热能与动力工程专业2007级《燃气轮机原理》试卷A.doc

《燃气轮机原理》试卷A第 PAGE 1 页 共 6 页 _____________ ________ …一、选择题，在正确选项代码上划圈（每小题2分 _____________ ________ … 1. 燃气轮机理想循环的热效率与压气机温比 ，与压比 。B A、无关；无关 B、无关；有关 C、有关；有关 D、有关；无关 2. 温比一定时，简单燃气轮机循环存在最佳压比，其比功最佳压比 效率最佳压比。A A、小于 B、等于 C、大于 D、不一定大于 3. 一般情况下，对燃气轮机设计效率的影响程度最大的影响因子是 。B A、压气机效率 B、透平效率 C、燃烧效率 D、压比 4. 下述设计方案，能同时提高燃气轮机效率和比功的是 。C A、压气机间冷 B、燃气回热 C、注蒸汽燃气轮机 D、燃气再热 5. 在反力度Ωk>0的压气机中，气流流经动叶栅时，空气的静压力 。C A、不会提升 B、降低 C、升高 D、不确定 6. 燃气透平动叶片与压气机动叶片相比，其厚度较后者 。A A、厚 B、薄 C、一样 D、不确定 7. 燃天然气的重型燃气轮机燃烧室的燃烧模式，低负荷阶段主要是 ，高负荷阶段主要是 。C A、扩散燃烧；扩散燃烧 B、预混燃烧；预混燃烧 C、扩散燃烧；预混燃烧 D、预混燃烧；扩散燃烧 8、直叶片的压气机动叶栅叶根与动叶栅叶顶相比，其进气冲角较后者 ，因而，可控扩压扭转叶片中，动叶叶根安装角较叶顶 。D A、大；大 B、小；小 C、大；小 D、小；大 二、概念解释（每小题4分，共16分） 1. 燃气透平折合流量 按相似定律得出，其表达式为：，其中为透平进气滞止温度，K；为透平进气滞止压力，kPa；为透平进气质量流量，kg/s。 2. 压气机的等熵压缩效率 压气机等熵压缩比功与实际压缩比功之比，即。 3. 燃气-蒸汽联合循环 燃气轮机做功之后的燃气透平的排气余热作为余热锅炉热源产生蒸汽，驱动蒸汽轮机做功的动力循环，由布雷顿循环及朗肯循环组成。 4. 总压保持系数 装置的出口总压与入口总压之比。 三、简答题（每小题6分，共30分） 1. 用温熵图说明：燃气轮机循环存在比功最佳压比。 如图所示，1234为正常的燃气轮机循环； 透平进气温度一定，当压比增大，压气机排气温度接近透平进气温度T3，即没有等压加热过程，循环过程122’3’4’，燃气轮机功率（近似为过程线所围面积）趋近于0；（2分） 当压比等于1，即没有压气机压缩过程，循环过程为12’’3’’4’’，燃气轮机功率趋近于0；（2分） 燃气轮机比功与压比及温比之间是连续函数，因此，燃气轮机循环存在比功最佳压比。（画图2分） 2. 压气机基元中，级进口与出口之间，各热力参数如何变化？图示之。 静叶中，总焓不变；动叶中，总焓升高，消耗机械功。 温度升高； 压力升高； 静叶中，动能降低；动叶中，动能升高。 3. 与轴流式压气机相比比，为什么轴流式燃气透平的级数少而效率比较高？ 为了避免气流流过压气机叶栅时发生严重的脱离现象，通常，总是把压气机叶型的弯曲角θ限制在45°角以内。 由于在透平叶栅中气流的膨胀加速过程，附面层的厚度较薄，不易发生气流的脱离现象，气流的折转角可以设计得很大，即lt远远大于ly，因而透平级的膨胀比就可以加大很多，而级的效率却仍然能够保持相当高的水平。 4. 燃气透平初温是如何定义的？ ①燃烧室出口温tA； ②燃气透平第一级喷嘴环(静叶栅)后的燃气温度tB； ③按燃气透平的所有空气流量 计算的平均温度tC。 5.大气温度对燃气-蒸汽联合循环性能的影响程度，小于其对简单循环燃气轮机的影响。简述原因。 大气温度升高，由于燃气透平的排气温度随之略有增高，可以在余热锅炉中获取更多的能量，到蒸汽轮机中去作出更大数量的机械功的缘故。当然反之，当大气温度下降时，联合循环的相对输出功率增大的程度则要比燃气轮机少。这是由于当机组的转速和燃气透平前的燃气初温保持恒定时，压气机的压缩比略有增高，致使燃气透平的排气温度有所下降，最后导致蒸汽透平的作功量有所减少的缘故。 四、计算题（共18分） 某燃气轮机运行参数如下表所示，请根据测量数据及给定数据计算表中的其它参数。计算过程中，忽略滞止参数与静参数的差距，燃烧室效率取0.98；燃烧室热平衡计算时，可忽略燃料的显热量，基准温度近似取0℃。 序号 名称/单位 符号 计算公式、过程或来源 结果 1 天然气容积流量/m3/h Vf 测量 57556.21 2 天然气密度/kg/m3 ?f 测量 0.7675 3 天然气低位热值/MJ/m3 Qf 测量 37.77 4 空气过滤器阻力/kPa ?p 测量