海军工程大学《叶轮机械》MOOC课程,以蒸汽轮机和燃气轮机等船用热力叶轮机械为对象,融合工程热力学与传热学、气体动力学、流体力学等多学科知识,系统介绍热力叶轮机械的能量转换原理、气动特性与变工况性能,带您领略燃气轮机/蒸汽轮机等大国重器的内在之美。 课程在简单介绍热力学、气动力学及流体力学知识的基础上,重点讲解:轴流涡轮级的基本概念、工作过程、能量转换关系,多级涡轮的特点及主要现象,变工况下的流量特性及外特性,向心涡轮的原理和特点,以及轴流压气机的增压原理及扭曲规律,多级轴流压气机的工作特点,压气机的特性及不稳定工况,离心压气机的主要特点、工作原理和工作特性。课程既注重内容的循序渐进,又注重不同内容的对比分析;既加强对基本原理的讲解,又兼顾工程应用的分析。 海洋战略,动力先行,让我们加入课程,一起来探索叶轮机械中的奥秘吧!
中国人民解放军海军工程大学叶轮机械(2023春)课后作业题答案
第一章 叶轮机械基础理论
- 叶轮机械是一种实现能量转换的机械。它主要是在连续流动的工作介质与旋转的叶轮之间进行能量转换…
- 下列关于叶轮机械的分类描述错误的是: ( ) A根据按照能量交换的方向可分为原动机和工作机; B按照…
- 下列关于汽轮机的结构正确的是:( ) A通流部分:蒸汽在其中流过并实现能量转换部分的统称,包括进…
- 燃气轮机中的 、 和 ,又统称为燃气发生器。 ( ) A压气机; B…
- 实际的气体,温度大大超过临界温度,压强高于临界压强时,可视为理想气体,如燃气 轮机中燃气等。 ( )…
- 在流动过程中,与功和热相关联的能量项是焓。焓是状态参数,其物理意义是引进或排 出工质而输入或排…
- 为了便于分析,常将其叶轮机械内部三元不稳定流动简化为一元流动模型。这种模型的假设包括: ( …
- 对于一维稳态流动,流体在管道或通道的每一个截面上各点的流速和密度被认为是相同的。根据质量守恒…
- 滞止焓的意义在于:在定常流动中,气体的焓值和速度被等熵地滞止后(速度为零)所达到的焓值为滞止焓。( …
- 如在流道中气流速度总是逐渐增大的,下列关于流道横截面积随气流速度变化的关正确的是: A当M<1时,即…
第九章 压气机的特性及不稳定工况
- 压气机的特性是指压气机的性能参数与工作参数之间的关系之间的关系。 ( )…
- 压气机特性曲线图有哪些用处? ( ) A描述压气机基本工作参…
- 以下单级轴流式压气机特性曲线的特点描述错误的是: ( ) A随着流量的减少,压比起初升高,然后下…
- 多级轴流式压气机特性曲线与单级轴流式压气机特性曲线相比 。 ( ) A更陡峭; B…
- 依据相似理论,流动相似必须满足三个条件:几何相似、流场相似(运动相似)和动力相似。 ( )…
- Ma和Mu被称作为压气机状态相似的准则参数。只要它们保持不变,则在压气机中的流动状态就是相似的…
- 参数M和u/c代替空气流量G和压气机转速n而绘制压气机特性,则不管压气机进口条件(、P1∗、T1∗)如何改…
- 描述轴流式压气机通用特性曲线的流量相似参数表达式是GT1∗/P1∗,转速相似参数表达式是n/T1∗。 …
- 压气机中出现旋转分离后,压比和效率都要下降,而且由于气流参数的周向不均匀分布而引起脉动。一般把…
- 压气机级中发生旋转失速后会立即进入喘振的不稳定工作状态。( )…
- 当燃气轮机的压气机进口温度高于设计值或者转速低于设计值时,喘振易发生在压气机的 …
- 在多级轴流式压气机中,发生在最后几级的喘振现象更加危险。( )…
- 改善多级轴流式压气机特性的思路,主要是设法使压气机在非设计工况下,各级都尽可能地保持与压气机几…
- 为了改善后面级的工作特性,在末级压气机设计时可采用的措施包括: ( ) A减少分配…
- 关于增设调节机构预防压气机喘振,其措施主要有哪些? ( ) A中间级放气; B可转…
- 中间级放气适用于压比大于10的多级轴流式压气机的防喘。( )
第八章 多级轴流式压气机
- 整台压气机(指通流部分)的多变效率等于单级的多变效率。 ( )…
- 由于重热现象的存在,致使多级轴流式压气机的效率 高于组成其的单级平均等熵效率。( )…
- 以下对压气机前面级的工作特点描述,错误的是: ( ) A容积流量大,密度小,所需的通流面积大; B由于叶…
- 多级轴流式压气机前面级有良好的工作条件,效率高。 ( )
- 压气机通流部分可分为等外径、等内径 、等平均直径和混合型几种形式。 ( )…
- 压气机通流部分为等内径形式的结构特点是:通流部分的内径为常数,常应用于固定式燃气轮机中,机匣内壁…
- 多级轴流式压气机总加功量在各级间分配比较合适的是 。 ( ) A前面几级加功量较…
- 亚音速多级轴流式压气机的轴向分速分布方案是最好的是 。 ( ) A前几级逐渐提高,后几级逐…
第七章 轴流式压气机的扭曲规律
- 轴流式压气机扭叶片不同半径处各截面上的叶型安装角、叶型弯角、叶型厚度不同。( )…
- 对于涡轮或者压气机的扭叶片,为了满足径向平衡的要求,环量沿叶高分布的规律必须和径向速度沿叶高的…
- 在等环量压气机级中,沿叶高不变的参数是 。 …
- 在等环量压气机级中,Mw1最易在动叶片叶根处超限。( )
- 轴流式压气机级中,气流流动损失通常包括叶型损失、端部损失二次流损失。 ( )…
- 轴流压气机级内的二次流损失中有一类称为叶身附面层径向流动的潜移损失这种流动在动叶上的方向是…
第六章 轴流式压气机基元级原理
- 下列哪些是基元级速度三角形的主要特征参数: ( )
- 压气机级中,气流流过动叶栅后,气流的绝对速度 ,相对速度 ,流过静叶栅后,气流的绝对速度…
- 理论加功量是指单位时间内动叶栅叶型对每千克气体作的功。 ( )…
- 提高压气机基元级的增压能力可以通过增大动叶的周向速度或者减小气流流经动叶栅时的速度差Δwu或…
- 气体流经轴流式压气机动叶进口(1-1)截面、动叶出口和静叶入口(2-2)截面,和静叶出口(3-3)截面上的气流参…
- 在基元级中,外界加给气流的理论功用于提高气体的压力、克服流动阻力,并使气流的相对动能发生变化,这…
- 压气机级的有效功是指:完成压缩气体的那一部分能量。 ( )
- 附加热阻损失的物理意义是在多变压缩过程中,除了直接为克服摩擦阻力耗功外,由于摩擦加热使气体比容…
- 压气机的等熵效率不仅考虑了流动损失,还考虑了附加热阻损失。 ( )…
- 压气机基元级的多变效率只跟工质的绝热指数k有关。 ( )…
- 轴流式压气机基元级的反动度Ω定义为:在静叶栅中的理论压力势能的增升值、在整个级中的理论压力势…
- c1a=c2a时,压气机基元级反动度与下列哪些参数有关? ( )…
- Ω=0的压气机基元级的特点是动叶栅进、出口相对速度的模相等,动叶栅中只减小气流的绝对动能,而无…
- Ω=0.5时,压气机基元级的特点为动叶栅进、出口速度三角形是对称的,动叶栅和静叶栅中的增压基本上…
- 压气机基元级进口流量系数为基元级进口气流绝对速度的轴向分速与动叶圆周速度之比。 ( ) …
- 比功系数是指理论功h与圆周速度u的比值。 …
- 压气机级的叶弦长度与叶栅栅距的比值,称为相对节距。 ( )…
- 平面叶栅的冲角特性是指 叶栅的升力系数、阻力系数和气流转折角与冲角之间的变化关系。 ( ) …
第五章 向心涡轮的工作原理
- 下列单级向心涡轮机的优点正确的是: ( ) A向心涡轮机允许较低的圆周速度,故一级中能转换较小的…
- 向心涡轮的导向装置有两种结构形式,分别是环形静叶栅和无叶蜗壳。 ( )…
- 单级向心涡轮在小流量的设计条件下可获得较大的做功能力和较高的效率,容易利用可调导向叶片进行流…
- 向心涡轮的应用包括: ( ) A作为中、小功率的燃气轮机动力装置,已成功地用于中、小型…
- 向心涡轮机的轮周功与轴流涡轮机的轮周功相比增加了一项()(u12−u222),它是由于工质在叶轮通道中 …
- 向心涡轮机在小流量时仍具有较高的轮周效率的一个重要原因是()()这部分功是无损失直接转化过来的,与相…
- 向心涡轮机的反动度由 和 两部分组成。 …
- 向心涡轮的惯性反动度,与轴流涡轮机反动度的意义一致,它决定了工质在叶轮中膨胀加速的情况。 ( …
第四章 轴流涡轮的变工况
- 研究喷嘴的变工况,主要是分析喷嘴前后压力与流量之间的变化关系,这种关系是以后研究涡轮机级和整个…
- 流量网图应用方便,由于它用的是绝对坐标,不论喷嘴前后参数的绝对值如何,均可应用。 ( )…
- 只要级在临界状态下工作,不论临界状态是发生在喷嘴中还是发生在动叶中,其流量均与级前压力成正比,而…
- 如果涡轮机级组在设计工况和工况变化时流动均未达到临界状态,则流量和级前压力的关系为 …
- 采用喷嘴调节的多级汽轮机,当流量减少时,调节级的焓降将减小,而其反动度将保持不变。( )…
- 多级汽轮机采用节流调节时,焓降变化最大的级是 。 ( ) A调节级; B中间级; C…
- 一般可近似认为,背压式蒸汽轮机通流部分总的轴向推力的最大值在最大功率时达到。 ( ) …
- 蒸汽轮机轴向推力的变工况计算相当复杂,且难以准确计算,故在实际运行中,常用 测量推力轴承瓦块温升…
- 涡轮级的外特性是指功率与转速之间的关系。 ( )
- 透平级前后气流参数不变化,转速下降,级上输出转距的变化规律为。 ( ) A不变; B减小; C增大; D先…
第三章 多级轴流涡轮机
- 下列关于多级涡轮的特点正确的是: ( ) A每级都可在材料强度允许的条…
- 多级汽轮机利用上级余速是有条件的,条件是: ( ) A相邻两级的进气度相同,而且进气弧段的…
- 由于重热现象的存在,致使多级涡轮的效率低于组成其的单级平均等熵效率。 ( )…
- 以下关于重热系数的说法错误的是: ( ) A涡轮机的级数越多,则前面的损失被后面利用的程度…
- 多级涡轮机通流部分采用等外径的结构,在选定反动度和速度比下,当转速为定值时,各级焓降是逐级的。 …
- 在给定的初、终参数下,确定多级涡轮的级数,主要是确定各级的焓降分配。( )…
- 下列关于多级涡轮高压级段工作特点正确的是 。 ( ) A工质的压力、温度较高,密度较…
- 多级涡轮中压各级的级内损失较大,效率比高压级和低压级都低。 ( )…
- 涡轮机组的外损失包括: …
- 有效功指克服所有机组内损失后,最后得到涡轮机传至输出轴的有效功率,也称为实功率。( )…
- 不考虑机组倾斜安装,作用在冲动级涡轮转子上的轴向推力,由 、 …
- 涡轮转子在缸体内的轴向位置是由推力轴承来固定的,若轴向推力大于推力轴承的承载能力,推力轴承将会…
- 无论是轴流多级涡轮机,还是压气机,它们都会产生轴向推力,而且方向都是从低压指向高压。 ( )…
- 在现代涡轮机中为了减小推力轴承所承受的推力,应尽可能地设法使轴向推力得到平衡。结构上平衡轴向…
第二章 轴流涡轮级的工作原理
- 涡轮机基本工作单元是级。从能量观点看,它是把做功工质连续通过两重能量转换,先将工质的 …
- 基元级是任意半径处,取微元厚度dr,截取一环形流层,展开到平面上的一个微元厚度的平面级,通过基元级,可…
- 工质在喷嘴的流动过程中,压力 、温度 、气流速度 , 转换为 。…
- 在动叶中,速度下降,动叶旋转,动能转换为机械能,对于反动级而言,工质在动叶中也会加速膨胀,因此,也有热能…
- 利用速度三角形可以定量分析速度等参数的变化,从而分析能量的变化,是研究叶轮式机械内部流动过程的…
- 动叶进口速度三角形是由入口的 、 和 ,以及相…
- 轮周有效焓降表示工质在级的动叶栅上转换为机械功的有效焓降。( )…
- 透平级的轮周损失通常包括 、 、 …
- 涡轮级的反动度是表示工质在动叶通道内膨胀程度大小的指标。 ( )涡轮级的反动度是表示工质在动叶…
- 做功介质流过反冲级的动叶时,其焓值变化情况是 。 ( ) A没…
- 已知蒸汽在汽轮机某级的滞止理想焓降为40kJ/kg,该级的反动度为0.185,则喷嘴出口的理想汽流速度为 …
- 流经喷嘴的实际流量和理想流量之比称为正确答案C,流量系数小于1。( )…
- 值确定后,喷嘴出口临界速度既与工质滞止参数有关,也与流动过程中的损失大小有关。 …
- 喷嘴出口面积和工质性质确定后,通过喷嘴的最大流量(临界流量)只与工质滞止初参数有关。 (…
- 当渐缩喷嘴出口压力大于临界压力时,下列哪个说法是正确的? ( ) A斜切部分不发生膨…
- 极限膨胀压力是指斜切部分达到极限膨胀时的喷嘴出口压力。 ( )…
- 单位时间内工质推动叶轮旋转做出的机械功称为轮周功率。 ( )
- 影响轮周功的因素有哪些: ( ) A轮…
- 1kg工质所作出的轮周功与工质在该级所消耗的理想能量之比,称为级的轮周效率。( )…
- 有余速利用时级的轮周效率比没有余速利用时的轮周效率低。( )
- 速比是影响涡轮机级轮周效率的重要因素。级的轮周效率随速比的增加而 。( …
- 反动级中,若喷嘴出口汽流角,假设余速全部被利用,当速比为 时,该级的轮周效率…
- 复速级的结构是由喷嘴叶栅、导向叶栅、安装在同一个叶轮上的两列动叶栅组成。( )…
- 复速级中,工质的动能是通过两列动叶栅转换为对外输出的机械功。 ( ) …
- 单列工作时调节级的最高轮周效率和双列工作时调节级的最高轮周效率的关系是: …
- 不计喷嘴和动叶损失,也没有余速利用,并且在各自的最佳速比以及相同的喷嘴出汽角和圆周速度的条件下…
- 通常,涡轮机的叶型都是做成中间厚、两头薄的形式。( )
- 弦线从入口边到出口边沿弦线方向的距离称为弦长,它是表示叶型弯曲程度的特征尺寸。 ( )…
- 冲角是影响叶型损失大小的重要气流参数。设计时,常选择零冲角或略有正的冲角。( )…
- 在涡轮和压气机叶栅中,若已知叶栅弦长b和安装角,那么叶栅的轴向宽度为 。( )…
- 叶栅的能量损失、气流出口角和叶栅的通流能力之间的变化关系,合称为叶栅的气动特性。 ( )…
- 叶栅气动特性通常由试验得出,在风洞中进行。下列关于风洞的说法正确的是: ( ) A叶…
- 涡轮叶片设计为沿叶高方向其截面形状是不同的,以适应叶片沿高度方向的速度和角度的变化,这种叶片相…
- 叶片较长,即径高比较小(λ≤8∼10)时,不同叶高的截面上气流情况有较大差异,一维假设与实际相差较大,主…
- 等环量级是开发最早、研究最充分的一种流型。它是指满足简单径向平衡方程,且气流的轴向分速沿半径…
- 叶片的扭曲规律,又称流型,常用的流型有。 ( ) A等环量; B等α1角; C等β1…
- 对于涡轮等环量级,其轮周功随着半径的增大而 。 ( ) A增大; B不变; …
- 满足等环量扭曲规律的涡轮长叶片级,其反动度自根部至顶部的变化规律为: 。( ) A增大; B不…
- 叶型损失是指流经叶型表面时所产生的损失,主要包括: ( ) A沿叶型表面发生的附面层摩擦损失; …
- 端部损失,是指发生在叶片通道上下两个端面附近的损失。 ( )
- 下列哪个措施可以减小叶高损失? ( ) A加长叶片; B缩短叶片; C加厚…
- 下列哪种措施可以减小级的扇形损失? ( ) A采用部分进汽; B采用去湿槽; …
- 减小隔板漏汽损失措施有: ( ) A安装隔板汽封; B喷嘴和动叶根部设置轴向汽封; C叶轮上…
- 考虑了内损失之后,发出的有用功就不再是原来所介绍的轮周功,应在轮周功的基础上再减去这些相应的内…