普通高等教育“十二五”规划教材：汽轮机原理（少学时） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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谢诞梅，戴义平，王建梅 等 编

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• 汽轮机原理
• 热能工程
• 机械工程
• 高等教育
• 教材
• 能源动力
• 工程热物理
• 少学时
• 普通高等教育
• 十二五规划

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512334632

版次：1

商品编码：11151816

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-11-01

用纸：胶版纸

页数：206

字数：322000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：可作为普通高等院校能源动力类、核工程与核技术专业的汽轮机原理教材，也可供相关专业师生和工程技术人员参考。

《普通高等教育“十二五”规划教材：汽轮机原理（少学时）》在着重介绍汽轮机经典理论的同时，力求反映汽轮机技术领域的z新技术与发展，培养学生运用现代理论与方法解决工程实际问题的能力。

内容简介

　　《普通高等教育“十二五”规划教材：汽轮机原理（少学时）》为普通高等教育“十二五”规划教材，适用于少学时教学。
　　《普通高等教育“十二五”规划教材：汽轮机原理（少学时）》阐述汽轮机的工作原理和基本结构。主要内容包括：汽轮机级的工作原理、多级汽轮机、汽轮机的变丁况、凝汽设备及系统、汽轮机零件强度与振动、汽轮机调节及保护系统、特种汽轮机等。
　　《普通高等教育“十二五”规划教材：汽轮机原理（少学时）》在着重介绍汽轮机经典理论的同时，力求反映汽轮机技术领域的z新技术与发展，培养学生运用现代理论与方法解决工程实际问题的能力。

　　本书可作为普通高等院校能源动力类、核工程与核技术专业的汽轮机原理教材，也可供相关专业师生和工程技术人员参考。

内页插图

目录

前言
绪论
第一章 汽轮机级的工作原理
第一节 汽轮机级的分类
第二节 蒸汽在喷嘴中的流动
第三节 蒸汽在动叶中的流动
第四节 速度比和轮周效率的关系
第五节 级的通流部分尺寸的确定
第六节 级内损失和级效率
第七节 级的热力计算过程
思考题

第二章 多级汽轮机
第一节 多级汽轮机结构
第二节 多级汽轮机的工作特点
第三节 多级汽轮机的轴向推力及其平衡
思考题

第三章 汽轮机的变工况
第一节 喷嘴的变工况特性
第二节 级组的变工况特性
第三节 汽轮机的变工况特性
第四节 主蒸汽参数变化对汽轮机运行的影响
思考题

第四章 凝汽设备及系统
第一节 凝汽系统的组成、作用及类型
第二节 凝汽器内压力的确定及其影响因素
第三节 表面式凝汽器传热系数计算
第四节 抽气设备
第五节 供水系统
第六节 凝汽器的胶球清洗装置
第七节 空气冷却凝汽系统
思考题

第五章 汽轮机零件强度与振动
第一节 概述
第二节 叶片的强度
第三节 叶片的振动
第四节 转子的强度
第五节 转子的振动
第六节 汽轮机动静平衡试验
第七节 汽缸、隔板的强度
思考题

第六章 汽轮机调节及保护系统
第一节 汽轮机调节系统的基本原理
第二节 典型国产机械液压调节系统
第三节 DEH调节系统
第四节 液压控制系统
第五节 汽轮机的保护系统
第六节 供油系统
思考题

第七章 特种汽轮机
第一节 核电厂汽轮机
第二节 工业汽轮机
第三节 船舶汽轮机
思考题

参考文献

精彩书摘

　　离心力不仅在叶片横截面上产生了离心拉应力，而且当离心力作用不通过某个截面的形心时，还会在该截面上产生离心弯应力。由于离心力的大小与转速的平方成正比，而汽轮发电机组的工作转速又是恒定的，所以离心力引起的离心拉应力和离心弯应力将不随时间的变化而变化，属于静应力。
　　作用在叶片上的汽流力则是随时间变化的，可将此力分解成一个不随时间变化的平均值分量和一个随时间变化的交变分量。平均值分量在叶片中引起汽流静弯应力，而变化的交变分量则迫使叶片振动，并在叶片中引起交变的振动应力。
　　当用围带连接成组的叶片受到汽流作用力而发生弯曲变形时，围带也将随之产生弯曲变形，围带在变形的同时，也给叶片一个反弯矩，将部分抵消汽流引起的弯矩，使弯应力减小。同理，拉筋也给叶片增加一个反弯矩，以减小蒸汽对叶片的弯矩。
　　研究表明，等截面叶片根部截面承担的离心力最大，该截面上的离心拉应力也最大；对变截面叶片来说，叶型根部截面受到的离心力最大，但离心拉应力不一定最大。对于直叶片，在汽流的作用下，根部截面产生的弯应力最大；对变截面叶片来说，根部受到的弯矩最大，但根部的弯应力不一定最大。
　　离心力和汽流力还可能在叶片中引起扭应力。在一般情况下，叶片中的扭应力和热应力数值都较小，可略去不计。
　　叶片是一个弹性体，当叶片受到一个外力作用时，它会偏离开平衡位置。当外力消除后，由于叶片自身的弹性力和质量的惯性力作用，它就在其平衡位置附近反复振动，这种振动称为自由振动，叶片作自由振动时的频率就是自振频率。当叶片受到一周期性外力（又称激振力）作用时，会按外力的频率进行振动，这就是强迫振动。在强迫振动中，当激振力的频率与叶片的自振频率相等或成整数倍时，叶片则发生共振。在共振状态下，叶片的振幅最大，动应力急剧增加。
　　……

前言/序言

为了加强教材建设，切实贯彻教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》和《教育部关于以就业导向深化高等职业教育的若干意见》的精神，中国电力出版社组织制定了普通高等学校“十二五”教材规划。为适应学科发展和高等学校教学改革的要求，特组织编写适应少学时的规划教材。

汽轮机原理是“能源动力系统及自动化”（热能动力工程）专业的一门重要必修课。本书取材力求保证汽轮机知识体系的系统性和完整性，同时尽量体现近年来国内外汽轮机设备的设计、制造和运行的最新成果，如超（超）临界汽轮机技术、双压凝汽器等技术。本书重点讲述以下内容：汽轮机级的工作原理、多级汽轮机、多级汽轮机结构、汽轮机的变工况、 凝汽设备及系统、汽轮机的振动、汽轮机调节及保护系统、特种汽轮机等的基本理论和基础知识。为便于学生复习，每章都附有思考题。

本书由谢诞梅、戴义平、王建梅、刘先斐、张恒良、杨毅等编写。

本书由哈尔滨工业大学的于达仁教授主审。于教授是热能动力研究领域的专家，研究成果丰沛。在教学科研任务繁忙之际，认真审阅提出了很多中肯的修改意见。在此向于教授致表示衷心的感谢！

由于时间仓促，加上编者水平有限，书中疏漏不足之处，恳请读者批评指正。

汽轮机原理（少学时） 教材背景与定位 本书是面向普通高等教育“十二五”规划教材，专为汽轮机技术相关专业设计的少学时教学版本。在当前能源结构调整和工业升级的时代背景下，汽轮机作为重要的动力设备，其原理、设计、运行和维护等知识体系尤为关键。本书旨在以精炼的篇幅，系统、准确地阐述汽轮机的基本原理、核心技术以及实际应用，满足不同层次、不同学时的教学需求，帮助学生快速掌握汽轮机技术的核心要素，为未来从事相关领域的学习与工作奠定坚实基础。 内容概述 本书围绕汽轮机的基本工作原理，由浅入深地展开论述，力求在有限的篇幅内覆盖汽轮机技术最重要、最核心的知识点。内容结构紧凑，逻辑清晰，适合短学时教学。 第一章 绪论 本章将对汽轮机进行概览式介绍，包括其发展历程、在现代工业中的重要地位和广泛应用领域。通过介绍不同类型汽轮机的基本外观和主要组成部分，使读者对汽轮机建立一个初步的整体认识。本章将重点阐述汽轮机作为动力转换装置的基本概念，为后续章节的学习奠定理论基础。 第二章 汽轮机的基本概念与热力循环 本章是理解汽轮机工作原理的核心。首先，我们将详细介绍热力学基本定律在汽轮机中的应用，包括能量守恒和熵增原理。接着，重点分析构成汽轮机工作过程的理想热力循环——朗肯循环（Rankine Cycle），深入剖析其各个过程（如绝热膨胀、等压吸热、绝热压缩、等压放热）的物理意义和热力学特性。在此基础上，将进一步讨论实际蒸汽动力循环的特点，例如不可逆损失的存在，以及实际循环与理想循环的差异，为理解汽轮机的效率损失提供理论依据。 第三章 汽轮机的流体动力学基础 本章将深入探讨汽轮机内部流体（主要是蒸汽）的流动特性。我们将从流体静力学和流体力学基本方程出发，介绍气体动力学和蒸汽动力学的基本概念，包括流速、压力、温度、密度等参数的相互关系。重点讲解影响蒸汽在汽轮机叶片通道内流动的各种因素，如粘性、可压缩性、边界层效应等。此外，本章还将介绍重要的无量纲参数，如马赫数和雷诺数，以及它们在汽轮机流动分析中的意义。 第四章 汽轮机的结构与主要部件 本章将详细介绍汽轮机的各个主要组成部分及其结构特点。 汽轮机本体： 介绍汽轮机本体的组成，包括汽缸、转子、隔板等，以及它们在承受高温高压蒸汽、传递载荷方面的作用。 汽缸： 详细分析汽缸的结构形式（如单缸、多缸、双缸等）、材料选择原则（考虑高温、高压、耐腐蚀性），以及其散热、密封等方面的设计考虑。 转子： 介绍转子的结构形式（如整体转子、组装转子），叶片的安装方式（如键槽式、榫槽式），以及其承受蒸汽推力、离心力和弯矩等载荷的力学分析。 叶轮与叶片： 这是汽轮机能量转换的核心部件。我们将详细介绍不同类型的叶轮（如冲动式、反动式、混流式），以及叶片的形状设计、材料选择（考虑强度、耐磨损、抗腐蚀），流道设计原则（如等焓降、等温降等），以及叶片的气动弹性力学特性。 汽封： 介绍汽封在防止蒸汽泄漏、提高效率方面的作用，以及不同类型的汽封（如迷宫式、梳齿式、叶片式）的工作原理和结构特点。 调速与调控系统： 简要介绍汽轮机调速系统（如离心式调速器、电子调速器）的基本原理，以及其在维持汽轮机稳定运行和适应负荷变化中的作用。 第五章 汽轮机的级与级参数 本章将深入分析汽轮机内部能量转换的基本单元——级。 级的概念： 解释什么是汽轮机的级，以及不同类型的级（如冲动级、反动级、自由膨胀级、节流级）的特点。 级参数： 详细介绍表征级性能的关键参数，包括： 绝热焓降（Δh0）： 描述蒸汽在级内通过绝热过程所释放的焓值，是衡量级能量转换能力的重要指标。 喷嘴（静叶）参数： 包括喷嘴效率、喷嘴出口速度、蒸汽出口角等，以及它们对蒸汽动能形成的影响。 叶轮（动叶）参数： 包括叶轮效率、叶轮圆周速度、叶轮出口角等，以及它们与蒸汽速度匹配的重要性。 反动度（Degree of Reaction）： 这是一个非常重要的概念，将详细解释其定义，以及冲动级和反动级的区别，反动度对叶片通道内压力分布和能量转换方式的影响。 级效率： 介绍级效率的定义，包括喷嘴效率、叶轮效率、相对效率等，以及它们如何影响整体能量转换效率。 速度三角形： 通过绘制速度三角形，直观地展示蒸汽速度、叶轮圆周速度和相对速度之间的关系，这是分析级性能和优化叶片设计的基础。 第六章 汽轮机的效率分析 本章将专注于汽轮机效率的深入探讨，这是衡量汽轮机性能和节能效果的关键指标。 效率的分类： 详细区分不同类型的效率： 指示效率（indicated efficiency）： 理论上的效率。 机械效率（mechanical efficiency）： 考虑机械摩擦损失。 热力效率（thermodynamic efficiency）： 考虑热力循环的损失，包括内效率（internal efficiency）和外效率（external efficiency）。 等熵效率（isentropic efficiency）： 蒸汽在实际膨胀过程中与理想等熵膨胀过程的比较。 效率损失的分析： 深入分析造成汽轮机效率损失的各种原因，包括： 喷嘴损失： 蒸汽在喷嘴中的摩擦、涡流等造成的能量损失。 叶轮损失： 蒸汽在叶片通道内的摩擦、二次流、回流等造成的能量损失。 径向泄漏损失： 蒸汽通过汽封等部位的泄漏造成的损失。 蒸汽余热损失： 蒸汽在排汽时带走的未利用的热能。 机械摩擦损失： 轴承、联轴器等机械部件的摩擦。 未燃尽损失（针对燃气轮机）： 如果涉及，会简单提及。 提高效率的途径： 提出针对不同损失的改进和优化措施，例如：优化叶片设计、改进汽封结构、采用先进的热力循环等。 第七章 汽轮机的种类与特点 本章将介绍几种常见的汽轮机类型，并分析它们的结构特点和适用范围。 按原理分类： 冲动式汽轮机（Impulse Turbine）： 重点介绍其工作原理，蒸汽焓降主要发生在喷嘴（静叶）中，动叶中的压力基本不变。 反动式汽轮机（Reaction Turbine）： 重点介绍其工作原理，蒸汽焓降在喷嘴和动叶中都发生，动叶中存在压力降。 按用途分类： 通直流动式汽轮机： 蒸汽从一端进入，从另一端排出，广泛应用于发电。 多缸汽轮机： 为适应大功率和高参数，将汽轮机分为高压、中压、低压等几个缸体。 背压式汽轮机： 排汽压力高于大气压力，常用于热电联产。 冷凝式汽轮机： 排汽压力低于大气压力，以获得更高的效率，主要用于发电。 调速汽轮机： 能够根据负荷变化调整输出功率。 其他类型： 简要提及其他特定用途的汽轮机，如复水抽汽汽轮机、汽轮发电机组等。 第八章 汽轮机的运行与维护 本章将从实践角度出发，介绍汽轮机的基本运行规程和日常维护要点。 启动与停机： 详细介绍汽轮机安全启动和停机的步骤、注意事项，包括预热、升速、负荷调整等关键环节。 正常运行： 阐述汽轮机正常运行时的主要监控参数（如转速、温度、压力、振动等），以及如何通过这些参数判断汽轮机的工作状态。 常见故障与处理： 列举汽轮机运行中可能出现的常见故障，如振动异常、温度升高、漏汽等，并提供初步的诊断和处理方法。 润滑与冷却： 强调润滑系统和冷却系统的作用，介绍润滑油的选择、更换周期以及冷却介质的管理。 检修与保养： 概述汽轮机的定期检修内容和保养计划，包括叶片检查、汽封维护、轴承检测等。 教材特色与目标读者 本书最大的特色在于其“少学时”的定位，这意味着在有限的教学时间内，内容更加聚焦、精炼，突出了核心概念和关键技术。本书的语言力求通俗易懂，避免过于深奥的理论推导，但又不失严谨性。大量的图示和简洁的表格将帮助读者更直观地理解复杂的结构和原理。 本书的目标读者群体为： 高等院校动力工程、热能与动力工程、能源与动力工程、机械工程等相关专业的本科生。 职业技术学院相关专业的学生。 对汽轮机技术有初步学习需求的工程技术人员。 通过学习本书，读者将能够： 掌握汽轮机的基本工作原理和热力循环。 理解汽轮机的主要结构组成和各部件的功能。 能够分析汽轮机的效率损失，并了解提高效率的途径。 熟悉不同类型汽轮机的特点和应用。 了解汽轮机的基本运行规程和维护要点。 本书的编写旨在为读者构建一个扎实的汽轮机理论基础，并与实际应用紧密结合，为学生未来的专业学习和职业生涯打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书的整体风格非常适合初学者和希望对汽轮机原理有一个系统了解的读者。它的语言风格严谨而不失生动，理论讲解深入浅出，图文并茂，将复杂的机械原理展现在读者面前。我尤其欣赏作者在处理一些抽象概念时所展现出的耐心和条理，使得原本可能枯燥的理论变得易于接受。尽管我对这本书的许多细节还在消化和理解中，但它已经成功地激发了我对汽轮机这一重要能源装备的浓厚兴趣，并为我打开了一扇通往更广阔的能源技术领域的大门。我可以想象，在老师的指导下，通过这本书的学习，我一定能够建立起扎实的汽轮机基础知识，为未来在能源动力领域的学习和工作打下坚实的基础。这本书无疑是一本优秀的入门教材，其价值远超我的初步预期。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点在于其对汽轮机运行中一些关键概念的深入剖析。例如，关于汽轮机调速系统和保护系统的内容，对于理解汽轮机稳定运行的重要性至关重要。作者并没有简单地罗列各种控制原理，而是深入讲解了这些系统是如何协同工作的，以及在出现异常情况时，它们是如何保障设备安全和电网稳定的。通过阅读这部分内容，我仿佛置身于一个大型发电厂的控制室，亲身感受着现代动力设备管理的严谨和智能化。此外，书中还提及了汽轮机在不同工况下的运行特性，以及如何根据负荷变化进行调整，这让我对整个能源系统的复杂性和精妙性有了更深的认识。尽管我无法完全理解所有技术细节，但这本书提供的宏观视角和关键原理的讲解，已经让我受益匪浅，对汽轮机的整体运作有了更清晰的轮廓。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴素，但透着一股严谨的气息，这让我对它的内容充满了期待。我是在一个偶然的机会下了解到这本教材的，当时正好在寻找关于汽轮机基础知识的入门读物。虽然我并非专业出身，但对能源动力领域一直抱有浓厚的兴趣，尤其对那些能驱动现代工业运转的复杂机械设备充满了好奇。翻开这本书，我立刻被它清晰的章节划分和逻辑严谨的编排所吸引。开篇就从汽轮机的基本概念、发展历程娓娓道来，循序渐进，一点点剥开汽轮机的神秘面纱。作者并没有一开始就抛出大量晦涩难懂的公式和理论，而是用通俗易懂的语言，结合生动的图示，将一些抽象的概念具象化。我尤其喜欢其中对不同类型汽轮机工作原理的介绍，例如对蒸汽动力循环的阐述，让我对能量的转换过程有了更直观的理解。虽然我还没有深入阅读每一个章节，但仅凭前几部分的展现，我便能感受到这本教材在知识体系构建上的用心，它似乎旨在为初学者打下坚实的基础，为后续更深入的学习铺平道路。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的惊喜远不止于此。当我深入到第二部分，关于汽轮机主要部件的讲解时，更是被其细致入微的描述所折服。从汽轮机的核心——叶片的设计原理，到支撑整个庞大机器运转的轴系，再到控制着能量输入的喷嘴，每一部分都被剖析得淋漓尽致。作者不仅解释了这些部件的功能，更重要的是，他深入探讨了这些部件在实际工作中所面临的挑战，例如材料的选择、受力分析、以及如何优化设计以提高效率和可靠性。书中的插图非常精美，不仅展示了部件的立体结构，还通过剖面图和示意图，清晰地勾勒出蒸汽流动的路径和能量传递的过程。我尤其印象深刻的是关于叶片气动设计的章节，作者通过对比不同叶型在效率和抗汽蚀方面的差异，让我体会到工程设计中精益求精的重要性。即使对于非机械专业的读者，也能从中窥见工程技术的博大精深，以及设计者们在追求极致性能时所付出的智慧和努力。

评分☆☆☆☆☆

在阅读的过程中，我发现这本书在理论深度和实践应用之间找到了一个绝佳的平衡点。虽然名为“少学时”教材，但其内容涵盖的广度和深度却并不逊色于一些更厚的著作。作者并没有为了缩减篇幅而牺牲关键知识点，反而在有限的篇幅内，精炼地阐述了汽轮机运行的核心要素。我特别欣赏其在能量损失和效率分析方面的阐述。通过对各种能量损失环节的详细分析，例如内部损失、外部损失等，让我认识到提高汽轮机效率并非易事，需要从多个角度进行优化。书中所提及的计算方法和公式，虽然需要一定的数学基础，但作者的讲解清晰明了，并且提供了相关的算例，这极大地降低了理解难度。这让我看到了在实际工程中，如何将理论知识转化为解决实际问题的工具，这对于我这样希望将所学应用于实际的读者来说，具有非常大的启发意义。