過(guò)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(guò)流部件是（吸入室）、（葉輪）和（蝸殼）。8、泵的運(yùn)行

2、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（水冷）。3、（

3、×）管網(wǎng)特性曲線決定于（管網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)）和用戶(hù)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(kāi)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、（×）如果泵

4、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(guò)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(guò)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(guò)程稱(chēng)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(guò)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(mén)，泵內(nèi)應(yīng)灌滿(mǎn)液體，此過(guò)程稱(chēng)為灌泵。6、有

5、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(wú)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(chēng)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m3/min或m3/h。10、行程：活塞從一個(gè)止點(diǎn)到另一個(gè)止點(diǎn)的距離為“行程”。四、解答題（

6、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(guò)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(guò)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(guò)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(wú)限大，吸、排氣過(guò)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)于工作腔容積并不太大，進(jìn)氣過(guò)程中壓力能明顯地逐漸降低，排氣過(guò)程

7、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；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。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

8、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(guò)流部件主要有哪些？它們各自的作用是什么？答：離心泵的過(guò)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(guò)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

9、體收集起來(lái)，并把它按一定要求送入下級(jí)葉輪或送入排出管。6、寫(xiě)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：第二歐拉方程為：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

10、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，寧肯多消耗流量與功率，也要讓壓縮機(jī)通過(guò)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?；虼窦皶r(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(chē)聯(lián)動(dòng)。（6）運(yùn)行操作

11、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(kāi)缸檢查確無(wú)隱患，方可再開(kāi)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(chēng)中各代號(hào)的意義?答：（1）V2.2D-0.25/7型空氣壓縮機(jī)：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。（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6m3/min，額定排氣表壓力7×

12、;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(kāi)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?chē)囊后w迅速?zèng)_入氣泡潰滅形成的空穴，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(guò)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

13、調(diào)節(jié)壓開(kāi)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：Htot-級(jí)的總能量頭；B：Hl-級(jí)的漏氣損失；C：Hdf-級(jí)的輪阻損失；D：Hth-級(jí)的理論能量頭；E：-級(jí)的動(dòng)能增量；F：Hhyd-級(jí)的流動(dòng)損失；G：Hpol-級(jí)的多變壓縮功。（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）

14、單級(jí)等熵壓縮功： 2分（2）單級(jí)等熵壓縮功： 壓力比 2分（3）由于W1i>W2i，所以?xún)杉?jí)壓縮省功。 1分 2已知某化工廠所選的離心泵的性能為 120 87 3.8 200 80 4.2 240 72 5.0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(guò)度接管一個(gè)，4=0.04；。該泵的使用流量范圍在200220，試問(wèn)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(hù)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9.33，15清水的飽和