答：空气的来源有：新蒸汽带入汽轮机的空气；处于真空状态下的低压各级与相应的回热系统、排汽缸、凝汽设备等不严密处漏入的。

空气的危害有：空气阻碍蒸汽放热，使传热系数降低，从而使?t升高，真空降低；空气分压力Pa使Pc升高，使真空降低；空气使凝结水过冷度增大；凝结水中溶入氧量增大，使管道腐蚀加剧。

11.画出表面式凝汽器中蒸汽和冷却水的温度沿冷却面的分布曲线，标注曲线上各特征端点的符号，并注释符号的意义。 答：温度分布曲线为：

t

蒸汽 δt 水 ⊿t t tw2 stw1 Ac A

其中，ts表示蒸汽凝结温度，且ts=⊿t +tw1 +δt ；tw1表示冷却水进口处温度，tw2表示冷却水出口温度，⊿t = tw2- tw1，为冷却水温升; δt为凝汽器端差；Ac表示凝汽器总传热面积。

12.什么是凝结水的过冷度？过冷度太大对机组运行有何危害？在凝汽器设计和运行中如何减小过冷度？

答：（1）凝结水的温度比凝汽器喉部压力下的饱和温度低的数值，称为凝汽器的

过冷度。

（2）当过冷度很大时，真空降低，凝结效果较差；同时，过冷度增大还会

使凝结水中含氧量增大，增加了对低压管道的腐蚀。

（3）为减小凝汽器的过冷度，设计凝汽器时力求冷却水管束排列合理，加强凝汽器的密封性；机组运行时，选用合适的抽气器并监视确保正常工作，减少

漏入空气，避免气阻增大，同时还要保证凝结水水位不至过高，使凝汽器处于较好的工作状态。

13．机组运行对凝汽器的要求有哪些？

答：（1）从提高凝汽器的热经济性角度提出的要求：传热效果好；过冷度小；汽阻小。

（2）从保证机组长期安全运行角度提出的要求：凝汽器的密封性要好；冷却水管应具有足够的抗腐蚀性；减少凝结水中的含氧量。

（3）从节省配套设备耗能的角度提出的要求：尽量减轻抽气器的负荷；水阻要小。

14．从保证机组长期安全运行角度对凝汽器提出了什么要求？ 答：（1）凝汽器的密封性要好；

（2）冷却水管应有足够的抗腐蚀能力； （3）要减小凝结水中的含氧量。

15．凝汽设备运行状态的优劣集中表现在哪几个方面？ 答：凝汽器内是否保持在最佳真空； 凝结水的过冷度是否最小； 凝结水的品质是否合格。

16．凝汽器的热力特性指什么？

答：凝汽器压力随进入凝汽器的蒸汽量Dc、进入凝汽器的冷却水量Dw和冷却水进入凝汽器时的进口温度的变化而变化的规律，称为凝汽器的热力特性。

17．凝汽设备中抽气器的任务是什么?其主要类型有哪些？ 答：凝汽设备中抽气器的任务是：

（1）在机组启动时使凝汽器内建立真空；

（2）在机组正常运行时不断地抽出漏入凝汽器的空气，以保证凝汽器的正常工作。

抽汽器的主要类型有：射水式抽汽器、射汽式抽汽器和水环式真空泵。

计算题

三、已知某凝汽器的压力Ps=0.005MPa,对应的饱和蒸汽温度ts=33℃，传热端温差δt=5℃,冷却水温升△t=5℃,冷却水温度最高为多少度。 四、已知某凝汽式汽轮机的排气量D0=324t/h，凝汽器的压力Ps=0.01MPa,对应的饱和蒸汽温度ts=45.8℃，冷却倍率m=100，传热端温差δt=5℃,冷却水温升△t=5℃,冷却水温度最高为多少度。

第五章 汽轮机零件强度与振动

一、简答题

1.调频叶片

答：对于有些叶片要求其某个主振型频率与某类激振力频率避开才能安全运行，这个叶片对这一主振型称为调频叶片。

2.不调频叶片

答：对有些叶片允许其某个主振型频率与某类激振力频率合拍而处于共振状态下长期运行，不会导致叶片疲劳破损，这个叶片对这一主振型成为不调频叶片。

3.耐振强度

答：表示材料在承受动应力时的一种机械性能。在某一温度和某一静压力下试件在空气环境中，作弯-弯试验，循环107次不被破坏可承受的最大动应力。

4.安全倍率

答：表征叶片抵抗疲劳破坏的系数。

5.叶片的动频率

答：考虑离心力影响后的叶片震动频率。 6.热应力

答：汽轮机主要零件不能按照温度的变化规律进行自由胀缩，即热变形受到约束，则在零件内部引起应力，这种由温度引起的应力称为热应力。

7.分析说明不调频叶片的安全准则。

答：不调频叶片的动应力幅值应小于许用耐振强度，即：?d??a*ns；我们一般

认为叶片的激振力幅值正比于作用在该叶片的蒸汽弯曲应力，动应力是激振力引起的，因此叶片的动应力幅值也正比于蒸汽弯曲应力，即：??Cd?s.b；由两式

d可得到：

?a*?Cdns?s.b

?a*用比值作为评价动强度的指标，考虑其影响因素后，可对它们进行修正?s.b??a*?用表示，其比值定义为安全倍率，用Ab表示，即不调频叶片的安全准则??s.b?为：

??a*? Ab?≥[Ab] ??s.b?

8.简述转子临界转速的概念与物理意义。

答：概念：启动或停机过程中出现振幅峰值的转速，称为临界转速。由高到低分别为第一、第二…第n阶临界转速。

物理意义：转速为转子横向振动的自振频率时，由于转子弯曲力与弹性回复力平衡，而偏心引起的偏心力无力平衡使振幅增大。

9.为保证调频叶片的长期安全运行，应该使叶片满足哪些条件？ 答：调频叶片的安全准则是：

（1）叶片的自振频率要避开激振力频率一定范围； （2）还要求安全倍率大于某一许用值。

10.指出叶片最危险的三种共振并画出单个叶片最危险振型。

答：叶片最危险的三种共振为：切向A0型振动的动频率与低频激振力频率kn合拍时的共振；切向B0型振动的动频率与高频激振力频率znn相等时的共振；切向A0型振动的动频率与znn相等时的共振。

单个叶片最危险振型为A0型:

11.分析说明转子找平衡的两个线性条件是什么？

答：转子找平衡的两个线性条件是：在转子转速一定，阻尼系数一定时，

（1）转子振动振幅与不平衡质量大小成正比； （2）偏心离心力超前振幅的相位角为一常数。

12．何谓材料的屈服极限、持久极限、蠕变极限和疲劳极限。

答：材料的屈服极限：金属材料在受力较大时，可能产生塑性变形，称为屈服现象。过大的塑性变形将改变零件的形状，影响零件正常工作。材料试件受恒定拉力作用，卸载后产生0.2%的残余塑性变形（应变），试件受的拉应力值，称为材