化工过程机器复习-v3.0

化工过程机器

复习要点考试题型：一、填空（20分）二、判断（5分）三、选择（10分）四、简答（35分）五、计算（30分）泵的分类：按泵的工作原理和结构形式，分为三类：泵叶片泵（透平泵）容积式泵往复泵：活塞泵，柱塞泵，隔膜泵转子泵：齿轮泵，螺杆泵，滑片泵离心泵轴流泵混流泵旋涡泵其他类型泵（流体作用泵）一、泵的分类：第1章泵二、离心泵主要部件及作用三、离心泵的主要性能参数：扬程（/理论扬程）、流量（/理论流量）、功率（轴功率、水力功率、有效功率）、效率、允许汽蚀余量四、速度三角形、欧拉方程（掌握应用计算）五、泵性能曲线、管路特性曲线及工作点六、离心泵串并联的选择串并七、汽蚀（掌握计算）：汽蚀判别式吸上装置倒灌装置八、泵相似条件：几何相似、运动相似几何相似九、比例定律——相似定律的特例十、比转数，重点掌握概念和应用意义；叶轮切割的概念十一、液体性质对性能影响功率N与密度ρ成正比，即密度增加，功率增加；密度影响泵的吸入特性，密度增加时，NPSHa下降，易发生汽蚀。饱和蒸汽压力对泵的吸入特性有较大的影响，饱和蒸汽压上升，NPSHa下降，易汽蚀。液体含有杂质后，密度增加，粘度增加，使泵的流量Q、扬程H、效率η下降；且对机械密封不利，造成泄漏增加，容积效率下降。液体粘度增大，损失增加，扬程H、流量Q及效率η下降；轴功率增加。十二、离心泵零部件，轴向力及平衡方法止推轴承；平衡孔；平衡叶片；双吸叶轮；平衡管；对称布置叶轮；平衡鼓；自动平衡盘密封；轴承十三、各种类型的泵主要特点。漩涡泵、往复泵、齿轮泵、螺杆泵的特点和适用范围；屏蔽泵的特点搜集原始数据。泵参数的选择及计算：H－Q。选型：按照工作要求和运行参数，采用合理的选择方法，选出均能满足适用要求的几种型式，然后进行全面的比较，最后确定一种形式。校核：型式选定后，进行有关校核计算，验证所选的泵是否满足使用要求。如所要求的工况点是否落在高效工作区，是否大于

十四、泵选用的步骤（要会看泵的系列型谱）一、压缩机分类：按结构形式和原理分：第2章活塞式压缩机容积式压缩机——是指压力提高是依靠压缩气体的体积实现的。往复式压缩机是容积式的压缩机，最常见的就是活塞式压缩机。速度式压缩机——先使气体分子获得一个相当大的速度，然后通过扩压器使速度降低，将动能转化为压力能，例如离心压缩机。二、活塞式压缩机的主要优缺点最大的优点是从低压到超高压，适应压力范围广。工作稳定性好。压力与流量的关系不大。效率高。适应性强。。缺点：结构复杂、易损件多；吸入排出气体易引起设备及管路振动；惯性力造成转速不能太高，因而不适于大排量的场合；活塞润滑会造成压缩介质的污染。三、活塞压缩机分类在；

按气缸中心线的相对位置分类直列式：各列气缸中心线夹角为0°。其中包括立式（气缸中心线与地面垂直）和卧式（气缸中心线与地面平行）。

对置式：各列气缸中心线夹角为180°，其中包括对称平衡型和对置型。角度式：气缸中心线彼此成一定角度，其中包括L型、V型、W型、扇型和星型等。

四、活塞式压缩机的基本结构工作机构：处理气体，作功。气缸、活塞、气阀等。（填料函、活塞杆、活塞环）运动机构：将旋转运动转化为往复运动。曲柄、连杆、十字头等。机身：支撑（连接）气缸部分与传动部分。辅助系统：保证机器正常运转。润滑系统、冷却系统、调节系统。五、活塞式压缩机的工作原理。行程、止点、余隙容积的概念。工作循环的四个过程。六、掌握理论排气量的概念及计算。七、掌握排气系数及实际排气量的计算。八、掌握理想气体压缩的循环指示功率计算。九、采用多级压缩的理由，级数选择原则，压力的分配。十、压缩机的受力分析：综合活塞力的概念，几种典型压缩机受力均衡情况。十一、压缩机的运转特性吸气压力降低，而排气压力不变时，对于单级压缩机，压力比升高，容积系数降低，排气量将明显下降。排气压力提高，容积系数下降，排气量减少。压缩密度大的气体，吸气终了压力下降，轴功率增加。氢气压缩机用空气试车时要特别防止电机超载。十二、压缩机的气量调节（减荷阀、回流、强制顶开吸气阀、部分行程压开吸气阀、余隙、转速）。十三、气阀、密封的结构组成，工作原理。十四、润滑作用、方式、部位。一、离心式压缩机的分类

按排气压力分：通风机、鼓风机、压缩机；按剖分形式分：水平剖分、高压筒形<垂直形式剖分>、多轴式二、离心式压缩机的结构及工作原理转子：叶轮与轴的组件。

定子：扩压器、弯道、回流器、吸气室和蜗壳等固定元件。气体在级中的流动过程。第3章离心式压缩机三、离心式压缩机的适用场合，主要优缺点。单级流量大；运转可靠性高；易损件少，维修方便；气体不与机器润滑系统的油接触；转速较高。不适用于气量太小及压力比过高的场合；稳定工况区较窄；效率较活塞压缩机低。四、气体在级中流动的基本方程连续方程、欧拉方程、能量方程、伯努力方程、热力过程方程和压缩功的表达式关联。马赫数是表征气流可压缩性的一个准数。当M≤0.3时，一般可以不考虑密度的变化，即认为此时气流是不可压缩的，它所引起的误差也不超过9%。当M>0.3时，就必须考虑密度的变化，即必须考虑气流的可压缩性了，否则会造成很大的误差。气体的可压缩性只有在高速时才明显地显示出来。五、级中能量损失：马赫数对可压缩性影响；漏气损失的影响及控制。六、性能曲线及一般特点：随流量的减小，压缩机提供的压力比将增大。流量有最大和最小两个极限流量；排出压力也有最大值和最小值。——压缩机喘振的机理——流量减小边界层分离旋转脱离流量进一步减小脱离团阻塞叶道出口压力显著下降倒流整个压缩机系统发生周期性的低频大振幅的气流振荡现象，就称为喘振。现象：级进出口参数产生强烈脉动，叶片振动，机器噪音增大。七、喘振及堵塞工况的形成和控制。喘振的内因：流量过小，小于压缩机的最小流量，导致机内出现严重的气体旋转脱离；喘振的外因：管网有一定容积，且压力高于压缩机的排压，造成气流倒流，产生大幅度的气流脉动。脉动的频率和振幅与管网容量有关。——喘振的危害——压缩机性能恶化，压力、效率降低；出现异常噪声、吼叫和爆音；机组出现强烈振动，使得压缩机的轴承、密封损坏，转子和固定部件发生碰撞，造成机器严重破坏。——喘振原因——机器进出口设置监视仪表和防喘振控制系统；降低转速；开大入口阀；降低后部系统压力；后部系统压力无法降低而生产需求流量又很小的情况下，开大压缩机防喘振阀。——防喘振的措施——产生原因：流量增大，气流的冲角达到较大的负冲角，在叶片工作面上发生边界层分离，叶片做功全部转变为能量损失，压力不再升高，仅用于维持在该流量下流动；在流道最小截面处出现了声速，边界层分离区急剧扩大，压缩机达到了阻塞工况，此时压力得不到提高，流量不再增大。——压缩机的堵塞工况（最大流量工况）——改变转速的调节方法，经济性最好，调节范围广，适用于蒸汽轮机、燃气轮机驱动的压缩机。压缩机进口节流调节方法，方法简单，经济性较好，且具有一定的调节范围，在转速固定的压缩机、鼓风机等采用。转动进口导叶调节方法，调节范围较广，经济性也好，但结构较复杂。转动扩压器叶片调节方法，使压缩机性能曲线平移，对减小喘振流量，扩大稳定工作范围很有效，经济性也好，但结构复杂，目前该法很少单独采用，有时同转速调节法联合使用。出口节流调节方法最简单，但经济性最差，目前只在通风机和小功率的压缩机、鼓风机上使用。同时采用两种调节方法，可取长补短，最有效地扩大压缩机的稳定工作范围。八、离心式压缩机的性能调节。九、相似的条件。所以，要保持两台离心压缩机流动完全相似，必须具备以下相似条件：几何相似；叶轮进口速度三角形相似；特征马赫数相等；气体等熵绝热指数相等。十、离心式压缩机的零部件：重点掌握轴承和密封。滑动轴承的工作原理和种类工作原理：利用轴颈在转动时将润滑油带入轴颈与轴承瓦之间的间隙而产生油膜压力，以支承轴颈所加的载荷。优点：滑动轴承的承载能力大，回转精度高，润滑油膜具有抗冲击作用，在大型旋转机械上获得广泛应用。分类：按承受载荷的方向不同滑动轴承分为径向轴承和推力轴承。半速涡动的特点：涡动角速度约为转子角速度的一半或稍低，故称之为半速涡动；涡动与转子的转向相同；涡动一旦产生，就在相当广的转速范围内持续下去，而且始终保持半速。临界转速若转子旋转的角速度与转子弯曲振荡的固有圆周频率相重合，则转子发生强烈的共振导致转子破坏，转子与此相应的转速称为转子的临界转速。一旦转速远离临界转速，则转子运转平稳不发生强烈振动。转子弯曲振动的临界转速可有1、2……i阶个，各阶临界转速大致是随i2增大。但实际转子工作转速不会太大，所以关注1、2阶临界转速。临界转速对刚性转子：对柔性转子：为防止轴承油膜振荡：油膜振荡当转子转速升高到二倍于一阶临界转速时，半速涡动的角速度恰好等于一阶临界转速，则转子－轴承等发生共振性振荡，称为油膜振荡。油膜振荡一旦产生，其振荡频率就趋近并保持一阶临界转速的频率不变，不再随转子转速的升高而变化。油膜振荡的振幅比半速涡动的振幅大得多，有毁坏机器的危险。为避免油膜振荡，要求工作转速小于二阶临界转速。浮动环间隙密封的结构形式和密封原理：自对中特性干气密封的结构和工作原理一、主要特点流量大，重量轻，体积较小。静叶可调时流量调节范围宽。单级压低，稳定工况区较窄，性能曲线较陡，易喘振。对固体杂质敏感，叶片易受磨损，需设入口过滤器。前1、2级动叶片较易损坏。第4章轴流式压缩机二、轴流式压缩机的系列：A系列（固定静叶系列）、AV系列（静叶可调系列，不宜喘振）。在转速一定时，流量增大，压比下降。转速越高则压比显著提高，性能曲线也变得更陡峭，稳定工作区变窄，并向大流量区移动。存在喘振与阻塞等不稳定工况。三、轴流式压缩机的性能曲线及主要特点。四、轴流式压缩机的不稳定工况：旋转失速工况、喘振工况、由气动力与叶片弹性特性相互作用引起的颤振工况。一、螺杆压缩机的基本结构和工作原理。工作循环的三个过程。二、螺杆压缩机的特点和适用场合。第5章