過程流體機械考試題

1、一、填空（本大題15 分，每空 0.5 分）1、按工作介質(zhì)的不同，流體機械可分為（壓縮機）、（泵）和（分離機）。2、平面填料的典型結(jié)構(gòu)是三六瓣結(jié)構(gòu)，即朝向氣缸的一側(cè)由（三瓣）組成，背離氣缸的一側(cè)由（六瓣）組成，每一塊平面填料外緣繞有螺旋彈簧，起（預緊）作用。3、往復活塞泵由（液力端）和（動力端）組成。4、防止離心壓縮機的轉(zhuǎn)子因受其重力下沉需要兩個（徑向）軸承，防止轉(zhuǎn)子因受軸向推力竄動需要（軸向止推）軸承。5、壓縮機中的慣性力可分為（往復）慣性力和（旋轉(zhuǎn)）慣性力。6、往復式壓縮機的工作腔部分主要由（氣閥）、（氣缸）和（活塞）構(gòu)成。7、離心泵的過流部件是（吸入室） 、（葉輪）和（蝸殼） 。8、泵的

2、運行工況點是（泵特性曲線）和（裝置特性曲線）的交點。9、離心壓縮機級內(nèi)的能量損失主要包括： （流動）損失、（漏氣）損失和（輪阻）損失。10、往復式壓縮機的傳動部分是把電動機的（旋轉(zhuǎn)）運動轉(zhuǎn)化為活塞的（往復）運動。11、由比轉(zhuǎn)數(shù)的定義式可知，比轉(zhuǎn)數(shù)大反映泵的流量（大）、揚程（低）。12、離心壓縮機中，在每個轉(zhuǎn)速下，每條壓力比與流量關(guān)系曲線的左端點為（喘振點）。各喘振點聯(lián)成（喘振線） ，壓縮機只能在喘振線的（右面）性能曲線上正常工作。二、（本大題 10 分，每小題 1 分）判斷1、（×）采用多級壓縮可以節(jié)省功的主要原因是進行中間冷卻。2、（×）壓縮機的冷卻方式主要分為（風冷）和

3、（水冷）。3、（×）管網(wǎng)特性曲線決定于（管網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)）和用戶的要求。4、（×）按級數(shù)可將離心泵分為（單級泵）和（多級泵）。5、（×）活塞與氣缸之間需采用（活塞環(huán)）密封，活塞桿與氣缸之間需采用（填料）密封。6、（×）往復式壓縮機的傳動部分是把電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞的往復直線運動。7、（×）氣閥中彈簧的作用是幫助閥片關(guān)閉和減輕閥片開啟時與（升程限制器）的撞擊。8、（×）在雙作用氣缸中，為利于填料密封，在曲軸一側(cè)配置（較低）壓力級。9、（×）壓縮機串聯(lián)工作可增大氣流的排出壓力，壓縮機并聯(lián)工作可增大氣流的輸送流量。10、（&#

4、215;）如果泵幾何相似，則（比轉(zhuǎn)數(shù)）相等下的工況為相似工況。三、（本大題 20 分，每小題 2 分名詞解釋1、過程流體機械：是以流體為工質(zhì)進行能量轉(zhuǎn)換、處理與輸送的機械，是過程裝控的重要組成部分。2、理論工作循環(huán)：壓縮機完成一次進氣、壓縮、排氣過程稱為一個工作循環(huán)。3、余隙容積：是由氣缸蓋端面與活塞端面所留必要的間隙而形成的容積，氣缸至進氣、排氣閥之間通道所形成的容積，以及活塞與氣缸徑向間隙在第一道活塞環(huán)之前形成的容積等三部分構(gòu)成。4、多級壓縮：多級壓縮是將氣體的壓縮過程分在若干級中進行，并在每級壓縮之后將氣體導入中間冷卻器進行冷卻。5、灌泵：離心泵在啟動之前，應關(guān)閉出口閥門，泵內(nèi)應灌滿液體

5、，此過程稱為灌泵。6、有效汽蝕余量：有效汽蝕余量是指液流自吸液罐（池）經(jīng)吸入管路到達泵吸入口后，高出汽化壓力pV 所富余的那部分能量頭，用NPSHa表示。7、一元流動：指氣流參數(shù)（如速度、壓力等）僅沿主流方向有變化，而垂直于主流方向的截面上無變化。8、側(cè)覆力矩：側(cè)向力和主軸頸作用于軸承上的垂直分力大小相等方向相反，在機器內(nèi)部構(gòu)成了一個力矩。該力矩在立式壓縮機中，有使機器順著旋轉(zhuǎn)方向傾倒的趨勢，所以習慣上稱此力矩為側(cè)覆力矩。9、容積流量：通常是指單位時間內(nèi)壓縮機最后一級排出的氣體，換算到第一級進口狀態(tài)的壓力和溫度時的氣體容積值，單位是33m/min 或 m/h 。10、行程：活塞從一個止點到另一

6、個止點的距離為“行程”。四、解答題（本大題30 分，每小題 3 分）1、活塞壓縮機的實際工作循環(huán)有哪些特征？答：（1）任何工作腔都存在余隙容積。因此，實際工作循環(huán)比理論工作循環(huán)多了一個膨脹過程。（ 2）氣體流經(jīng)進氣、排氣閥和管道時必然有摩擦，由此產(chǎn)生壓力損失，整個進氣過程氣缸內(nèi)的壓力一般都低于進氣管道中的名義進氣壓力，排氣壓力也高于排氣管內(nèi)的壓力。（ 3）氣體與各接觸壁面間始終存在著溫差，這導致不斷有熱量吸入和放出。過程指數(shù)不為常數(shù)。（ 4）氣缸容積不可能絕對密封，存在泄漏的影響。（ 5）閥室容積不是無限大，吸、排氣過程產(chǎn)生壓力脈動。（ 6）對于進、排氣系統(tǒng)是一固定的封閉容積，且相對于工作腔容

7、積并不太大，進氣過程中壓力能明顯地逐漸降低，排氣過程中壓力能明顯地升高。2、采用多級壓縮的原因是什么？答：主要有如下原因：（1）可以節(jié)省壓縮氣體的指示功；（2）可以降低排氣溫度；（3）提高容積系數(shù)；（4）降低活塞力。3、活塞式壓縮機往復運動部分質(zhì)量與旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量各由哪幾部分組成?答：往復運動部分質(zhì)量ms 包括由作往復運動的活塞、活塞桿和十字頭部件的質(zhì)量，用mp表示，及連桿轉(zhuǎn)化作往復運動的質(zhì)量ml' ；旋轉(zhuǎn)運動部分質(zhì)量 mr 包括由作旋轉(zhuǎn)運動的曲拐部件的質(zhì)量， 用 mc 表示，及連桿轉(zhuǎn)化作旋轉(zhuǎn)運動的質(zhì)量 ml'' 。4、離心泵發(fā)生不穩(wěn)定工作原因是什么？如何判別穩(wěn)定工作點和

8、不穩(wěn)定工作點？答：（1）發(fā)生不穩(wěn)定工作的原因主要有兩點：泵的 H-Q特性曲線呈駝峰形；管路裝置中要有能自由升降的液面或其它貯存和放出能量的部分。（ 2）穩(wěn)定工作點和不穩(wěn)定工作點的方法是：當交點處管路特性的斜率大于泵性能曲線的斜率時是穩(wěn)定工作點；反之，如交點處管路特性的斜率小于泵性能曲線的斜率，則是不穩(wěn)定工作點。5、離心泵的過流部件主要有哪些？它們各自的作用是什么？答：離心泵的過流部件主要有吸入室、葉輪和蝸殼，其作用如下：（ 1）吸入室：位于葉輪進口前，其作用是把液體從吸入管引入葉輪，要求液體流過吸入室的流動損失較小，并使液體流入葉輪時速度分布較均勻；（ 2）葉輪：是離心泵中的作功部件，對葉輪的

9、要求是在損失最小的情況下使單位重量的液體獲得較高的能量；（ 3）蝸殼：位于葉輪出口之后，其功用是把從葉輪內(nèi)流出的液體收集起來，并把它按一定要求送入下級葉輪或送入排出管。6、寫出歐拉方程和第二歐拉方程，并簡述其物理意義。答： 歐拉 方程 為 ： LthH thc2u u2c1u u1第二 歐拉 方程 為 ： Lthu22u12c22c12w12w22H th222該方程的物理意義是：（1）歐拉方程指出的是葉輪與流體之間的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，它遵循能量轉(zhuǎn)換與守恒定律；（2）只要知道葉輪進出口的流體速度，即可計算出單位質(zhì)量流體與葉輪之間機械能轉(zhuǎn)換的大小，而不管葉輪內(nèi)部的流動力情況；（3）該方程適用于任何氣

10、體或液體，既適用于葉輪式的壓縮機，也適用于葉輪式的泵；（4）推而廣之，只需將等式右邊各項的進出中符號調(diào)換一下，亦適用于葉輪式的原動機。7、離心壓縮機防喘振的主要措施有哪些？答：由于喘振對機器危害嚴重，應嚴格防止壓縮機進入喘振工況，一旦發(fā)生喘振，應立即采取措施消除或停機。防喘振主要有如下幾條措施：（ 1）操作者應具備標注喘振線的壓縮機性能曲線，隨時了解壓縮機工況點處在性能曲線圖上的位置。（ 2）降低運行轉(zhuǎn)速，可使流量減少而不致進入喘振狀態(tài)，但出口壓力隨之降低。（ 3）在首級或各級設(shè)置導葉轉(zhuǎn)動機構(gòu)以調(diào)節(jié)導葉角度，使流量減少時的進氣沖角不致太大，從而避免發(fā)生喘振。（ 4）在壓縮機出口設(shè)置旁通管道，寧

11、肯多消耗流量與功率，也要讓壓縮機通過足夠的流量，以防進入喘振狀態(tài)。（ 5）在壓縮機進口安置溫度、流量監(jiān)視儀表，出口安置壓力監(jiān)視儀表，一旦出現(xiàn)異?；虼窦皶r報警，最好還能與防喘振控制操作聯(lián)動或與緊急停車聯(lián)動。（ 6）運行操作人員應了解壓縮機的工作原理，隨時注意機器所在的工況位置，熟悉各種監(jiān)測系統(tǒng)和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的操作，盡量使機器不致進入喘振狀態(tài)。一旦進入喘振應立即加大流量退出喘振或立即停機。停機后，應經(jīng)開缸檢查確無隱患，方可再開動機器。8、分 析 V2.2D-0.25/7型 空 氣壓 縮機和 2VY6/7 型空氣壓縮機名稱中 各 代號 的意義 ?答：（1）V2.2D-0.25/7 型空氣壓縮機：

12、2 列、 V 型（本身是 2 列），原配電動機額定功率2.2Kw，低噪聲罩式，額定排氣量 0.25m3/min ，額定排氣表壓力 7× 105Pa。3（2）2VY6/7 型空氣壓縮機： 4 列，雙重 V 型，移動式，額定排氣量 6m/min ，額定排氣表壓力 7×105Pa。9、簡述離心泵汽蝕的機理及危害？答： （1）汽蝕的機理在離心泵葉片入口附近的非工作面上存在著某些局部低壓區(qū)， 當處于低壓區(qū)的液流壓力降低到對應液體溫度的飲飽和蒸汽壓時， 液體便開始汽化而形成氣泡；氣泡隨液流在流道中流動到壓力較高之處時又瞬時潰滅。 在氣泡潰滅的瞬間，氣泡周圍的液體迅速沖入氣泡潰滅形成的空

13、穴，并伴有局部的高溫、高壓水擊現(xiàn)象，這就是汽蝕產(chǎn)生的機理。（2）汽蝕的危害：a.汽蝕使過流部件被剝蝕破壞;b.汽蝕使泵的性能下降 ;c. 汽蝕使泵產(chǎn)生噪音和振動；d. 汽蝕也是水力機械向高流速發(fā)展的巨大障礙。10 、 活塞 式壓縮機氣量調(diào)節(jié)的常用方法及要求？答：（1）常用方法：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)管路調(diào)節(jié)壓開進氣閥調(diào)節(jié)（2）要求：容積流量隨時和耗氣量相等，即所謂連續(xù)調(diào)節(jié)，事實上不是任何情況下都能實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)的， 當不能連續(xù)調(diào)節(jié)事可采用分級調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)工況經(jīng)濟性好，即調(diào)節(jié)時單位流量耗功??；調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，并且操作維修方便。五、（本大題 12 分）1、 A： Ht o t - 級 的總 能量 頭； B

14、： Hl - 級 的漏 氣損 失； C： Hdf - 級的 輪阻 損失 ； D：H-級的理論能量頭；t hE： c02c02- 級 的動 能 增量 ； F： Hh y d - 級 的流 動損 失； G： Hpo l - 級 的多 變壓 縮功 。2（ 7分，每空 1分）2、1閥座，2閥片，3彈簧，4升程限止器，是進氣閥。（6） （5 分，每空 1 分）六、（本大題 13 分）1、（共 5分）解：（1）單級等熵壓縮功：m 1W1i1 1mm1P2PVm1P11.40.80.10131.41分1.420.11011.410.13.06103KJ/ min（2）單級等熵壓縮功：壓力比P20.9013P

15、130.1Wm2 PV2 i1 1 m1m1m 11.41.412分20.13 1.41101.412.5810 3 KJ / min（3）由于W W，所以兩級壓縮省功。1分1i>2i2 已知某化工廠所選的離心泵的性能為120873.8200804.2240725.0為它設(shè)計的吸入裝置是儲水池至泵的高度4m，吸水管徑 250mm，管長 12m，管路沿程阻力系數(shù) =0.018 其中有帶濾網(wǎng)底閥一個，1=7.5 ；閘板閥一個，2=0.1 ； 90 0 彎頭3 個，每個彎頭的局部損失系數(shù)3=0.9 ；錐形漸縮過度接管一個，4=0.04 ；。該泵的使用流量范圍在200220m3 / h，試問該泵在使用時是否發(fā)生汽蝕？如果發(fā)生汽蝕，建議用戶對吸入裝置的設(shè)計應作什么改進，方可使其避免發(fā)生汽蝕？（當?shù)氐拇髿鈮侯^為9.33mH 2 O ，15清水的飽和蒸汽壓為1.7kPa ）。（8 分）解：選擇最大流量220 m 3 / h 工況作計算，因為最大流量工況下的 NPSH a 最小，而 NPSH r 最大。如果該工況下不發(fā)生汽蝕， 則在比它小的流量下工況更不會發(fā)生汽蝕。1分4qv42201.245m / s1分v36000.25d 22（7） 由管路沿程阻力系數(shù)=0.018 ，局部阻力系數(shù)如下：帶濾網(wǎng)底閥 =7.5 ，閘板閥=0.9 ，錐