流體機(jī)械復(fù)習(xí)題

1、、判斷題(T1 離心泵常采用后彎型葉輪結(jié)構(gòu)型式。(T2離心泵的理論揚(yáng)程與輸送介質(zhì)的密度無關(guān)。(X)3.離心泵的流量越大，離心泵的揚(yáng)程越高。(X)4 如果將青島地區(qū)使用的離心泵裝置整套遷移至蘭州地區(qū)運(yùn)行，則離心泵裝置的允許安裝高度將增加(T5離心壓縮機(jī)葉輪的直徑越大，轉(zhuǎn)速越高，壓縮機(jī)的理論能量頭越大。(T6離心壓縮機(jī)的總能頭（總耗功）中包含內(nèi)漏氣和輪阻功率損失。(X)7.離心壓縮機(jī)流量過小會發(fā)生堵塞工況。(T&往復(fù)壓縮機(jī)的絕熱壓縮過程指數(shù)大于多變壓縮過程指數(shù)。(X)9增加往復(fù)壓縮機(jī)的壓力比可以降低壓縮機(jī)的排氣溫度。(X)10 .結(jié)構(gòu)和工作條件相同的往復(fù)壓縮機(jī)，比功率越大，經(jīng)濟(jì)性越好。(T

2、11.離心泵的汽蝕比轉(zhuǎn)速越大，泵的抗汽蝕性能越好。(X)12 .離心泵啟動時應(yīng)該開啟泵的岀口調(diào)節(jié)閥門。(X)13 離心泵常采用前彎型葉輪結(jié)構(gòu)型式。(X)14.離心泵的功率一流量性能曲線為下降形性能曲線。(X)15 離心壓縮機(jī)的流量過大會發(fā)生喘振工況。(X)16 離心壓縮機(jī)級的等熵（絕熱）能量頭大于多變能量頭。(T17 離心壓縮機(jī)的總能頭（總耗功）中包含內(nèi)漏氣和輪阻功率損失。(T18 .大、中型固定式往復(fù)壓縮機(jī)級數(shù)的確定主要考慮節(jié)省功率。(T19 與節(jié)流或旁路調(diào)節(jié)方法相比，往復(fù)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性更好。(X)20 往復(fù)壓縮機(jī)實際循環(huán)過程吸氣量大于理論循環(huán)過程吸氣量。(T21.離心泵的比轉(zhuǎn)速越大

3、，葉輪的允許切割量越小。(X)22 .離心泵的工作轉(zhuǎn)速增加，離心泵的比轉(zhuǎn)速增大。(T23 .離心泵啟動時應(yīng)該關(guān)閉泵的岀口調(diào)節(jié)閥門。(T24 連續(xù)運(yùn)行的離心泵裝置，一年四季中的夏季最容易發(fā)生汽蝕工況。(T25 離心壓縮機(jī)的級數(shù)越多，壓縮機(jī)的穩(wěn)定工作范圍越窄。(X)26 .離心壓縮機(jī)流量過小會發(fā)生堵塞工況。(T27 離心壓縮機(jī)葉輪軸向推力的方向指向葉輪入口方向。(T28 若往復(fù)壓縮機(jī)的行程容積不變，則余隙容積越小，理論吸氣量越大。（“29 往復(fù)壓縮機(jī)遷移至高海拔地區(qū)運(yùn)行，若排氣壓力不變（常壓吸氣），則壓縮機(jī)的實際排氣量將減少。（X） 30往復(fù)壓縮機(jī)性能測試的示功圖面積越大，壓縮機(jī)指示功率越小。二、

4、簡答題1、示意畫岀離心泵特性曲線，并說明各自的用途。答：H-Q曲線一選擇和使用泵的依據(jù)，有陡降、平坦和駝峰三種形狀。N-Q曲線一選擇原動機(jī)和啟動泵的依據(jù)。n-Q曲線一評價泵運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。 NPSHr-Q曲線一判斷是否發(fā)生汽蝕、設(shè)計吸入裝置 依據(jù)。2、簡述汽蝕現(xiàn)象，并說明汽蝕的危害。答：由于液體汽化、氣泡凝結(jié)、液體沖擊等引發(fā)高頻、高壓和高溫的沖擊載荷，并由此造成金屬材料機(jī)械剝裂與電化學(xué)腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象一汽蝕危害：過流部件被剝蝕破壞：麻點 T溝槽T穿孔T破裂；泵的性能下降：嚴(yán)重時液流中斷，無法供液；振動和噪音；阻礙水力機(jī)械向高流速發(fā)展。3、往復(fù)壓縮機(jī)多級壓縮的優(yōu)點有哪些？答：節(jié)省指示功；降低

5、排氣溫度；提高容積系數(shù)；降低最大活塞力。4、試說明多級離心壓縮機(jī)采用分段和中間冷卻的理由？答：分段：中間冷卻；平衡軸向力（葉輪對向排布）。中間冷卻：一是降低溫度，另一方面是節(jié)省功耗。5、試寫岀泵汽蝕基本方程式。如何根據(jù)該方程式判斷是否發(fā)生汽蝕及嚴(yán)重汽蝕？PkPvNPSHaNPSHr答：汽蝕判別式：PkPvNPSHaNPSHrPkPvNPSHaNPSHr是否發(fā)生汽蝕以及汽蝕嚴(yán)重程度就看NPSHa比NPSHr小的程度。6、兩泵流動相似應(yīng)具備哪些條件？答：幾何相似一對應(yīng)角度相等，對應(yīng)尺寸成比例；運(yùn)動相似一進(jìn)、出口速度三角形相似；動力相似 一流動的雷諾數(shù)相等-自模區(qū)-自動滿足。簡化成兩條：幾何相似和進(jìn)

6、口運(yùn)動相似。7、簡述旋轉(zhuǎn)脫離與喘振現(xiàn)象，說明兩者之間有什么異同？答：流量減小-葉道進(jìn)口正沖角-葉片非工作面分離 -分離沿旋轉(zhuǎn)反方向傳遞 -旋轉(zhuǎn)脫離（B受阻，氣 流改至A,C A脫離，C改善）Q下降T若干個脫離區(qū)連成一片 T氣流流動受阻，葉輪傳給氣體的能量被損耗掉，岀口壓力下降T管網(wǎng)內(nèi)氣流反竄倒流直至管網(wǎng)壓力等于岀口壓力，倒流停止-繼續(xù)供氣，管網(wǎng)中壓力回升，直至再次平衡于喘振點小結(jié)：旋轉(zhuǎn)脫離是喘振的前奏，喘振是旋轉(zhuǎn)脫離惡化的結(jié)果。喘振的內(nèi)因是葉道中充滿了脫離的氣流，夕卜因是管網(wǎng)的容積和特性曲線。8試說明往復(fù)活塞式壓縮機(jī)理論循環(huán)和實際循環(huán)的差異。答：見下表理論循環(huán)實際循環(huán)工作腔（氣缸）內(nèi)無余隙容積

7、，腔內(nèi)氣存在余隙容積，由膨脹、吸氣、壓縮、排氣組體可全部排岀成腔內(nèi)氣體無法全部排岀。吸排氣過程無阻力損失、無壓力波動一吸排氣水平線實際吸氣量低于理論吸氣量；實際吸氣壓力低 于吸氣管名義吸氣壓力，實際排氣壓力高于排 氣管名義排氣壓力。9、如何判別泵工況的穩(wěn)定性？在什么條件下泵工作不穩(wěn)定？是否絕對不允許泵在不穩(wěn)定工況下工作？答：判據(jù)：_dh巴dqv dqv條件：泵性能曲線呈駝峰型（平坦、陡降和駝峰）；管路靜壓能可變（自由液面、儲罐壓力）。泵不穩(wěn)定運(yùn)行會使泵和管路系統(tǒng)受到水擊、噪音和振動，故一般不希望泵在不穩(wěn)定工況下工作，但是只要不產(chǎn)生 嚴(yán)重的水擊、振動和倒流現(xiàn)象，泵也是允許在不穩(wěn)定工況下工作的。1

8、0、轉(zhuǎn)子的軸向推力是如何產(chǎn)生的？采用什么措施平衡？答：原因：葉輪兩側(cè)流體壓力不相等；流經(jīng)葉輪的流體軸向動量變化。平衡措施：葉輪對稱布置；葉輪背面加筋片；設(shè)平衡盤。11、 試分析離心式壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力下降造成發(fā)生喘振的原因（附圖說明）。答：進(jìn)氣壓力降低，雖壓力比不變，但排氣壓力下降，壓縮機(jī)性能曲線下移（1 -I'；）但管網(wǎng)曲線未變，工10 / 8作點即由A變至A'。若A'恰在喘振區(qū)，壓縮機(jī)就會岀現(xiàn)喘振轉(zhuǎn)速降低，排氣壓力下降，壓縮機(jī)性能曲線下移但管網(wǎng)曲線未變，工作點即由A變至A'。若振區(qū)，壓縮機(jī)就會出現(xiàn)喘振。12.試將名義排氣壓力 pd ,名義吸氣壓力 Ps，平均實際

9、排氣壓力pd，平均實際吸氣壓力 ps，氣 缸行程容積Vh，余隙容積Vc，余隙容積 膨脹量 V標(biāo)在右圖中，并用上述符號寫 岀容積系數(shù)的表達(dá)式(多變指數(shù) m )。答:VcVhPdPs1m'11m'三、計算題1.某離心油泵裝置如圖所示。 已知罐內(nèi)油 面壓力PA與油品飽和蒸汽壓 Pv相同；該 泵轉(zhuǎn)速 n =1450 rpm，最小汽蝕余量NPSHr = ko Q 2，安全余量取 0.4m，吸入 段流動損失h f = kQ 2。試分別計算：(1) 當(dāng) Hg1 = 8m ,Q =0.5 m3/min 時, 泵的NPSHr = 4.4m，吸入管段 阻力損失h f =2m，此時泵能否正 常吸入？

10、(2) 當(dāng)Hg1 = 4m，若要保證泵安全運(yùn)轉(zhuǎn)，泵的最大流量為多少m3/min ?(設(shè)k0，k1均不變)解:(°由圖可得NPSHa譽(yù)zghA s 0 Hg1 hf 8 2 6m又因為NPSHr=NPSHr+ ( 0.30.5),取NPSHr=NPSHr+0.4，貝U NPSHr=4.0mH gi 8Q216Q 2，也可表示為顯然NPSHa>NPSHr，故泵能正常吸入。(2)由（1）可知，khfk12k1228Q20.52koNPSHrk0416，所以有：hf 8Q2 及 NPSHr =16Q2Q20.52因此NPSHaPAgPVZghA s 0Hg1hfHg18Q2g當(dāng)NPAH

11、a=NPSHr時對應(yīng)的流量即為最大流量，即:Hg124 Q2當(dāng)Hgi = 4m時，可求得：Qmax0.408 m3/h2.下圖所示為某輸送油品的離心泵裝置。已知正常流量為240 m3/h，油品密度為 850 kg/m3，油品粘度176mm2/s;罐內(nèi)壓力 p1 = 0.20 MPa （絕），p2 = 0.15 MPa （絕）；z1 = 10m， z2 = 14m，z3 = 6m ;吸入管路損失 hs = 1m，排出管路損失hd = 25m，經(jīng)過加熱爐時的壓降p = 0.65 MPa ;忽略吸入管和排出管的動能差?，F(xiàn)有一臺離心泵，其樣本上給岀的額定流量為240 m3/h，額定揚(yáng)程為120 m,問

12、該泵能否滿足該裝置的輸送要求？（注：需考慮輸送粘液時的性能換算）1待 1乙JtL廠 P1 1R A AW w W/- v V VZ21r解：（1）確定裝置需要的揚(yáng)程 H對吸入和排岀罐液面建立伯努利方程:P1gZ12gP2gZ2Z3V222ghshdP2PlZ2Z3Z1v22 Vj2ghshd g又因為吸入和排出管路動能差可以忽略，故0.15 0.260.656H 10614 6 10 0 1 25 106 108m850 9.8850 9.8(2 )判斷能否滿足輸送要求由于油品粘度較大，為176mm2/s，故需要對樣本參數(shù)進(jìn)行換算。根據(jù)美國水力協(xié)會換算法，查圖1-5.4得:kH 0.95 kQ

13、 0.98，顯然所給的泵在輸油工況下的額定流量和額定揚(yáng)程均大于要求值，故能滿足輸送要求。解：(1)確定與新工作點對應(yīng)的泵曲線上的相似點A由相似拋物線求K值：將Q= 60 m3/hH = 60 m帶入式H2KQ，可得：K=1/60 ；故相似拋物線方程為：H 60Q2將該方程與泵性能曲線方程聯(lián)立：H = 90 -0.00126Q 2 求得相似點A的流量和揚(yáng)程：Qa= 70.85 m3/h，Ha = 83.67 m(2)確定泵性能曲線對應(yīng)的額定轉(zhuǎn)速n由比轉(zhuǎn)數(shù)定義ns3.65n. Qh3/4，并將比轉(zhuǎn)數(shù)、額定流量和額定揚(yáng)程帶入定義式，得:3/4nsH3.65 Q58 823/43.65 .80/360

14、02910 rpm（3）由比例定律確定新的轉(zhuǎn)速n'n 2n -6 29102464 rpmQA70.852910 靂7 2464rPm3.某單級空氣壓縮機(jī)相對余隙容積a= 0.05，多變膨脹過程指數(shù) m' =1；亥地區(qū)大氣壓lxiO5Pa,氣溫為20'C,壓縮機(jī)排氣壓力4X105Pa （表），且質(zhì)量排氣量G =200kg/h。現(xiàn)欲將該壓縮機(jī)用于另一地區(qū)（大氣壓0.94 X05Pa,氣溫28C,），排氣壓力與前一地區(qū)相同。 假設(shè)兩地使用中壓力系數(shù)入P,溫度系數(shù)入t和泄漏系數(shù)入l均相同，試求在兩地區(qū)使用時的容積排氣量和質(zhì)量排氣量各為多少？解：（1）由當(dāng)?shù)卮髿鈮汉蜌鉁?，運(yùn)用狀

15、態(tài)方程可得該地區(qū)大氣的密度：p1105RT 287.6 2931.2 kg/m3所以，壓縮機(jī)在該地區(qū)的容積排氣量Q為Q G 200168.5 m3/h1.2又因為在該地區(qū)排氣壓力 p°ut=4X105pa （表）=5X105Pa （絕）所以壓縮比Poutp5 1051 1055而容積系數(shù)v11m1T1v10.05 51.2 10.86（2）當(dāng)在另一地區(qū)使用時，壓縮比poutp5 1050.94 1055.32容積系數(shù) v 1 m 11 0.05 5.321.2 10.85由于假設(shè)兩地使用中壓力系數(shù)入p,溫度系數(shù)入T和泄漏系數(shù)入l均相同，故在另一地區(qū)的容積排氣量Q為:0.850.860

16、.988 - Q0.988Q0.988 168.5 166.5 m3/h又因在另一地區(qū)，大氣密度為:PRT0.94 105287.6 2931.128 kg/m3所以質(zhì)量排氣量為:G Q 1.128 166.5 187.8kg/h4、已知某單級離心式壓縮機(jī)進(jìn)口壓力1.0 X05 Pa (絕)，出口壓力0.3 MPa (表)，進(jìn)氣溫度 20氣體常數(shù)R = 287.6 J/ kg K，絕熱指數(shù)k =1.4，多變指數(shù)m =1.56,試分別按等溫壓縮、絕熱壓縮和多變壓縮過程計 算每kg質(zhì)量氣體的壓縮功，并確定多變效率。解：由題可知，Ps = 1.0 X05 Pa； pd (0.3+0.1) 6>Pa4 X05 Pa名義壓力