过程流体机械考试题

1、、填空（本大题 15 分，每空 0.5分）1、2、3、4、按工作介质的不同，流体机械可分为（压缩机） 、（泵）和（分离机） 。 平面填料的典型结构是三六瓣结构， 即朝向气缸的一侧由 （三瓣） 组成， 背离气缸的一侧由（六瓣）组成，每一块平面填料外缘绕有螺旋弹簧，起 （预紧）作用。往复活塞泵由（液力端）和（动力端）组成。 防止离心压缩机的转子因受其重力下沉需要两个（径向）轴承，防止转子因受轴向推力窜动需要（轴向止推）轴承。5、压缩机中的惯性力可分为（往复）惯性力和（旋转）惯性力。6、往复式压缩机的工作腔部分主要由（气阀） 、（气缸）和（活塞）构成。7、离心泵的过流部件是（吸入室） 、（叶轮）和（

2、蜗壳） 。8、泵的运行工况点是（泵特性曲线）和（装置特性曲线）的交点。9、离心压缩机级内的能量损失主要包括： （流动）损失、（漏气）损失和（轮 阻）损失。10、往复式压缩机的传动部分是把电动机的 （旋转） 运动转化为活塞的 （往复） 运动。11、由比转数的定义式可知，比转数大反映泵的流量（大） 、扬程（低）。12、离心压缩机中，在每个转速下， 每条压力比与流量关系曲线的左端点为 （喘 振点）。各喘振点联成（喘振线） ，压缩机只能在喘振线的（右面）性能曲线上 正常工作。本大题 10分，每小题 1 分）判断1、2、3、4、5、（X）采用多级压缩可以节省功的主要原因是进行中间冷却。（X）压缩机的冷却

3、方式主要分为（风冷）和（水冷）。（X）管网特性曲线决定于（管网本身的结构）和用户的要求。（X）按级数可将离心泵分为（单级泵）和（多级泵）。X） 活塞与气缸之间需采用 （活塞环） 密封，活塞杆与气缸之间需采用 （填料）密封。6 （X）往复式压缩机的传动部分是把电动机的旋转运动转化为活塞的往复直 线运动。7、（X）气阀中弹簧的作用是帮助阀片关闭和减轻阀片开启时与（升程限制器）的撞击。8、（X ）在双作用气缸中，为利于填料密封，在曲轴一侧配置（较低）压力级。9、（X）压缩机串联工作可增大气流的排出压力，压缩机并联工作可增大气流 的输送流量。10、（X）如果泵几何相似，则（比转数）相等下的工况为相似工

4、况。三、（本大题 20 分，每小题 2 分名词解释1、过程流体机械：是以流体为工质进行能量转换、处理与输送的机械，是过 程装控的重要组成部分。2、理论工作循环：压缩机完成一次进气、压缩、排气过程称为一个工作循环。3、余隙容积：是由气缸盖端面与活塞端面所留必要的间隙而形成的容积，气 缸至进气、排气阀之间通道所形成的容积，以及活塞与气缸径向间隙在第一道 活塞环之前形成的容积等三部分构成。4、多级压缩：多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级中进行，并在每级压 缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。5、灌泵：离心泵在启动之前，应关闭出口阀门，泵内应灌满液体，此过程称 为灌泵。6、有效汽蚀余量：有效汽蚀余量

5、是指液流自吸液罐（池）经吸入管路到达泵 吸入口后，高出汽化压力 pV 所富余的那部分能量头，用 NPSHa 表示。7、元流动：指气流参数（如速度、压力等）仅沿主流方向有变化，而垂直 于主流方向的截面上无变化。8、侧覆力矩：侧向力和主轴颈作用于轴承上的垂直分力大小相等方向相反，在 机器内部构成了一个力矩。 该力矩在立式压缩机中， 有使机器顺着旋转方向倾倒 的趋势，所以习惯上称此力矩为侧覆力矩。9、容积流量：通常是指单位时间内压缩机最后一级排出的气体，换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值，单位是m3/min 或 m3/h。10、行程：活塞从一个止点到另一个止点的距离为“行程” 。 四、解

6、答题（本大题 30 分，每小题 3 分）1、 活塞压缩机的 实际工作循环有哪些特征？答：（1） 任何工作腔都存在余隙容积。 因此， 实际工作循环比理论 工作循环多了一个膨胀过程。（ 2 ）气 体 流 经 进 气 、排 气 阀 和 管 道 时 必 然 有 摩 擦 ，由 此 产 生 压 力 损失，整个进气过程气缸内的压力一般都低于进气管道中的名义进气 压力，排气压力也高于排气管内的压力。（ 3）气体与各 接触壁面 间始终 存在 着温 差，这导致 不断 有热 量 吸入 和放出。过程指数不为常数。（ 4）气 缸容 积不 可能 绝对 密封 ，存 在泄 漏 的影响。（ 5）阀 室容 积不 是无 限大 ，吸

7、 、排 气过 程 产生压力 脉动。（6）对于进、排 气系统是一固定的封闭容积，且相对于工作腔容积 并不太大，进气过程中压力能明显地逐渐降低，排气过程中压力能 明显地升高。2、采用多级压缩的原因是什么？可以节省压缩气体的指示功； 可以降低排气温度； 提高容积系数； 降低活塞力。1）答：主要有如下原因：（4）3、活塞式压缩机往复运动部分质量与旋转部分质量各由哪几部分组成?答：往复运动部分质量 ms 包括由作往复运动的活塞、活塞杆和十字头部件的 质量，用 mp 表示，及连杆转化作往复运动的质量 ml；旋转运动部分质量mr包括由作旋转运动的曲拐部件的质量，用 me表示，及连 杆转化作旋转运动的质量ml

8、。4、离心泵发生不稳定工作原因是什么？如何判别稳定工作点和不 稳定工作点？ 答 ：（1）发 生不 稳 定工 作的 原因 主要有两 点： 泵的 H-Q 特 性曲线呈 驼峰形 ； 管路 装置中要有能自由 升降 的液面或其 它贮 存和 放出 能量 的部分。（ 2）稳定工作 点和不稳 定工作 点的 方法 是：当交点 处管 路特 性 的斜 率大于泵性能曲线的斜率时是稳定工作点；反之，如交点处管路特 性的斜率小于泵性能曲线的斜率，则是不稳定工作点。5、离心泵的过流部件主要有哪些？它们各自的作用是什么？答：离心泵的过流部件主要有吸入室、叶轮和蜗壳，其作用如下：（1）吸入室：位于叶轮进口前，其作用是把液体从吸

9、入管引入叶轮， 要求液体流过吸入室的流动损失较小，并使液体流入叶轮时速度分 布较均匀；（2）叶轮：是离心泵中的作功部件，对叶轮的要求是在损失最小的 情况下使单位重量的液体获得较高的能量；（3）蜗壳：位于叶轮出口之后，其功用是把从叶轮内流出的液体收 集起来，并把它按一定要求送入下级叶轮或送入排出管。C2uU2C1uU1第二欧拉方程为：Lth Hth2 2U2 Ui22 2C2Ci22 2w1w226、写出欧拉方程和第二欧拉方程，并简述其物理意义。 答：欧拉方程为：Lth Hth该方程的物理意义是:(2)(3)(4)欧拉方程指出的是叶轮与流体之间的能量转换关系，它遵循 能量转换与守恒定律；只要知道

10、叶轮进出口的流体速度，即可计算出单位质量流体与 叶轮之间机械能转换的大小，而不管叶轮内部的流动力情况； 该方程适用于任何气体或液体，既适用于叶轮式的压缩机，也 适用于叶轮式的泵；推而广之，只需将等式右边各项的进出中符号调换一下，亦适 用于叶轮式的原动机。7、离心压缩机防喘振的主要措施有哪些？答：由于喘振对机器危害严重，应严格防止压缩机进入喘振工况， 一旦发生喘振，应立即采取措施消除或停机。防喘振主要有如下几 条措施：操作者应具备标注喘振线的压缩机性能曲线，随时了解压缩 机工况点处在性能曲线图上的位置。(2)(3)降低运行转速，可使流量减少而不致进入喘振状态，但出口 压力随之降低。在首级或各级设

11、置导叶转动机构以调节导叶角度，使流量减 少时的进气冲角不致太大，从而避免发生喘振。（4）在压缩 机出 口设置 旁通管道，宁肯多消耗流 量与功率，也 要 让压缩机通过足够的流量，以防进入喘振状态。5） 在压缩机进口安置温度、流量监 视仪表，出口安置压力监 视仪 表，一旦出现异常或喘振及时报警，最好还能与防喘振控制操作联动或与紧急 停车联动。（ 6）运行操作 人员应了 解压缩 机的 工作 原理 ，随时 注意 机器 所 在的 工况位置，熟悉各种监测系统和调节控制系统的操作，尽量使机器 不致进入喘振状态。一旦进入喘振应立即加大流量退出喘振或立即 停机。停机后，应经开缸检查确无隐患，方可再开动机器。8、

12、分析 V2.2D-0.25/7 型空气压缩机和 2VY 6/7型空气压缩机名称 中各 代号的意义?答：（1） V2.2D-0.25/7型空气压缩机：2列、V型（本身是2列），原配电动机 额定功率2.2KW，低噪声罩式，额定排气量 0.25m3/min,额定排气表压力7X 105Pa。（2） 2VY 6/7型空气压缩机：4列，双重V型，移动式，额定排气量6m3/min, 额定排气表压力 7X 105Pa。9、简述离心泵汽蚀的机理及危害？答： （1）汽蚀的机理 在离心泵叶片入口附近的非工作面上存在着某些局部低压区， 当处于低压区的 液流压力降低到对应液体温度的饮饱和蒸汽压时，液体便开始汽化而形成气

13、 泡；气泡随液流在流道中流动到压力较高之处时又瞬时溃灭。在气泡溃灭的瞬 间，气泡周围的液体迅速冲入气泡溃灭形成的空穴，并伴有局部的高温、高压 水击现象，这就是汽蚀产生的机理。a.（2）汽蚀的危害： 汽蚀使过流部件被剥蚀破坏 ;b.c.d.汽蚀使泵的性能下降 ; 汽蚀使泵产生噪音和振动； 汽蚀也是水力机械向高流速发展的巨大障碍。10、活 塞式 压缩机气量调节的常用方法及要求？ 答：（1）常用方法：转速调节 管路调节压开进气阀调节（2）要求：容积流量随时和耗气量相等，即所谓连续调节，事实上不是任 何情况下都能实现连续调节的，当不能连续调节事可采用分级调节调节工况 经济性好，即调节时单位流量耗功小；

14、调节系统结构简单，安全可靠，并且 操作维修方便。五、（本大题12分）1、A : Htot-级的总能量头；B : Hl-级的漏气损失；C： Hdf-级的轮阻 损失；D : H th-级的理论能量头；2 2E:C0一-级的动能增量；F: Hhyd-级的流动损失；G : Hp ol-级的多2变压缩功。（7分，每空1分）2、1 阀座 ，2 阀片 ，3 弹簧 ，4升程限止器，是进气阀。(6)（5分，每空1分）（本大题13分）1、(共 5 分)解:(1)单级等熵压缩功:WiimPVK0.11.410 1.410.80.10130.11.4 11.413.0610 3 KJ / min单级等熵压缩功:压力比

15、0.901330.1W2i2PVc ,1.40.1 10 1.4132.5810 KJ / min1.4 13k 1(3)由于 WiiW2i，所以两级压缩省功。2.已知某化工厂所选的离心泵的性能为qv/(m3/h)HmNPSHr120873.8200804.2240725.04m,吸水管径250mm,管长12m,为它设计的吸入装置是储水池至泵的高度管路沿程阻力系数入=0.018其中有带滤网底阀一个，Z 1=7.5;闸板阀一个，Z2=0.1； 90弯头3个，每个弯头的局部损失系数Z 3=0.9。锥形渐缩过度接管一个，Z 4=0.04;。该泵的使用流量范围在 200220m3/h，试问该泵在使用时是否发生汽蚀？如果发生汽蚀，建议用户对吸入装置的设计应作什么改进，方可使其避免发生汽蚀？(当地的大气压头为 9.33mH2O ,15C清水的饱和蒸汽压为 1.7kPa)。(8分)解：选择最大流量220m3 / h工况作计算，因为最大流量工况下的 NPSHa最小,而NPSHr最大。如果该工况下不发生汽蚀，则在比它小的流量下工况更不会发生汽蚀。4qv4 22021.245m/s36000.252(7)由管路沿程阻力系数=0.018,局部阻力系数如下：带滤网底阀=7.5,闸板阀=0.