言
本书是根据1983年在杭州浙江大学召开的高等学校热能动力类专业汽轮机编审小组扩大会议所拟定的《汽轮机习题集》编写大纲编写的,是与热能动力类专业《汽轮机原理》教材相配的一本辅助教学用书
会书共分七章,看重介绍了汽轮机级的热力计算,变工况核算,强度、振动计算等内容.每章中较为典型的题目都作了详细题解,此外为方便学生自学,每题后都附有参考 答案.
本书由南京工学院康松同志,华中工学院吴玉兰、冯慧雯同志,东北电力学院金国华同志共同综写,并由南京工学院康松网志担任主编.全书由西安交通大学院金佑同志主审.
本书选题以南京工学院、华中工学院、东北电力学院三校为主,也参考了其它兄弟院校的有关资料,特此致谢.
由于水平所限,书中难免出现诸多错误,请读者批评指正.
编者1587年2月
目 录
第一章汽轮机级的工作原.第二章多级汽轮机. 69第三章汽轮机在变工况下的工作第国章供热式汽轮机 *149第五章汽轮机的凝汽设备 -157第六章汽轮机零件强度与振动 178附录计算中常用曲线、图表 第七章汽轮机的调节1.与9和w.的关系曲线图 ..248 -2482.喂嘴和动叶的流量系数图 ...2483.说量比系数表 ..-.2494.相对漏汽是幽线图 ..250 --2505.号高与鉴度之闯的关系表 6.齿形轴封的资量系数和平齿轴封的修正系数图 ..-2517.叶轮反动度计算线图 **..* 2528.渐缩喷魂流网图9.k与 P p. 的关系曲线图(k=1.3,8=0.97) 25310.高斯法计算叶片截面儿何特性参数用的系数x与A,表 25411.不间围带条件下叶片组的自报额率图 *..254
第一章汽轮机级的工作原理
零,试计算喷嘴出口汽流速度.若喷嘴效率为90%,其喷嘴出口汽流速度又为多少? 1.质量为2.7kg的蒸汽在喷嘴中绝热膨胀,可用热量为253.25kJ,如果燕汽初速为
[喷嘴出口汽流速度依次为433m/s和411m/s.]
2.国产某机组在设计工况下,第二级前的燕汽压力P.=6.01MPa,温度t.=492℃,喷嘴后压力P:一5.20MPa,又知该级喷嘴进口汽流速磨可以忽略不计,喷嘴速度系数P一0.97.求设计工况下第二级喷嘴出口汽流速度,
[喷嘴出口汽流速度为300.5m/s.]
3.国产某机组在设计工况下第九级喷喘前的蒸汽压力P=0.0623MPa,干度x.0.948,喷嘴后的蒸汽压力P,=0.0333MPa,喷嘴进口汽流具有初速度c.-80.4m/s,速度系数p=0.95,又知该级采用渐缩喷嘴,出汽角α=12°28'.试确定喷嘴出口汽流速度的大小和方向.
[喷嘴出口汽流速度为420.8m/s,其方向角为12°35'.]
4.已知喷嘴进口蒸汽压力P.=3.0MPa,温度t=450℃,蒸汽具有初速c,=70m/s喷嘴后汽压力P:=2.0MPa,喷嘴速度系数P=0.97.试计算喷嘴前燕汽滞止参数和喷嘴出口实际速度.
[喷嘴前滞止参数:h=3338.5kJ/kg,p=3.1MPa,t-452℃C:喷嘴山口实际速度c=466.3m/s ]
5*.已知喷嘴进口蒸汽压力P.=8.4MPa,温度t.=490°C,初速c.=50m/s,喷嘴后蒸汽压力P=5.8MPa,试求:
(1)喷嘴前蒸汽滞止、滞止压力:
(2)当喷嘴速度系数9=0.97时,喷嘴出口理想速度和实际速度;
(3)当喷畸后蒸汽压力由P=5.8MPa降至临界压力时的临界速度.
解:1.农滞此参数
根据喷嘴前蒸汽状态:P.=8.4MPa,t=490°℃,在h-s图上可确定喷嘴前蒸汽初态点0,如图1所示,并得喷嘴前菜汽初烩h.-3369.3kJ/kg.
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喷前蒸汽滞此h:h=h4h,=3369.31.25=3370.55(kJ/kg)
在h-s图上从0点向上作等线0-0*至滞止给值,得滞止压力p=8.433MPa.
2.求喷嘴出口汽流速度
h=3253.05kJ/kg. 在h-s图上从0点向下件等线0-1至喷嘴后压力P.=5.8MPa,可得喷嘴后理想焙值
图2
图1
蒸汽在喷嘴中的滞il理想恰降4h:4h=h-h=3370.55-3253.05=117.5(kJ/kg)
喷出口理想速度C:c=√24h=44.72√117.5=484.75(m/s)
喷嘴出口实际速度c:c=9C=0.97×484.75=470.21(m/s)
3.求汽流临界速度
根据题意知通过喷喷的蒸汽为过热蒸汽,其临界压力比&,=0.546,临界压力为:
等延长0-1线交等压线p, =4.6MPa于1'点,得临界状态烩值h=3185.05kJ/kg.喷嘴出口压力降至临界压力时的理想给降4h
此时汽流的临界速度C:C=√24h=44.72√185.5=609.1(m/s)
6.已知喷嘴前蒸汽压力P.=6.0MPa,温度.=450℃,初速c.-100m/S:喷嘴后蒸汽压力p=3.0MPa,试确定:
(1)喷嘴应采用何种型式;
(2)速度系数=0.95时喷嘴出口蒸汽实际速度C;
(3)喷嘴损失4h,并在h-s图上表示出蒸汽的热力过程,
[应采用缩放喷嘴:喷嘴出口汽流速度c,=600.8m/s;喷嘴损失4h19.5kJ/kg,其热力过程如图2所示,]
7.已知渐缩斜切喷嘴出口汽流速度c,=500m/s,压力D,=0.026MPa,干度x=0.96,喷嘴几何出汽角a,=15°,速度系数p=0.95.试确定喷嘲出口汽流的方向.
[喷嘴出口汽流的方向角为16°3'.]
8.已知喷嘴进口燕汽压力P.=2.5MPe,温度=400°℃:喷嘴后蒸汽压力P,=1.4MP:,汽流在喷嘴中作等煸膨胀,喷嘴出口汽流速度等于临界度,试求蒸汽进人喷嘴时的初速度.
[蒸汽进人喷嘴时的初速度为126.5m/s.]
9.当然改衍过有损失的喷嘴时,在最小截面处的汽流速度并不等于该处的音速,即并不是将异位,在这种储况下临界速度发生在喷嘴的渐扩部分内,若已知喷确前汽用力-0.54Mia,温度t.=250℃,喷嘴速度系数p=0.S,且不沿喷嘴长度变化.试确定在项不最小面处的蒸汽速度及临界速度.
喷嘴最小截面处的然汽速度为465.4m/s,临界速度为c17.1m/s.]
10*.已知喷嘴前蒸汽压力P.-0.80MPa,温度t.=260℃;喷嗜速度系数p=0.90,并持不变.出于蒸汽在喷喘内的流动为有提失的多变过程,最小截面上汽流速度Cm不等于临界速度,试求:
(1)缩放喷嘴最小截面处的汽流压力与速度:
(2)临界压力与临界速度,
解:1.膨账过租的多变指数
2.最小截面处的蒸汽压力
3.临界压力
4.景小截图处的汽流速度与骼界速度
h-s图上可珀定进口状态点0,如图3所示,其给值为 根据项嘴前蒸汽参数P=0.8MPa,t =260°C,在h=2972kJ/kg.
由0点作等煸膨账线至最小截而处压力P=0.447MPa及临界压力P0.379MPa,其交点(分别为1、2点)的值分别为:
h=2 842k3/kg h =2 807kJ/kg
最小截面处汽流速度C
关,医此 临界速度只与初参数有关,与膨账过程的性质无
临界速度也可根据等煸焙降求得,即