过程流体机械复习试题2篇

过程流体机械复习试题整理2篇

第1章绪论

一、填空

2、流体机械按其能量的转换形式可分为（）和（）二大类。

3、按工作介质的不同，流体机械可分为（）、（）和（）。

5、将机械能转变为（）的能量，用来给（）增压与输送的机械称为压缩机。

6、将机械能转变为（）的能量，用来给（）增压与输送的机械称为泵。

7、用机械能将（）分离开来的机械称为分离机。

二、名词解释

5.压缩机6.泵7.分离机

第2章容积式压缩机

一、填空题

2、往复式压缩机由（）、（）、（）和（）四部

分组成。

3、往复式压缩机的工作腔部分主要由（）、（）和（）构成。

4、活塞通过（）由传动部分驱动，活塞上设有（）以密封活塞与气缸

的间隙.

6、往复式压缩机的传动部分是把电动机的（）运动转化为活塞的（）运动。

10.理论上讲，级数越（）,压缩气体所消耗的功就越（）等温循环所消耗的

功。

14.气阀主要由（）、（）、（）和（）四部分组成。

16.活塞环和填料的密封原理基本相同，都是利用（）和（）的作用以达到

密封的目的。

19.压缩机正常运转时，产生的作用力主要有三类：（1）（）；（2）

（）；（3）（）。

22.压缩机中的惯性力可分为（）惯性力和：）惯性力。

23.一阶往复惯性力的变化周期为（）；二阶往复惯性力的变化周

期为（）o

25.旋转惯性力的作用方向始终沿曲柄半径方向（），故其方向随曲地旋转而

（）,而大小（）o

36.理论工作循环包括（）、（）、（）三个过程。

37.实际工作循环包括（）、（）、（）和（）四个过程。

38.活塞运动到达主轴侧的极限位置称为（）；活塞运动到达远离主轴侧的极

限位置称为（）。

39.活塞从一个止点到另一个止点的距离为（）。

40.第一级吸入管道处的气体压力称为活塞压缩机的（）；末级排出接管处

的气体压力称为活塞压缩机的（）。

二、选择题

2.活塞式压缩机的理论工作循环由____个过程组成。

A.一B.二C.三D.四

3.活塞压缩机的实际工作循环由个过程组成。

A.四B.三C.二D.一

4.活塞式压缩机的实际工作循环中膨胀和压缩过程属于过程。

A.气体流动B.热力C.冷却D.升温

7.吸、排气管内的压力取决于o

A.气缸内吸、排气压力B.气阀弹簧力

C.气阀通流面积D.外界系统

10.在压力比和膨胀指数一定时，相对余隙容积越大则系数越小。

A.压力B.温度C.容积D.泄漏

16.压缩机的实际排气压力取决于o

A.缸内压力B.实际吸气压力

C.排气温度D.排气系统的压力

19.在活塞式压缩机中若各级压力比相等且吸入温度相同，则总指示功最少，这就是

______原则。

A.最佳压力B.最佳温度C.等压力分配D.等压力比分配

21.下列属于易损件的是。

A.活塞B.十字头销

C.阀片D.连杆

23.在单列压缩机中采用加平衡质量的方法，可以使一阶往复惯性力。

A.部分平衡B.完全平衡C.旋转90°D.旋转180°

25.各类压缩机的惯性力或力矩可用加平衡质量的方法来平衡。

A.一阶B.二阶往复C.往复D.旋转

26.在活塞式压缩机中加装飞轮的目的使用来。

A.调整活塞力B.降低功率消耗

C.均衡转速D.降低压力脉动

28.压缩机铭牌上的排气量指的是_____排气量。

A.额定B.标准C.实际D.理论

29.活塞杆与气缸间隙采用_____密封。

A.活塞环B.软填料C.硬填料D.密封圈

三、名词解释

2.级3.内止点4.理论工作循环5.外止点7.余隙容积

9.吸气压力10.排气玉力

四、改错

1.往复式压缩机的工作腔部分主要由气阀、活塞和活塞杆构成。（）

7.规定气体对活塞作功其道为负，活塞对气体作功其值为正。（）

8.如果气缸冷却良好，进气过程加入气体的热量少，则温度系数取值较高；传热温

差大，造成实际气缸工作容积利用率低，温度系数取值较低。（）

16.活塞与气缸之间需采用填料密封，活塞杆与气缸之间需采用活塞环密封。（）

21.压缩机的冷却方式主要分为有油和无油。（）

25.活塞平均速度是联系机器结构尺寸和转速的一个参数，对压缩机的性能有很大影

响。对一台机器来讲，活塞平均速度是一个定值。（）

26.压缩机正常运转时，产生的作用力主要有三类：惯性力、气体力和活塞力。（）

31.一阶往复惯性力的变化周期为曲轴旋转一周的时间；二阶往复惯性力的变化周期

为一阶的一半。（）

34.活塞力是由气体力和摩擦力合成的。（）

45.理论工作循环包括膨胀、进气、压缩、排气四个过程。（）

46.实际工作循环包括进气、压缩、排气和膨胀四个过程。（）

五、简答分析

2.简述往复式压缩机的基本组成？

3.级的理论循环的特点是什么？

4.级的实际循环的特点是什么？

5.推导容积系数的计算式，并说明式中各字母的意义。

6.简述多级压缩的优点？

11.列出压缩机气量调节的常用方法？

14.与往复式压缩机比较，回转式压缩机具有哪些特点？

17.简述级在列中配置的基本原则？

4.以图1-2-4为例，分析螺杆压缩机工作过程。

图2-41螺杆压缩机工作过程

七、计算题

1.2Z-1.5/7型空压机为双缸、立式、单作用、单级压缩机，结构如图1-2-6。

1-2-6压缩机结构简图

已知：

（1）热力参数

名义吸气压力p,=lxl（）5^（绝）

名义排气压力=8x10>Pa（绝）

吸气温度7；=25℃

（2）结构尺寸和参数

活塞行程S=128帆72,缸径。=125

缸数i=2,转速=620/7min

活塞外止点与缸盖的间隙1.5mm

气缸镜面倒角6x30。

（3）每个气缸的总余隙容积，78cm十充液法测得）

试计算：

（1）每个缸的相对余隙容积是多少？

（2）计算容积系数4，

6.一台二氧化碳压缩机，进气压力为O.IMPa,排气压力为（）.2MPa,压缩级数为5级。

若各级进、排气相对压力损失均为4=0.08,品=0.03,试计算各级的实际压力比。

己知名义压力比按等压比分配。

第3章离心压缩机

一、填空题

1.离心压缩机的级分为三种型式，即（）、（）和（）。

2.离心压缩机的中间级由（）、（）、（）、（）组成。

3.离心压缩机的首级由（）和（）组成。

4.离心压缩机的末级由（）、（）和（）组成。

5.离心叶轮的常见型式有（）、（）和（）叶轮。

6.叶轮结构型式按叶片弯曲型式可分为（：叶轮、（）叶轮和（）

叶轮。

7.叶轮出口速度三角形由（）速度、（）速度和（）速度构成。

8.扩压器的作用是让气流（）。

9.离心压缩机级内的能量损失主耍包括：（）损失、（）损失和（）损

失。

10.离心压缩机级内的流动损失分为（）损失、（）损失、（）损失、（）

损失和（）损失。

14.在每个转速下，每条压力比与流量关系曲线的左端点为（）0各喘振点联

成（），压缩机只能在喘振线的（）性能曲线上正常工作。

16.压缩机性能曲线的左边受到（）的限制，右边受到（）的限制,

在这两个工况之间的区域称为压缩机的（）O压缩机变工况的

（）越宽越好。

20.在离心压缩机中，往往对小流量的不稳定工况通称为（）o

23.管网特性曲线决定于管网本身的（）和用户的要求"

25.流动相似的相似条件是模型与实物机之间（）相似、（）相似、（）

相似和（）相似。

27.符合流动相似的机器其相似工况的（）相等。

35.常用的轴向推力的平衡措施有：（）、（）和采用（）。

37.轴端密封严防漏气的常用方法有（）密封、（）密封和（）百封。

二、选择题

1.是组成离心压缩机的基本单元。

A.级B.段C.缸D.列

7.离心压缩机级的多变效率可以用表示。

m-1m

A„o„_一1

AHpok—左［&女

~k~k-\

lg&怆互

"一_k—l设八一k占几

8.在离心压缩机中多变指数一般为o

A.m-1B.1<m<kC.m-kD.m>k

10.后弯型叶轮，叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反，叶片出口角42八

A.>90°B.<90°C.>180°D.<180°

11.径向型叶轮，叶片出口角色八o

A.=90°B.<90°C.>90°D.<180°

12.前弯型叶轮，叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相同，丸

A.>90°B.<90°C.>180°D.<180°

三、名词解释

4.工况点10.管网特性曲线

四、是非判断

2.离心压缩机的中间级由扩压器、弯道、回流器组成。（）

3.离心压缩机的首级由叶轮、吸气管和中间级组成。（）

4.离心压缩机的末级由叶轮、扩压器和排气蜗室组成。（）

5.防止离心压缩机的转子因受轴向推力窜动需要径向轴承。（）

6.叶轮结构型式按叶片弯曲型式可分为闭式、半开式和双面进气叶轮。（）

7.叶轮出口速度三角形由牵连速度、相对速度和绝对速度构成。（）

8.扩压器的作用是让气流平稳流动。（）

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。（）

16.压缩机性能曲线的左边受到的限制堵塞工况，右边受到喘振工况的限制，在这两

个工况之间的区域称为压缩机的稳定工作范围。压缩机变工况的稳定工作范围越

宽越好。（）

17.对离心压缩机发生喘振的机理分析表明，汽蚀是喘振的前奏，而喘振是汽蚀进一

步恶化的结果。（）

2（）.在离心压缩机中，往往对小流量的不稳定工况通称为阻塞工况。（）

23.管网特性曲线决定于离心压缩机的性能和用户的要求。（）

24.压缩机串联工作可增大气流的输送流量，压缩机并联工作可增大气流的排出压力。

（）

25.流动相似的相似条件是模型与实物机之间几何相似、运动相似、动力相似和热力

相似。（）

27.符合流动相似的机器其相似工况的功率相等。（）

五、简答分析

2.与往复式压缩机相比，离心压缩机具有哪些特点？

3.列出欧拉方程的两种表达式，并说明该方程的物理意义。

4.列出离心压缩机的能量方程，并说明该方程的物理意义。

5.列出离心压缩机的伯努利方程，并说明该方程的物理意义。

7.简述离心压缩机喘振的发生机理。

8.简述喘振的危害？

9.简述防喘振的措施？

13.简述离心压缩机常用的调节方法？

2（）.简述离心压缩机选型的基本原则？

六、作图分析

1.图1-3-1中标出级中关键截面统一规定的序号，并在横线处注明各序号代表的截面

名称。

3.某离心式压缩机原进气温度为30C,工作点在A点，因生产中冷却器故障，使来

气温度剧增到1（）℃,这时，压缩机突然喘振，试借助图1-3-3分析其原因。

图1-3-3图1-3-4

4.某压缩机原在图1-3-4明示的A点正常运转，后来由于某种原因，进气管被异物堵

塞而出现喘振，试借助图1-3-4分析其原因.

5.作出离心式压缩机三种形式的管网特性曲线。

第4章泵

一、填空题

5.离心泵的主要部件有（）、（）、（）、（）、轴封箱和密封

环。

6.离心泵的过流部件是（）、（）和（）。

9.有效汽蚀余量数值的大小与（）有关，而与（）

等无关，故又称其为泵吸入装置的有效汽蚀余量。

10.提高离心泵抗汽蚀性能有两种措施，一种是改进泵本身的结构参数或结构型式，

使泵具有尽可能小的（）；另一种是合理地设计泵前装置及其安装位置，

使泵入口处具有足够大的（）,以防止发生汽蚀。

11.泵的特性曲线是由流量一（）曲线、流量一（）曲线、流量一（）

曲线和流量一（）曲线组成。

12.泵的运行工况点是（）和（）的交点。

13.改变工况点有三种途径：一是（）；二是（）;三是（）。

14.改变泵特性曲线的常用调节方法有（）调节、（）调节、

（）的调节、改变半开式叶轮叶片端部间隙的调节和泵的并联或申

联调节。

15.改变装置特性曲线的常用调节方法有（）调节、（）调节和•）

调节。

16.两台离心泵流动相似应具备的条件是（）和（）,而（）

仅要求叶轮进口速度三角形相似。

17.相似工况的比转数（）。

18.如果泵几何相似，则比转数相等下的工况为（）工况。

24.按照叶轮上的叶片是否可调，轴流泵可分为（）叶片式、（）叶片式

和（）叶片式。

50.在泵的运行过程中，扬程变化大的，选用扬程曲线倾斜大的（）泵、（）

泵较适宜；而对运行中流量变化大的宜选用扬程曲线平缓、压力变化小的（）

泵。

51.如果考虑吸水性能，则在流量相同、转速相同的条件下，（）泵较为优越。

52.选用立式泵，并把叶轮置于水下面，对防止（）是有利的。

57.输送含气液体时，泵的流量、扬程、效率均有所下降。含气量愈大，下降愈快。

随着含气量的增加，泵容易出现（）和（）,严重时会加剧腐蚀或出现断流

等现象。

二、单选题

1.泵的扬程是指每千克液体O

A.流过泵后的总能量增值B.流过泵后的压力能头增值

C.流过泵后能被派送的高度D.从叶轮中获得的能量

2.理论扬程是指e

A.叶轮对单位重量液体所作的功B.单位重量的液体流过泵后总能头增值

C.泵的实际扬程减去泵的流动损失D.单位重量液体从叶轮中获得的有效能头

3.理论扬程的大小与无关。

A.叶轮外径B.叶轮转速

C.叶轮离角D.液体性质

4.离心泵内的流动损失包括摩擦阻力损失和损失。

A.冲击B.流量C.机械D.轮阻

6.有效汽蚀余量与有关。

A.吸液管路特性B.当地大气压力

C.离心泵结构D.离心泵转速

7.必需汽蚀余量与有关。

A.泵本身的结构B.吸液管路特性

C.当地大气压力D.液体汽化压力

8.两台性能相同的泵串联后o

A.总扬程等于单泵工作时的两倍B.总流量等于单泵工作时的流量

C.总扬程小于单泵工作时的两倍D.总扬程大于单泵工作时的两倍

9.两台性能相同的泵并联后。

A.总流量等于单泵工作时流量的两倍B.总扬程等于单泵工作时的扬程

C.总流量大于单泵工作时流量的两倍D.总流量小于单泵工作时流量的两倍

10.改变泵出口调节阀的开度来调节流量属于。

A.改变管路特性曲线B.改变泵特性曲线

C.A和BD.既不是A也不是B

11.涡壳的作用是_____。

A.收集液体，提高液体有效能头B.收集液体，将液体部分动能变为静压能

C.收集液体，将液体均匀引出泵D.收集液体，将液体全部动能变为静压能

12.平衡盘在多级离心泵中的作用是平衡o

A.径向B.轴向C.液流冲击力D.惯性力

三、名词解释

2.泵的流量3.泵的扬程8.有效汽蚀余量9.必需汽蚀余量

四、是非判断

2.容积式泵主要包括往复泵和离心泵。（）

5.离心泵的主要部件有叶抡、转轴、吸入室、蜗壳、轴封箱和密封环。（）

6.离心泵的过流部件是吸入室、叶轮和扩压器。（）

9.有效汽蚀余量数值的大小与泵本身的结构尺寸有关，而与泵吸入装置的条件等无

关，故又称其为泵吸入装置的有效汽蚀余量。（）

10.提高离心泵抗汽蚀性能有两种措施，一种是改进泵本身的结构参数或结构型式，

使泵具有尽可能小的必需汽蚀余量NPSHr；另一种是合理地设计泵前装置及其安装位

置,使泵入口处具有足够大的有效汽蚀余量NPSHa，以防止发生汽蚀。（）

11.如果泵几何相似，则转数相等下的工况为相似工况。（）

12.泵的运行工况点是流量-扬程曲线和流量-效率曲线的交点。（）

13.改变工况点有三种途径：一是改变流量-扬程曲线；二是改变流量■效率曲线；三

是改变流量■功率曲线。（）

14.两台离心泵流动相似应具备的条件是几何相似和热力相似。（）

47.输送含气液体时，泵的流量、扬程和效率均有所下降。含气量愈大，下降愈快。

随着含气量的增加，泵容易出现噪声和振动，严重时会加剧腐蚀或出现断流等现象。

（）

五、简答分析

1.简述离心泵过流部件的组成及各自的作用？

2.分析下列离心泵型号

（1）150S50A；（2）150D30X5；（3）200QJ80-55/5；（4）IS80-65-160

3.简述离心泵的工作过程？

4.简述汽蚀发生的机理？

5.简述汽蚀的危害？

6.写出泵汽蚀基本方程式，如何根据该方程式判断泵是否发生汽蚀？

7.简述离心泵高汽蚀性能的措施？

8.简述离心泵特性曲线的组成及各条曲线的作用？

9.离心泵稳定工况点的判别式？

10.离心泵发生不稳定工作的条件是什么？

11.简述离心泵运行工况的常用调节方法？

12.离心泵启动前需作哪些准备工作？

13.简述离心泵的启动程序？

18.何谓有效汽蚀余量？何谓泵必需的汽蚀余量？并写出它们的表达式。

20、改变泵的运行工况，可采取哪些调节措施？那种调节措施比较好？

六、作图分析

2.图1-4-2为某离心泵与管路联合工作装置特性曲线，为泵的两个工作点,

试确定哪一个是稳定工作点，哪一个是非稳定工作点，并分析泵能在稳定工作点工作

的原因。

NT

r|T

Qr

图1-4-1图I-4-2

3.图1-4-3为泵I和泵II并联后的装置性能曲线，请在横线处注明个工作点的意义。

1；2；3；4；5

4.图1-4«为泵I和泵II串联后的装置性能曲线，请在横线处注明个工作点的意义。

1;2；3；4；5

Q

图1-4-4

5.何谓泵的高效工作区？并画出它的示意图。

七、计算题

1.已知某化」一厂所选的离心泵的性能为

/，/（〃，/〃）

H.NPSHr

120873.8

200804.2

240725.0

为它设计的吸入装置是储水池至泵的高度4m,吸水管径250mm,管长12nb管路

沿程阻力系数入二0.018其中有带滤网底阀一个，C1=7.5；闸板阀一个，C2=0.1；

90°弯头3个，每个弯头的局部损失系数C3=0.9；锥形渐缩过度接管一个，C4=0.04；。

该泵的使用流量范围在200〜220m3/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9.33mH2,15℃清水的饱和蒸汽压为1.7kPa）。

解：

2.某离心泵装置如图L4-6所示，已知：Hi=5m,

H2=10m,H3=6m,塔内压力p尸p2,吸入管阻力损

失hsf=0.5m液柱，排出管阻力损失hD尸6m液柱，

求该泵需多少有效扬程？

3.某离心油泵装置如图1-4-7所示。已知管内油面

压力PA与油品饱和蒸汽压pv相等，该泵转速

n=1450r/min,最小汽蚀余量△%=kQ,取安全余量为0.4,则

[M]=0.4+A4=0.4+Z°Q2,吸入管内流动阻力损失为=匕。2,试分别计算：

（1）当Hgi=8m,Q=（）.5m3/min时，泵的[A刈=4.4小，吸入管路阻力损失为=,

此时泵能否正常吸入？

（2）保持Q=O.5m3/min时,液面下降到什么位置,泵开始发生汽蚀？

（3）当Hg产4m时，若保证泵安全运转，泵的最大流量为多少（设此时k0,R不变）？

（4）若将泵的转速提高到n=2900r/min,

Hgl=8m,还能否正常吸入（设此时k0,k,

不变）？

3.某水泵在管路上工作，设管路特性可用

方程L=30i1000Q2表示，泵特性可用

H=70-1750Q2表示，问（1）工作时泵的流量

Q为多少？（2）两台同样泵并联时，总流

量为多少？（3）两台同样泵串联时，流量

为多少？（Q单位m3/s）//////////

《过程流体机械》思考题参考解答

第2章容积式压缩机

☆思考题2.1往复压缩机的理论循环与实际循环的差异是什么?

理论

过程理论循环（假设条件）实际循环（工作过程）

参数

有余隙

工作腔内无（剩涂（间）隙（阀窝、盖端、环端3部Vb>Ay

分）

进气、压缩、排气进气、压缩、排气、膨胀

工作过程

三个过程四个过程

进排气过程无压力损失，压力稳定有压力损失，压力脉动源

与外界（气缸壁）有热交

进气过程与外界无热交换Ar

换

工作过程无气体泄漏损失有气体泄漏损失力

工作过程压缩过程指数恒定压缩和膨胀过程指数变化m、n

理想气体实际气体

工作介质Z

（状态方程（2—6）式）（状态方程（2—7）式）

☆思、考题2c2写出容积系数几的表达式,并解释各字母的意义0

容积系数加（最重要系数）

=1—a（^—1）=1—匕（2-12）

式中：&一相对余隙容积，。=%（余隙容积）/K（行程容积）；。=

Oo07〜0.12（低压）,（）o09〜0。14（中压）,0o11-0o16（高压），＞0。2

（超高压）。&——名义压力比（进排气管口可测点参数），£=pd/Ps=gp\.

i般单级£=3〜4；〃膨胀过程指数，一般〃W皿压缩过程指数）.

☆思考题2.3比较飞溅润滑与压力润滑的优缺点。

飞溅润滑（曲轴或油环甩油飞溅至缸壁和润滑表面），结构简单，耗油

量不稳定，供油量难控制，用于小型单作用压缩机；

压力润滑（注油器注油润滑气缸，油泵强制输送润滑运动部件），结构复

杂（增加油泵、动力、冷却、过滤、控制和显示报警等整套供油系统油站）,

可控制气缸注油量和注油点以及运动部件压力润滑油压力和润滑油量，适用

大中型固定式动力或工艺压缩机，注意润滑油压和润滑油量的设定和设计

计算。

☆思考题2。4多级压缩的好处是什么？

多级压缩

优点：①.节省功耗（有冷却压缩机的多级压缩过程接近等温过程）；②.

降低排气温度（单级压力比小）；③.增加容积流量（排气量,吸气量）（单级压

力比£降低，一级容积系数即提高）;④.降低活塞力（单级活塞面积减少，活塞

表面压力降低）.缺点:需要冷却设备（否则无法省功）、结构复杂（增加气缸

和传动部件以及级间连接管道等）。

☆思考题2。5分析活塞环的密封原理。

活塞环

原理:阻塞和节流作用，密封面为活塞环外环面和侧端面（内环面受压

预紧）；关键技术：材料（耐磨、强度）、环数量（密封要求）、形状（尺寸、

切口）、加工质量等。

☆思考题2.6动力空气用压缩机常采用切断进气的调节方法,以两级压缩机

为例,分析一级切断进气，对机器排气温度，压力比等的影响。

两级压缩机分析：1级切断进气一节流（实际£门）一停止进气排气一2

级节流（实际£2f）-（短暂）排气温度Af-（逐渐）停止进气排气（级

间存气）；活塞力汽圻），阻力矩变化。

☆思考题2o7分析压缩机在高海拔地区运行气量的变化规律并解释其原

因。

高海拔地区当地大气压力即吸气压力P.J,若排气压力不变，则名义

压力比疔，根据（2—12）式和（2-11）式，容积系数，I，实际吸气量Kol，

容积流量

☆思考题2.8一台压缩机的设计转速为20（）r/min,如果将转速提高到40（）

r/min,试分析气阀工作情况.

定性分析,定量分析难。如压缩机结构参数（行程5、缸径阀片尺

寸等）不变，则容积流量qv]]（理论增加一倍），使气阀流速和阻力损失门

（激增），进排气频率T，阀片启闭速度3阀片撞击阀座程度T（加剧），阀

片寿命1（缩短），故障概率T（增加）。解决问题需改变结构（缩短行程、减小

缸径，增加气阀通道面积等）。

☆思考题2o9画出螺杆压缩机过压缩和压缩不足的指示图,并分析其对压

缩机性能的影响。

压力比：内压力比（工作腔压缩终压/进气压力）、外压力比（排气管压/

进气压力）；（图2-42）内外压力比不相等时指示图.过压缩：内压力比〉外

压力比；欠压缩（压缩不足）：内压力比〈外压力比；过压缩和欠压缩均增

加功耗，等压力比减少功耗。

第3章离心压缩机

☆思考题3。1何谓离心压缩机的级？它由哪些部分组成？各部件有何作

用？

级典型结构（图3—2）:叶轮、扩压器、弯道、回流器，首级（增加吸气管）、

中间级、末级（无弯道、回流器，增加蜗壳）；叶轮:唯一做功元件。闭式、

半开式、双吸式（双面进气）；后弯（后向）型、径向型、前弯（前向）型；

扩压器：能量转换元件（动能一压能，气流减速增压），无叶（片）型、叶片

（有叶）型.

☆思考题3。2离心压缩机与活塞压缩机相比,它有何特点?

离心压缩机特点（与往复式压缩机对比）

制

流输出转结体积易损运单级级热价造主要

压缩机适用

量压力速构重量件转压比数效率格要问题

求

不适

紧可较大流量用

离心式大稳定高较小少低多高高

凑靠低中低压小流

里

故障

中高压

复故障较维修

往复式中小脉动低大多高少高低中小流

杂多低压力

量

脉动

优缺点离心式优、往复式差离心式差、往复式优选用条件

☆思考题3.3何谓连续方程？试写出口I轮出口的连续方程表达式，并说明

式中b2/Di和82「的数值应在何范围之内？

连续方程：质量守恒（流经任意截面流量）

qm=Piqvi=Pinqvi〃=，2qv2=P2C2rfl=const（3-1）

式中：击为质量流量，kg/s；＞为容积流量,n?/s；"为气流密度；/为

截面面积；C为法向流速；

qm=p2P?互冗小2（plrU2=22刍_82/0_（竺丫“3（3-2）

22

D2D27r[n）

式中：。2为叶轮外径；bl为叶轮出口轴向宽度力2/6为叶轮出口相对宽

度（0.025〜0.065）；依「为流量系数（径向口十轮0.24〜0.40,后弯口十轮0。18〜

0.32,侬W30。强后弯叶轮0.10〜0。20）；Z2为叶轮出口通流系数。

☆思考题3.4何谓欧拉方程？试写出它的理论表达式与实用表达式，并说

明该方程的物理意义。

欧拉方程：（叶轮机械基本方程）理论和实用表达式

Lih=H1h=C2u〃2—ci/〃i=+琮-c：+卬：（3—4、5）

222

式中：蜀I为叶轮输出欧拉功；为理论能量头（接受能量/单位重流

体），kJ/kg;物理意义：3部分能量，（离心力做功转静压能）+（动能增量）

+（卬减速转静压能）c

☆思考题3.5何谓能量方程?试写出级的能量方程表达式，并说明能量方程

的物理意义。

能量方程：（热焰方程）Hth=

cc2

cp（T2—T\）+2-i—hi—hi+f=kR（Ti—T\）+♦-

222

（3-12）

式中:为定压比热，〃为焰值，攵为绝热指数，R为气体常数；

物理意义：焰值+（动能增量）.

☆思考题3.6何谓伯努利方程？试写出叶轮的伯努利方程表达式，并说明

该式的物理意义。

伯努利方程：（压能损失方程）

叶轮功（叶片功）（含流动损失）为=-业+立立+%vd（）w（3—14）

Jop2

总功（全部损失）

=

Htot「也+--C；~\~Hl（）SS00=+Hhyd+Hl+Hdf

Jo夕2p2

（3-15）

物埋意义：（二部分）压能、动能、损失，忽略热交换和位能。

☆思考题3。7试说明级内有哪些流动损失？流量大于或小于设计流量时冲

角有何变化？由此会产生什么损失?若冲角的绝对值相等，

谁的损失更大？为什么？

级内流动损失

（1）摩阻损失为⑥始⑵平均气速）；（2）分离损失：边界层（c->0）分离

（回流），控制通道扩张角（锥度、扩压度，图3—8）;（3）冲击损失（叶轮、扩

压器）：（叶轮为例,扩压器类似分析）；叶轮进气角夕用叶片进口角小A,冲击

分离损失（相当于扩张角T）;

损失

、几、包（进气冲角）分离区（漩

流量/设计流量冲击面（相同冲原因

i=p\A—p\涡区）

角）

工作面非工作面分离区

<（小”）正冲角i>0较大

（前面）（背面）易扩散

=（设计"）零冲角i=0无无无损失1

非工作

工作面分离M

>（大加负冲角面较小

（前面）较稳定

（背面）

（4）二次流损失：垂直环流；（5）尾迹损失:叶尖绕流;

☆思考题3.8多级压缩机为何要采用分段与中间冷却？

分段与中间冷却：分段（冷却、抽气）、中间冷却（耗功1一等温过程）、

工艺（排温，防腐蚀、分解、化合）。

☆思考题3。9试分析说明级数与圆周速度和气体分子量的关系。

级数与叶轮圆周速度〃2和气体分子量4的关系

团3单级勤力一级数1，但叶轮材料强度、气流马赫数和区2、叶

轮相对宽度历/。2（范围（）。025—0。065）限制〃2（〈32（）〜3（）（）m/s）。

（同压比

下所需）圆周机器（特征）

气体

表3—1气体分子量多变压速度材料

常数级数监2

介质^[J/（kg*K）]缩功W2[m/s强度

―巴—

RF8315A7；,,

Hp（）i

[kJ/kg]

重F-U136o3TJ16.97111186限制U2影响小

1319o

轻H221T32T280影响小限制U2

45f

☆思考题3.10示意画出级的总能量头与有效能量头和能量损失的分配关

系。

（图H1+Hjf=Hp（,i+（_e2）/2+Hhyd+

说明：Htot>Hth>HPoi>Hhyd>Hdf>Hi>（4-cp/2

☆思考题3.11何谓级的多变效率？比较效率的高低应注意哪几点？

比较效率注意:①.（教材）通流进出口（单级0—0:整机多级in—out）；

②.（教材）热力过程（多变、等嫡、绝热）；③.（教材）设计工况点（最

佳效率）；常用（多变效率）ilpoi;⑤.（多级）整机效率〃（各级平均

内效率），含分段中间冷却等作用;⑥.判别：同效率”对比优），知某〃

算总功H0或M对比（,小或优）。

☆思考题3.12若己知级的多变压缩功和总耗功，尚须具备什么条件可求出

级的能量损失和级内的流动损失？

由（3-32）（3-15）式（级能量损失）Hh〉d+HRHdf=乩（”一（4_或）/2一%。产

（1-HpodHtot）Htot=（1—

由（3-14）式（级内流动损失）4（&-3）2一Hp。产（1—Hp/HG

Hth=（1—rjhyd^Hth=[1—Q+例+为加po八[凡/（1+仪+囱）1

式中:流动效率小yd=Hp/Hih=（1+夕/+囱）“M，co〜co、为漏气耗

功、”或为轮阻耗功.

另有：多变能头系数（1+6/+%）（p2u^Poi（3—36）

求级能量损失和级内流动损失须知，"〃/、3/I羯）、以及（准确）（cj-cj）

/2；多变效率加川反映级能量损失大小，流动效率小时反映级内流动损失大

小。

☆思考题3。13何谓离心压缩机的内功率、轴功率？试写出其表达式，如何

据此选取原动机的输出功率？

多级功率

（3—37式）总内功率N—十机械损失N,〃-机械效率加（96%〜98%）

一（3-39式）轴功率M—+功率增量30%-＞（3—40式）原动机功率M.

☆思考题3.14如何计算确定实际气体的压缩性系数Z?

实际气体压缩性系数Z

计算：范德瓦尔对比态方程（对应态原理），（3-41）式，压缩性系数Z

一了（对比参数小、八）。

☆思考题3.15简述混合气体的几种混合法则及其作用。

实际混合气体

法则:凯法则（局限性）、徐忠法则（精确度）、极性物质混合法则.

☆思考题3。16示意画出离心压缩机的性能曲线，并标注出最佳工况点和

稳定工况范围。

性能曲线

性能参数关系，列表、曲线和方程3种表示方法，有级（机）性能曲线，

图3.15、图3・16.特点：①.曲线（主要3条）：压比血流量或压力”

—qvm、多变效率〃功率N-qvi〃；②.形状：£—qvE为、形、4网

一。加为/形、N—qvn为/'形（有〃，皿点）：③.最佳工况点：小的设计工

况；④.极限（危险'）T况：最小qwN喘振）＜--＞最大仍々”（堵塞）；⑤.稳

定工作范围：极限工况之间；⑥.来源：试验测试；⑦.要求：小皿3稳

定工作范围T（宽）：⑧.多级（机）特性：（与单级对比）（qvGmaxi、（q%〃）

mi”,稳定工作范围1（窄），曲线斜度T（更陡峭）。

☆思考题3.17简述旋转脱离与喘振现象，说明两者之间有什么关系？说明

喘振的危害，为防喘振可采取哪些措施？

喘振工况

现象：流量1-个别叶道产生漩涡（边界层分离）一“旋转脱离”（叶道漩

涡区逆向转动）一流量只一大部叶道堵塞（旋转脱离漩涡团）一出口压力

P1一管网气流倒流一出口压力一管网正流供气一流量1反复倒流正流一

喘振工况；危害：强烈振动、噪声、性能（p、“）下降、轴承和密封损坏、

转子定子碰撞一机器严重破坏；特点：旋转脱离频率T、振幅人影响叶片,

管网影响较小；喘振须率［、振幅b机组管网影响极大；防喘振措施：出

口降压（放空、旁路回流），调节（变速、预旋（导叶）、气量T、停机），监测

（qvbi、p）;

☆思考题3.18试简要比较各种调节方法的优缺点。

经济

调节方法原理变特性措施优点问题应用

性

出口节流节流简单方流动损常备

管阀门差

调节管特性斜率便失不常用

简便省

进口节流节流损

节流机阀门功好常用

调节失

可调进气预旋可调经济性机构复轴流机

机很好

进口导叶导叶好杂常用

改善喘

可调扩压调进口角可调机构太

机振较好不常用

器叶片a3A导叶复杂

QVniin\.

连续调

需

变速