汽轮机第一章作业答案

1.已知汽轮机某纯冲动级喷嘴进口蒸汽的焓值为3369.3kJ/kg,初速度c0=50m/s,喷嘴出口蒸汽的实际速度为c1=470.21m/s,速度系数?=0.97,本级的余速未被下一级利用,该级内功率为Pi= 1227.2kW,流量D1=47T/h,求: (1)喷嘴损失为多少? (2)喷嘴出口蒸汽的实际焓? (3)该级的相对内效率? 解: (1)

c1t?c1?470.210.97?484.75m/s?

2喷嘴损失:?hn?c022?12c1t(1??)?2212?484.751000(1?0.97)?6.94kJ/kg2

(2)

*?hc0??1250J/kg?1.25kJ/kg

h0?h0??hc0?3369.3?1.25?3370.55kJ/kgh1t?h0?*12c1t?3370.55?212?484.7510002?3253kJ/kg喷嘴出口蒸汽的实际焓:h1(3)

**?h1t??hn??3253?6.94?3260kJ/kg?ht?ht?h1t?3370.55?3253?117.55kJ/kg

?hi?3600PiD1?3600?1227.247?1000?hi?ht*?94kJ/kg

级的相对内效率:?ri

??94117.55?0.80

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?hn=47.4kJ/kg, 喷嘴损失?hn?=3.21kJ/kg, 动叶理想焓降?hb

=13.4kJ/kg, 动叶损失?hb?=1.34kJ/kg, 级的理想焓降?ht=60.8kJ/kg,初始动能?hc0=0,余速动能?hc2=2.09kJ/kg, 其他各种损失??h=2.05 kJ/kg。计算:

1

(1)计算级的反动度?m

(2)若本级余速动能被下一级利用的系数?1=0.97,计算级的相对内效率?ri 解:

级的反动度?m??hb/?ht?13.4/60.8?0.22**

级的相对内效率?ri

?(?ht??hn???hb???hc2???h)/(?ht??1?hc2)?0.92*

3.某反动级理想焓降?ht=62.1kJ/kg,初始动能?hc0=1.8 kJ/kg, 蒸汽流量G=4.8kg/s,若喷嘴损失?hn?=5.6kJ/kg, 动叶损失?hb?=3.4kJ/kg,余速损失?hc2=3.5kJ/kg,余速利用系数?1=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?hu轮周功率Pu轮周效率?u

4.某级蒸汽的理想焓降为?ht=76 kJ/kg,蒸汽进入喷嘴的初速度为c0=70m/s,喷嘴出口方向角?1=18°,反动度为?m=0.2,动叶出汽角?2??1?60??ht??hn???hb???hc2=62.1+1.8-5.6-3.4-3.5=51.4kJ/kg

*?G??hu=4.8×51.4=246.7kW

*0.35)=82.7% ??hu/E0??hu/(?ht??1?hc2)=51.4/(62.1+1.8-0.5×

,动叶的平均直径为dm=1080mm,转

速n=3000r/min,喷嘴的速度系数?=0.95,动叶的速度系数?=0.94,求: (1)动叶出口汽流的绝对速度c2 (2)动叶出口汽流的方向角?2

(3)绘出动叶进出口蒸汽的速度三角形。 解:

?ht??ht?*c022=76+0.5×702/1000=76+2.45=78.45kJ/kg

*c1??c1t??u?2(1??m)?ht?0.95??3.14?1.08?300060?2?(1?0.2)?78.45?1000?336.57m/s

??dmn60169.56 m/s

2

w1?c1?u?2c1ucos?1?22336.57?169.56?2?336.57?169.56?cos180220?182.97m/s

?1?c1sin?1?arcsin??w1?0??336.57?sin18??arcsin???182.97?????34.64??0

?2??1?6?34.64?6?hb??m?ht?*=28.64o

0.2×78.45=15.69 kJ/kg

2w2??c2?22?hb?w1?0.9422?15.69?1000?182.97222=239.39 m/s

0w2?u?2w2ucos?2?239.39?169.56?2?239.39?169.56?cos28.64?121.69m/s

?2?arcsin???w2sin?2??239.39?sin28.64???arcsin????c121.69??2??70.54°

?1 c1 u w1 ?1 ?2 c2 ?2 w2 u

动叶进出口蒸汽的速度三角形

5.已知汽轮机某级的理想焓降为84.3kJ/kg,初始动能1.8kJ/kg,反动度0.04,喷嘴速度系数?=0.96,动叶速度系数?=0.96,圆周速度为171.8m/s,喷嘴出口角?1=15°,动叶出口角?2??1?30,蒸汽流量G=4.8kg/s。求:

(1)喷嘴出口相对速度? (2)动叶出口相对速度? (3)轮周功率? 解: (1)

?ht?84.3?hc0?1.8?ukJ/kg kJ/kg

m?0.04=171.8 m/s

3

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