答：汽轮机内的能量 可分为两类，一类是汽轮机的内部 ，一类是汽轮机的 部 。汽轮机的内部 是蒸汽在其 流部分流动和进行能量转换，产生的能量 ，可在 中 来。汽轮机的 部 是 于机 及 汽而 成的能量 ， 在 中 。6 汽轮机的级内 一 哪几 ？成这 的原 是什么？解答：汽轮机的级内 一 ：喷嘴 ；动叶 ； 速 ；叶高 ； ；叶轮 ；部分进汽 ；汽 ； 汽 。成这 的原 ：（1）喷嘴 ：蒸汽在喷嘴叶栅内流动，汽流流 面、汽流各部分存在和，产生的 。（2）动叶 ： 蒸汽在动叶流 内流动， 而产
6、生 。（3） 速 ： 蒸汽 动叶栅， 有一定的 速度，动叶栅的排汽带走一部分动能，称为 速 。（4）叶高 ： 于叶栅流 存在两端面， 蒸汽流动，在端面附面层内产生 ，使其中流速 。其次在端面附面层内，凹弧和背弧的 大于弯曲流 成的 心力，产生 凹弧背弧的”次流动，其流动 流垂直，进一步 大附面层内的 。（5） ：汽轮机的叶栅安currency1在叶轮 圆 ，为环 叶栅。 叶片为直叶片，其 截面沿叶高，叶片高， 大。另 ， 于喷嘴 汽流切分速的 心作用，将汽流叶栅顶部挤 ，使喷嘴 蒸汽 力沿叶高逐 升高。而按一元流动理论进行设计， 有参数的选取，只能保证平均直径截面处为 ，而沿叶片高度其它截面的
7、参数， 于偏 将引起附 ，统称为 。（6）叶轮 ：叶轮在高速fl转，轮面其两侧的蒸汽发生，为 克服力将 耗一部分轮 功。又 于蒸汽 有粘性，紧贴着叶轮的蒸汽将随叶轮一起转动，并 心力的作用产生 的径流动，而 围的蒸汽将流 来填补产生的空隙，而在叶轮的两侧 成涡流运动。为克服力和涡流 消耗的能量称为叶轮 。（7）部分进汽 ：它 鼓风 和斥汽 两部分组成。在没有布置喷嘴叶栅的弧处，蒸汽动叶栅不产生fi动力，而需动叶栅带动蒸汽fl转，而 耗一部分能量；另 动叶两侧面 弧内的呆滞蒸汽产生 ，这 称为鼓风 。 不进汽的动叶流 进布置喷嘴叶栅的弧， 喷嘴叶栅喷 的高速汽流 fi动残存在动叶流 内的呆滞汽
8、，将 耗一部分动能。此 ， 于叶轮高速fl转和 力 的作用，在喷嘴组 末端的 隙会产生汽，而在喷嘴组 起始端将 现吸汽现象，使隙中的 速蒸汽进动叶流 ，扰乱 流， 成 ，这 称为斥汽 。（8）汽 ：汽轮机的级 部分和转动部分组成，动 部分必须留有隙，而在隙的后存在有一定的 ，会产生汽，使参 作功的蒸汽量减 ，成 ，这部分能量 称为汽 。（9） 汽 ：在 蒸汽区 作的级，将产生 汽 。其原 是： 蒸汽中的小水滴， 其量 蒸汽的量大， 获得的速度 蒸汽的速度小，故 蒸汽带动水滴运动，成两者的和， 耗一部分蒸汽动能；在 蒸汽进动叶栅， 于水滴的运动速度较小，在相同的圆 速度，水滴进动叶的角动叶栅进
9、几何角相 很大，使水滴击在动叶片的背弧，动叶栅产生制动作用，叶轮的fl转，为克服水滴的制动作用力，将 耗一部分轮 功； 水滴击在动叶片的背弧，水滴就四处飞溅，扰乱 流，进一步 大水滴蒸汽的，又 耗一部分蒸汽动能。这 称为 汽 。7 什么是汽轮机的相内效率？什么是级的轮 效率？影响级的轮 效率的 素有哪？解答：蒸汽在汽轮机内的有效 其在汽轮机内的理想 的 称为汽轮机的相内效率。一公斤蒸汽在级内转换的轮 功和其参能量转换的理想能量 称为轮 效率。影响轮 效率的 素是速度系数和，及 速 系数，其中 速 系数的 范围 大。 速 的大小取决于动叶 速度。 速 和 速 系数 小，级 有 高的轮 效率。8
10、什么叫 速利用？ 速在什么可被全部利用？解答：蒸汽一级动叶栅流 带的动能，进一级参 能量转换，称为 速利用。如果相邻两级的直径相近，均为全 进汽，级回热抽汽， 在一级进 又击 ，一级的 速就可全部被一级利用，否只能部分被利用。 一级的 速被利用的份额较小，视为 速不能被利用。9 什么是 级汽轮机的重热现象？ 于 级汽轮机内存在重热现象，可 中回收一部分可用能量，是否可 重热系数大好？解答：蒸汽在 级汽轮机内进行能量转换， 有的内部 都 为而转为热量，在 热 被蒸汽吸收，使各级的排汽和排汽 度相 ，一级的热力 偏 。此在一级的后蒸汽 力不的 ，其级内蒸汽的理想 相 ，这种现象称重热现象。重热是
11、级汽轮机 特有的现象。重热现象 是 中回收部分能量，而在后面各级内“进行能量转换，故其可 高 级汽轮机的效率。 汽轮机内部 大、级数 ，重热系数大，故不能 重热系数大好。10. 喷嘴和 喷嘴的 特性有何 ？解答： 喷嘴 喷嘴的本区 ，是它的 截面 截面不同， 喷嘴设计 背 于 力、 汽流速度大于 速，而在 小截面处理想速度等于 速。 喷嘴的 喷嘴的 是： 力大于设计 背 ，在喷嘴 截面喷嘴 部分将产生冲 ，速度系数大大 。另 ， 流量的 力 小于 力 。11. 为什么可利用 喷嘴 特性的 果分 动叶栅 特性？解答：动叶栅为 流 ， 力 都用滞 力 ， 喷嘴蒸汽参数流量的特性全可 用于动叶栅，不同的是 动叶栅 ， 使用相速度w。12. 留 公 中各 代 什么 ？ 公 在什么 可 ， 为什么 ？解答： 留 公 为： 中 p0、pz、T0、G0 级组后蒸汽 力、级组蒸汽 度和蒸汽流量；p01、pz1、T01、G01 后级组后蒸汽 力、级组蒸汽 度和蒸汽流量。pzQ s l (t) s l (t) n , flQ 0 8#
