【2017年整理】透平机械原理

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1、1透平机械原理1. 什么是渐缩斜切喷管的极限压比？什么是缩放喷管的极限压比？两者有何差别？2. 试述影响叶栅叶型损失的几何与气动参数有哪些？它们是怎样影响叶型损失的？3. 冲动级与反动级的反动度是怎样定义的？比较两种级的优缺点。4. 某长叶片级采用等环量设计，即 Cur=const,Cz=const,并且级后静压 p2 沿叶高为常数，试绘出动叶根部、中径与顶部进、出口速度三角形。5. 何谓局部进气率？什么时候采用局部进气率？6. 按等环量条件 =const, =const 设计的长叶片级，叶根反动度 h=0，动uC2z 叶出口根部周向速度 C2uh=0，试用动叶根部、中径和顶部进、出口速度三角

2、形的变化说明反动度沿叶高的变化。 （不考虑损失）7. 已知：纯冲动式透平级（ =0） ，根限圆周速度 umax=300 米/秒，最佳速比（x a） opt=0.5,求该透平级能利用的最大焓降（ hs） max 。8. 试说明直列叶栅中端部损失是怎样产生的？影响直列叶栅端部损失的几何与气动参数有哪些？它们是怎样影响端部损失的？9. 说明透平级静叶与动叶速度系数 与 的意义，并用速度系数表示级的静叶损失系数 和级的动叶能量损失系数 ，假设该级反动度*1sh *2sh=0。10. 已知某低压级透平按等环量设计，根部反动度 h=0，背压 p2=const。试画出下列参数沿叶高的变化规律： ， 及反动度

3、 。21,wc1p11. 凝气式汽轮机前轴封和后轴封的作用是什么？12. 已知短叶片透平级，级前参数 p0，T 0，初速 C0，级后压力 p2，静、动叶速度系数 = ，反动度 =0.5，d 1=d2, C2u=0，试在 i-s 图上绘出该级的热力过程，并标出绝对滞止焓 ， ， ，相对滞止焓 iw1*，i w2*，相对滞止转焓 ,*0i*i *1wi的位置。*2wi13. 什么是最佳速比？在最佳速比下级的出口绝对速度 是否一定沿轴向？2c14. 有一透平在湿蒸汽区工作，试用速度三角形和简单径向平衡方程说明在通流部应采取哪些防护措施，湿蒸汽损失有哪几部分组成。15. 在多级轴流式透平中在哪些地方设

4、置轴封，在 i-s 图中绘出轴封中气流的热力过程。16. 用轮周效率 与速比 的关系曲线说明在透平设计中在什么情况下选u1cuxs择单列速度级，在什么情况下选择双列速度级。若假设第一列动叶、转向叶片与第二列动叶反动度均为零，试绘出双速度级的热力膨胀图（在 i-s 图中）及绝对焓和相对滞止焓沿轴向变化。217. 多级透平的相对内效率 与组成它的各级透平的相对内效率 间的关系Toioi如何（假设各级相对内效率相等）？重热系数 是否越大越好？Z18. 写出简单径向平衡方程，说明该方程的应用条件，并通过该方程解释对长叶片级进行气动热力计算时为什么不用平均半径上的气动参数代替其它半径上的气动参数？19.

5、 用焓熵图说明排气管为什么要做成扩压的？20. 已知一台多级轴流式透平级的某中间级为反动级（ =0.5）,它的前后级也0为反动级，故余速完全能被利用，即 = =1，试绘出该级在启动、最佳及02抛荷工况下的速度三角形以及轮周效率 随速比 的变化曲线，并在u1cuxs图中标出叶栅损失。21. 在最佳速比下工作的理想纯冲动级与理想反动级各对应什么流动情况，绘出各自的速度三角形，并说明为什么对应你所指明的流动情况。22. 有一长叶片级，级前参数沿径向均布，级后气流方向处处沿轴向，请用简单径向平衡方程说明该级反动度沿叶高的变化。23. 用 - 曲线说明在小速比下采用双列复速级比压力级具有较高的轮周效率。

6、usx124. 已知反动式透平级（ = =0.5） ，静、动叶呈镜内映射状，静、动叶sh2速度系数相等 = ，而且级进口速度相等 ,级在最佳速比下工作，绘20c出此时级动叶进出口速度三角形。若 ，在 i-s 图上绘出该级的热d1力过程图（余速被利用 = =1） ，并表示出相对滞止焓 iw1*，i w2*及相对滞02止转焓 , 的位置。*1wi225. 写出反动度的定义并在 i-s 图上标明对应的物理量。26. 试写出考虑余速被利用情况下轮周效率的表达式，若级的反动度 =0=0.5，在 i-s 图上绘出考虑余速利用时级的热力过程（ = =1） 。sh2 227. 试述轴流式多级透平焓降分配与级数

7、确定的方法与步骤。28. 试述压气机防喘振的措施。29. 何谓级组的临界压比？当级组的压比小于临界压比时，怎样计算通过级组的流量？30. 一台多级透平制造厂出厂投入运行后发现出力不足，相应采取哪些措施可以提高它的出力？（提示：用 分析）oisoiGhN331. 在 - 平面座标中绘出理想纯冲动级和理想反动级透平的轮周效率曲线，usx1并比较两者的异同，说明它们的优缺点。32. 说明透平级静叶与动叶速度系数 与 的物理意义并写出它们与静叶、动叶能量损失系数之间的关系。33. =const, =const 等环量扭曲条件是否适用于级前参数沿径向不均匀的uC2z透平级？为什么？34. 什么叫透平的相

8、似工况和相似参数？两台几何相似的多级透平流动相似的充分与必要条件是什么？35. 试述在透平级内有哪些级内损失，它们都是怎样产生的？36. 一元绝对流动能量方程为 的使用条件是什么？（定常？绝热？consti21无粘？等熵？有无流动损失？）37. 以平面叶栅为例说明叶型损失由几部分组成。38. 何谓局部进气率？什么时候采用局部进气率？39. 已知某透平级动叶为相对稳定流动而且 ，圆周功的欧拉方程证明21d。*21ihu40. 试述多级透平焓降的分配与级数确定的方法与步骤。41. 有一渐缩喷管，管前参数 ,背压 为其临界压比，问：当压*0Tp*01,pcrr比 时，斜切部分的流动将发生什么现，为什

9、么？*01pcrcr42. 写出简单径向平衡方程并说明该方程的物理意义。43. 相对滞止转焓的定义是什么？在什么条件下动叶前后相对滞止转焓守恒？在什么条件下动叶前后相对滞止焓守恒？44. 在圆柱假定下，长叶片按等环量扭曲方法设计，出口环量 ，如果02uC沿叶高为常数，请绘出速比 及各项损失系数 , 1cux*1sh和 沿叶高的变化趋势。*2sh*2scch45. 纯冲动式透平级（ =0） ，极限圆周速度 umax=300 米/秒，最佳速比（x a）opt=0.5,求该透平级能利用的最大理想焓降（h s） max 。46. 试述透平级组焓降的分配与级数确定的方法与步骤。47. 在设计渐缩斜切喷管

10、时，为何无论在设计与变工况下都要避免喷管的压比小于极限压比 ？a448. 有一透平在湿蒸汽区工作，试用速度三角形说明在通流部应采取哪些防护措施。49. 对于实际冲动式透平级和实际反动式透平级，考虑余速能被下级利用时，在最佳速比下工作，两类级是否都对应轴向出气？为什么？50. 已知按等环量扭曲规律设计的长叶片级，根部反动度 ,而且动叶根部0h出口绝对速度的周 向分量,试绘出动叶进、出口三角形沿叶高的变化02uhc（根部，中径，顶部） ，并通过速度三角形的变化说明反动度 ,轮周功 与uh理想滞止焓降 沿径向的变化规律。 （不考虑损失）*s51. 已知某低压透平级按等环量设计，试用速度三角形分析 W

11、2 沿叶高变化可能出现的各种情况，标明各对应量之间的相互关系。52. 长叶片级按等环量设计，而且 0，试分析级焓降 沿径向的变化？在uhc2sh设计等环量长叶片级时，为什么常常采用不大的负环量？53. 已知短叶片透平级，级前参数 p0，T 0，初速 C0，级后压力 p2，静、动叶速度系数 = ，反动度 =0.5，d 1=d2, C2u=0，试在 i-s 图上绘出该级的热力过程，并标出绝对滞止焓 ， ， ，相对滞止焓 iw1*，i w2*，相对滞止转焓 ,*0i*i *1wi的位置。*2wi54. 按等环量条件 =const, =const 设计的长叶片级，动叶根部等熵焓降uC2z=0，背压 =

12、const（沿径向） ，不考虑损失，请绘出下列参数沿径向的hs2p变化曲线： ， ， ， 。121255. 多级轴流式透平单级相对内效率 与整机相对内效率之间的关系为 =oiToi)(，试向重热系数 是否越大发越好？)(zoiz56. 反动度的定义是什么？冲动式短叶片透平在中径上为什么要选择少量的反动度？57. 已知短吓片透平级动叶前后滞止转焓 = ，而且 = = ，试轮周功的*1wi21d2欧拉方程 = 。uh)(21uc58. 已知理想纯冲动式透平级和理想反动式（ =0.5）透平级均在最佳速比下工作，绘出两者对应启动工况、最佳工况和抛荷工况的速度三角形，并在 -u座标平面中绘出两者轮周效率

13、随速比变化曲线，并比较两者的异同，说sx15明它们的优缺点。59. 用速度三角形说明对于反动度不大的冲动级反动度随速比的变化规律。60. 已知纯冲动式透平级，通过改变转速 n 变化速比 ，在 变化时保持sx1s1及 不变，轮周效率 , 为级的静叶损失系数，*,sh21cu为级动叶损失系数， 为级余速损失系数，试在 - 座标中绘出 ，22cusx11和 随速比 的变化，并说明原因。csx161. 在什么情况下采用速度级？某双列速度级，初参数 ， ， ，背压 ，0pT0c2p= = =0( 、 和 分别为第一列动叶、转向叶片和第二列动叶反g g动度) ，存在流动损失，余速为 ,请在 i-s 图上绘

14、出速度级的热力过程图。2c图 1 图 262. 图 1 为反动式叶栅叶型损失随马赫数的变化曲线，请解释曲线为何呈图示形状。63. 图 2 为叶型损失随冲角的变化曲线，请解释曲线相对 i=0 的直线为什么不对称。64. 图 3 为理想透平级，动叶前后平均直径相等，平面叶栅中的叶型呈镜面映射状，请据此判断该级是纯冲动级还是反动级？绘出对应最佳速比的动叶进、出口速度三角形，并沿 ab 绘出绝对滞止焓、相对滞止焓和滞止转焓，压力p、速度 c、w 的变化曲线。65. 长叶片按等环量 =const, =const 设计，而且动叶栅根部绝对出气角uC2z=90 ，不考虑静叶和动叶中的能量损失，请绘出下理参数

15、沿径向的变化h2规律：级的等熵滞止焓降 ，余速损失系数 级及轮周效率 *sh*2/)(schu。6图 3 图 4 66. 图 4 为反动式透平级（ =0.5） ，请指明级中何处作用有轴向力，写出轴向力的计算公式，级局部进汽率 =1，且焓降不大。采取什么措施克服多级透平中的轴向力。图 5 图 667. .如图 5，请在 i-s 图中绘出轴封中气流由 膨胀至 的热力过程，并写出芬0pz诺曲线的方程。68. 图 6 是一多级轴流透平选择的假想速比从第一级至末级的变化规律，试据此绘出相应反动度的变化规律，并说明这样选择的理由。图 7 图 869. 图 7 中纵座标 为叶型损失，横座标 E 为相对节距，请指出哪上条曲线对p应冲动式叶栅，哪一条对应反动式叶栅，并说明原因。70. 已知图 8 所示短叶片级，通分按等内径设计，在一元假定下，绘出沿流动方向 ab 气流绝对滞止焓 、相对滞止焓 和相对滞止转焓 的变化规律，并*i*wi*wi说明绘制上述变化规律时对气体各做了什么假定。7图 9 图 1071. 在图 9 中绘出直列叶栅能量损失系数 沿叶高的变化曲线，并说明端部损失是怎样形成的？72.