汽轮机计算题

11.某级平均直径dm＝883mm,设计流量D＝597t/h，级前压力P0＝5.49MPa,温度t0=417℃，级后压力p2=2.35MPa,级的平均反动度0.296m,上级可被余速利用的部分，喷管出汽角011151'，速度系数0.97，流量系数0.97n，全周进汽，试计算喷嘴出口的高度。解：根据h-s图，由p0,t0,以及233.5chkj/kg,计算得滞止焓h0*=3264：得到p0*=6.08Mpa,在h-s图作等熵线，级的理想焓降th*==227kJ/kg喷嘴焓降160)1(tmnhhkJ/kg根据h-s图，查的喷嘴出口的蒸汽压力为p1=3.1MPa喷嘴前后的压力比为：51.0*1onpp过热蒸汽临界比546.0cr压力比小于过热蒸汽的临界压力比，为超临界流动。计算得到MPapPcrcr32.3*0h-s图上，等熵线上，查的kgmvkgkJhcrcr/308.0/3090计算:计算得到临界速度：590)(2*0crcrhhcm/s临界面积：22326.359097.008.0*597546.0cmcGvAcrncrcrn高度cmdAlmcrncrn08.4sin12解：喷嘴出口速度：tbgbbhc)'1(21=687.6m/s圆周速度：11cxu=0.24*687.6=165m/s相对速度：112211cos2ucucw=530m/s1111coscoswuc,1=21°得：2*12=19°2122whwtbt=530m/s根据b，tw2查得动叶速度系数b=0.873（图2-16）t22ww=462.7m/sC2=312.5m/s2*22*2coscoscuw,*2=29°6*2'1=23°22t12'chctgb=328.8m/s查得导叶速度系数gb=0.902（图2-16）'11'tgbcc=296.6m/s'cos'2'11221'1ucucw=160m/s''cos''cos1111wuc,'1=48°14''*12=34°3212''2'whwtbt=189.9m/s查得动叶速度系数'b=0.921（图2-16）'t2''2wwb=174.9m/s计算得：c2’=104m/s*2'=102°轮周效率：74.0tuluhp轮周功率Pu=19388kW3.喷嘴前蒸气压力P0＝2.8MPa,温度t0=400℃，喷嘴后压力p1=1.95MPa,温度t1=350℃喷管出汽角0114，后压力p2=1.85MPa,温度t2=345℃，某级平均直径dm＝1.3m,转速3000r/min，蒸气初速忽略不计。计算喷嘴和动叶的速度系数。解：（1）根据h-s图，查得焓值：喷嘴前蒸汽的焓值为：h0＝3235.8kJ/kg.喷嘴出口实际点的焓值：h1＝3139.7kJ/kg.喷嘴出口理想点的焓值：h1t＝3132.0kJ/kg.计算得到：8.10310tnhhhkJ/kg.7.711tnhhhkJ/kg.喷嘴速度系数：962.01nnhh（2）圆周速度2.20460ndumm/s3.4388.103296.021nhcm/s=245.2m/s由p2,t2以及喷嘴出口状态点作等熵线交p2线,得到:h2=3130.65kj/kgh2t=3125.163kj/kg动叶进口滞止焓h1*=3169.76kj/kg计算得到：6.44**21tbhhhkJ/kg.449.522tbhhhkJ/kg.动叶速度系数：936.01bbhh4.机组某纯冲动级，喷嘴出口蒸气的速度c1=766.8m/s，喷嘴出汽角0120，动叶圆周速度365.76m/s，若动叶进出口角度相等，喷嘴和动叶的速度系数0.96,0.8，蒸气流量D＝1.2kg/s,求：1)蒸气进入动叶的相对速度和相对角度；2）蒸气作用在叶片上的切向力；3）级的轮周效率和轮周功率解：纯冲动级1*212ww2.441cos2112211ucucwm/s8042.0coscos1111wuc1=36.46o12211*coscoswwGFu=766.4N轮周功率uFPuu=280.3kw轮周效率732.02/22.1/10003.2801*ttuluchp5.机组某中间级反动度0.04m，速度比x1=0.44，级内蒸气的理想焓降84.5thkj/kg，喷管出汽角0114，动叶出汽角有关系*0213,蒸气流量G=4.8kg/s，上级可被余速利用的部分22.5chkj/kg，假设离开该级的气流动能被下级利用一半，喷嘴速度系数0.96,0.8，试求该级的轮周效率和轮周功率。解：tcc11=389.6m/s54.17111cxum/s1.227cos2112211ucucwm/s909.0coscos1111wuc1=24.5o0*25.212.1932212whwbm/sC2=71.3m/s12211*coscoswwGFu=1920N轮周功率uFPuu=329.5kw轮周效率801.05.02*ctuluhhp(54.22chkJ/kg)解：根据p0，x0，p1，查h-s图h0=2557.6kj/kgv0=1.7756m3/kgh1t=2518kj/kgv1t=2.217m3/kg得：Δhn=39.6kj/kg喷嘴出口汽流的理想速度：c1t=281.4m/s蒸汽的理想状态密度：ttv11/1=0.451kg/m3通过喷嘴流量：ttnnnCAG11=0.155kg/s通过临界流量：00636.0pAGncr=0.172kg/s彭台门系数：crnGG/=0.9016综合题（计算题）三、某凝汽式汽轮机比额定转速3000r/min在额定负荷处运行，因事故甩负荷至空载之后稳定转速为3120r/min，试求机组的速度变动率是多少？解：　＝100%nn-n021=100%30003000-3120=4%1.某冲动级级前压力p0=0.35MPa，级前温度t0=169°C,喷嘴后压力p1=0.25MPa,级后压力p2=0.56MPa,喷嘴理想焓降Δhn=47.4kJ/kg,喷嘴损失Δhnt=3.21kJ/kg,动叶理想焓降Δhb=13.4kJ/kg,动叶损失Δhbt=1.34kJ/kg,级的理想焓降Δht=60.8kJ/kg，初始动能Δhc0=0，余速动能Δhc2=2.09kJ/kg,其他各种损失ΣΔh=2.05kJ/kg。计算：（1）计算级的反动度Ωm（2）若本级余速动能被下一级利用的系数μ，计算级的相对内效率ηri。解：级的反动度Ωm=Δhb/Δht=13.4/60.8=0.22级的相对内效率ηri=(Δht-Δhnζ-Δhbζ-Δhc2-ΣΔh)/(Δht-μ1×Δhc2)=0.923.某反动级理想焓降Δht=62.1kJ/kg，初始动能Δhc0=1.8kJ/kg,蒸汽流量G=4.8kg/s，若喷嘴损失Δhnζ=5.6kJ/kg,动叶损失Δhbζ=3.4kJ/kg，余速损失Δhc2=3.5kJ/kg，余速利用系数μ1=0.5，计算该级的轮周功率和轮周效率。解：级的轮周有效焓降Δhu=Δht*-δhn-δhb-δhc2=62.1+1.8－5.6－3.4－3.5=51.4kJ/kg轮周功率Pu=G×Δhu=4.8×51.4=246.7kW轮周效率ηu=Δhu/E0=Δhu/(Δht*－μ1×δhc2)=51.4/（62.1+1.8－0.5×0.35）=82.7%答：该级的轮周功率为51.4kJ/kg该级的轮周效率为82.7%4.已知某级级前蒸汽入口速度C0=0.0m/s，级的理想焓降△ht=78.0kJ/kg，级的反动度Ω=0.3，1=12°，2=18°，圆周速度u=178m/s,喷嘴速度系数=0.97，动叶速度系数=0.9，余速利用系数0=1.0。（1）计算动叶进出口汽流绝对速度及相对速度。（2）画出动叶进出口速度三角形。（3）画出该级热力过程线并标注各符号。解:(1)010tmnhh=（1-0.3）×78=54.6kJ/kg5.3306.541021023031nthcm/s5.32097.05.33011tccm/s702211221112cos1785.32021785.320cos2ucucw=149.4m/s330210783.029.0102tmhw=194.7m/s0222222218cos1787.19421787.194cos22uwuwc=55.1m/s(2)动叶进出口速度三角形：(3)该级热力过程线：5.已知汽轮机某级喷嘴出口速度c1=275m/s，动也进、出口速度分别为w1=124m/s、w2=205m/s，喷嘴、动叶的速度系数分别为φ=0.97,Ψ=0.94，试计算该级的反动度。解：322232132101097.02275102102cchtn=40.187KJ/Kg23222322094.010220510210223wwhtb=23.78KJ/Kg32321010212478.23102whhbb=16.1KJ/Kg29.018.401.161.160nbbmhhh8.已知某级G=30Kg/s，c0=0.0，w1=158m/s，c1=293m/s，w2=157m/s，c2=62.5m/s，轴向排汽(α2=900),喷嘴和动叶速度系数分别为Φ=0.95，Ψ=0.88，汽轮机转速为3000转/分。⑴计算该级的平均反动度。⑵计算轮周损失、轮周力、轮周功率和轮周效率（μ0=0，μ1=0.9）。0th0nhbhP1P2C2W1W2C1hsP0uu8⑶作出级的动叶进出口速度三角形，并在图中标出各参数。⑷作出该级的热力过程线并标出各量。解：2322321095.0102293102chn47.56KJ/Kg418.310215888.0102157102102322323212223wwhbKJ/Kg（1）07.056.47418.3418.30bnbmhhh（2）2222225.62157cwu=144m/s1442932158144293arccos2arccos2221212211ucwuc=1600222261575.62arcsinarcsinwc喷嘴损失为：22095.0156.471nnhh=4.64KJ/Kg动叶损失为：59.388.011024.17811022322322tbwhKJ/Kg余速损失为：3232221025.62102chc1.95KJ/Kg轮周损失为：2hchhbn4.64+3.59+1.95=10.18KJ/Kg轮周力为：Fu=0221190cos5.6216cos29330coscos0ccG=851N（3）热力过程线为：9四、计算题2．某冲动级级前压力p0=0.35MPa，级前温度t0=169°C,喷嘴后压力p1=0.25MPa,级后压力p2=0.56MPa,喷嘴理想焓降Δhn=47.4kJ/kg,喷嘴损失Δhnt=3.21kJ/kg,动叶理想焓降Δhb=13.4kJ/kg,动叶损失Δhbt=1.34kJ/kg,级的理想焓降Δht=