《汽轮机原理》习题及答案 下载本文

2.一反动式汽轮机,蒸汽流量G?34T/h , 蒸汽初压力

pc?0.02p0?2MPa,初温

t0?400?c,排汽压

MPa,排汽恰好是饱和蒸汽。全机共有14级,每级效率相同,焓降相同,重热

系数??0.05。试计算各级效率、汽轮机内功率。

p0,t0解:由和

pc在h-s图上可查得: ?Htp0t 0 蒸汽初始焓:

h0?3248.7kJ/kg, hcpc

理想出口焓:

hct?2349kJ/kg 由此可得汽轮机理想焓降:

?Ht?h0?hct?3248.7?2349?899.7hct

(kJ/kg) 图1 汽轮机热力过程线

pc?0.02根据题意知排汽为干饱和蒸汽,则由MPa

的等压线与饱和线相交点得实际排汽状态点C,

hc?2610该点的焓kJ/kg

?Hi?h0?hc?3248.7?2610?638.7故汽轮机有效焓降:(kJ/kg)

?ri?汽轮机相对内效率:

?Hi638.7??71%?Ht899.7

??ri与整机相对内效率存在如下关系:

由于各级焓降相同、效率相同,所以各级效率

则各级效率:

???ri/(1??)?0.71/(1?0.05)?67.6%?ri

汽轮机内功率:

Pi?G.?Ht?34000?638.7?6029(kW)3600

3.凝汽式汽轮机的蒸汽初参数为: 蒸汽初压

pc?0.004p0?8.83MPa,初温

t0?535?c;排汽压力

MPa,其第一级理想焓降

?htc?209.3kJ/kg,该级效率

c?ri?0.5,其余各压力级内

效率

???0.85?ri?p?0.05p0(包括末级余速损失在内)。设进汽节流损失0,假定发电机效率

?g?0.98,机械效率

?ax?0.99。试求:

(1)该机组的相对内效率,并绘出在h-s上的热力

过程线。(2)该机组的汽耗率。

p0,t0解:由和

?p0pc在h-s图上可查得蒸汽初始焓

h0?3475kJ/kg,理想排汽焓

hct=2025kJ/kg

p0 因进汽节流损失为5%,节流后的压力

??0.95p0?8.39p0MPa,

?Ht?htc 节流过程中焓值不变, ∴

??h0?3475h0kJ/kg,

汽轮机第一级实际入口点为

pc?,h0?)0?(p0

hc? 已知第一级理想焓降

?htc?209.3kJ/kg,所以:

?hct 第一级出口压力p2可确定

c?ri?0.5c?ri?(h0?h2)/?htc h 已知第一级效率,而

s 所以第一级实际出口焓:

图3 级的热力过程线

ch2?h0??htc.?ri?3475?209.3?0.5?3370.4 (kJ/kg)

第一级实际出口点为2(p2,h2),此点即是压力级的入口点。

pc?0.004??2100hct又因排汽压力MPa,查h-s图可得压力级理想出口焓: kJ/kg

????ri已知所有压力级的相对内效率:

?h2?hc?0.85?h2?hct

所以压力级的实际出口焓(即整机的实际出口焓):

??h2??ri??(h2?hct?)?3370.4?0.85?(3370.4?2100)?2290.6hc(kJ/kg)

故,整机有效焓降:

??3475?2290.6?1184.4?Hi?h0?hc (kJ/kg)

整机理想焓降:

?Ht?h0?hct?3475?2025?1450( kJ/kg)

?ri?整机相对内效率:

?Hi?81.7%?Ht Pel?D??Hi??g??m由于汽轮机输出电功率:

所以汽轮机汽耗量:

D?Pel/(?Hi??g??m)

d? 汽耗率:

D11??Pel?Hi??g??m1184.4?0.99?0.98

=8.7?10(kg/kW.s)=3.13(kg/kW.h)

p0?8.83t0?540?cpc?3t0?400?c?44.试求蒸汽初参数为MPa,初温,终参数MPa,的背压

式汽轮机的相对内效率和各压力级的相对内效率。已知:第一级级后压力p2?5.88MPa,内效率

c?ri?0.67,其余四个压力级具有相同的焓降和内效率,进汽机构和排汽管中的损失可

忽略不计。(重热系数??0.03)

解:

p0 由ht1p0,t0和p2,

pc可在h-s图上查得,蒸汽初始焓

ht1?3350.9h0?3487.7kJ/kg;

第一级理想出口焓kJ/kg;

?Ht 汽轮机的理想出口焓

?hthct?3148.9kJ/kg

又已知汽轮机实际排汽参数

pcpcth?3231.6,c,可查得c kJ/kg

整机有效焓降

?Hi?h0?hc?3487.7?3231.6?256.1(kJ/kg)

h s 整机理想焓降

?Ht?h0?hct?3487.7?3148.9?338.8(kJ/kg)

?ri? 图4 级的热力过程线 整机相对内效率:

?Hi256.1??75.6%?Ht338.8 ?ht 由于已知整机的重热系数,且各压力级焓降相等,所以有:

故:

4?ht?(1?0.03)??Ht??ht1?1.03?Ht?(h0?ht1)

=1.03?338.8?(3487.7?3350.9)?212.6(kJ/kg)

?ht?53.04(kJ/kg)各压力级的理想焓降:

各压力级的有效焓降:

?hi41.1??77.5%?ht53.04?i?所以,各压力级的相对内效率为:

t0?535?c5.凝汽式汽轮机的蒸汽初参数为: 蒸汽初压压力

pc?0.0046p0?8.83MPa,初温,汽轮机排汽

MPa,进汽节流损失

?p0?0.05p0,试问进汽节流损失使理想焓降减少多

少?

p0?p0p0,t0解: 由和

pc在h-s图上可查得,

hct?2053蒸汽初始焓

h0?3475kJ/kg,理想排汽焓kJ/kg