汽輪機原理基礎問答

1、（僅供閱讀，不要全懂）1什么是汽輪機的級？汽輪機的級可分為哪幾類？各有何特點？解答：一列噴嘴葉柵和其后面相鄰的一列動葉柵構成的基本作功單元稱為汽輪機的級，它是蒸汽進行能量轉換的基本單元。根據(jù)蒸汽在汽輪機內能量轉換的特點，可將汽輪機的級分為純沖動級、反動級、帶反動度的沖動級和復速級等幾種。各類級的特點：（1）純沖動級：蒸汽只在噴嘴葉柵中進行膨脹，而在動葉柵中蒸汽不膨脹。它僅利用沖擊力來作功。在這種級中：p1hb?=p2；=0；Ωm=0。（

2、2）反動級：蒸汽的膨脹一半在噴嘴中進行，一半在動葉中進行。它的動葉柵中不僅存在沖擊力，蒸汽在動葉中進行膨脹還產生較大的反擊力作功。反動級的流動效率高于純沖動級，但作功能力較小。在這種級中：p1ht；Ωm=0.5。?hb≈0.5?hn≈?p2；（3）帶反動度的沖動級：蒸汽的膨脹大部分在噴嘴葉柵中進行，只有一小部分在動葉柵中進行。這種級兼有沖動級和反動級的特征，它的流動效率高于純沖動級，作功能力高于反動級。在這種級中：p1hn?p2；hb?

3、0；Ωm=0.05～0.35。（4）復速級：復速級有兩列動葉，現(xiàn)代的復速級都帶有一定的反動度，即蒸汽除了在噴嘴中進行膨脹外，在兩列動葉和導葉中也進行適當?shù)呐蛎?。由于復速級采用了兩列動葉柵，其作功能力要比單列沖動級大。2說明沖擊式汽輪機級的工作原理和級內能量轉換過程及特點。解答：蒸汽在汽輪機級內的能量轉換過程，是先將蒸汽的熱能在其噴嘴葉柵中轉換為蒸汽所具有的動能，然后再將蒸汽的動能在動葉柵中轉換為軸所輸出的機械功。具有一定溫度和壓力的蒸汽

4、先在固定不動的噴嘴流道中進行膨脹加速，蒸汽的壓力、溫度降低，速度增加，將蒸汽所攜帶的部分熱能轉變?yōu)檎羝膭幽?。從噴嘴葉柵噴出的高速汽流，以一定的方向進入裝在葉輪上的動葉柵，在動葉流道中繼續(xù)膨脹，改變汽流速度的方向和大小，對動葉柵產生作用力，推動葉輪旋轉作功，通過汽輪機軸對外輸出機械功，完成動能到機械功的轉換。由上述可知，汽輪機中的能量轉換經歷了兩個階段：第一階段是在噴嘴葉柵和動葉柵中將蒸汽所攜帶的熱能轉變?yōu)檎羝哂械膭幽?，第二階段是在

5、動葉柵中將蒸汽的動能轉變?yōu)橥苿尤~輪旋轉機械功，通過汽輪機軸對外輸出。3什么是沖擊原理和反擊原理？在什么情況下，動葉柵受反擊力作用？解答：沖擊原理：指當運動的流體受到物體阻礙時，對物體產生的沖擊力，推動物體運動的作功原理。流體質量越大、受阻前后的速度矢量變化越大，則沖擊力越大，所作的機械功愈大。反擊原理：指當原來靜止的或運動速度較小的氣體，在膨脹加速時所產生的一個與流動方向相反的作用力，稱為反擊力，推動物體運動的作功原理。流道前后壓差越大

6、，膨脹加速越明顯，則反擊力越大，它所作的機械功愈大。當動葉流道為漸縮形，且動葉流道前后存在一定的壓差時，動葉柵受反擊力作用。4什么是最佳速度比？純沖動級、反動級和純沖動式復速級的最佳速度比的值是多少？解答：輪周速度與噴嘴出口汽流速度的比值，稱為速度比。級效率最高時，所對應的速度比稱為最佳速度比。小，在相同的圓周速度下，水滴進入動葉的方向角與動葉柵進口幾何角相差很大，使水滴撞擊在動葉片的背弧上，對動葉柵產生制動作用，阻止葉輪的旋轉，為克服

7、水滴的制動作用力，將損耗一部分輪周功；當水滴撞擊在動葉片的背弧上時，水滴就四處飛濺，擾亂主流，進一步加大水滴與蒸汽之間的摩擦，又損耗一部分蒸汽動能。以上這些損失稱為濕汽損失。7什么是汽輪機的相對內效率？什么是級的輪周效率？影響級的輪周效率的因素有哪些？解答：蒸汽在汽輪機內的有效焓降與其在汽輪機內的理想焓降的比值稱為汽輪機的相對內效率。一公斤蒸汽在級內轉換的輪周功和其參與能量轉換的理想能量之比稱為輪周效率。影響輪周效率的主要因素是速度系數(shù)

8、φ和ψ，以及余速損失系數(shù)，其中余速損失系數(shù)的變化范圍最大。余速損失的大小取決于動葉出口絕對速度。余速損失和余速損失系數(shù)最小時，級具有最高的輪周效率。8什么叫余速利用？余速在什么情況下可被全部利用？解答：蒸汽從上一級動葉柵流出所攜帶的動能，進入下一級參加能量轉換，稱為余速利用。如果相鄰兩級的直徑相近，均為全周進汽，級間無回熱抽汽，且在下一級進口又無撞擊損失，則上一級的余速就可全部被下一級利用，否則只能部分被利用。當上一級的余速被利用的份額

9、較小時，視為余速不能被利用。9什么是多級汽輪機的重熱現(xiàn)象？由于多級汽輪機內存在重熱現(xiàn)象，可以從損失中回收一部分可用能量，是否可以說重熱系數(shù)愈大愈好？解答：蒸汽在多級汽輪機內進行能量轉換時，所有的內部損失都因為摩擦而轉變?yōu)闊崃?，在絕熱條件下被蒸汽吸收，使各級的排汽焓和排汽溫度相應增加，下一級的熱力過程線向右偏移。此時在下一級的前后蒸汽壓力不變的條件下，其級內蒸汽的理想焓降相應增加，這種現(xiàn)象稱重熱現(xiàn)象。重熱是多級汽輪機所特有的現(xiàn)象。重熱現(xiàn)象

10、實質上是從損失中回收部分能量，而在后面各級內繼續(xù)進行能量轉換，故其可以提高多級汽輪機的效率。因汽輪機內部損失愈大、級數(shù)愈多，重熱系數(shù)愈大，故不能說重熱系數(shù)愈大愈好。10.漸縮噴嘴和縮放噴嘴的變工況特性有何差別？解答：縮放噴嘴與漸縮噴嘴的本質區(qū)別，是它的臨界截面與出口截面不同，且縮放噴嘴設計工況下背壓低于臨界壓力、出口汽流速度大于音速，而在最小截面處理想速度等于音速。縮放噴嘴的變工況與漸縮噴嘴的差別是：當出口壓力大于設計工況下背壓時，在噴

11、嘴出口截面或噴嘴漸擴部分將產生沖波，速度系數(shù)大大降低。另外，對應臨界流量的壓力比小于臨界壓力比。11.為什么可以利用研究噴嘴變工況特性的結果分析動葉柵變工況特性？解答：動葉柵為漸縮流道，壓力比都用滯止壓力比，漸縮噴嘴蒸汽參數(shù)與流量的特性完全可適用于動葉柵，所不同的是研究動葉柵變工況時，應使用相對速度w。12.弗留蓋爾公式中各符號代表什么意義？該公式在什么條件下可以簡化，簡化為什么形式？解答：弗留蓋爾公式為：式中p0、pz、T0、G0——