過程流體機(jī)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(jī)械可分為（壓縮機(jī)）、（泵）和（分離機(jī)）。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(yù)緊）作用。3、往復(fù)活塞泵由（液力端）和（動(dòng)力端）組成。4、防止離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子因受其重力下沉需要兩個(gè)（徑向）軸承，防止轉(zhuǎn)子因受軸向推力竄動(dòng)需要（軸向止推）軸承。5、壓縮機(jī)中的慣性力可分為（往復(fù)）慣性力和（旋轉(zhuǎn)）慣性力。6、往復(fù)式壓縮機(jī)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(yùn)行工況點(diǎn)是（泵特性曲線）和（裝置特性曲線）的交點(diǎn)。9、離心壓縮機(jī)級(jí)內(nèi)的能量損失主要包括： （流動(dòng)）損失、（漏氣）損失和（輪阻）損失。10、往復(fù)式壓縮機(jī)的傳動(dòng)部分是把電動(dòng)機(jī)的（旋轉(zhuǎn)）運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的（往復(fù)）運(yùn)動(dòng)。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(yáng)程（低）。12、離心壓縮機(jī)中，在每個(gè)轉(zhuǎn)速下，每條壓力比與流量關(guān)系曲線的左端點(diǎn)為（喘振點(diǎn)）。各喘振點(diǎn)聯(lián)成（喘振線） ，壓縮機(jī)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(jí)壓縮可以節(jié)省功的主要原因是進(jìn)行中間冷卻。2、（×）壓縮機(jī)的冷卻方式主要分為（風(fēng)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(jí)數(shù)可將離心泵分為（單級(jí)泵）和（多級(jí)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(fù)式壓縮機(jī)的傳動(dòng)部分是把電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。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(shí)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(jí)。9、（×）壓縮機(jī)串聯(lián)工作可增大氣流的排出壓力，壓縮機(jī)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(jī)械：是以流體為工質(zhì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、處理與輸送的機(jī)械，是過程裝控的重要組成部分。2、理論工作循環(huán)：壓縮機(jī)完成一次進(jìn)氣、壓縮、排氣過程稱為一個(gè)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(jìn)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(jí)壓縮：多級(jí)壓縮是將氣體的壓縮過程分在若干級(jí)中進(jìn)行，并在每級(jí)壓縮之后將氣體導(dǎo)入中間冷卻器進(jìn)行冷卻。5、灌泵：離心泵在啟動(dòng)之前，應(yīng)關(guān)閉出口閥門，泵內(nèi)應(yīng)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(dá)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(dòng)：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(jī)器內(nèi)部構(gòu)成了一個(gè)力矩。該力矩在立式壓縮機(jī)中，有使機(jī)器順著旋轉(zhuǎn)方向傾倒的趨勢(shì)，所以習(xí)慣上稱此力矩為側(cè)覆力矩。9、容積流量：通常是指單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)最后一級(jí)排出的氣體，換算到第一級(jí)進(jìn)口狀態(tài)的壓力和溫度時(shí)的氣體容積值，單位是33m/min 或 m/h 。10、行程：活塞從一個(gè)止點(diǎn)到另一

6、個(gè)止點(diǎn)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(jī)的實(shí)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(shí)際工作循環(huán)比理論工作循環(huán)多了一個(gè)膨脹過程。（ 2）氣體流經(jīng)進(jìn)氣、排氣閥和管道時(shí)必然有摩擦，由此產(chǎn)生壓力損失，整個(gè)進(jìn)氣過程氣缸內(nèi)的壓力一般都低于進(jìn)氣管道中的名義進(jìn)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(dǎo)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(duì)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(dòng)。（ 6）對(duì)于進(jìn)、排氣系統(tǒng)是一固定的封閉容積，且相對(duì)于工作腔容

7、積并不太大，進(jìn)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(jí)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(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(fù)運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量ms 包括由作往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量ml' ；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量 mr 包括由作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的曲拐部件的質(zhì)量， 用 mc 表示，及連桿轉(zhuǎn)化作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)和

8、不穩(wěn)定工作點(diǎn)？答：（1）發(fā)生不穩(wěn)定工作的原因主要有兩點(diǎn)：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(diǎn)和不穩(wěn)定工作點(diǎn)的方法是：當(dāng)交點(diǎn)處管路特性的斜率大于泵性能曲線的斜率時(shí)是穩(wěn)定工作點(diǎn)；反之，如交點(diǎn)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(diǎn)。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(jìn)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(dòng)損失較小，并使液體流入葉輪時(shí)速度分布較均勻；（ 2）葉輪：是離心泵中的作功部件，對(duì)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(jí)葉輪或送入排出管。6、寫出歐拉方程和第二歐拉方程，并簡(jiǎn)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(jìn)出口的流體速度，即可計(jì)算出單位質(zhì)量流體與葉輪之間機(jī)械能轉(zhuǎn)換的大小，而不管葉輪內(nèi)部的流動(dòng)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(jī)，也適用于葉輪式的泵；（4）推而廣之，只需將等式右邊各項(xiàng)的進(jìn)出中符號(hào)調(diào)換一下，亦適用于葉輪式的原動(dòng)機(jī)。7、離心壓縮機(jī)防喘振的主要措施有哪些？答：由于喘振對(duì)機(jī)器危害嚴(yán)重，應(yīng)嚴(yán)格防止壓縮機(jī)進(jìn)入喘振工況，一旦發(fā)生喘振，應(yīng)立即采取措施消除或停機(jī)。防喘振主要有如下幾條措施：（ 1）操作者應(yīng)具備標(biāo)注喘振線的壓縮機(jī)性能曲線，隨時(shí)了解壓縮機(jī)工況點(diǎn)處在性能曲線圖上的位置。（ 2）降低運(yùn)行轉(zhuǎn)速，可使流量減少而不致進(jìn)入喘振狀態(tài)，但出口壓力隨之降低。（ 3）在首級(jí)或各級(jí)設(shè)置導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以調(diào)節(jié)導(dǎo)葉角度，使流量減少時(shí)的進(jìn)氣沖角不致太大，從而避免發(fā)生喘振。（ 4）在壓縮機(jī)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(jī)通過足夠的流量，以防進(jìn)入喘振狀態(tài)。（ 5）在壓縮機(jī)進(jìn)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)異常或喘振及時(shí)報(bào)警，最好還能與防喘振控制操作聯(lián)動(dòng)或與緊急停車聯(lián)動(dòng)。（ 6）運(yùn)行操作人員應(yīng)了解壓縮機(jī)的工作原理，隨時(shí)注意機(jī)器所在的工況位置，熟悉各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的操作，盡量使機(jī)器不致進(jìn)入喘振狀態(tài)。一旦進(jìn)入喘振應(yīng)立即加大流量退出喘振或立即停機(jī)。停機(jī)后，應(yīng)經(jīng)開缸檢查確無隱患，方可再開動(dòng)機(jī)器。8、分 析 V2.2D-0.25/7型 空 氣壓 縮機(jī)和 2VY6/7 型空氣壓縮機(jī)名稱中 各 代號(hào) 的意義 ?答：（1）V2.2D-0.25/7 型空氣壓縮機(jī)：

12、2 列、 V 型（本身是 2 列），原配電動(dòng)機(jī)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(jī)： 4 列，雙重 V 型，移動(dòng)式，額定排氣量 6m/min ，額定排氣表壓力 7×105Pa。9、簡(jiǎn)述離心泵汽蝕的機(jī)理及危害？答： （1）汽蝕的機(jī)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(dāng)處于低壓區(qū)的液流壓力降低到對(duì)應(yīng)液體溫度的飲飽和蒸汽壓時(shí)， 液體便開始汽化而形成氣泡；氣泡隨液流在流道中流動(dòng)到壓力較高之處時(shí)又瞬時(shí)潰滅。 在氣泡潰滅的瞬間，氣泡周圍的液體迅速?zèng)_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(jī)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(dòng)；d. 汽蝕也是水力機(jī)械向高流速發(fā)展的巨大障礙。10 、 活塞 式壓縮機(jī)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(jìn)氣閥調(diào)節(jié)（2）要求：容積流量隨時(shí)和耗氣量相等，即所謂連續(xù)調(diào)節(jié)，事實(shí)上不是任何情況下都能實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)的， 當(dāng)不能連續(xù)調(diào)節(jié)事可采用分級(jí)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)工況經(jīng)濟(jì)性好，即調(diào)節(jié)時(shí)單位流量耗功??；調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jí) 的總 能量 頭； B

14、： Hl - 級(jí) 的漏 氣損 失； C： Hdf - 級(jí)的 輪阻 損失 ； D：H-級(jí)的理論能量頭；t hE： c02c02- 級(jí) 的動(dòng) 能 增量 ； F： Hh y d - 級(jí) 的流 動(dòng)損 失； G： Hpo l - 級(jí) 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(jìn)氣閥。（6） （5 分，每空 1 分）六、（本大題 13 分）1、（共 5分）解：（1）單級(jí)等熵壓縮功：m 1W1i1 1mm1P2PVm1P11.40.80.10131.41分1.420.11011.410.13.06103KJ/ min（2）單級(jí)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(jí)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(jì)的吸入裝置是儲(chǔ)水池至泵的高度4m，吸水管徑 250mm，管長(zhǎng) 12m，管路沿程阻力系數(shù) =0.018 其中有帶濾網(wǎng)底閥一個(gè)，1=7.5 ；閘板閥一個(gè)，2=0.1 ； 90 0 彎頭3 個(gè)，每個(gè)彎頭的局部損失系數(shù)3=0.9 ；錐形漸縮過度接管一個(gè)，4=0.04 ；。該泵的使用流量范圍在200220m3 / h，試問該泵在使用時(shí)是否發(fā)生汽蝕？如果發(fā)生汽蝕，建議用戶對(duì)吸入裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)作什么改進(jìn)，方可使其避免發(fā)生汽蝕？（當(dāng)?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(jì)算，因?yàn)樽畲罅髁抗r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(huì)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