汽轮机原理习题作业题答案.doc

第一章 级的工作原理 补1. 已知某喷嘴前的蒸汽参数为p0=3.6Mpa，t0=500℃，c0=80m/s，求：初态滞止状态下的音速和其在喷嘴中达临界时的临界速度ccr。 解: 由p0=3.6Mpa，t0=500℃查得: h0=3349.5; s0=7.1439 =3349.5+3.2=3452.7 查得0*点参数为p0*=3.6334；v0*=0.0956 ∴音速a0*==671.85 (或a0*==681.76 ; 或a0*==1017.7) ccr==626.5 12题. 假定过热蒸汽作等熵流动,在喷嘴某一截面上汽流速度c=650m/s，该截面上的音速a=500m/s，求喷嘴中汽流的临界速度 ccr为多少？。 解: =522 23题. 汽轮机某级蒸汽压力p0=3.4Mpa，初温t0=435℃，该级反动度Ωm=0.38，级后压力p2=2.2Mpa，该级采用减缩喷嘴，出口截面积An=52cm2，计算： ⑴通过喷嘴的蒸汽流量 ⑵若级后蒸汽压力降为p21=1.12Mpa，反动度降为Ωm=0.3，则通过喷嘴的流量又是多少？ 答:1):17.9 kg/s; 2):20.5kg/s 34题. 国产某机组在设计工况下其末级动叶（渐缩）前的蒸汽压力p1=0.0093Mpa，蒸汽焓值h1=2307.4kJ/kg，动叶出汽角β2=38°，动叶内的焓降为Δhb=137.76kJ/kg。问： ⑴汽流在动叶斜切部分是否膨胀、动叶出口汽流角是多少？ ⑵动叶出口的理想相对速度w2t是多少？ 解: 确定初态:由h1,p1查图得s1=7.311 由h*1, s1查图得p1*=0.01Mpa,x1*=0.888 ∴k=1.124 ∴临界压力比: 极限压力比: 流动状态判断:由s1=7.311,h2t=h1-Δhb=2169.6 查图得p2=0.003Mpa 动叶压力比εb=p2/p*1=0.3 显然εb＜ε1d，即蒸汽在动叶中达极限膨胀，极限背压为p1d=ε1d*p1*=0.00347Mpa 查焓熵图得：h2dt=2185.5,ρ2dt=0.02954 查临界压力比处的参数： p2cr=0.005797;h2cr=2247.5ρ2cr=0.04697 ∴ 1.1535 ∴极限偏转角δ2=7.27 36题. 某机组级前蒸汽压力p0=2.0Mpa，初温t0=350℃，初速c0=70m/s；级后蒸汽压力p2=1.5Mpa。喷嘴出汽角α1=18°，反动度Ωm=0.2，动叶出汽角β2=β1－6°，级平均直径dm=1080mm，转速n=3000r/min，喷嘴速度系数=0.95。求： ⑴动叶出口相对速度w2和绝对速度c2； ⑵喷嘴、动叶中的能量损失，余速动能； ⑶绘制动叶进、出口速度三角形。 答：P9；1）w2=239.8m/s；c2=124 m/s 2)6.09kJ/kg;3.78 kJ/kg; 7.69 kJ/kg 3)c1=336.6 m/s;α1=18°; w1=183.5m/s;β1=34°51’ w2=239.8m/s;β2=28°51’； c2=124 m/s；α2=71°12’ 46题. 已知某单级冲动式机组，级平均直径dm=1067mm，转速n=3000r/min，喷嘴出汽角α1=18°，级的速度比x1=u/c1=0.42，喷嘴速度系数=0.96，动叶速度系数ψ=0 .84。又知动叶出汽角β2=β1－3°，通过该级的蒸汽流量G=7.26kg/s。求：蒸汽作用在动叶上的切向力Fu、轮周功率Pu和轮周效率ηu，并绘制级的进、出口速度三角形。 解:叶轮圆周速度u=πdmn/60=167.6m/s 喷嘴出口速度c1=u/x1=399.06m/s 动叶进口相对速度 w1=m/s 动叶进口汽流角 动叶出口汽流角β2=27.2 动叶出口相对速度m/s 动叶出口绝对速度m/s 动叶出口绝对排汽角 切向力Fu=G(c1cosα1+c2cosα2)=2857.6N 轮周功率Pu=Fu*u=478级的理想能量kJ/kg 轮周效率ηu= .65kW 多级汽轮机 123题. 已知某中压凝汽式汽轮机的内功率Pi=12340kW,发电机功率Pel=11900kW,蒸汽流量D=52.4t/h,初压p0=2.35Mpa,初温t0=380℃,凝汽器压力pc=0.0042Mpa。求该机组在没有回热抽汽工况下的汽耗率d，热耗率q，相对内效率ηi，相对电效率ηr.el，绝对电效率ηa。el，循环热效率ηt。 解：汽耗率d=D/pel=52.4*1000/11900=4.403kg/(kW·h) 凝结水焓 124.95