壓縮機葉輪與轉(zhuǎn)子設(shè)計考核試卷

壓縮機葉輪與轉(zhuǎn)子設(shè)計考核試卷考生姓名：__________答題日期：_______得分：_________判卷人：_________

一、單項選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）

1.下列哪種葉輪適用于小型制冷壓縮機？（）

A.開式葉輪

B.半開式葉輪

C.封閉式葉輪

D.半封閉式葉輪

2.轉(zhuǎn)子設(shè)計中，平衡精度最高的等級是？（）

A.G2.5

B.G1.6

C.G0.4

D.G6.3

3.在壓縮機葉輪設(shè)計中，以下哪個因素對效率影響最大？（）

A.葉輪進口直徑

B.葉片弦長

C.葉片安裝角

D.葉輪出口直徑

4.以下哪種材料的疲勞強度最高，適合用于高速轉(zhuǎn)子設(shè)計？（）

A.鑄鐵

B.鋁合金

C.不銹鋼

D.鈦合金

5.壓縮機葉輪在運行中，防止葉片與外殼碰撞的措施是？（）

A.增大葉片與外殼間隙

B.減小葉片與外殼間隙

C.增加葉片數(shù)目

D.減少葉片數(shù)目

6.轉(zhuǎn)子動力學(xué)中，臨界轉(zhuǎn)速是指？（）

A.轉(zhuǎn)子的一階彎曲振動頻率

B.轉(zhuǎn)子的二階彎曲振動頻率

C.轉(zhuǎn)子的一階扭轉(zhuǎn)振動頻率

D.轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速

7.以下哪種葉輪加工方法可以提高葉輪的表面質(zhì)量？（）

A.電火花加工

B.銑削加工

C.車削加工

D.鉆孔加工

8.在轉(zhuǎn)子設(shè)計中，如何降低質(zhì)量偏心引起的振動？（）

A.增加轉(zhuǎn)子的質(zhì)量

B.減少轉(zhuǎn)子的質(zhì)量

C.提高轉(zhuǎn)子的平衡精度

D.降低轉(zhuǎn)子的平衡精度

9.壓縮機葉輪的出口速度三角形主要由以下哪個因素決定？（）

A.葉輪進口速度

B.葉片安裝角

C.葉輪出口直徑

D.葉輪轉(zhuǎn)速

10.以下哪種因素會影響轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速？（）

A.轉(zhuǎn)子材料

B.轉(zhuǎn)子長度

C.轉(zhuǎn)子直徑

D.轉(zhuǎn)子支承方式

11.在葉輪設(shè)計中，以下哪個參數(shù)對流動損失影響較小？（）

A.葉片弦長

B.葉片安裝角

C.葉輪進口直徑

D.葉輪出口直徑

12.以下哪種方法可以減小轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動？（）

A.增加軸承剛度

B.減小軸承剛度

C.提高轉(zhuǎn)速

D.降低轉(zhuǎn)速

13.壓縮機葉輪在運行過程中，以下哪種現(xiàn)象會導(dǎo)致效率降低？（）

A.葉片進口攻角過大

B.葉片出口攻角過大

C.葉片進口攻角過小

D.葉片出口攻角過小

14.在轉(zhuǎn)子設(shè)計中，以下哪種方法可以提高臨界轉(zhuǎn)速？（）

A.減少支承數(shù)量

B.增加支承數(shù)量

C.減小支承剛度

D.增大支承剛度

15.以下哪種材料適合制造高速、高溫條件下的壓縮機葉輪？（）

A.鑄鐵

B.鋁合金

C.不銹鋼

D.鈦合金

16.在葉輪設(shè)計中，以下哪個因素對葉輪出口氣流角影響較大？（）

A.葉片安裝角

B.葉片弦長

C.葉輪進口直徑

D.葉輪出口直徑

17.以下哪種方法可以降低轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有振動頻率？（）

A.增加支承剛度

B.減小支承剛度

C.增加轉(zhuǎn)子質(zhì)量

D.減少轉(zhuǎn)子質(zhì)量

18.在壓縮機葉輪設(shè)計中，以下哪個因素對葉輪強度影響較??？（）

A.葉輪進口直徑

B.葉片弦長

C.葉片安裝角

D.葉輪轉(zhuǎn)速

19.以下哪種方法可以減小葉輪與殼體的摩擦損失？（）

A.增大葉片與殼體間隙

B.減小葉片與殼體間隙

C.增加葉片數(shù)目

D.減少葉片數(shù)目

20.在轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析中，以下哪個參數(shù)表示轉(zhuǎn)子的彎曲振動特性？（）

A.質(zhì)量矩陣

B.剛度矩陣

C.阻尼矩陣

D.載荷矩陣

（以下為答題紙，請考生將答案填寫在答題紙上。）

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個選項中，至少有一項是符合題目要求的）

1.壓縮機葉輪的設(shè)計過程中需要考慮以下哪些因素？（）

A.葉片形狀

B.葉輪轉(zhuǎn)速

C.工作介質(zhì)

D.葉輪材料

2.轉(zhuǎn)子不平衡可能由以下哪些因素引起？（）

A.轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻

B.轉(zhuǎn)子加工誤差

C.轉(zhuǎn)子材料不均勻

D.轉(zhuǎn)子支承剛度不足

3.以下哪些方法可以用來提高葉輪的氣動效率？（）

A.優(yōu)化葉片形狀

B.增加葉片數(shù)目

C.減小葉片與殼體間隙

D.增大葉片弦長

4.在轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析中，以下哪些因素會影響轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速？（）

A.轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布

B.轉(zhuǎn)子的幾何形狀

C.轉(zhuǎn)子的材料屬性

D.轉(zhuǎn)子的支承條件

5.以下哪些措施可以降低轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動？（）

A.提高軸承的剛度

B.增加轉(zhuǎn)子的質(zhì)量

C.減少轉(zhuǎn)子的不平衡量

D.降低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速

6.壓縮機葉輪在使用過程中，以下哪些因素可能導(dǎo)致葉片損壞？（）

A.材料疲勞

B.沖擊載荷

C.高溫氧化

D.材料腐蝕

7.以下哪些技術(shù)可以用于轉(zhuǎn)子動平衡？（）

A.剛性平衡

B.模態(tài)平衡

C.質(zhì)量平衡

D.力平衡

8.在葉輪設(shè)計中，以下哪些參數(shù)對葉輪的氣動性能有影響？（）

A.葉輪進口直徑

B.葉輪出口直徑

C.葉片安裝角

D.葉片弦長

9.以下哪些材料特性對轉(zhuǎn)子設(shè)計至關(guān)重要？（）

A.彈性模量

B.泊松比

C.疲勞極限

D.熱膨脹系數(shù)

10.以下哪些因素會影響葉輪的機械強度？（）

A.葉輪材料

B.葉片形狀

C.葉輪轉(zhuǎn)速

D.工作介質(zhì)

11.轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速分析中，以下哪些振動模式需要考慮？（）

A.彎曲振動

B.扭轉(zhuǎn)振動

C.螺旋振動

D.振蕩振動

12.以下哪些方法可以用來檢測轉(zhuǎn)子不平衡？（）

A.振動分析

B.速度測量

C.溫度監(jiān)測

D.聲發(fā)射監(jiān)測

13.壓縮機葉輪在制造過程中，以下哪些因素可能導(dǎo)致尺寸誤差？（）

A.機床精度

B.刀具磨損

C.材料變形

D.熱處理工藝

14.以下哪些因素會影響轉(zhuǎn)子支承的設(shè)計？（）

A.支承剛度

B.支承位置

C.支承類型

D.轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布

15.以下哪些措施可以減少葉輪與殼體的摩擦？（）

A.使用潤滑劑

B.增大葉片與殼體間隙

C.減小葉片與殼體間的相對速度

D.優(yōu)化葉片形狀

16.在轉(zhuǎn)子設(shè)計中，以下哪些因素會影響轉(zhuǎn)子的固有頻率？（）

A.轉(zhuǎn)子的質(zhì)量

B.轉(zhuǎn)子的長度

C.轉(zhuǎn)子的截面形狀

D.轉(zhuǎn)子的支承條件

17.以下哪些技術(shù)可以用于葉輪的表面強化處理？（）

A.熱處理

B.表面淬火

C.涂層技術(shù)

D.離子注入

18.壓縮機葉輪在設(shè)計時，以下哪些考慮有助于提高耐磨性？（）

A.選擇耐磨材料

B.增加葉片厚度

C.優(yōu)化葉片形狀

D.減少葉片與殼體的接觸

19.以下哪些方法可以用于轉(zhuǎn)子的動態(tài)響應(yīng)分析？（）

A.有限元方法

B.傳遞矩陣法

C.模態(tài)分析

D.時域分析

20.在葉輪的流動分析中，以下哪些因素會影響葉輪的氣動損失？（）

A.葉片表面粗糙度

B.葉片弦長

C.葉輪進口流動狀況

D.葉輪出口流動分離

（以下為答題紙，請考生將答案填寫在答題紙上。）

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請將正確答案填到題目空白處）

1.壓縮機葉輪的葉片出口角通常設(shè)計為小于____°，以減少氣流分離。

()

2.轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速一般應(yīng)高于工作轉(zhuǎn)速的____倍，以確保轉(zhuǎn)子運行的安全。

()

3.葉輪的徑向力主要由____和____的不均勻壓力分布引起。

()()

4.在轉(zhuǎn)子設(shè)計中，____是指轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時的質(zhì)量分布相對于旋轉(zhuǎn)軸線的偏差。

()

5.壓縮機葉輪的材料通常需要具備良好的____和____性能。

()()

6.優(yōu)化葉輪設(shè)計可以降低____和____，提高壓縮機效率。

()()

7.轉(zhuǎn)子的____是指轉(zhuǎn)子在受到外力作用后，能夠恢復(fù)到原來位置的能力。

()

8.在葉輪的加工過程中，____和____是影響加工精度的重要因素。

()()

9.轉(zhuǎn)子的____和____是進行轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析時必須考慮的關(guān)鍵參數(shù)。

()()

10.為了提高葉輪的耐磨性，可以采用____或____等表面處理技術(shù)。

()()

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請在答題括號中畫√，錯誤的畫×）

1.增加葉片數(shù)目可以減少葉輪的氣動損失。（）

2.轉(zhuǎn)子的不平衡量越大，其臨界轉(zhuǎn)速越高。（）

3.葉輪進口直徑的大小直接影響壓縮機的流量和效率。（√）

4.在轉(zhuǎn)子設(shè)計時，不需要考慮材料的疲勞性能。（×）

5.葉片進口攻角的大小對葉輪的氣動性能沒有影響。（×）

6.提高軸承的剛度可以降低轉(zhuǎn)子的振動。（√）

7.轉(zhuǎn)子的所有不平衡都會導(dǎo)致振動增加。（×）

8.壓縮機葉輪的葉片可以設(shè)計為任意形狀。（×）

9.轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速與支承的剛度無關(guān)。（×）

10.表面強化處理可以提高葉輪的耐磨性和疲勞強度。（√）

（以下為答題紙，請考生將答案填寫在答題紙上。）

五、主觀題（本題共4小題，每題10分，共40分）

1.請闡述壓縮機葉輪設(shè)計中葉片出口角的重要性，并說明如何確定葉片出口角的最佳值。（10分）

2.描述轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的原因及其對壓縮機運行的影響，并提出至少三種減少轉(zhuǎn)子不平衡的方法。（10分）

3.詳細說明在轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速分析中需要考慮的主要因素，并解釋為何要避免工作轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速。（10分）

4.論述提高壓縮機葉輪耐磨性的主要措施，并分析這些措施對葉輪氣動性能的潛在影響。（10分）

（以下為答題紙，請考生將答案填寫在答題紙上。）

標準答案

一、單項選擇題

1.C

2.A

3.C

4.D

5.A

6.A

7.A

8.C

9.A

10.D

11.D

12.A

13.A

14.B

15.D

16.A

17.B

18.D

19.A

20.A

二、多選題

1.ABCD

2.ABC

3.ABC

4.ABCD

5.ABC

6.ABCD

7.ABC

8.ABCD

9.ABCD

10.ABC

11.ABC

12.AB

13.ABC

14.ABCD

15.ABC

16.ABCD

17.ABC

18.ABC

19.ABCD

20.ABC

三、填空題

1.90

2.1.5

3.壓力激波

4.不平衡

5.機械抗腐蝕

6.氣動損失機械損失

7.剛度

8.機床精度刀具磨損

9.質(zhì)量剛度

10.表面淬火涂層

四、判斷題

1.×

2.×

3.√

4.×

5.×

6.√

7.×

8.×

9.×

10.√

五、主觀題（參考）