河北工业大学蒸汽透平复习整理

第一章、工业汽轮机的概述1.汽轮机按照热力过程分类。①凝汽式工业汽轮机②抽气凝汽式工业汽轮机③背压式工业汽轮机④抽汽背压式工业汽轮机2.电站汽轮机的型号意义①第一部分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）②第二部分信息用几组斜线分割的数字表示新蒸汽参数、再热蒸汽参数、供热蒸汽参数等，功率单位为MW，蒸汽参数单位为MPa，温度参数单位为℃。③第三部分为厂家的设计序号。N表示凝汽式B表示背压式C表示一次调整抽气式CC表示二次调整抽气式CB表示抽汽背压式H表示船用Y表示移动式意义：汽轮机的型号一般包含了汽轮机的形式，容量、新蒸汽参数和再热蒸汽参数信息，从汽轮机的型号可以判断出汽轮机的主要特征。第二章、级的工作原理1.级的定义，级内流动的基本假设由一系列动叶栅和一系列静叶栅组成的一个能量转换的基本单元，称为汽轮机的级假设：①蒸汽是一元流动②蒸汽在流道中是稳定流动的③流动是绝热的④流动是无粘性的⑤流动气体是理想气体2.喷嘴、纯冲动级与反动级动叶流道及叶片形状（分类、填空）汽轮机的喷嘴叶栅是直接固定在汽缸上或固定在隔板上再装入气缸内气嘴分为：减缩形喷嘴、渐扩形喷嘴、缩放型喷嘴反动级叶片流道变窄且不对称纯冲动级叶片不变窄且对称3.喷嘴的速度系数定义及其影响因素。实际速度与理想速度的比值称为喷嘴的速度系数。喷嘴的高度、表面光洁度、汽道的形状、蒸汽的压力及蒸汽的状态与品质等都影响ψ值的大小。4.部分进气度的定义（为了提高喷嘴高度，减小损失）布置喷嘴的弧段与整个周长的比值，称为部分进气度。5.喷嘴截面积与蒸汽参数的关系①当气流速度小于音速时，喷嘴截面积随蒸汽的膨胀而减。小。②当气流速度小于音速时，喷嘴截面积随蒸汽的膨胀而。增大③当气流速度等于音速时，喷嘴截面积有最小值。6.喷嘴在斜切部分的膨胀①当cn时，蒸汽在喷嘴的最小截面ab上达到与出口压力相等的压力1p，气流在斜切部分abc无附加膨胀，喷嘴出口气流ccc1，汽射角g11②当cn时，最小截面ab上达到临界压力，喷嘴出口气流速度ccc1，汽射角g11③当cn时，最小截面ab上达到临界压力cp，在斜切部分蒸汽由临界压力继续膨胀至出口压力1p，气流也由临界速度cc增加至超临界流速1c，气流的方向偏转喷嘴中心线，射汽角g117.级的热流过程图绘制与标注（试卷已画出，求标注线段意义、代数式）①211200*02121ChChh，滞止焓。②喷嘴中的理想滞止焓降211*0*121tttChhh③喷嘴的实际焓降21121Ch④喷嘴损失21212121CChtn⑤动叶损失21212121tbh⑥动叶的理想焓降212222121tth⑦机械功)(21)(2121222221CCL⑧余速损失2/222Chc8.反动度的定义，纯冲动级与反动级的反动度是多少（填空）动叶中转换的理想焓降占整个级的理想焓降的部分称为反动度纯冲动级0，反动级5.09.级的速度三角形的绘制与计算（与实际角接近）112211cos2cc，)sincos(1111car122222cos2c纯冲动级1212,反动级1212,c10.级的轮轴功率与轮轴效率的计算*1tuhp（1up为单位质量工质功率）2*01cbnuhhhhLp2212122212*1*tttttchhh22221chc)(21)(21212222211CCLpu2*2**11cbntcbnttuhhhhhhp11.纯冲动级和反动级的最佳速比是多少纯冲动级：111cos21c反动级：111cosc12.级的内效率与内功率的计算①理想能量：22000*22000ccttccthEhhhhhhE②内效率02*0EhhhhhhhEhcxpfbntii0220EhhhhhhhEcxpfbnc0220)1(EhhhhhhEcxpfbn③内功率：ininininiEDhDEGhGP003600360013.常见的机内损失及其产生原因A喷嘴损失和动叶损失①叶型损失②端部损失B摩擦鼓风损失①叶轮表面与微团气体蒸汽产生摩擦而损失机械工②微团之间由于速度梯度差产生摩擦损失，形成能量损失③蒸汽在叶轮两侧形成了由叶轮表面流向气缸的涡流运动而增加了能量损失没有蒸汽流过的动叶栅随叶轮旋转时由于动叶栅进口角大于出口角，会类似鼓风机那样将周围的非工作蒸汽从叶轮的一侧鼓向另一侧而消耗机械功，动叶栅离开喷嘴工作弧段时，抽吸主汽流也会引起气流动能的损失，以上称为鼓风损失。C漏气损失动静部分之间有间隙，级的喷嘴和动叶前后之间存在着压差，则有部分蒸汽通过各种间隙绕过隔板和动叶流走，不参与主汽流做功，因此产生的损失称为漏气损失。D湿气损失①湿蒸汽会析出水滴，使做功的蒸汽量减少。②水滴和水蒸气之间的摩擦和碰撞，损耗一部分动能。③水滴撞击在动叶的背弧上，对动叶产生制动作用。为克服水滴的制动力，就要消耗一部分机械工。④水滴撞击在动叶栅上会产生散射，这就进一步加大了水滴和蒸汽之间的摩擦而损耗一部分动能。E余速损失余速损失是指本级中以绝对速度2c排出的蒸汽余速动能，这部分未能参加本级做功而造成损失。第三章、单机汽轮机1.双列速度级的定义双列速度级是由一系列喷嘴的两列动叶片组成的汽轮机做功单元。2.双列速度级的最佳速比4cos4cos11111cop3.双列速度级与单列速度级在最佳速比下转换焓降的比较1:416/cos4/cos)(:)()(:)()2(:)2(:1212212121212121221221imopeopimopeopimeimeimtetcccchh第四章、多级工业汽轮机1.重热作用及重热系数的定义（名词解释）冲热作用：前面各级损失的热能可以部分的在以后各级中作为理想焓降而被利用，这种现象称为多级工业汽轮机的重热作用。冲热系数：由于重热作用使多级工业汽轮机增加的理想焓降占汽轮机总理想焓降的百分比。2.下一级何时不能很好地利用上级余速①相邻两级的部分进气度相差很大②相邻两级的平均直径相差很大③喷嘴进气角与前一级喷嘴进气角不一致时。④相邻两级流量相差很大3.平衡轴向推力的方法（3种，填空）①多级工业汽轮机的前几级开设平衡孔②多缸工业汽轮机采用反向流动装置。③采用平衡活塞4.径高比的定义及长短叶片的划分（填空）径高比：bbld，bd为级的平均直径，bl为叶栅高度短叶片：10~8bbld长叶片：10~8bbld5.为何长叶片采用扭曲叶片？①表征汽流流动的速度三角形从叶根到顶部，在长叶片的各个断面上均不相同，流体在叶栅中的流动被扭曲了。②在长叶片中蒸汽的焓降、速度和反动度等，在沿叶片高度的各个截面上都是不相同的为获得在长叶片中蒸汽流动的较高效率，叶片成型时，应当适应气流扭曲的流动特性及不同断面气流参数的变化规律。因此长叶片是具有叶片进出口角以及截面沿叶片高度变化的变截面叶片，即扭曲叶片。6.汽耗量及汽耗率，热耗量及热耗率的定义。（名词解释）①汽轮机每小时消耗的蒸汽量称为汽耗量D②汽轮机发电机组每发hKw1电所消耗的蒸汽量称为汽耗率d③汽轮机每小时消耗的热量称为热耗量Q④汽轮机发电机组每发hKw1电所消耗的热量称为热耗率q7.极限功率的定义单缸汽轮机能通过的最大蒸汽容积流量时发出的功率称为极限功率。第五章、工业汽轮机的变工况1.收缩喷嘴和缩放喷嘴的变工况特点收缩喷嘴A初压*oP不变，背压1P变化的工况①喷嘴的背压比*01,1PPn，蒸汽不流动②喷嘴的背压比ccnPPP1*0,1，蒸汽膨胀加速，气流不偏转③喷嘴的背压比ccnPP1,，最小截面ab达到临界流动，气流不偏转。④喷嘴的背压比clcnnlPpP11,，最小截面ab上保持临界状态，气流在喷嘴斜切部分发生偏转，偏转角为⑤喷嘴的背压比lnlnpp11,，蒸汽在斜切部分的膨胀已达到极限。⑥喷嘴的背压比lnlnpp11,，蒸汽膨胀到出口截面对应的极限压力，由lp1至1p的膨胀在喷嘴处进行，膨胀是紊乱的。B初压由*oP变化*1oP至时通过喷嘴的临界流量与喷嘴的滞止压力成正比。C除压背压同时变化时。当背压低于该初压下的临界压力比时，流量为恒定值；当背压高于该初压下的临界压力比时，则出现流量与背压成椭圆曲线变化的规律。缩放喷嘴A初压*oP不变，背压1P变化的工况①喷嘴背压比*01*00,1ppppn，蒸汽不流动②喷嘴背压比cacanpp*0，（ca为缩放斜切喷嘴的设计背压比，喷嘴的出口截面处为设计压力cap），汽气流不偏转③喷嘴背压比calcannlPpP11,，汽流发生偏转④喷嘴背压比lnlnpp11,，汽流偏转角达最大值，斜切部分刚好用完。⑤喷嘴背压比lnlnpp11,，因无喷嘴壁面的约束，汽流速度不再增加。⑥喷嘴背压比acaancappp1,，汽流特性为gcncGGcc111,,⑦喷嘴背压比aanpp1,，喷嘴在收缩部分汽流由亚音速变为音速，而在扩散部分全部为亚音速流动g11⑧喷嘴背压比aanpp1,，喷嘴在收缩部分降压加速，在扩散部分则压缩减速。2.级和级组的变工况结论（达到临界，没有达到临界）A级内为临界流动时①临界发生在喷嘴中*0*011ppGGcc②临界发生在动叶中*1*111ppGGcc级内为非临界流动时22212212012121211201111ppppppppGGB变工况前后级组均为非临界流动210210121211)()(ppGG级组为非临界流动22121201111nnppppGG3.变工况时级的反动度变化特点（,1c时反动度的变化）①级的焓降减少时，喷嘴的出口速度1c减小，喷嘴的出口的蒸汽流量将大于动叶出口的蒸汽流量，在喷嘴和动叶的间隙中，将有气流阻塞现象，造成喷嘴和动叶的轴向间隙压力升高，因此必须在动叶中加速膨胀才能满足流动的要求，形成级的反动度增加。②级的焓降增加时，动叶出口的速度变化的比值，大于喷嘴出口速度变化的比值，在喷嘴和动叶的轴向间隙中，形成汽流快速流过，而不能冲满动叶槽道，反动度减小才能满足连续流动的要求。4.节流调节和喷嘴调节定义、特点、应用。A节流调节：全部进入机组的蒸汽都要经过一个或几个同时开启的节流阀而引入级组的第一级中去的调节方法特点：因有节流损失使机组在变工况时相对效率减低，负荷减小时，节流损失较大，机组效率也较低。应用：主要应用于为了使配气结构简单的小功率工业汽轮机及担任基载的区域电站用大功率机组中B喷嘴调节：汽轮机的第一级喷嘴制造成数个喷嘴组，新蒸汽经过全开的自动主汽门后，在经过几个依次开启的调节汽门，通过汽轮机的第一级的喷嘴组中的调节方式。特点：效率高且运行稳定，但不能适应机组负荷迅速变化的变工况。应用：广泛应用于各类工业汽轮机中第六章、工业汽轮机的结构1.转子按照制造工艺的分类（填空）套装、整端焊和焊接转子。2.叶轮按照轮体截面的分类①等厚度叶轮②锥形叶轮③双曲线叶轮④等强度叶轮3.动叶的叶形图绘制及标注1叶片入口相对速度1叶片的入口角2叶片的出口角2叶片出口相对速度g安装角o叶片出口宽度b叶形轩长bB叶栅宽度ll叶栅节距（简称节距）4.叶根的分类及特点①T型叶根：结构简单，加工安装方便，工作可靠②带外包小角的T型叶根和双T型叶根减弱了轮缘两侧的外张，承载离心力更大③菌型叶根连接强度较高，适用于离心力较大的较长叶片上但制造工艺较为复杂，材料