汽輪機(jī)設(shè)備運(yùn)行技術(shù)問答

1、汽輪機(jī)設(shè)備運(yùn)行技術(shù)問答1、工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)有哪幾個(gè)？焰的意義是什么？（1）狀態(tài)參數(shù)有：溫度（T）、比容（u ）、壓力（p）、熱力學(xué)能（u）、燧（h） 和嫡（s） o（2）基本狀態(tài)參數(shù)：溫度（T）、比容（u ）、壓力（p）（3）焰：m千克工質(zhì)，其內(nèi)能與壓力位能之和稱為焰，單位是kJ,用H表示，而1kg壓力為p,比容為u的工質(zhì)， 其內(nèi)能u和壓力位能之和稱為比烯。h=u+pu2、什么是聲速？什么是馬赫數(shù)？（這個(gè)東東以前上大學(xué)的時(shí)候流體力學(xué)里面學(xué)過， 早忘了，補(bǔ)習(xí)下）（1）聲速：是在連續(xù)介質(zhì)中微弱擾動(dòng)產(chǎn)生的壓力波傳播的速度，以a表示。也叫音 速。由此可見，聲速是一個(gè)常數(shù)。與氣體的性質(zhì)及狀態(tài)有關(guān)，因此聲速

2、也是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。 在流動(dòng)過因此，聲速不是一個(gè)固定不變的常數(shù)，它與氣體的性質(zhì)或氣流速度的改變首先需 要力學(xué)條件?？梢酝茖?dǎo)出表示，即。當(dāng)于流速變化的幾何條件程中，流道各個(gè)截面上氣體 的狀態(tài)在不斷地變化著，所以各個(gè)截面上的聲速也在不斷地變化。所以聲速有“當(dāng)?shù)芈曀佟?之稱。（2）馬赫數(shù)：把氣體的流速c與當(dāng)?shù)芈曀賏的比值叫做馬赫數(shù)。用Ma表示。因此Ma = c/a0當(dāng)MaVl時(shí)，氣流速度小于當(dāng)?shù)芈曀?，稱為亞聲速；Ma>l時(shí)，氣流速度大于當(dāng)?shù)?聲速，稱為超聲速；Ma=l時(shí)，氣流速度等于當(dāng)?shù)芈曀佟?、氣流流速和壓力的關(guān)系（只說結(jié)論，不講推導(dǎo)了）：氣流在流動(dòng)過程中如流速增 加，則壓力必然降低：如壓力升

3、高，則流速必降低。因?yàn)閴毫档蜁r(shí)焰值降低，即熱能減少，而氣流在流動(dòng)過程中總能量是守恒的，所以 動(dòng)能增加，即氣流速度必然增大。4、流速變化與氣流流通截面積變化的關(guān)系（學(xué)習(xí)這個(gè)東西為下面學(xué)習(xí)噴嘴做鋪墊）：氣流速度變化時(shí)，由于參數(shù)的變化，導(dǎo)致氣流流通截面積也發(fā)生變化?？梢詮牡褥萘?動(dòng)的基本方程組中推導(dǎo)出有利于流速變化的幾何條件：從公式可知，當(dāng)流速變化時(shí)，氣 流截面面積的變化規(guī)律不但與流速是增加還是降低有關(guān)，而且還與流速是亞音速氣流還是 超音速氣流有關(guān)。5、噴嘴中氣流參數(shù)如何變化？不同聲速狀況氣流在噴嘴中流通截面積如何變化？不 同聲速狀態(tài)氣流對(duì)噴嘴設(shè)計(jì)的要求如何？（這個(gè)問題講述了噴嘴構(gòu)造的設(shè)計(jì)初衷，值

4、得學(xué) 習(xí)）（1）噴嘴中汽流參數(shù)的變化：壓力降低，流速增加。（2）不同聲速狀況氣流在噴嘴中流通截面積變化：dp<0, dc>0,由題4中公式可 推導(dǎo)出：a、氣流為超聲速氣流時(shí)，馬赫數(shù)Ma>l,可推出dA>0,氣流流通截面積是逐漸擴(kuò)大 的：b、氣流為亞聲速氣流時(shí)，馬赫數(shù)MaVl,可推出dAVO,氣流流通截面積是逐漸縮小 的：c、氣流為聲速氣流時(shí)，馬赫數(shù)fa=l,可推出dA = O,這時(shí)候氣流流通截面積縮小到 最小。（3）不同聲速狀態(tài)氣流對(duì)噴嘴設(shè)計(jì)的要求：對(duì)亞聲速氣流要做成漸縮噴嘴：對(duì)超聲 速氣流要做成漸擴(kuò)噴嘴；對(duì)氣流由亞聲速連續(xù)增加到超聲速時(shí)要做成縮放噴嘴，或稱拉代 爾噴嘴

5、.噴嘴截面形狀與氣流截面形狀相符合，才能保證氣流在噴嘴中充分膨脹，達(dá)到理想加 速的效果。各種噴嘴的形狀如圖所示：6、汽輪機(jī)中采用什么形狀的噴嘴？汽輪機(jī)中的噴嘴一般做成斜切噴嘴，如下圖所示：為什么要汽輪機(jī)中的噴嘴要做成斜切噴嘴呢？ 一個(gè)原因是使噴嘴氣流有一個(gè)很好的方 向進(jìn)入動(dòng)葉片推動(dòng)動(dòng)葉片做功。另一個(gè)原因是，當(dāng)噴嘴出口壓力小于臨界壓力時(shí)，蒸汽在 喉部AB截面只能得到聲速氣流，斜切部分是漸擴(kuò)的，因此蒸汽在斜切部分繼續(xù)膨脹，在 斜切出口截面得到超聲速氣流。7、汽輪機(jī)級(jí)的反動(dòng)度？（1）定義：所謂反動(dòng)度，指的是蒸汽在汽輪機(jī)動(dòng)葉柵中的膨脹程度。用符號(hào)P表示。（2）算法：反動(dòng)度等于蒸汽在動(dòng)葉柵中的理想焰降h

6、b （也稱為等燧烯降）與整級(jí)的 滯止等熠熠降之比。如下式：（3）公式所表示的含義：當(dāng)反動(dòng)度等于。時(shí)，相當(dāng)于hb = O,說明蒸汽在動(dòng)葉柵中不 膨脹，只在噴嘴中膨張。這樣的級(jí)較純沖動(dòng)級(jí)。通常所說的反動(dòng)級(jí)是指反動(dòng)度約等于0.5 的級(jí)，其蒸汽在噴嘴和動(dòng)葉柵中的膨脹程度基本相同。反動(dòng)級(jí)的效率比純沖動(dòng)級(jí)高，因此, 一般的沖動(dòng)級(jí)均帶有不大的反動(dòng)度。8、沖動(dòng)級(jí)、反動(dòng)級(jí)、速度級(jí)相關(guān)：（1）沖動(dòng)級(jí)：在純沖動(dòng)級(jí)中，蒸汽只在噴嘴葉柵中膨脹、壓力降低，在動(dòng)葉柵中不 膨張、壓力保持不變，其動(dòng)葉片為對(duì)稱葉片，動(dòng)葉進(jìn)口安裝角等于動(dòng)葉的出口安裝角，即 氣流在動(dòng)葉柵中的速度（指相對(duì)速度）的大小在理論上保持不變，由于葉片形狀的彎

7、曲， 氣流的方向發(fā)生了變化，對(duì)動(dòng)葉片產(chǎn)生一個(gè)沖擊力，使葉輪旋轉(zhuǎn)作功。純沖動(dòng)級(jí)做功能力 大，但流動(dòng)效率低，現(xiàn)代汽輪機(jī)中已不采用。（2）反動(dòng)級(jí)：在反動(dòng)級(jí)中，蒸汽不僅在噴嘴中膨脹加速，而且在汽流流經(jīng)動(dòng)葉柵通 道時(shí)，繼續(xù)膨脹加速，即蒸汽在動(dòng)葉柵中，不僅氣流的方向發(fā)生變化，而且其相對(duì)速度也 有所增加。因此，動(dòng)葉片不僅受到噴嘴出口高速氣流的沖動(dòng)力作用，而且還受到蒸汽離開 動(dòng)葉柵時(shí)的反作用力，所以反動(dòng)級(jí)既有沖動(dòng)力做功乂有反動(dòng)力做功。由于蒸汽在動(dòng)葉柵中膨脹 加速，是在沖動(dòng)力和反動(dòng)力的合力下使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)做功的，所以反動(dòng)級(jí)的效率比沖動(dòng)級(jí)高， 但做功能力較小。（3）速度級(jí)：速度級(jí)的特點(diǎn)是在一個(gè)葉輪上裝有兩列或三列動(dòng)葉柵，在兩列動(dòng)葉柵 之間有一列裝在汽缸上的、固定不動(dòng)的導(dǎo)向葉柵。9、現(xiàn)代大功率高參數(shù)汽輪機(jī)為什么第 一級(jí)大都采用雙列速度級(jí)？多級(jí)汽輪機(jī)的第一級(jí)往往采用雙列速度級(jí)，這樣可使蒸汽在 速度級(jí)后，壓力和溫度都降低較多，不僅可以減少全機(jī)的級(jí)數(shù)，使汽輪機(jī)體積緊湊，而且 可使速度級(jí)后面部分的汽缸及葉片等零部件對(duì)金屬材料的要求降低，從而降低汽輪機(jī)的成 本。10、汽輪機(jī)汽缸在工作時(shí)要承受那些力呢？（1）汽缸內(nèi)外的壓力差，使汽缸壁承受一定的作用力；（2）隔板和噴嘴作用在汽缸上的力，這是由隔板前后的壓力差及汽流流