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1、汽轮机思考题1汽轮机有那些用途，我国的汽轮机是如何进行分类的，其型号和型式如何表示？答：汽轮机除了发电， 还被用作大型舰船动力设备， 并广泛作为工业动力源， 用于驱动鼓风机、泵、压缩机等设备。按做功原理分：冲动式汽轮机、反动式汽轮机。按热力过程特性分： 凝汽式汽轮机、 背压式汽轮机、 调整抽汽式汽轮机、 中间再热式汽轮机。按蒸汽压力分：低压汽轮机、中压汽轮机、高压汽轮机、超高压汽轮机、 亚临界压力汽轮机、超临界压力汽轮机、超超临界压力 汽轮机。另外，按气缸数可以分为单缸汽轮机和多缸汽轮机；按机组转轴数可以分为 单轴汽轮机和双轴汽轮机；按工作状况可以分为固定式汽轮机和移动式汽轮 机等。我国制造的

2、汽轮机的型号大多包含三部分信息。第一部分信息由汉语拼音字母表示汽轮机的形式，由数字表示汽轮机的容量，即额定功率（MW）；第二部分信息用几组由斜线分割的数字分别表示新蒸汽参数、再热蒸汽参数、 供热蒸汽参数等。第三部分为厂家设计序号。型式表示为：热力过程特性 +做功方式 +几缸几排气 +蒸汽压力。1. 汽轮机课程研究的主要内容有那些，如何从科学研究及工程应用的不同角度 学习该课程？答：该课程研究主要内容有：汽轮机级内能量转换过程、汽轮机的变工况特 性等、汽轮机零件强度与振动、自动调节基本理论等。从科学研究方面，我 们需要细致的了解汽轮机做功原理及每个零部件的运动受力情况，从工程应 用方面学习，我们

3、则侧重于汽轮机的安全运行过程。2. 研究汽轮机原理要用到那些基本假设与基本方程，要用到那些经验及试验修 正？答：基本假设：流动是稳定的；绝热；理想气体；一元流。基本方程：连续方程；状态方程；能量平衡方程。修正系数：速度系数 、动叶速度系数3. 简述汽轮机级的组成及工作过程答：级是由一列环排的静叶栅和动叶栅所组成的做功单元。当蒸汽通过汽轮机级时，首先在喷嘴叶栅中将热能转变成动能，然后在 动叶栅中将剩余的热能及动能转变成机械能，使得叶轮和轴转动，从而实现 汽轮机的利用蒸汽做功的任务。4. 汽轮机的喷嘴和动叶流道是何形状，如何判别喷嘴及动叶的流态，如何选用答：叶栅流道截面积的变化满足连续流动方程，叶

4、片的截面为流线型，流道 具有良好的几何形状，流道壁面光滑，动叶栅有合理的曲面流道，可以绕轴 心线运动，喷嘴叶栅为弯曲流道。5. 流过喷嘴的流量与喷嘴前后压比之间的函数式可简化为什么公式，其图形有 何特点？什么是彭台门系数，有何作用？答: Gt=An 4 即即1,图形见书本18页图2-10当Pi = pO时，喷嘴前后的压力相等，无气流流动，既 C点;n= cr时，喷嘴出口达到临界状态，此时流量最大，称为临界流量。n V cr时，流量始终保持临界流量不变，如图中 AB段。6. 动叶进出口速度三角形由那些速度及角度构成，如何确定和计算各速度及角 度？答：圆周速度u，喷嘴出口速度c,，方向角1，动叶出

5、口绝对速度c2，初期 方向角2，动叶进口相对速度W1，动叶出口速度 w，动叶进口气流方向角1， 动叶气流出口角2。用余弦定理计算。7什么是反动度，如何对汽轮机级进行分类，级的轮周效率与速比间有何图形 关系，不同类型的级的热力特性有何不同？答：级的反动度为蒸汽在动叶栅中的等熵焓降与级的等熵焓降之比=% = 畋AA m + 込爲级的分类：一

6、理想情况下，蒸汽从动叶进口状态（即喷嘴出口状态）Pi、hi，等比熵膨胀至动 叶出口压力P2。由于在流动过程中存在能量损失， 因此，蒸汽在动叶通道中实际 的膨胀过程是按熵增曲线进行的。 与喷嘴相似，此时动叶栅出口汽流的理想相对 速度为诩2 = J2（州-内J +研=也側 + wj = Ji亟Ahb-动叶栅理想比焓降， 川=111-山公,J/kg ;Ahb-动叶栅滞止理想比焓降， Ahb=Ahb+w/2 , J/kg。在纯冲动级蒸汽只在喷嘴中膨胀，在动叶珊中蒸汽进出口压力相等，只改变 流向；在反动级中蒸汽一半在喷嘴膨胀，8.什么是速比和最佳速比？写出纯冲动单列级，纯冲动双列级，反动级及带一 定反动

7、度的冲动级的最佳速比表达式；在圆周速度相同的条件下，比较前三 种级的作功能力大小。答：圆周速度与出口速度比x1u / c1为列速度比忑 _ II _ u圆周速度也当量喷嘴出口理想速度比为级速度比最佳速度比是从获得最大轮周效率出发选择的速度比纯冲动单列级的最佳速度比（Xi） op=cos a /2纯冲动双列级Xi） op=COS a /4反动级最佳速度比（Xi）op=COSa i对于带反动度的冲动级，当 =书=1，以及a i=a 2时，其最佳速度 比为COSOTi2U做功能力由大到小是复速级冲动级反动级9什么是速度系数，其与那些因素有关，如何确定喷嘴及动叶的速度系数?答：由于蒸汽在实际流动过程中

8、总是有损失的，所以喷嘴出口蒸汽的实际速度Cl总是要小于理想速度Cit，速度系数正是反映喷嘴内由于各种损失而使汽流速 度减小的一个修正值 。C1 =啓I喷嘴中的动能损失Ahn*与速度系数$之间的关系可用下式表示：仏占-学OF）字（1- /IM：蒸汽流经动叶的能量损失% = W； % = b _ 忆 2）皿；书为动叶速度系数，它与级的反动度 Q m和动叶出口汽流的理想速度 W2t有关11什么是临界状态和临界参数，临界参数只与那些因素有关？蒸汽在膨胀流动的过程中，一定会在汽道某一截面上达到当地声速，这 是汽流所处的状态为临界状态，汽流的参数为临界参数，临界参数只与汽流的初 始参数和等熵指数k有关。1

9、2什么是余速利用系数，余速利用与不利用对轮周效率和最佳速比有何影响？ 余速利用系数是用来表示余速动能被利用的程度的。 余速利用对最佳速度比的影 响：余速利用可以提高级的轮周效益；余速利用使速度比在较大范围对轮周效益 的影响显著减弱；余速利用使最佳速度比增大。13.蒸汽在喷嘴和动叶栅斜切部的膨胀流动有何特点，什么是极限压力？ 蒸汽在斜切部的膨胀特点：当 大于或等于 时，汽流为亚音速流动，斜切部无膨 胀，的出汽角等于结构角；当 小于 时，喉部达临界状态，之后继续膨胀，产 生超音速流动，并产生偏转，方向角为+。喷嘴的极限压力是斜切部分内超声 速流动时所产生的特性曲线到出口边 Ac时的出口压力，也就是

10、汽流在斜切部分 内进行膨胀的极限压力。14喷嘴和动叶流道的通流面积如何计算， 喷嘴和动叶高度如何计算，影响叶高 的因素有那些；什么是部分进汽度，为何要采用部分进汽？答：影响叶高的因素有：容积流量，部分进气度，平均直径，结构角度 。 部分进汽度是用来确定整个喷嘴环形叶栅上布置喷嘴通道的比例， 它的定义为布 置喷嘴弧段的长度 与整个圆周长的比值。采用部分进汽可以根据负载的情况调 节汽轮机的进汽量，提高汽轮机的效益，同时合理的部分进汽可以减小损失。15. 影响汽轮机运行安全经济性的内部动静间隙有那些，如何合理确定这些间 隙？ 答：间隙：轴向间隙（开式轴向间隙和闭式轴向间隙）、径向间隙。 使汽轮机运行

11、在最佳状态来确定间隙的大小16. 汽轮机级的热功转换损失有那九项，减小这些损失的措施有那些？ 答：损失： 喷嘴损失 动叶损失 叶高损失 扇形损失 部分进汽损失 叶轮摩擦损失 漏汽损 失 湿汽损失 余速损失 减小损失措施：喷嘴损失 动叶损失 叶高损失 扇形损失合称流动损失，要减小 流动损失需要采用合理的叶片， 减小流道摩擦， 合理选择反动度等， 减少叶轮摩 擦损失，可以通过减少叶轮周围的蒸汽空间， 提高叶轮表面的粗糙度等， 减少部 分进汽损失， 应该选择合理的部分进气度， 同时在没有布置喷嘴的弧度所对应的 动叶叶栅两侧用护套罩起来这样可以减少间隙， 使动叶只在护套内的少量蒸汽中 转动，从而可以使