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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
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