汽机面试题

1、汽机面试题 1、 汽轮机的级：一列喷嘴叶栅和其后相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元。 2、 选择填空：在膨胀流动过程中，亚音速汽流的速度变化率大于其比体积变化率，通道截面积将随速度的增大而减小；超音速汽流的速度变化率小于其比体积变化率，通道面积将随速度的增大而增大。 3、 填空：（喷嘴损失）是蒸汽在流道内的磨擦而损耗的动能。 4、 根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为（纯冲动机）、（反动级）、（带反动度的冲动级）和（复速级）。 5、 纯冲动级：嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀的级称为纯冲动级。 6、 带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行的级称为冲动级。 7、 最佳值使轮周效率达到最大值。 8、 最佳速度比为：（x1）op=1/2cos1 9、 反动级的最佳速度比为：（x1）op=cos1 10、简答：外部损失包括（1）、轴封漏汽损失；（2）机械损失 11、多级汽轮机中的余速利用和重热现象，可以使多级汽轮机的内效率与单级汽轮机的内率之比大于1。 12、填空：汽轮机的内功率减去机械损失，得到（轴端功率） 13、名词：彭台门系

2、数：通过喷嘴的任一理想流量与同一初始状态下临界流量的比值为彭台门系数。 14、填空：当初压降低时，要保持汽轮机的功率不变，则要开大调节阀，（增加进汽量），机组的轴向推力（相应增大）。 15、汽轮机的初温升高，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度提高，循环效率提高，（热耗率降低）。 16、排汽压力升高，使（排汽温度）升高。 17、当外负荷增加时，使汽轮发电机组的转速降低。 18、汽轮机内效率的大小主要取决于汽轮机通流部分的结构和机组运行中所带负荷的水平。 19、汽轮机的调节方式有喷嘴调节、节流调节、滑压调节和复合调节。 20、（1）、喷嘴调节在调节过程中，随着各调节阀的逐个依次开启。（2）、节流调节同时改变几个调节阀的开度。（3）、滑压调节，滑压运行在部分负荷下节流损失最小。（4）、复合调节方式是定压运行和滑压运行的组合。 21、名词:调节系统的静态特性: 稳定工况时，机组功率与转速的对应关系称为调节系统的静态特性。 22、调节系统设置同步器后不改变其静态特性，只是将静态特性曲线近似平移。 23、名词：迟缓率：是在外负荷变化、机组输出功率未变的时间内，转速的最大变化量与额定转速的比值。 24、调节

3、系统的动态品质：（1）、调节系统的动态稳定性；（2） 动态超调量；（3）过渡时间 25、名词：动态稳定性：是指机组受到扰动时，能由一个稳定工况过渡到新的稳定工况，扰动的动态响应曲线是收敛的。 26、转子飞升时间常数越小，表明转子越易加速，超速可能性越大，转子飞升时间常数的大小与机组额定功率的比值成反比。 27、提高油动机工作油压，可减小油动机活塞直径，相应减小油动机时间常数。 28、填空：为了补偿再热器容积所造成的机组功率滞后，可在调节系统中增设（动太校正器）。 29、简答：危急跳闸系统主要监视汽轮机转速超限、推力瓦磨损、润滑油压低、EH油压低、凝汽器真空低。 30、问答：功率校正有两个作用：其一是在调节的动态过程中，造成高压调节阀动态过调，以补偿中、低压缸功率变化的滞后；其二是对发电机输出功率进行细调，达到精确控制机组输出电功率的目的。 31、单元机组协调控制的主要目的是在外负荷变化时，尽快调整锅炉燃烧率和汽轮机的阀门开度，使能量供求达到新的平衡。 32、为什么增设协调控制的主调节器？答：用以改变机炉调节系统的调节指令，协调机炉之间的能量平衡，控制运行方式的切换。 33、名词：热耗量

4、Q0：在单位时间（每小时）内消耗的热量称为热耗量。 34、汽耗率d0:机组单位发电量（KW。h）所消耗的蒸汽量（kg）称为 35、热耗率是单位发电量所消耗的热量，可以反映不同容量、不同参数机组的热经济性。 汽轮机基本原理及机构：汽轮机是用蒸汽来作功的旋转式原动机。来自锅炉或热网的蒸汽，经脱扣节流法阀或事故切断阀、调速阀进入汽轮机，依次高速流经一系列环形配置的喷嘴(或静叶栅)和动叶栅而膨胀作功推动汽轮机转子旋转，将蒸汽的动能转换成机械功。这便是汽轮机简单的工作原理。汽轮机可按工作原理分为：冲动式、反动式、冲动式与反动式的组合式汽轮机。 首先，我们对这几类汽轮机的工作原理作一下介绍。 1 汽轮机的工作原理 (1) 冲动式汽轮机 冲动式汽轮机的最简单的结构如图4所示。叶轮上装配一圈动叶片与喷嘴配合在一起，构成一个做功的简单机械。我们把由喷嘴和与其配合的动叶片构成的汽轮机作功的单元称级。 由一个级组成的汽轮机叫单级汽轮机。 喷嘴又叫静叶片。它是一个截面形状特殊且不断变化的通道。蒸汽进入喷嘴后发生膨胀、消耗了蒸汽的压力能，即消耗了蒸汽的热能，蒸汽的压力及温度都下降了，而蒸汽的流速却增加了，获得了

5、高速气流。喷嘴的作用就是将蒸汽的热能转变为动能 。 动叶片又称工作叶片。在叶轮的外圆周上装满的一整圈叶片，常叫动叶栅。由喷嘴流出的高速气流流至动叶片时，其速度的大小及方向是一定的，之后气流由于受到动叶片的阻碍（作用力），改变其原来的速度的大小及方向，这时候气流必然给动叶片一个反作用力，推动叶片运动，将一部分动能转换成叶轮旋转的机械功。 由上述可知，在汽轮机连续工作过程中有两次能量转换，即:热能蒸汽动能转子机械能。 为了更好的理解汽轮机的工作原理，下面分析一下冲动式汽轮机的动叶片型式。 如果我们用一个直立的平板，让高速气流冲击到它的表面上，平板由于受到气流的冲击作用而发生运动。但因在平板的表面附近产生了很大的扰动和涡流损失，如图5-a所示，使蒸汽中大量的有用能量不能得到很好的利用以至造成浪费。所以经过大量的实践改进，现在汽轮机的动叶片做成弯曲形。如果要产生最大的作用力，就要使蒸气的喷射方向与动叶片的运动方向一致，然后再转一个180而离开动叶片，如图5-b所示，这时动叶片受到的冲击力如图6所示。 图5 冲动式汽轮机动叶片的分析图 图6 蒸汽微团作用在叶片上的离心力 气流以C1的速度流向曲面

6、，它相当于汽轮机的动叶片，并能沿平行于气流的方向移动。气流进入弯曲流道内弧所构成的汽道后,便沿着内弧逐步改变其流动方向，最后流出汽道时的速度为C2方向恰与C1方向相反。当气流流过曲面时，实际上作圆周运动，因此组成气流的每一个蒸汽微团都受到叶片所作用给它的一个向心力，同时叶片受到汽流给它一个大小相等、方向相反的反作用力。假如气流微团的离心力用向量表示。在1点处的离心力P1可分解成轴向分力P1Z及运动方向上的分力P1U、在2点处的离心力P2也可以分解成渝P2Z和P2U。轴向分离P1Z和P2Z恰好相互抵消，因为此二力大小相等、方向相反，且共同作用在一个叶片的同一条支线上。同样，其它点的轴向分离也相互抵消，因此气流的离心力在轴向上的分力之和为零，即 P1Z+P2Z+.=0 在弯曲面运动方向上的分力之和等于P，即 P1U+P2U+.=0 在这个P力的作用下，弯曲面（叶片）向右运动，通过叶轮及轴产生旋转运动。若带动压缩机和泵、风机等机械，就可以输出机械功。这就是冲动式汽轮机的工作原理。 实际上，由于机械结构等方面的限制，从喷嘴流出来的气流不能与动叶片的运动方向完全相同，而成一个夹角。动叶片也不是一

7、个半圆弧，而是由好几段曲线组成，一般是圆弧和抛物线弧。如图所示7所示。 (2) 速度级和压力级 前面已经 介绍级的概念，从结构上看，汽轮机的一个级是有喷嘴（几个或整个圆周布置的喷嘴）和一列动叶片组合起来的装置，从动作原理来看，就是能造成高速气流、能将速度能转换成机械能，并产生推力对外做功的基本单元。级可以分成压力级和速度级，简单介绍如下。 A 压力级 在可以利用的蒸汽能量很大的情况下，只有一个级不能充分利用这些能量。这时，我们把由喷嘴和动叶片组成的级串联在同一根轴上，将蒸汽的能量分别在若干个级中加以利用。从结构来看，就是一列喷嘴和一列动叶片，其后又是一列喷嘴和一列动叶片，这样逐次排列下去。在第一列喷嘴进口处的蒸汽压力最高，以后逐级降低，这就是常见的多级汽轮机的结构形式，其中的每个级，都叫做压力级。 B 速度级 压力级外，在有些汽轮机上还设有速度级。速度级又叫复速度级或寇蒂斯级。速度级比压力级在结构上复杂一点。 图8是具有双列速度级的单级冲动式汽轮机示意图，它比单级冲动式汽轮机对蒸汽能量的利用更充分一点，由轴1、叶轮2、双列动叶片3及6构成转子；由喷嘴4、导向叶片7、气缸5、排气气管8等

8、组成的静子部分。 图8 具有双列速度级的单级冲动式汽轮机示意图 如果冲动式级在工作时，离开动叶片的速度仍很大，这就说明还没有充分利用蒸汽的动能来作功。为了利用这部分能量，在同一叶轮的轮缘上在要装置第二动叶栅，使蒸汽流过两列转动的叶栅，第一列动叶栅通道中蒸气能量中的一部分转换为机械能，而其余的蒸汽能则由第二列动叶栅继续将能量转换为机械能。为了使蒸汽流以一定的方向流入第二动叶栅，在第一、二列动叶栅之间装一列固定的叶片，起导向作用，称之为导向叶片，它是装在气缸上的。 速度级与冲动式压力级的工作原理是一样的，不同的就是蒸汽的速度在第一、二列动叶栅中分别加以利用。 除双列速度级以外，还有三列速度级，但常用的是双列速度级。经常用它做成小功率的汽轮机，带动风机及其它各种泵等，也可以用它做多级汽轮机的头一级。 (3) 反动式汽轮机 反动式汽轮机是利用反作用力与冲击力将蒸汽的速度能转换为机械能的。反动式汽轮机的工作原理同样是基于惯性定律和作用力与反作用力定律的。 图9是反动式汽轮机的结构示意图。动叶片安装在转鼓上，轴、平衡活塞及转鼓组成了转子。静叶片安装在气缸上，与进、排气管等组成静子 。 反动式的级仍然是由一列静叶栅和一列动叶栅组成。它的工作原理是：在静叶栅中气流与经过喷嘴时相似，压力降低，容积膨 胀，速度增加；而它的动叶栅也做成截面渐收缩的汽道，气流在动叶栅中进一步降压，膨胀加速。根据惯性定律可知，运动的物体如果不受外力的作用的话，则一定按照它原来的速度大小及方向运动下去。气流既然在动叶栅之中获得了加速度，那必然有外力作用在其气流上，这个力是由于在动叶栅中降低了气流的压力和温度，即气流的热能转换为动能所获得的。在动叶栅中进一步使气流降压、增速并以高速离开，这时气流必然给动叶栅一个大小相等、方向相反的作用力，使动叶栅转动带动轴旋转的对外做功。这就是反动式汽轮机的工作原理。 反动原理在汽轮机中的实际应用，如图10所示。这是反动式汽轮机中的一个级的断面示意图。蒸汽在静叶栅中膨胀后达到较高的速度，蒸汽离开静叶栅后，进入动叶栅气道，沿着气道壁的内弧改变方向，因此动叶片就受到由于冲动原理产生的冲击力，记为P冲；又由于气流在动叶栅气道内从P1膨胀降压至P2，因而动叶片上又受到由于反动原理而引起的反作用力P反的作用。P冲与P反的合力为Pu。此外，动叶片前后有压差也引

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