水力机械现代设计方法试题

水力机械现代设计方法试题1、试写出你在实习基地所见到过的不一致结构、不一致用途的容积式压缩机的名称（4）转子式压缩机：全封闭式滚动转子式压缩机；涡旋式压缩机：全封闭式涡旋式压缩机；螺杆式压缩2、写出比转速的计算公式，试解释为什么比转速是一个相似准则。(3分)3.65n q3.65n qvs H3/

或者n n qvs n qv(

)3/4 tF要条件，而不是充分条件。3、两台几何相似的泵与风机，在相似工况下运行，其性能参数如何按比例关系变化？（5分）D3n

D2n2

D2n2q q p

p

p p

p

p p pv,p

v,m

D3

tF,p

tF,m

D2

sF,p sF,m

D2n2mmD2n2

m mmD5n3

m mmH H p

PP

p p pp mD2

p m

D5n3mm m mm4、泵与风机的Q～H曲线、Q～N曲线、Q～η曲线分别叫什么曲线？是在什么条件下得到的？泵与风机的工作点是如何确定的？（5分）Q～H曲线、Q～N曲线、Q～η曲线分别叫流量～扬程曲线、流量～功率曲线与流量～效率曲线。它们是在转速等于常数时，通过试验获得。泵与风机的工作点是Q～H曲线与管网特性曲线的交点。5D＝220mm，叶轮出口宽度b＝10mm，叶轮出口安放角β＝22°，转速n2 2 2b＝2900rpm，理论流量Q＝0.025m3/s，假设液体径向流入叶轮，即α＝90°，试计算无限多叶片1叶轮的理论扬程。（7分）出口圆周速度：u2

Dn260

0.223.14290060

33.38(m/s)轴面速度：cm2

QF2

QDb2

0.0250.22

3.62(m/s)出口角β2＝22°速度三角形：

＝90° 有c 0

1u

u1ucthH

2u2 1u1u2c21u(u c ctg)th

ug g 2 2 m2 233.38(33.383.62ctg22)/9.8183.09(米水柱）6形如何变化？绘图表示（7）7（6分12。p*p00* p0

p0*p00' 0'ΔhtΔhn

Δh*t

Δh*np11p11Δh p21bh 2

Δh’h b

p2Δhb2s s图1纯冲动级 图2 反动级在纯冲动级中，蒸汽在喷嘴中膨胀加速，获得高速动能；蒸汽流过动叶通道时，只改变流淌方向，而不发生膨胀加速，将高速汽流的动能转变为旋转机械能；在反动动级中，蒸汽在喷嘴中膨胀加速，获得高速动能；蒸汽流过动叶通道时，既改变流淌方向，同时又膨胀加速，将高速汽流的动能转变为旋转机械能。8、汽轮机级的轮周有效焓降与级的实际焓降有何区别？（4分）答：级的轮周有效焓降是指蒸汽流过汽轮机级时1kg级的滞止焓降减去喷嘴缺失、动叶缺失、余速缺失计算；级的实际焓降是指蒸汽流过汽轮机级时1kg蒸汽所具有的理想能量最后转化为有效功的能量，可由级的滞止焓降减去喷嘴缺失、动叶缺失、余速缺失及其它级内缺失计算得到。9、活塞由哪几部分构成？各部分的作用及其工作机理？（6分）活塞由活塞顶部、活塞环部与活塞裙部三部分构成。活塞顶部与气缸盖与气缸等构成燃烧室或者压缩室。活塞环槽部是安装气环与油环的部位。活塞裙部是活塞与气缸壁面直接接触的部分，起导向与承受连杆传给的侧压力的作用，是活塞磨损最严重的部位，也是安装连接活塞与连杆的部件——活塞销的部位。10、试述柴油机与汽油机工作原理要紧有何不一致（4分柴油机与汽油机工作原理上的不一致点有：终了时开始高压喷入气缸内，并占小部分做功行程，时间较短；汽油机的燃油在气缸外部（或者进气道中）束，时间较长。机又称之压燃式内燃机，汽油机又称之点燃式内燃机。11（6）内燃机一个循环所作的指示功为：WpVi i

103 kJ式中：p为平均指示压力，V为单个气缸工作容积i a s四冲程内燃机一个工作循环所用时间为602120n n

s，n为内燃机转速，r/mini四冲程内燃机单缸指示功率为P Wi

pV103i

pVn i s 102 ki (120/n) (120/n) 12四冲程内燃机单缸有效功率为

pVi s

102 es 102 kWpVke 12 12pV上式中： 为机械效率，p为平均有效压力m e apVn pVni四冲程内燃机整机功率为P

es 102i es 102 Kw上式中i为气缸数。

e 12 12有：提高平均有效压力（如使用增压技术、增大单个气缸工作容积（增大气缸直径与行程、提高内燃机转速与增加气缸数等。12、容积式压缩机有什么要紧的类型，试简述其各自的特点及应用场合（6）活塞压缩机：要紧运动部件为活塞，做往复运动，应用广泛，特别是在化工、煤炭、石油、海洋工程中。滚动转子式压缩机：要紧运动部件为转子，做旋转运动，广泛用于家用空调器、冰箱、商用制冷设备。单螺杆压缩机有一个做旋转运动的螺杆，它的螺槽同时与几个星轮啮合。可应用于中大型制冷系统、空气动力系统中。双螺杆压缩机则有两个做旋转运动的、相互啮合的螺杆。要紧应用于中大型制冷系统、气体动力系统中。涡旋压缩机的要紧由两个结构完全相同的错置180度的动、静涡旋盘构成。目前要紧大型家用及商用空调系统中。滑片式压缩机要紧由气缸、转子、滑片构成。在汽车空调中有应用。13、表面式换热器有什么要紧的类型，试简述其各自的特点（6）管壳式换热器，有一圆形外壳，内装平行管束，冷热流体分别在管程或者壳程流淌，通过管壁换热，其优点是结构简单、造价低廉、选材范围广、耐高温耐压、适用范围广。板式换热器要紧由若干长方形薄金属片相互叠置压紧而成，其传热效率高、有效传热温差大、结构紧凑，但刚性较差，难以习惯高压或者高压差工况，对介质要求也较高。翅片管式换热器，通过带肋的壁面扩展换热面积与促进湍流，以强化换热能力较弱的一侧。能够实现多种介质在不一致流道内同时换热，结构复杂，造价高，难以承受高温高压，对介质要求高。14、锅炉效率的物理意义是什么？在电站煤粉炉中，影响锅炉效率的关键因素是什么？（5分）锅炉效率表征燃料送入锅炉的热量最终被工质有效利用的程度，可由正平衡或者反平衡法计算。正平衡：gl

1100, %QQQr反平衡：gl

100(q2

qq3

qq5

), %15、锅炉中蒸汽温度调节的手段有那些？什么手段能实现快速、灵敏地调节温度？（4分）蒸汽温度调节的手段有：喷水减温、烟气再循环、分割烟道挡板、摆动式燃烧器。喷水减温由于直接将低温水喷入蒸汽中，因而能迅速灵敏地调节蒸汽温度。16温度下降，蒸发温度上升对制冷系统的影响（7）、ε；过热能够保证制冷剂进入压缩机之前完全蒸发，避免压缩机因吸入过多液滴而造成液击。当冷凝温度下降、蒸发温度上升时，系统循环由如图的1—2—3—4变为1’—2’—3’—4’，可见单位制冷量q。增加，单位理论功w怖减少，制冷系数ε上升，而吸气比容v减少，制冷剂循0 1环量增人，总制冷量增大。17、蒸汽压缩式制冷