常州大学过程流体机械考试

常州大学过程流体机械考试 填空题 1、压缩机分类 按工作原理分类:容积式 ，动力式 容积式按工作腔中运动件或气流工作特征分:往复式，回转式 活塞式压缩机按气缸容积的利用方式分:单作用式，双作用式，级差式 活塞式压缩机按气缸排列方式分:立式，卧式，对动式，对置式，角式 2、活塞式压缩机理论工作循环三个基本过程:进气，压缩，排气 3、活塞式压缩机实际工作循环四个过程:吸气—压缩—排气—膨胀 4、活塞式压缩机典型的压缩过程:等温压缩，绝热压缩，多变压缩 膨胀过程指数m主要取决于余隙气体在膨胀过程中与气缸壁热交换的情况。 5、 6、压力系数受进气阀关闭状态弹簧力和进排气管道压力波动的影响。 7、影响温度系数的主要因素:该级的压力比、气体的性质及气缸的冷却程度。 8、轴功率(压缩机轴端输入)=指示功率，摩擦功率 9、压缩机级数的选择原则主要是消耗功率小。 10、活塞式压缩机压力比的分配时各级压力比相等时总压缩功耗最小。 11、活塞式压缩机正常运转时受的作用力有惯性力，气体力，摩擦力。 12、曲轴连杆机构的运动分析:做旋转运动的是曲柄，做平面摆动的是连杆，做往复运动的是活塞组件。 13、机构运动质量等效 往复运动质量 mS:(活塞部件、活塞杆部件、十字头部件)mn、连杆的一部分(少部分)mx 旋转运动质量 mr :(曲柄销、曲柄)mk、连杆的一部分(大部分) my 14、惯性力分为往复惯性力Fmw和旋转惯性力Fmr 15、十字头部件列的综合活塞力可以分解为连杆力和侧向力。 16、旋转惯性力的平衡方法为曲柄反方向加平衡重。 17、往复惯性力主要通过设置多列或同时设置平衡重的手段来平衡的。 18、常见的角度式活塞式压缩机有:L型，V型，W型。 19、活塞式压缩机活塞根据结构可分为:筒形，盘形，级差式活塞。(筒形常用于无十字头的单作用低压压缩机) 20、曲轴的结构型式为曲柄轴和曲拐轴 曲轴的主要组成为主轴颈，曲柄，曲柄销 21、密封两个部位，活塞与气缸的密封——活塞环 活塞杆与气缸的密封——填料，填料函 22、气阀基本组成:阀座，启闭元件，升程限制器，弹簧 按气阀职能分类:进气阀，排气阀 23、活塞式压缩机常用的润滑方式有飞溅润滑，喷雾润滑，压力润滑。 24、气缸按照冷却方式分为水冷和风冷。 25、活塞环密封原理:阻塞，节流 26、活塞式压缩机主要结构参数:活塞行程，主轴的转速，活塞的平均速度 27、离心式压缩机基本组成:转子，定子 转子部分:轴、叶轮、平衡盘。 定子部分:机壳、气体流道。 28、扩压器:起扩压和导流作用。 29、叶轮是离心式压缩机唯一对气体做功的部件。 30、叶轮分类 按结构分为开式，半开式，闭式。闭式又分为轮盘，轮盖，叶片。 按吸入方式分为单吸式，双吸式 按叶片的弯曲形式分为前弯型，后弯型，径向型 31、平衡盘作用:平衡轴向力 32、离心式压缩机分段的标志:进排气口 分段的目的:冷却，工艺，抽气 33、离心式压缩机“级”的类型:首级，中间级，末级 首级:吸气室，叶轮，扩压器，弯道，回流器 中间级:叶轮，扩压器，弯道，回流器 末级:叶轮，扩压器，排气蜗室 34、叶轮圆周速度的提高受限于叶轮材料强度，气流马赫数，叶轮相对宽度 35、离心式压缩性能曲线反映了级压比、效率与流量的关系，还反映了级稳定工况范围的大小。 36、稳定工况范围:喘振工况(最小流量)和堵塞工况(最大流量)之间。 37、离心式压缩机转速增加，导致性能曲线变陡峭，稳定工况范围变窄，压比增加 离心式压缩机中能量损失:泄漏损失，轮阻损失，流动损失 38、 流动损失又分为:沿程摩擦损失，边界层分离损失，冲击损失，二次涡流损失，尾迹损失 39、离心式压缩机工况调节的实质:改变压缩机的工况点，即改变压缩机或管网性能曲线。 40、离心式压缩机叶轮轴向力平衡方法:叶轮对排，叶轮背面加筋，采用平衡盘。 41、离心式压缩机级间密封和轴端密封采用的是迷宫密封，轴端密封采用浮环密封或干气密封。 42、叶轮的叶片数过少，则叶片对气流的引导作用减弱，叶道中轴向旋涡强度加大而环流系数减小，叶轮所提供的能头减小，叶片数过少还会使叶道的当量扩张角加大，容易引起边界层分离及效率下降。 叶片数增加时，叶道中轴向旋涡运动减弱，环流系数增大，叶道的当量扩张角减小。叶片数过多又会增加叶轮的阻塞程度，气体流过时摩擦损失也会增加，这会增加气体流过叶轮的阻力损失，影响压力升高使效率下降。 43、叶片一般有圆弧型，直线型，机翼型和扭曲型。最常用为圆弧型。 44、离心泵的理论扬程为泵扬程和水力损失之和。 水力损失又包括沿程摩擦损失，局部阻力损失，冲击损失。 45、离心泵的有效功率(输出功率):表示单位时间内泵排出的液体从泵获得的有效能量。 可能考计算 46、泵的效率指有效功率和轴功率之比，也指容积效率，水利效率，机械效率之积。 47、单级离心泵的过流部件包括吸入室，叶轮，蜗壳。 48、泵壳一般采用密封环来密封，离心泵轴端一般采用填料密封或机械密封，但常用机械密封。 49、液体一定，泵发生汽蚀由吸入装置和泵本身决定。 50、泵的必须汽蚀余量越小表示泵的进口压力降越小，则要求装置提供的有效汽蚀余量越小，抗汽蚀性能越好。 51、要保证液体在两泵中的流动相似，必须满足:几何相似，运动相似，动力相似 52、比转速的计算表达式: 为了使用方便，统一规定只取最佳工况点(最高效率工况点)的比转数代表泵的比转数。 53、比例定律: 54、离心泵性能曲线的作用:功率—流量曲线是合理选择原动机功率和操作启动泵的依据。 55、按照分离过程离心机分类:过滤式离心机，沉降离心机，离心分离机，后两者原理相似。 56、常见的沉降离心机有三足式沉降离心机，螺旋卸料沉降离心机，刮刀卸料沉降离心机。 57、常见的离心分离机有管式分离机，室式分离机，碟式分离机。 58、沉降离心机与过滤式离心机最主要的区别是在转鼓上是否开孔，沉降离心机不开孔。 名词解释 1、工作容积:工作腔中的全部容积并不都是有效的，其中实际处理气体的那部分容积称为工作容积。 2、余隙容积:工作腔在排气结束后，其中仍可能残存一部分高压气体，这部分空间称为余隙容积。 3、对动式压缩机:气缸布置在曲轴两侧，两侧活塞运动两两对称的压缩机。 4、行程:活塞从一个止点到另一个止点的距离称为行程。 进程: 活塞向“外止点”运动时,称为进程。 回程:活塞向“内止点”运动时，称为回程。 5、活塞式压缩机的级:被压缩气体进入工作腔完成一次气体压缩称为一级，包括进气、压缩、排气等过程，也称为一个工作循环。 6、排气量:单位时间内压缩机最后一级排出的气体体积流量换算成第一级进气状态下的气体体积流量。 7、等温指示效率:等温压缩循环的理论指示功率与实际循环指示功率之比。 8、连杆比:曲柄半径与连杆长度的比值。 9、列的综合活塞力:压缩机中的气体力、往复惯性力、往复摩擦力代数和。 10、离心式压缩机的级:是离心压缩机实现气体压力升高的基本单元，由一个叶轮和一组与其相配合的固定元件组成。 11、反作用度:气体在叶轮中得到的静压能与理论能量头的比值。 12、多变效率:是指压力由p1升到p2所需的多变功与实际所消耗的总功之比。 流动效率(水力效率): 多变压缩功与叶轮对气体做功获得理论能头之比。 13、轮阻损失:叶轮旋转时，叶轮的轮盖、轮盘的外侧面及轮缘与周围的气体发生摩擦，造成的损失。 冲击损失: 冲击角: 14、离心式压缩机最佳工况点:通常将效率曲线上效率最高的点称为最佳工况点，一般是压缩机的设计工况点。 15、转子的临界转速:转子角速度与转子横向振动某一固有圆周频率相重合，则转子会发生强烈的共振导致转子的破坏，与此相对应的转子的转速称为临界转速。 16、泵的扬程:泵输送单位重量的液体从泵进口处到泵出口处总机械能的增值，即单位重量液体通过泵获得的有效能量。 17、分离因数:离心泵转鼓内物料在离心场中所受离心力与其所受中立的比值，即离心加速度与重力加速度的比值。 简答题 1、活塞式压缩机的优缺点 (1) 优点: ? 适用压力范围宽。可设计成低压、中压、高压、超高压。随排气压力的变化，排气量变化不大。 ? 压缩效率高。大型往复压缩机热效率可达80%。 ? 适应性强、输气量范围宽。 ? 品种多样，适应各种工况及用途。 (2) 缺点: ? 气体带油污，需要净化。 ? 最大排气量较小。 ? 排气不连续，气体压力有波动。 ? 易损件较多，维修工作量大。 离心式压缩机的优缺点: (1)优点: ? 排气量大、排气平稳最大可达12~17万m3/h，工作压力最高可达70MPa ? 转速高、功率大在万转/分以上，可用汽轮机、燃气轮机直接驱动 ? 结构紧凑、体积小、重量轻、占地面积少 ? 运转性能好 易损件少，维修方便，可保持2~3年运行 ? 不污染被压缩气体 (2)缺点: ? 单级压力比不高，大于70MPa时只能使用活塞式压缩机。 ?不适应小气量工况 ?效率较活塞式压缩机低、噪音大 ?稳定工况范围较窄 两个压缩机比较起来看 2、活塞式压缩机级的理论循环基本假设 1) 气缸没有余隙容积，被压缩气体能全部排出; 2) 进排气过程无压力损失、压力波动、热交换; 3) 压缩过程和排气过程无气体泄漏; 4) 所压缩的气体为理想气体; 5) 过程指数为定值; 6) 压缩过程为等温或绝热过程。 3、活塞式压缩机实际循环与理论循环差别 ? 气缸存在余隙容积; ? 进、排气通道及气阀有阻力损失; ? 气体与各接触壁面间存在温度差; ? 气缸容积不能绝对密封，有泄漏; ? 阀室容积有限，进排气存在脉动; ? 实际气体性质不同于理想气体; ? 压缩工况存在差别。 4、容积系数，压力系数，温度系数的公式及物理意义。 5、影响排气量的因素 进气压力的影响，进气温度的影响，转速的影响，余隙容积的影响，泄漏的影响 6、多级压缩的理由 节省压缩气体的指示功，降低排气温度，提高容积系数，降低活塞上的气体力 7、活塞的位移，速度，加速度表达式及各个符号含义。 ——连杆比 ——曲柄与气缸中心线夹角 r ——曲柄半径 w——曲柄旋转角速度 8、活塞式压缩机设置飞轮的原因:瞬时阻力矩与驱动力矩不等造成转速波动，控制转速波动. 飞轮的惯性矩表达式及各个符号含义 9、活塞式压缩机气缸要求 足够的强度和刚度;良好的润滑性和冷却性;良好的耐磨性和密封性;进排气阀合理布置。 10、活塞式压缩机气量调节方法 (1) 转速调节——改变转速n (2)从气体管路调节 1)进气节流 2)切断进气 3)进、排气管连通 (3)压开进气阀调节 (4)补充余隙容积调节法 (5)改变操作台数调节法 11、级在列中的配置原则 ? 多列压缩机，应合理选择曲柄错角，使惯性力能得到较好的平衡，切向力较均匀。 ? 级在列中的配置，应力求各列活塞力接近相等，在同一列中，应力求活塞力在往复两行程中相等或接近。 ? 尽可能使填料函位于压力较低处，即低压缸配置在曲轴侧 ? 高压缸配置在远轴端，减少泄漏和降低对填料函的要求。便于制造、安装、维护和检修。 12、简述离心压缩机的工作原理 利用惯性的方法，气流不断加速、减速，因惯性而彼此挤压，缩短分子间的距离，提高气体的压力。 13、欧拉方程表达式(第一表达式，第二表达式，第二表达式每一项代表的含义) 14、叶轮前弯，后弯，径向性能对比。 15、为什么离心式压缩机效率曲线会出现中间高两头低, 16、喘振的机理和危害 机理:流量减小—旋转失速—流动恶化—出口压力降低—管网气流回流—管网压力等于出口压力—气流正向流—压缩机正常工作—管网压力升高—流量下降—„„如此周而复始，在整个系统中发生了周期性的轴向低频大振幅的气流现象，称为喘振。 危害:强烈振动、噪声、性能(p,η)下降、轴封和密封损坏;转子定子碰撞?机器严重破坏 17、离心式压缩机工况调节方法 ? 压缩机出口节流调节 ? 压缩机进口节流调节 ? 改变压缩机转速 ? 叶轮进口导叶，扩压器叶片调节 ? 压缩机的串联与并联 18、叶轮轴向力产生原因 叶轮两侧流体压力差，轮盘侧大于轮盖侧，使叶轮两侧的受力不平衡产生轴向力 气流速度大小和方向的改变，对叶轮产生一个轴向冲力 19、离心泵汽蚀的机理和危害，避免发生汽蚀的措施 机理:最低压力Pk??叶片进口处局部Pk,Pv?液体气化?气泡逸出体积增加??叶轮做功P??气泡凝结溃灭体积???空穴形成，液体合围?撞击、冲击流道?(高压数百at、高温300?、高频3000Hz)?剥蚀表面、扩展裂纹、电化学腐蚀?汽蚀。汽蚀即液体汽化、凝结、冲击、破坏的过程。 危害:?部件损坏?性能下降?噪声振动?机器失效?机器破坏 措施:HPSHa?、NPSHr?、改进叶轮材料 20、离心机离心液压的计算公式，各个符号的含义