搜索
1、工质的状态参数有哪几个？焓的意义是什么？（1）状态参数有：温度（T）、比容（υ）、压力（p）、热力学能（u）、焓（h）和熵（s）。（2）基本状态参数：温度（T）、比容（υ）、压力（p）（3）焓：m千克工质，其内能与压力位能之和称为焓，单位是kJ，用H表示，而1kg压力为p，比容为υ的工质，其内能u和压力位能之和称为比焓。h=u+pυ2、什么是声速？什么是马赫数？（这个东东以前上大学的时候流体力学里面学过，早忘了，补习下）（1）声速：是在连续介质中微弱扰动产生的压力波传播的速度，以α表示。也叫音速。由此可见，声速是一个常数。与气体的性质及状态有关，因此声速也是一个状态参数。在流动过因此，声速不是一个固定不变的常数，它与气体的性质或气流速度的改变首先需要力学条件。可以推导出表示，即。当于流速变化的几何条件程中，流道各个截面上气体的状态在不断地变化着，所以各个截面上的声速也在不断地变化。所以声速有“当地声速”之称。（2）马赫数：把气体的流速c与当地声速a的比值叫做马赫数。用Ma表示。因此Ma＝c/a。当Ma＜1时，气流速度小于当地声速，称为亚声速；Ma＞1时，气流速度大于当地声速，称为超声速；Ma＝1时，气流速度等于当地声速。3、气流流速和压力的关系（只说结论，不讲推导了）：气流在流动过程中如流速增加，则压力必然降低；如压力升高，则流速必降低。因为压力降低时焓值降低，即热能减少，而气流在流动过程中总能量是守恒的，所以动能增加，即气流速度必然增大。4、流速变化与气流流通截面积变化的关系（学习这个东西为下面学习喷嘴做铺垫）：气流速度变化时，由于参数的变化，导致气流流通截面积也发生变化。可以从等熵流动的基本方程组中推导出有利于流速变化的几何条件：从公式可知，当流速变化时，气流截面面积的变化规律不但与流速是增加还是降低有关，而且还与流速是亚音速气流还是超音速气流有关。5、喷嘴中气流参数如何变化？不同声速状况气流在喷嘴中流通截面积如何变化？不同声速状态气流对喷嘴设计的要求如何？（这个问题讲述了喷嘴构造的设计初衷，值得学习）（1）喷嘴中汽流参数的变化：压力降低，流速增加。（2）不同声速状况气流在喷嘴中流通截面积变化：dp＜0，dc＞0，由题4中公式可推导出：a、气流为超声速气流时，马赫数Ma＞1，可推出dA＞0，气流流通截面积是逐渐扩大的；b、气流为亚声速气流时，马赫数Ma＜1，可推出dA＜0，气流流通截面积是逐渐缩小的；c、气流为声速气流时，马赫数Ma＝1，可推出dA＝0，这时候气流流通截面积缩小到最小。（3）不同声速状态气流对喷嘴设计的要求：对亚声速气流要做成渐缩喷嘴；对超声速气流要做成渐扩喷嘴；对气流由亚声速连续增加到超声速时要做成缩放喷嘴，或称拉代尔喷嘴。喷嘴截面形状与气流截面形状相符合，才能保证气流在喷嘴中充分膨胀，达到理想加速的效果。各种喷嘴的形状如图所示：6、汽轮机中采用什么形状的喷嘴？汽轮机中的喷嘴一般做成斜切喷嘴，如下图所示：为什么要汽轮机中的喷嘴要做成斜切喷嘴呢？一个原因是使喷嘴气流有一个很好的方向进入动叶片推动动叶片做功。另一个原因是，当喷嘴出口压力小于临界压力时，蒸汽在喉部AB截面只能得到声速气流，斜切部分是渐扩的，因此蒸汽在斜切部分继续膨胀，在斜切出口截面得到超声速气流。7、汽轮机级的反动度？（1）定义：所谓反动度，指的是蒸汽在汽轮机动叶栅中的膨胀程度。用符号ρ表示。（2）算法：反动度等于蒸汽在动叶栅中的理想焓降hb（也称为等熵焓降）与整级的滞止等熵焓降之比。如下式：（3）公式所表示的含义：当反动度等于0时，相当于hb＝0，说明蒸汽在动叶栅中不膨胀，只在喷嘴中膨胀。这样的级较纯冲动级。通常所说的反动级是指反动度约等于0.5的级，其蒸汽在喷嘴和动叶栅中的膨胀程度基本相同。反动级的效率比纯冲动级高，因此，一般的冲动级均带有不大的反动度。8、冲动级、反动级、速度级相关：（1）冲动级：在纯冲动级中，蒸汽只在喷嘴叶栅中膨胀、压力降低，在动叶栅中不膨胀、压力保持不变，其动叶片为对称叶片，动叶进口安装角等于动叶的出口安装角，即气流在动叶栅中的速度（指相对速度）的大小在理论上保持不变，由于叶片形状的弯曲，气流的方向发生了变化，对动叶片产生一个冲击力，使叶轮旋转作功。纯冲动级做功能力大，但流动效率低，现代汽轮机中已不采用。（2）反动级：在反动级中，蒸汽不仅在喷嘴中膨胀加速，而且在汽流流经动叶栅通道时，继续膨胀加速，即蒸汽在动叶栅中，不仅气流的方向发生变化，而且其相对速度也有所增加。因此，动叶片不仅受到喷嘴出口高速气流的冲动力作用，而且还受到蒸汽离开动叶栅时的反作用力，所以反动级既有冲动力做功又有反动力做功。由于蒸汽在动叶栅中膨胀加速，是在冲动力和反动力的合力下使叶轮转动做功的，所以反动级的效率比冲动级高，但做功能力较小。（3）速度级：速度级的特点是在一个叶轮上装有两列或三列动叶栅，在两列动叶栅之间有一列装在汽缸上的、固定不动的导向叶栅。9、现代大功率高参数汽轮机为什么第一级大都采用双列速度级？多级汽轮机的第一级往往采用双列速度级，这样可使蒸汽在速度级后，压力和温度都降低较多，不仅可以减少全机的级数，使汽轮机体积紧凑，而且可使速度级后面部分的汽缸及叶片等零部件对金属材料的要求降低，从而降低汽轮机的成本。10、汽轮机汽缸在工作时要承受那些力呢？（1）汽缸内外的压力差，使汽缸壁承受一定的作用力；（2）隔板和喷嘴作用在汽缸上的力，这是由隔板前后的压力差及汽流流过喷嘴时的反作用力所引起的；（3）汽缸本身和安装在汽缸上的各零部件的重量；（4）轴承座与汽缸铸成一体或轴承座螺栓连接汽缸的机组，汽缸还承受着转子的重量及转子转动时产生的不平衡力；（5）进、排汽管道作用在汽缸上的力；（6）汽轮机在运行中，汽缸各部分存在着温度差引起的热应力。特别是在快速启动、停机和工况变化时，温度变化大，将在汽缸和法兰中产生很大的热应力的热变形。11、多层缸夹层中为什么通入蒸汽？原因有二：（1）汽轮机采用多层缸时，通常在内外缸夹层里引入一股中等压力的蒸汽。当机组正常运行时，由于内缸温度很高，其热量源源不断地辐射到外缸，有使外缸超温的趋势，这时夹层汽流对外缸起冷却作用。（2）当机组冷态启动时，为使内外缸尽可能迅速同步加热，以减小动、静胀差和热应力，缩短启动时间，此时夹层汽流即对汽缸起加热作用。12、喷嘴和隔板的作用是什么？（1）喷嘴：喷嘴是组成汽轮机的主要部件之一。它的作用是把蒸汽的热能转变为高速汽流的动能，使高速汽流以一定的方向从喷嘴喷出，进入动叶栅，推动叶轮旋转做功。第一级喷嘴直接安装在汽缸高压端专门的喷嘴室上。(嘿嘿，发几张喷嘴的图片来大家看看)喷嘴外形（上下各一半）喷嘴弧段照片（2）隔板：隔板用来安装喷嘴，并将各级叶轮分隔开。冲动式汽轮机每一级由一个隔板和一个叶轮组成。反动式汽轮机不采用隔板式结构，各级喷嘴片（也叫静叶栅）直接安装在汽缸上。照样也搞几张照片来看看：13、汽轮机第一级的喷嘴有什么特点？第一级喷嘴直接装在汽缸高压端专门的喷嘴室上，分成不同数目的弧段。由于第一级喷嘴工作蒸汽的压力高，其容积流量较小，为使第一级喷嘴叶片具有一定的高度，以减少流动损失，常将第一级喷嘴做成部分进汽，即仅在部分圆弧上布置有喷嘴。各喷嘴弧段直接受各调节汽阀的控制，用它来调节汽轮机进汽量的多少，以适应负荷的需要（现在基本是4个调门，喷嘴分成上下两半，上半2个导汽管，下半2个导汽管，分别对应各自的喷嘴弧段）。因此，第一级喷嘴又称调节级喷嘴。14、胀差相关学习资料（1）胀差的定义：汽轮机转子与汽缸的相对膨胀，称为胀差。习惯上规定转子膨胀大于汽缸膨胀时的胀差值为正胀差，汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值为负胀差。根据汽缸分类又可分为高差、中差、低I差、低II差。胀差数值是很重要的运行参数，若胀差超限，则热工保护动作使主机脱扣。（2）使胀差向正值增大的主要因素简述如下：a、启动时暖机时间太短，升速太快或升负荷太快。（意思大概就是暖机不充分，转子和缸体膨胀不均匀吧）b、汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低，引起汽加热的作用较弱。（这也是热应力的原因引起）c、滑销系统或轴承台板的滑动性能差，易卡涩。（导致缸体膨胀不顺畅）d、轴封汽温度过高或轴封供汽量过大，引起轴颈过份伸长。（转子膨胀量过大）e、机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过高。（相当于转子太热，缸体的膨胀跟不上转子的膨胀）f、推力轴承磨损，轴向位移增大。（转子蹿动量太大）g、汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落，在严禁季节里，汽机房室温太低或有穿堂冷风。（缸体受冷却，膨胀跟不上转子）h、双层缸的夹层中流入冷汽（或冷水）。（缸体受冷却，膨胀跟不上转子）i、胀差指示器零点不准或触点磨损，引起数字偏差。j、多转子机组，相邻转子胀差变化带来的互相影响。k、真空变化的影响。（这么就不知道为什么了？）l、转速变化的影响。（这个同上）m、各级抽汽量变化的影响，若一级抽汽停用，则影响高差很明显。n、轴承油温太高。o、机组停机惰走过程中由于“泊桑效应”的影响。（什么是博桑效应呢？？俺搞不懂）（3）使胀差向负值增大的主要原因：a、负荷迅速下降或突然甩负荷。b、主汽温骤减或启动时的进汽温度低于金属温度。c、水冲击。d、汽缸夹、法兰加热装置加热过度。e、轴封汽温度太低。f、轴向位移变化。g、轴承油温太低。h、启动进转速突升，由于转子在离心力的作用下轴向尺寸缩小，尤其低差变化明显。i、汽缸夹层中流入高温蒸汽，可能来自汽加热装置，也可能来自进汽套管的漏汽或者轴封漏汽。启动时，一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量，而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。汽轮机在停用时，随着负荷、转速的降低，转子冷却比汽缸快，所以胀差一般向负方向发展，特别是滑参数停机时尤其严重，必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽，以免胀差保护动作。汽轮机转子停止转动后，负胀差可能会更加发展，为此应当维持一定温度的轴封蒸汽，以免造成恶果。15、汽轮机滑销系统相关（汽轮机滑销系统在汽轮机的检修或运行管理中一直是个弱点，甚至得不到足够的重视，在汽机的学习中也常常被忽略，今天算是补补课吧）先来个系统图（1）汽轮机滑销系统的作用：保证汽缸在受热的时候能顺畅膨胀，让汽缸和转子的中心保持一致，以防发生意外事故。滑销就是布置在汽缸台板上的能让汽缸顺畅膨胀、收缩的部件。（2）滑销的分类：根据滑销的构造形式、安装位置和不同的作用，滑销系统通常由立销、纵销、横销、猫爪横销、斜销、角销等。下面逐一来介绍，尽量附上片，容易理解。如下图：a、立销：立销就是引导汽缸向垂直方向移动；b、纵销：纵销引导轴承座和汽缸沿轴向滑动；c、横销：横销则引导汽缸沿横向滑动并与纵销（或立销）配合，确定膨胀的固定点，称死点。对凝汽式汽轮机来说，死点多布置在低压排汽口的中心或附近，这样在汽轮机受热膨胀时，对庞大笨重的凝汽器影响较小。（3）高中压缸的上猫爪支撑与下猫爪支撑（先来2张照片）a、下猫爪支撑方式：b、上猫爪中分面支撑方式（以前单位用的是上猫爪水平中分面支撑方式，没照过照片，姑且找个结构示意图来看看吧）（4）上、下缸猫爪支撑结构各自的优缺点：a、上缸猫爪支撑：图上可以看到，该种支撑方式其受力面和汽轮机汽缸的水平中分面是在同一个平面内，能够很好地保持汽缸和汽轮机转子的中心一致，但是检修的时候，要在下缸猫爪处加装检修垫铁，否则下缸会下沉。b、下缸猫爪支撑：其优点就是检修方便，不用安装检修垫铁。缺点是其猫爪受力面和汽缸中分面不在一个平面上，当汽缸受热、猫爪的温度升高膨胀时，将使汽缸的中心线升高，二支撑在轴承箱上的转子中心不变，从而造成下缸和转子部件之间间隙变小，严重时引起动、静摩擦。16、汽轮机润滑油在轴承中是怎么工作的？轴承在工作时，轴颈与轴瓦间形成油膜，建立液体摩擦，使汽轮机安全稳定地运行。润滑油在下轴瓦水平结合面处进入，随着转动而卷进来的油首先经过轴和上轴瓦间的间隙，然后再经过轴和下轴瓦间的间隙，形成油膜。为了减少摩擦损失和使油能循环起来冷却轴颈