泵与压缩机作业1（P78）
1.离心泵的过流部件都有哪些，它们的主要功能是什么？ 答：离心泵的过流部件包括吸入室、叶轮、及排除室。
(1)吸入室是把液体从吸入管引入叶轮，要求液体流过吸入室时流动损失较小，并使液体流入叶轮时速度分布均匀。
(2)叶轮是离心泵的唯一做工部件，液体从叶轮中获得能量。对叶轮的要求是在流动损失最小的情况下使单位质量的液体获得较高的能头。
(3)排出室是把从叶轮内流出来的液体收集起来，并按一定的要求送入下级叶轮入口或送入排出管。
2.离心泵的工作参数都有哪些，其中的扬程是怎样定义？
答：离心泵的工作参数包括：流量、扬程、功率、效率、转速和汽蚀余量。
单位质量的液体，从泵进口到泵出口的能量增值为泵的扬程。常用符号H 表示。单位J/Kg 。
3.简述离心泵的工作原理。
答：离心在启动之前，泵内应灌满液体。启动工作时，驱动机通过泵轴带动叶轮旋转，叶轮中的叶片驱使液体一起旋转，因而产生离心力。在离心力作用下，液体沿叶片流道被甩向叶轮出口，并流经蜗壳送入排出管。液体从叶轮获得能量，使静压能和速度能均增加，并依靠此能量将液体输送到储罐或工作地点。
在液体被甩向叶轮出口的同时，叶轮入口中心处就形成了低压，在吸液罐和叶轮中心处的液体之间就产生了压差。吸入罐中的液体在这个压差作用下，便不断地经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮中。这样，叶轮在旋转过程中，一面不断地吸入液体，一面又不断地给吸入的液体以一定的能头，将液体排除。离心泵便如此连续不断地工作。 4.试推导欧拉公式，并说明在公式推导过程中的三个假设条件。 答：半径为和的叶轮进口和出口处液体的速度分别为∞1C 和∞2C 。对轴的垂直距离分别为1l 和2l 。
对整个叶轮来说，dt 时间内流过叶轮的液体质量dt Q T ρ，
在此时间内流过叶轮的液流对轴的动量矩的变化值应是液流出口与入口动量矩之差为
)(1122l C l C dt Q T ∞∞-ρ。
由离心泵的基本方程式00
M dt
dl = 对时间求导得 )cos cos ()()(111222112211220ααρρρr C r C Q l C l C Q dt
l C l C dt Q dt dl T T T ∞∞∞∞∞∞-=-=-=
又因为
00
M dt
dl =
所以
)cos cos ()()
(11122211221122ααρρρr C r C Q l C l C Q dt
l C l C dt Q T T T ∞∞∞∞∞∞-=-=-
00
M dt
dl ==
（1 - 10） 驱动机传给叶轮的功率为 ω0M N T =∞
在理想情况下液体经过叶轮所得到的功率为 ∞∞='T T T H gQ N ρ
根据能量守恒定律，驱动机传给叶轮的功率应等于液体经过叶轮所得到的功率即 ∞∞'=T T N N 故
∞=T T H gQ M ρω0 所以
T
T gQ M H ρω
0=
∞ (1 - 11)
因为 ωr u = αcos ∞∞=C C u
所以 )(1
1122∞∞∞-=
u u T C u C u g
H (1 - 12) 三个假设条件：
（1）液体在叶轮中的流动是恒定流；
（2）通过叶轮的液体是理想流体（无粘性）； （3）叶轮由无限多、无限薄的叶片组成； 5.简述汽蚀发生的过程，并说明其危害。
答：当叶轮入口附近最低压力P k 小于该处温度下被输进液体的饱和蒸汽压P v 时，液体在叶轮入口处就会气化，同时溶解在该液体中的气体也在逸出，形成大量小气泡。当气泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面液体压力高于气泡内的气化压力，则气泡会凝结溃灭，形成空穴。瞬间内，周围的液体以极高的速度向空穴冲击，造成液体互相撞击，使局部压力骤然剧增（有时可达数百大气压），阻碍液体正常流动。如过这些气泡在叶道壁面附近溃灭，则周围的液体以极高频率连续撞击金属表面。金属表面因冲击、疲劳而剥落。若气泡内还夹杂着某些活性气体，它们借助气泡凝结时放出的热量，对金属起电化学腐蚀作用，这就更加快了金属剥落速度。上述这种液体气化、凝结形成高频冲击负荷，造成金属材料的机械剥落和电化学腐蚀的综合现象统称为“汽蚀现象”。
汽蚀现象的危害主要有（1）产生振动和噪音（2）降低泵的性能（3）破坏过流部件 6.怎样提高离心泵抗汽蚀能力？
答：一是合理的设计泵的吸入装置及安装位置，是泵的入口处有足够大的有效汽蚀余量NPSH a ；二是改进泵本身的结构参数或结构类型，是泵具有尽可能小的必须汽蚀余量NPSH r 。
（1）提高吸入装置的有效汽蚀余量的措施：增加吸入罐液面上的压力Pa ,以提高NPSH a ；减小泵的安装高度Z g 以提高NPSH a ；减小泵的吸上真空度H s ;；减小泵吸入管路的阻力损失；降低液体的饱和蒸汽压。
（2）提高离心泵本身抗汽蚀性能的措施：改进泵入口的结构设计；采用双吸式叶轮；采用前置诱导轮；采用抗汽蚀材料。
习题
1.某离心泵输送密度为800kg/m 3的油品，实测到泵出口压力表的读数为147100Pa ，入口真空表的读数为300mmHg ,两表测点的垂直距离为0.5m ，吸入管与排出管直径相同。试求泵的实际扬程。
解：因为 Pa mmHg 28.1331=
Pa mmHg 3998428.133300300=?= 且为真空表，即 Pa P 39984
1-= 由伯努利方程即
)(2122
12212Z -Z +-+-=∞
∞∞g
C C g P P H T ρ (1 - 17)
又因为吸入管与排出管直径相同，所以 12C C =
所以 )()(01212121
2Z -Z +-=Z -Z ++-=
∞g P P g P P H T ρρ 代入数据得： m H T 36.245.08
.9800)
39984(147100=+?--=
∞
答：泵的实际扬程为24.36m 。
2.有一台离心泵用来输送清水，转速n=480r/min ，总扬程H=136m ,流量为Q=5.7m 3/s ，轴功率N=9860kw ,设ηv =ηm =0.92，求水力效率为多少？
解：因为水力功率 KW gHQ N h 96.75967.51368.91000=???==ρ ( 1 - 3） 又由机械效率公式有 N
N h
m =η ( 1 - 7）
所以 %779860
96.7596===
N N h m η 再由泵效率公式有 m h v ηηηη??= ( 1 - 8） 又因为 92.0==m v ηη
所以水力效率为 v
m h ηηηη?=
代入数据得 91.0%9192
.092.0%
77==?=h η
答：水力效率为0.91。
泵与压缩机作业2（P78、P79）
8.画出离心泵性能曲线示意图，并说明泵的实际特性曲线的作用。
答：
H
H H T T ,,∞
泵流量扬程特性曲线)(Q H -曲线
(1)
N-曲线
Q
(2)
η曲线-
Q
(3)
Q NPSH r -关系曲线
(4)
(1)H —Q 曲线是选择和操作使用泵的主要依据。（2）N —Q 是合理选择原动机功率和正常启动的依据。（3）η—Q 是检验泵的工作经济性的依据。（4）NPSH r —Q 是检验泵是否发生汽蚀的依据。
9.试写出比例定律和切割定律的表达式。 (1)比例定律：在不同转速情况下，泵相似工况点的性能参数的变化规律用比例定律来确定。 表达式:
2
1
21n n Q Q = (1 - 50) 2
2121???
?
??=n n H H (1 - 51)
3
2121???
? ??=n n N N (1 - 52) (2)切割定律：当叶轮切割量较小时，可认为切割前后叶片的出口角和通流面积近似不变，
泵效率近似相等。 表达式:
v
r v r c b D c b D Q Q ητητ22222222'''''=' 222222
ττb D b D ≈''' ; v v ηη=' 故切割前后的流量间关系为：
2
22222D D n D n D c c Q Q r r '
=''='=' (1 - 56) 扬程间的关系为： 2
222222
???? ??'='''='D D c u c u H H h u u u ηη (1 - 57) 功率间的关系为： 3
22???
? ??'=''''='D D QH H Q N N ηρηρ (1 - 58) 10.比转数的含义是什么，为什么说比转数相等的几何相似泵是相似泵？
答：（1）含义：当泵输送常温清水时，在一系列相似的离心泵中，取一台H=1m ,Q=0.075m 3/s
的泵作为标准泵，该泵在最高效率下拥有的转速为该几何相似系列泵的比转数。 4
365.3H
Q
n n s =
( 1 - 55) （2)离心泵的相似的条件是几何相似、动力相似和运动相似，离心泵中Re>10，流动阻力
和运动状况都不随Re 而变化，自动满足动力相似的要求，而比转数是在运动相似的条件下推导出来的表达式，比转数相等的泵也自动满足运动相似，所以比转数相等的几何相似泵是相似泵。
习题
3. 某离心油泵装置如题1-75图所示，已知罐内油面压力P A 与油品饱和蒸气压P V 相等。
该泵转速n=1450r ／min ，试分别计算：
(1)当Z g =8m ，Q=0.5m 3／min 时，泵的[NPSH r ]=4.4m ，吸入管路阻力损失h f =2m ，此时泵能否正常吸入?
(2)保持Q=0.5m 3／min 时，液面下降到什么位置，泵开始发生汽蚀?
(3) 当Z g =8m ，Q=0.5m 3／min 时，若将泵的转速提高到n′=2900r ／min ，还能否正常 吸入
?
图1-75
解：(1) 因为 m h Z g
P P N P S H g g v
A a 628=-=---=
ρ ( 1 -30)
所以 []r a NPSH NPSH > 即泵能正常吸入 。 （2） 当 []3.0-≤r a N P S H N P S H 时，泵就发生气蚀 。即
[][]m N P S H h Z N P S H h Z g
P P r g g r g g V
A 1.63.04.63.04.423.03.0=-=-+=-+≤--≤---ρ ( 1 -30)
所以当液面下降到距入口轴线时6.1m 泵发生气蚀。
（3） 2
2121???
?
??=n n H H ( 1 -51) []
22
2
21122
212164.16)14502900()3.04.4(r a r r r r NPSH m NPSH m n n NPSH NPSH n n NPSH NPSH <==?-=???
? ???=???
?
??=∴ ∴ 泵不能正常吸入。
4.某油库消防泵房位于河岸上，泵房内安装一离心水泵，其装置如题1-76图所示。使用时水流量Q=90m 3／h ，[ H s ] =6.2m 。吸水管直径100mm ，底阀当量长度为160d ，弯头当量长度为22d ，阀门当量长度为18d ，阻力系数λ=0.022。试求保证正常吸入时，河水最低液面距泵轴心之距为多少?
图1-76
解：因为 [][]g C d d d d H h g C H Z s s S A s s g 2)
82.318221601(22
2+++++-=--=∑-λ []4
22
216)1.02.112001(d
g Q d H s πλ++-= ( 1 -40)
[]4
22
1
.014.38.92)360090
(16)2.11200(022.012.6?????+?+-= m 14.2517.086.72.6=?-=
答：河水最低液面距泵轴心之距为2.14m 。
5.有一台转速为1450r/min 的离心泵，当流量Q=35m 3/h 时的扬程为H=62m ，轴功率N=7.6kW 。若流量增加到Q ′=52.5m 3/h ，问原动机的转速提高多少才能满足要求？此时扬程和轴功率应为多少？
已知 n=1450r/min Q=35m 3/h H=62m N=7.6kW Q ′=52.5m 3/h 解：由比例定律得 (1) n n Q Q '
='
Q
Q n
n '
='∴ ( 1 -50) min 217535
5
.521450r
n =?
='∴ 答：原动机的转速提高2175r/min 才能满足要求。
（2）再由 2
???
??'='n n H H 得 ，m n n H H 5.139)14502175(
62)(22=?='=' ( 1 -51) 同理由 3
??
?
??'='n n N N 得 kW n n N N 65.25)14502175(
6.7)(33=?='=' ( 1 -52) 答：此时扬程应为139.5m ,轴功率应为25.65kW 。
泵与压缩机作业3（P78、P79、P80）
7. 什么是泵的有效汽蚀余量和泵必须汽蚀余量，如何利用它们判断泵是否发生汽蚀？
答：泵的有效汽蚀余量：液体自吸入罐经吸入管路到达泵入口时的能头高出汽化压力的能头； 泵必须汽蚀余量：液体从泵入口到泵内压力最低点的全部能头损失； NPSHa 代表泵吸入装置的有效汽蚀余量； NPSHr 代表泵本身的必须汽蚀余量。 NPSHa=NPSHr 发生汽蚀临界值 NPSHa>NPSHr 不发生汽蚀 NPSHa 11.离心泵的串联的并联运行各有什么特点，在什么情况下适合串联 答：(1)离心泵的串联运行的特点：通过每台泵的流量相同，均等于总流量；总扬程等于各泵扬程之和； (2)离心泵的并联运行的特点：每台泵提供的扬程相同，均等于总的扬程；总流量为每台泵的流量之和； (3)泵的串联主要用于一台泵不能满足管路能量的需要，用多台泵的串联来提高液体的压能，增大液体的扬程。 习题 6. 已知离心泵的叶轮外径D 2=220mm ，当转速为2900r ／min 时，其性能参数如下表所列， 试求：转速 n 不变(2900r ／min)，将叶轮外径 D 2切割到 208mm ，求各对应点的参数， 并绘出性能曲线。 表1-9 离心泵的特性参数 Q ,m 3/h 0 15 30 50 60 H ,m 68 67.5 65 60 55 N ,kW ─ ─ 10 13 14.5 η 0 33 54 62 60 解：由公式有 220 208)( 22?='='Q D D Q Q (1－47) 2 222)220 208()( ?='='H D D H H (1－48) 3322)220 208()(?='='N D D N N (1－49) Q ,m 3/h 0 14.18 28.36 47.27 56.73 H ,m 60.78 60.34 58.1 53.63 49.16 N ,kW ─ ─ 8.45 10.99 12.25 η 0 33 54 62 60 7. 有一单吸四级水泵，额定流量Q =64m 3／h ，扬程为H =280m ，转速n =2900r ／min 。 (1)该泵属于什么类型(n s =?)? (2)当此泵在1450 r ／min 下运转时，此转数n s 为多大? 解：（1) 由公式有 3.58) 4 280(360064 290065.365.34 34 3=??= = H Q n n s （1－55） 该离心泵为低比转速泵 (2） 当 min 1450r n =' 时 3.58=='s s n n 。 8. 已知某离心水泵的性曲线如题1-77图中实线所示，图中虚线是用该泵输油时换算后 所得到的性能曲线H ν－Q ν。设用该泵输水时的管路特性方程为： h =30+0.02Q 2 输油时的管路特性方程为： h =30+0.04Q 2 (式中Q 单位为1／s ，h 单位为m ) 试确定： (1)用一台泵输水时的工作点的流量Q 和扬程H 各为多少? (2)如用单泵输油，工作点如何变化?这时的流量Q ν和扬程H ν，各为多少? (3)若保持输油时的流量 Q ν不低于输水时的流量 Q ，试分析从泵或管路安装上可以采 用那些措施? 解：方法一：图解法交点即为工作点,可参考教材 方法二：解析法 (1)将图中输水时的扬程－流量曲线的点代入式子2 BQ A H -=，可得 2 012.060Q H -= 输水时的工作点 为上式与202.030Q h +=的交点 得到 H = 49m, Q = 30.6 L/s (2)将图中输油时的扬程－流量曲线的点代入式子2BQ A H -=，可得 203.060Q H -= 输水时的工作点 为上式与204.030Q h +=的交点 得到 H V =47m, Q V =21L/s 用泵输油时工作点的流量和扬程都减小了。 (3)若使Q Q V ≥ 可增大输油时的转速或打开排出管路的节流阀。 9. 有一分支管路如题 1-78 图所示，泵前管路 1 的流动阻力损失为 0.044Q 2；泵后管路 2和管路3的流动阻力损失为0.05Q 2 和0.1Q 2，(Q 以l/s 计，流动阻力损失以m 计)。泵的特性参数如下表所示。试画出分支管路的装置特性，确定泵的流量和扬程，以及各管路中的流量。 Q （L/s ） 0 6 12 18 24 30 36 H （m ） 36.5 37.5 38 37.5 35 30.5 24 解： ;044.052 1Q h +-= ;05.0302 2Q h += 2 31.035Q h += 这是由一台泵将液体送往若干分支管路的情况。图1－32( c ）为一台泵向两条分支管路供液的情况。 液体经管路1 由泵送往分支管路2 和管路3。管路1、管路2 和管路3 的管路特性分别为h 1、 h 2 和h 3，因管路2 与管路3 为并联管路，可用并联原则将h 2 和h 3 并联，得并联后管路特性曲线h 2＋3，再将h 2＋3 与h l 串联，得总管路特性曲线h tot 。h tot 与泵的扬程特性曲线的交点A 即为工作点，流量Q A 即为在管路 1 中的流量，同时也是在管路 2 和 3 中流量Q 2 和Q 3 之和， 32Q Q Q A += 图解法可得:Q 1=12.47L/s, Q 2=10.41 L/s, Q 3=2.06L/s 泵在工作点时流量和扬程为：Q =12.47 L/s H =37.27m （此数值会有差别，因为各个同学 作图时的读数会有差别） 解析法： ;044.052 1Q h +-= ;05.0302 2Q h += 231.035Q h += 离心泵的特性方程： 201.0827.38Q H -= 管路 2和管路 3并联： 32h h = 能量平衡： H h h =+21 2 21.03505.030Q Q +=+ 22201.0827.3805.030044.05Q Q Q -=+++- 321Q Q Q += 以上三个方程求解得到： Q 1=12.47L/s; Q 2=10.41L/s ; Q 3=2.06L/s 得到： H = 37.27m 10.有一输油装置，工艺流程如题1-79图所示。试计算所需离心泵的扬程和轴功率。 图1-79 输油装置工艺流程 已知基础数据如下： （1）油品性质：轻原油，密度=ρ850kg ／m 3；运动粘度=50υ4mm 2／s ；饱和蒸汽压力能头 m g P v 5.2=ρ；含硫微量。 （2）操作条件：输送温度 50℃；两罐液面上均为大气压力 P a =9.80×104Pa ；泵进口管路阻力损失0.5m ；排出管路系统流动阻力损失约195m ；泵的正常流量为520m 3／h 。 （3）泵位置情况：泵从半地下油罐中吸入，最低油面距泵轴中心线为3m ；排出罐最低液面 距泵轴中心线为5m ；油罐液面最大升降约4m ；泵工作温度为常温。 解：(1)确定流量和扬程: 流量:取其为正常流量的1.1 倍即h m h m Q 3 3 5725201.1=?= 扬程:因为两油罐液面上均为大气压力,则估算扬程只考虑最严格条件下的损失及位高差,即 ∑=++++=++-+-=m h Z g C C g P P H f g s d s d p 5.2071955.045322 2 ρ (1－2) 考虑1.1 倍安全余量时,则m H 2285.2071.1=?= （2）选择泵的类型和型号：泵的流量较大，又为轻质原油，故适宜选择离心泵。根据流量和扬程在书本68页的1－60宾汉姆泵型谱图上选定8×10×18A 型泵。 (3)计算功率:kW gQH N 7.4203600 755.01000) 543228(5728.98501000=??+++???== ηρ (1－91) 泵与压缩机作业4（P78、P192） 12.可以通过哪些调节措施来改变泵的运行工况？ 答：改变泵的运行工况的措施： （1） 改变管路特性进行调节：管路节流调节；旁路调节； （2） 改变泵的特性进行工况的调节：改变工作转速；切割叶轮外径；串并联 13.离心泵的喘振现象是如何产生的？ 答：当泵的性能曲线H-Q 呈驼峰，并且管路装置中有自由升降的液面或其他储存和放出能量的部分时，泵的工作点不稳定的跳来跳去，导致管路中产生周期性的水击、噪声和振动。 14.离心泵叶轮的结构为什么要分成闭式、半开式和开式，它们各有什么用途？ 答：为了适应不同介质的运输要求离心泵的叶轮要分成闭式、半开式和开式。 闭式叶轮：有盖板和轮盘，水力效率较高，适用于高扬程，输送洁净的液体； 半开式叶轮：只有轮盘，适用于输送含固体颗粒和杂质的液体； 开式叶轮：既无盖板，也无轮盘，常用来输送浆状或糊状液体。 15.简述离心泵的选泵原则和选泵步骤？ 答：离心泵的选泵原则： （1） 必须满足流量、扬程、压力和温度等工艺参数的要求； （2） 离心泵应有良好的吸入性能，为保证正常运转，常采用灌注头或正压吸入； （3） 泵的工作范围广； （4） 泵的尺寸小、质量小、结构简单、成本低； （5） 必须满足介质特性的要求； （6） 必须满足现场的安装要求 离心泵的选泵步骤： （1） 列出基础参数：介质的物理化学性质；流量、扬程、进口压力和出口压力、温度、装置的有效汽蚀余量、操作状态； （2） 选择泵的类型及型号： （3） 核算泵的性能； （4） 计算泵的轴功率和驱动功率。 16.简述泵的各种驱动方式各有什么优缺点？ 答：离心泵的驱动方式有电动机驱动、柴油机驱动、燃气轮机驱动和蒸汽轮机驱动； 电动机驱动方式的优点：结构简单、容易制造、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高且适应性强； 电动机驱动方式的缺点：功率因数较低，不适合在电力供应不足的地区； 柴油机驱动方式的优点：热效率高，结构紧凑、质量小、尺寸小、便于安装和维护保养；功率范围宽广、适应性强，适用操作方便启动性能好； 柴油机驱动方式的缺点：对燃料要求高，构造复杂，易损件多，噪声大。 离心压缩机思考题 1. 离心压缩机的级由哪些部件组成，每个部件的作用是什么？ 答：其主要部件有 （1）叶轮 是离心压缩机中唯一对气体介质做功的部件。它随轴高速旋转，气体在叶轮中 受旋转离心力和扩压作用，因此气体流出叶轮时的压力和速度都得到明显提高。 （2）扩压器 是离心压缩机中的转能部件。气体从叶轮流出时速度很高，为此在叶轮出口 后设置流通截面逐渐扩大的扩压器，以将这部分速度能有效地转变为压力能。 （3）弯道 是位于扩压器后的气流通道。其作用是将扩压器后的气体由离心方向改为向心 方向，以便引入下一级叶轮去继续进行压缩。 （4）回流器 它的作用是为了使气流以一定方向均匀地进入下一级叶轮入口。回流器中一 般都装有导向叶片。 （5）吸气室 其作用是将气体从进气管（或中间冷却器出口）均匀地引入叶轮进行压缩。 （6）蜗壳 其主要作用是把从扩压器或直接从叶轮出来的气体收集起来，并引出机外。在 蜗壳收集气体的过程中，由于蜗壳外径及通流截面的逐渐扩大，因此它也起着一定的降速扩 压作用。 2. 离心压缩机中多变过程指数m 大于还是小于绝热指数k ，为什么？ 答：当气体在压缩过程中吸热时，则多变过程指数m > k ，m 值的大小既与k 值有关， 又与吸热量大小有关，离心压缩机的实际压缩过程接近这种多变过程。 3. 同一离心压缩机的绝热效率和多变效率哪个值大，为什么？ 答： 同一台压缩机的级用不同的效率表示，其结果是不同的。离心压缩机的多变效率 总是大于绝热效率，更大于等温效率。 4.离心压缩机的总能头 H tot 包括哪儿部分？为什么泄漏损失能头H t 和轮盘阻力损失能头 H df 都要计入总能头？ 答： sd tot s d p p tot H C C vdp H d x )(22 2+-+=? 上式中的 (H los )sd 包括轮阻损失H df 、内漏气损失 H l 以及气体在流道中流动所引起的各 种流动损失H hyd ，即 hyd l df tot H H H H ++= 5. 离心压缩机中的流动损失包括哪儿项？ 答：流动损失大致分为：摩阻损失、冲击损失、分离损失、二次涡流损失、尾迹损失以 及当气速超过音速后产生激波所引起的波阻损失。 6. 离心压缩机中流量大于和小于设计流量时，其冲角是正值还是负值？叶轮内涡流区主要 出现在工作面还是非工作面？ 答：流量小于设计值时，相当于i > 0，在叶片非工作面前源缘发生分离，并在通道中向 叶轮逐渐造成很大的分离损失。 而流量大于设计流量，相当于冲角i < 0，在叶片工作面前缘发生分离，但它不明显扩散。此外，在任何流量下，由于边界层逐渐增厚和轴向漩涡造成的滑移影响，在叶片出口附近工作面上往往有一点分离区。 7.离心压缩机中的分离损失主要产生在哪些部位，如何控制分离损失? 答：在离心压缩机中，有很多减速扩压的流道，就可能出现边界层分离，产生旋涡，引 起很大的能量损失－－分离损失。为了减少分离损失，对压缩机级中扩压形通道，常常限制其扩张角的大小。 8.什么叫喘振工况？ 答：离心压缩机级的性能曲线不能达到Q s =0的点。当流量减小到某一值（称为最小流 量Q min）时，离心压缩机就不能稳定工作，气流出现脉动，振动加剧，伴随着吼叫声，这种 不稳定工况称为“喘振工况”，这一流量极限Q min称为“喘振流量”。 9.离心压缩机中阻塞工况在什么情况下产生的？ 答：“阻塞现象”存在两种情况：第一，在压缩机内流道中某个截面出现声速，已不可 能再加大流量；第二，流量加大，摩擦损失及冲击损失都很大，叶轮对气体作的功全部 用来克服流动损失上，使级中气体压力得不到提高，即ε =1 。 10. 多级离心压缩机的特性曲线与单级离心压缩机特性曲线有何不同？ 答：两级串联后的性能曲线的喘振流量(QⅠ+Ⅱ)min变大，比单级时向右移了，而两级串联后的最大流量(QⅠ+Ⅱ)max则小于第Ⅰ级单独工作时的(QⅠ)max。也就是说，两级串联工作后，使喘振流量增大，而堵塞流量减小，ε —Q s曲线变陡，稳定工况区变窄。 图2-19 两级串联性能曲线的形成 显然，级数越多，密度变化越大，稳定工况区也就越窄，因此多级离心压缩机稳定工况区的宽窄，主要取决于最后几级的特性。为了扩大多级压缩机的稳定工况区，应尽量使后面几级叶轮的βA2较小，具有较平坦的性能曲线。 11.离心压缩机流量调节可用哪些方法，最常用的是哪些方法，有何特点？ 答：a．出口节流调节；b．进口节流调节；c．改变转速调节；d．转动进口导叶调节(又 称进气预旋调节)；e.可转动的扩压器叶片调节方法。 12. 离心压缩机的进口节流调节是调节压缩机特性还是调节管路特性，这种调节方法有何利 弊？ 答：所以进口节流调节，实际上是改变了压缩机的性能曲线。这是一种比较简便而常用 的调节方法。另外，关小进口阀，会使压缩机性能曲线向小流量方向移动，减小极限喘振流 量，因而可使压缩机在更小的流量下稳定运行，这是进口节流的另一优点。但它还是有一定 的节流损失，同时工况变化后对压缩机级效率也有影响。 13. 离心压缩机的流量调节中改变转速、进口节流、进气预旋三种调节方法的经济性哪种最 好，哪种最差？ 答：图3-27 表示了进口节流、进气预旋和改变转速三种调节方法的经济性对比。其中 以进口节流为比较基础，曲线1 表示进气预旋比进口节流所节省的功率；曲线2 表示改变转速比进口节流所节省的功率。显然改变转速的经济性最佳。 图3-27 各种调节方法的经济性比较 曲线1－进气预旋与进口节流之比较 曲线2－改变转速与进口节流之比较 14. 离心压缩机完全相似条件是什么？在性能换算中有哪两种近似相似情况？ 答：要保持两离心压缩机流动过程完全相似，必须具备以下相似条件： a ．几何相似； b ．进口速度三角形相似； c ．特征马赫数相等； d ．气体等熵绝热指数相等。 近似相似：a ．k k '=，特征马赫数u u M M 2 2'=的近似换算 b. 绝热指数 k k '= 时的近似换算 15. 在离心压缩机性能近似相似的换算中如何保证比容比相等？ 答：根据压力比与比容比的关系有 m m 11εε '= 16.简述离心压缩机驱动方式的种类和特点 答：除了选用电动机作为离心压缩机的驱动机外，在电网电力相对短缺地区，对于大功 率离心压缩机选用热力原动机驱动往往更有利，在远离电网的区域，如边区、农村、山区等，可选用有燃气轮机和汽轮机，汽轮机的运行需要水量供应，而在水源紧张地区， 燃气轮机则更具有优势。 表3-8 驱动方式技术性能对比表 序号项目燃气轮机电动机 1 输出功率受环境条件的影响 环境条件影响可忽略环境温度再升高10℃输出功率减少10%，效率下降12% 气压降10kPa输出功率减少10% 2转速调节范围，%50~10510~100转速调节精度一般较高 3噪声（距机罩1m），dB≦89≦85 4污染物排放NO排放浓度≦25mL/m3 CO排放浓度≦20mL/m3 无 5运行可靠性，%97.599.4 6 开车时间分级秒级开车到满载时间约15min瞬时动态制动不可能可以 7运行特点 高温1000℃以上， 腐蚀，高速直接驱动 通常增加变速齿轮增速 8维修燃料器约4×104h整机更换， 返厂大修，维修费用高现场维修，时间短，维 修费用较低 17．简述离心压缩机润滑油系统的主要组成和作用 答：其润滑系统主要由润滑油箱、主油泵、辅助油泵、油冷却器、油过滤器、高位油箱、阀门以及管路等组成。正常工作时，油箱里的润滑油通过泵吸入过滤器，由润滑油泵加压，再经油冷却器、油过滤器、调节阀，提供清洁的润滑油供系统使用，满足压缩机组中各摩擦副润滑及工作容积密封的需要。 作用：离心压缩机润滑的主要作用是： （1）在相对运动的摩擦表面之间形成稳定的润滑油膜以隔离摩擦表面的直接接触从而 减少磨损、降低摩擦功耗，延长摩擦元件的使用寿命； （2）以物理吸附或化学吸附方式在金属表面形成保护膜，防止摩擦表面发生锈蚀； （3）以润滑液体循环方式带走产生于摩擦表面的绝大部分热量从而起到冷却摩擦表面 的作用； （4）通过润滑流动带走着附于零件表面的污物以及磨损产生的磨屑，达到清洁摩擦表 面的效果； （5）密封压缩气体的工作容积。 泵与压缩机作业5（P248） 1比较活塞式压缩机理论工作循环和实际工作循环的区别，定性画出相应的工作循环图。 答:（1）由于存在余隙容积，实际工作循环由膨胀、吸气、压缩和排气四个过程组成，而理论循环则无膨胀过程，这就使实际吸气量比理论值少。 （2）实际吸气和排气过程存在阻力损失，使实际气缸内吸气压力低于吸气管内压力P s ，实际气缸内排气压力高于排气管内压力P d，而且压力有波动，温度有变化。 （3）压缩机工作中，活塞环、填料和气阀等不可避免会有泄漏。 （4）在膨胀和压缩过程中，气体与缸壁间的热交换使膨胀过程指数m?和压缩过程指数m不断变化。 2用简图说明压缩机吸气阀和排气阀的原理。 答：压缩机气阀主要靠缸内外气体压力差控制启闭，只有当缸内气体膨胀到压力低于吸气管内压力P1并足以客服流动阻力时，才能顶开吸气阀，开始吸气。在吸气过程中缸内压力有波动，活塞到内止点A时吸气终了，吸气阀关闭。活塞自内止点回行时，缸内容积减小，气体进行压缩过程。当缸内压力P高于排气管内压力P2并足以克服阻力而顶开排气阀时才开始排气过程。3分析影响活塞式压缩机吸气量和排气量的因素。 答：（1）带动压缩机的原动机(通常为电机)的转速的降低(由于电压过低或电网频率降低)或皮带过松而造成压缩机转速降低，均会使排气量减少； (2）余隙容积超过设计值过大，排气量将明显下降； (3)吸入阻力(包括空气滤清器阻力、吸入管路和气阀阻力)增加，会使吸入气缸内的气体压力降低，吸气量减少，从而排气量也相应减少； (4)气缸冷却不充分，缸壁温度升高，使吸入气体被加热，体积膨胀而造成吸气量减少，最后自然也影响到排气量的减少； (5)压缩机外泄漏的增加将直接使排气量减少。外泄漏分为两类：其一是气体直接漏入大气或第一级进气管道中，这部分泄漏直接漏到压缩机之外，显然属于外泄漏；其二是在第一级气缸膨胀或吸气过程中，由于排气阀关闭不严所造成的高压级通过一级排气阀漏向一级气缸的气体，也属于外泄漏。外泄漏常常发生在填料函、活塞环、吸排气阀等位置。所以，这些部位密封不严，将造成压缩气体发生外泄漏，影响压缩机的排气量。 4何为活塞式压缩机的标准排气量和实际排气量？ 答：实际排气量是经压缩机压缩并在标准排气位置排出气体的容积容量，换算到第一级进口标准吸气位置的全温度、全压力及全组分的状态的气体容积值。 标准排气量是将压缩压缩在标准排气位置的实际容积容量，换算到标准工况（760mmHg，0℃）的气体容积值称为标准排气量。 5了解活塞式压缩机的功率和效率的定义方法。 答：（1）指示功率 压缩机中直接消耗于压缩气体的功即由示功器记录的压力—容积图所对应的功称为指示功。 （2）轴功率 《泵与压缩机》课堂练习 一、填空题： 1．离心泵启动前应首先关闭（出口）阀，目的是降低（电流；电力矩），防止电机损坏。 2．离心泵的流量增加，则泵的允许吸上真空度（降低）；允许吸上真空高度小的泵，其吸入性能（差）。 3．离心泵叶轮上导叶的作用是（能量转换）。 4．泵的特性曲线与管路特性曲线的交点是泵的（实际工作点）。 5．比转数相同的两台离心泵，输送同一介质时，叶轮直径小，则泵的扬程（小）；离心泵的转速越低，则离心泵的扬程越（小）。 6．离心泵在运转过程中，如采用机械密封，要求其渗漏情况为每分钟不大于（10）滴；填料密封为不大于（20）滴。 7. 离心泵的原理是利用叶轮的转动，使流体因（离心）力作用而获得动能。继而因渦形室的作用使流体速度減慢将动能转变成（压力）能。 8.由于涡流运动的影响，造成（相对）速度偏移，使得（绝对）速度减小。 二、单项选择题： 1．型号为100ＹⅡ- 60A的离心泵，型号中的数字60表示（B）。 A、排出口直径 B、扬程 C、流量 D、比转速 2．两台型号相同的离心泵串联使用后，其扬程(B )它们独立工作时的流量之和。 A、高于 B、低于 C、等于 D、因油品性质而定 3．有关往复泵流量的调节方法中，正确的是( C )。 A、改变泵出口阀开度 B、改变泵入口阀开度 C、改变泵的转速 D、切割泵叶轮外径 4．宜采用管道泵输送的介质是(B)。 A、渣油 B、燃料油 C、汽油 D、液体沥青 5．离心泵内液体不发生冲击损失的条件是实际流量必须（ C ）。 A、大于设计流量 B、小于设计流量 C、等于设计流量 D、流量不变 6．切割定律是指同一台泵（ A ）改变后性能参数间的相互关系。 A、叶轮外直径 B、转速 C、叶轮内直径 D、扬程 7．离心泵的设计点(最佳工况点)是(C)。 A、H-Q曲线最高点 B、N-Q曲线最高点 C、η-Q曲线最高点 D、最大Q值 8．储罐(槽)液面压力越大，离心泵的抗气蚀性能(A)。 A、越好 B、越差 C、不能确定 D、无关系 9．比转数小的泵则（ C ）。 A、流量大 B、扬程小 C、叶轮直径大 D、叶轮宽度大 10．离心泵铭牌上标明的流量数值是用( D )做试验取得的。 A、煤油 B、汽油 C、柴油 D、清水 三、判断题： 《泵与压缩机》综合复习资料 一、简述题 1．简述离心泵的抗汽蚀措施，说明较为有效实用的抗汽蚀措施。 2．简述离心压缩机的单级压缩和多级压缩的性能特点。 3．简述往复活塞式压缩机的工作循环，指出工作循环中的热力过程。 4．简述离心泵的性能曲线，说明性能曲线的主要用途。 5．简述离心压缩机的喘振工况和堵塞工况，说明对离心压缩机性能影响较大的特殊工况。 6．简述往复活塞式压缩机的排气量调节方法，说明较为实用有效的调节方法。 7．简述离心泵的主要零部件，说明离心泵的工作原理。 8．简述往复活塞式压缩机的动力平衡性能，说明动力平衡的基本方法。 9．简述离心泵的速度三角形和基本方程式。 10．简述离心压缩机的工况调节方法，说明较为节能实用的工况调节方法。 11．简述往复活塞式压缩机多级压缩的性能特点。 二、计算题 1．一台离心水泵，实测离心泵出口压力表读数为0.451 MPa，入口真空表读数为256 mmHg，出口压力表和入口真空表之间的垂直距离Z SD＝0.5 m，离心泵入口管径与出口管径相同，水密度ρ＝1000 kg/m3。求离心泵的实际扬程H（m）。 2．一台单级双吸式离心水泵，流量Q＝450 m3/h，扬程H＝92.85 m，转速n＝2950 r/min。 求离心泵的比转数n s。 3．一台单级离心式空气压缩机，压缩机叶轮圆周速度u2＝255.235 m/s，流量系数φ2r＝0.28，叶片出口安装角β2A＝50o，叶片数z＝20。求离心压缩机的理论能头H T（J/kg）。 4．一台离心泵流量Q1＝100.0 m3/h，扬程H1＝80.0 m，功率N1＝32.0 kW，转速n1＝2900 r/min。求离心泵转速调节至n2＝1450 r/min时的流量Q2（m3/h）、扬程H2（m）和功率N2（kW）。 5．一台离心水泵，离心泵样本允许汽蚀余量[H s]＝5.0 m，使用当地大气压p a′＝0.07 MPa， 一、单项选择题 1．根据泵与风机的工作原理，离心式泵属于那种类型的泵。（C） A.容积式 B.往复式 C.叶片式 D.其它类型的泵 2．下面的哪一条曲线是泵的特性曲线？（A） A.泵所提供的流量与扬程之间的关系曲线 B.流量与沿程损失系数之间的关系曲线 C.管路的流量与扬程之间的关系曲线 D.管路的性能曲线 3．离心式叶轮有三种不同的形式，其叶轮形式取决于（B） A．叶片入口安装角 B．叶片出口安装角 C．叶轮外径和宽度 D．叶轮内径和宽度 4．对径向式叶轮，其反作用度τ值的大小为（D） A．0<τ<1 2 B．1 2 <τ<1 C．τ＝1 D．τ＝1 2 5．管路系统能头和流量的关系曲线是（C） A．斜率为φ的直线，φ为综合阻力系数 B．水平直线 C．二次抛物线 D．任意曲线 6．在离心式风机叶轮前的入口附近，设置一组可调节转角的静导叶，通过改变静导叶的角度以实现风机流量调节的方式称为（B）. A.节流调节 B.导流器调节 C.动叶调节 D.静叶调节 7.泵与风机的有效功率Pe，轴功率P和原动机输入功率P g ’之间的关系为(B)。 A. P e 1比较活塞式压缩机理论工作循环和实际工作循环的区别，定性画出相应的工作循环图。（1）由于存在余隙容积，实际工作循环由膨胀、吸气、压缩和排气四个过程组成，而理论循环则无膨胀过程，这就使实际吸气量比理论值少。 （2）实际吸气和排气过程存在阻力损失，使实际气缸内吸气压力低于吸气管内压力Ps，实际气缸内排气压力高于排气管内压力Pd，而且压力有波动，温度有变化。 （3）压缩机工作中，活塞环、填料和气阀等不可避免会有泄漏。 （4）在膨胀和压缩过程中，气体与缸壁间的热交换使膨胀过程指数m’和压缩过程指数m 不断变化。 图书上P199 图4.3 书上P203 图4.4 2用简图说明压缩机吸气阀和排气阀的工作原理 压缩机气阀主要靠缸内外气体压力差控制启闭，只有当缸内气体膨胀到压力低于吸气管内压力P1并足以客服流动阻力时，才能顶开吸气阀，开始吸气。在吸气过程中缸内压力有波动，活塞到内止点A时吸气终了，吸气阀关闭。活塞自内止点回行时，缸内容积减小，气体进行压缩过程。当缸内压力P高于排气管内压力P2并足以克服阻力而顶开排气阀时才开始排气过程。图如书上P203 图4.4 3何为压缩机的标准排气量与实际排气量 实际排气量是经压缩机压缩并在标准排气位置排出气体的容积容量，换算到第一级进口标准吸气位置的全温度、全压力及全组分的状态的气体容积值。 标准排气量是将压缩压缩在标准排气位置的实际容积容量，换算到标准工况（760mmHg，0℃）的气体容积值称为标准排气量。 4了解活塞压缩机功率和效率的定义方法 （1）指示功率 压缩机中直接消耗于压缩气体的功即由示功器记录的压力—容积图所对应的功称为指示功。（2）轴功率 轴功率是压缩机驱动轴所需要的功率。 （3）驱动功率 驱动功率是原动机输出轴的功率。 效率 （1）等温理论效率 压缩机理论循环所需的等温理论功率是理想的最小功率，与相同吸气压力、相同吸气量下的实际指示功率的比值。 （2）等温总效率 等温总效率是等温理论功率与相应条件下的轴功率之比。 （3）绝热理论效率 压缩机的绝热理论功率与相同吸气压力、相同吸气量下的实际指示功率之比。 （4）绝热总效率 绝热总效率是绝热理论功率与相同条件下的轴功率的比值。 5分析多级压缩的特点 （1）节省压缩气体的指示功 （2）提高气缸容积利用率 泵与压缩机》综合复习资料 第一章 离心泵 、问答题 1．离心泵的扬程是什么意义？其单位是什么？样本上常用单位是什么？两者的关系是什 么？ 2 ．离心泵的主要过流部件是哪些？ 对它们的要求是什么？ 3．离心泵开泵前为什么要灌泵？ 4．H T ∞与哪些因素有关？为什么说它与介质性质无关？ 5．H T 2 2 2 2 2 2 u 2 u 1 w 1 w 2 c 2 c 1 2 1 1 2 2 1 中哪些是静扬程？ 222 由什么作用产生的？哪些是 动扬程？ 6．什么叫反作用度？反作用度大好还是小好？离心泵的反作用度与什么参数有关？前弯、 径向及后弯叶片的反作用度如何？ 7 ．离心泵中主要是哪种叶片？为什么？ βA2 大致范围是多少？ 8．汽蚀的机理如何？有何危害？ 9．如何判别是否发生了汽蚀？ 10 ．如何确定离心泵的几何安装高度？ 11 ．常减压装置中减压塔的基础为什么比常压塔基础高？ 12 ．如何从装置方面防止汽蚀发生？生产操作中要注意哪些问题？ 生？ 14 ．离心泵有几条特性曲线？各特性曲线有何特点、有何用途？ 15 ．离心泵开泵前要关闭出口阀，为什么？ 16 ．离心泵中主要有哪些损失？各影响哪些工作参数？ 17 ．介质密度对离心泵的 H 、Q 、N 、η四个参数中的哪些有影响？在生产中如何注意该种 影响？ 18 ．离心泵中流量损失产生在哪些部位？流量损失与扬程有无关系？用曲线图表示。 19 ．离心泵中机械损失由哪几部分组成？ 20 ．写出离心泵效率 的表达式。它与 ηv 、 ηh 、 ηm 有何关系？ 21 ．输送粘度较大的液体时离心泵的 H 、Q 、N 、η、Δh r 如何变化？ 22 ．写出离心泵相似定律的表达式。 13 ．用 h a 2 p s c s p v 和 p s p A 2 c s 2 Z g h f 两式说明如何防止汽蚀发 f A S 《泵与压缩机》综合复习资料 第一章 离心泵 一、问答题 1．离心泵的扬程是什么意义？其单位是什么？样本上常用单位是什么？两者的关系是什么？ 2．离心泵的主要过流部件是哪些？ 对它们的要求是什么？ 3．离心泵开泵前为什么要灌泵？ 4．H T ∞与哪些因素有关？为什么说它与介质性质无关？ 5．H uu w w c c T ∞ =-+-+-221212222212222 中哪些是静扬程？ 由什么作用产生的？哪些是动扬程？ 6．什么叫反作用度？反作用度大好还是小好？离心泵的反作用度与什么参数有关？前弯、径向及后弯叶片的反作用度如何？ 7．离心泵中主要是哪种叶片？为什么？βA2大致范围是多少？ 8．汽蚀的机理如何？有何危害？ 9．如何判别是否发生了汽蚀？ 10．如何确定离心泵的几何安装高度？ 11．常减压装置中减压塔的基础为什么比常压塔基础高？ 12．如何从装置方面防止汽蚀发生？生产操作中要注意哪些问题？ 13．用ρ ρv s s a p c p h -+=?22和() p p c Z h s A s g f A S ρρ=----2 2两式说明如何防止汽蚀发生？ 14．离心泵有几条特性曲线？各特性曲线有何特点、有何用途？ 15．离心泵开泵前要关闭出口阀，为什么？ 16．离心泵中主要有哪些损失？各影响哪些工作参数？ 17．介质密度对离心泵的H 、Q 、N 、η四个参数中的哪些有影响？在生产中如何注意该种影响？ 18．离心泵中流量损失产生在哪些部位？流量损失与扬程有无关系？用曲线图表示。 19．离心泵中机械损失由哪几部分组成？ 20．写出离心泵效率η的表达式。它与ηv 、ηh 、ηm 有何关系？ 21．输送粘度较大的液体时离心泵的H 、Q 、N 、η、Δh r 如何变化？ 22．写出离心泵相似定律的表达式。 23．什么叫离心泵的比例定律？写出比例定律的表达式。 24．切割定律是在什么近似条件下得来的？切割定律的表达式。 25．切割抛物线与相似抛物线有何区别？ 26．离心泵叶轮外径切割有无限制，一台泵叶轮切割量的大小受什么参数限制？ 27．离心泵的比转数n s 是一个什么参数，表达式如何？ 一．离心泵 1.离心泵的工作原理？种类？用途？P12 P8 （1）工作原理：动力机通过泵轴带动叶轮旋转，充满叶片间流道中的液体随叶轮旋转；液体在离心力的作用下，以较大的速度和较高的压力，沿着叶片间的流道从中心向外缘运动；泵壳收集从叶轮中高速流出的液体并导向至扩散管，经排出管排出。液体不断被排出，在叶轮中心形成真空，吸入池中的液体在压差的作用下，源源不断地被吸入进叶轮中心；泵形成连续的吸入和排出过程，不断地排出高压力的液体。 多级离心泵每一级的工作原理同单级离心泵原理。但级与级之间的液体靠导叶导向，即前一级叶轮出口的液体经导叶引导到后一级叶轮的入口处。 （2）种类：按泵轴的布置方式：卧式泵（泵轴水平布置）、立式泵（泵轴竖直布置）、斜式泵 按吸入方式：单吸式泵（叶轮从一个方向吸入液体）、双吸式泵（叶轮从两个方向吸入液体） 按叶轮级数分：单级泵（泵轴上只安装一个叶轮）、多级泵（泵轴上安装两个或两个以上叶轮） 按用途分：清水泵、污水泵、油泵、酸泵、碱泵、砂泵、杂质泵、耐腐蚀泵等 按泵体形式分：涡壳式泵、透平式泵 按壳体剖分方式分：中开式泵、分段式泵 按比转数分：低比转数泵、中比转数泵、高比转数泵 （3）用途：离心泵是最典型的将机械能转变为液体的压力能的叶片式水力机械。 离心泵在海洋石油生产中主要用于原油输送、井底注水、油井抽油、污水处理、生活供水。 开排泵：将开式排放罐收集的液体打到闭式排放罐中。 闭排泵：将存于闭式排放罐内的含油液体打进工艺流程。 热介质循环泵：将贮存罐内的可重复使用的热介质油，泵入到膨胀罐内,不能使用的打入甲板上的排放罐。 淡水泵：将贮存在淡水罐内的淡水输至各个用户。 海水提升泵：将海水提升至平台，为公用系统供应杂用水。 原油外输泵：将含水原油增压后通过海底管线输往陆上终端。 油污泵：将生产污水增压后送入核桃壳过滤器。 反冲洗泵：将净水缓冲罐中的水送入反冲洗水缓冲罐中。 反冲洗水返回泵：将反冲洗水缓冲罐中的水打回生产污水处理系统。 注水泵：向井底注水。 2.离心泵的三种叶轮结构及用途、三种形式的叶片出口角。P53-54 P17 （1）闭式叶轮：由前盖板、后盖板、叶片及轮毂组成。 闭式叶轮一般用于清水泵，适用于高扬程，输送洁净的液体。 半开式叶轮：由后盖板、叶片及轮毂组成； 半开式叶轮一般用于输送含有固相颗粒的液体。 开式叶轮：由叶片及轮毂组成； 开式叶轮一般用于含有输送固相颗粒较多如浆状或糊状的液体。 《泵与压缩机》课程综合复习资料 一、简述题 1．简述离心泵工况调节方法，说明较为节能实用的工况调节措施。 2．简述往复活塞式压缩机的主要性能参数，说明较为重要的性能参数。 3．简述离心压缩机的喘振工况和堵塞工况，说明对离心压缩机性能影响较大的特殊工况。 4．简述往复活塞式压缩机的排气量调节方法，说明较为实用有效的调节方法。 二、计算题 1．一台离心泵流量Q1＝50.0 m3/h，扬程H1＝32.0 m，功率N1＝6.4 kW，转速n1＝2900 r/min。求离心泵转速调节至n2＝1450 r/min时的流量Q2（m3/h）、扬程H2（m）和功率N2（kW）。 2．一台离心水泵，泵装置吸液面压力p A＝90000 Pa，水饱和蒸汽压力p v＝4240 Pa，泵安装高度H g1＝4.0 m，水密度ρ＝1000 kg/m3，吸入管阻力损失h A-S＝2.751 m，泵本身汽蚀余量Δh r＝2.5 m。求泵装置有效汽蚀余量Δh a（m），并判断离心泵装置是否发生汽蚀现象。 3．一台多级离心式空气压缩机，第一级理论能头H T＝45113.0 J/kg，内漏气损失系数βl＝0.015，轮阻损失系数βdf＝0.030，有效气体流量m＝25200 kg/h。求离心压缩机第一级的总功率H tot（kW）。 4．一台多级离心式空气压缩机，第一级进口气体温度t s＝20.0 ℃，进口气体速度c s＝30.0 m/s，出口气体速度c d＝70.0 m/s，级总能头H tot＝47355 J/kg，空气绝热指数k＝1.40，气体常数R＝288 J/kg·K。 求离心压缩机第一级出口温度t d（℃）。 5．一台往复活塞式空气压缩机，单级三缸单作用结构型式，压缩机容积系数λv＝0.739，系数λp λT λl ＝0.850，转速n＝1460 r/min，气缸直径D＝0.115 m，活塞行程S＝0.070 m。求往复压缩机的排气量Q（m3/min）。 6．一台单级往复活塞式空气压缩机，吸气压力p1＝0.10 MPa，排气压力p2＝0.35 MPa，吸气温度t1＝24.45℃，多变压缩过程指数m＝1.32。求往复压缩机的排气温度t2（℃）。 7．一台离心水泵，离心泵样本允许汽蚀余量[H s]＝6.0 m，使用当地大气压p a′＝0.08 MPa，使用当地饱和蒸汽压p v′＝1602 Pa，水密度ρ＝1000 kg/m3。求离心泵在当地使用的允许真空度[H s]′（m）。8．一台多级离心式空气压缩机，第一级进口气体温度t s＝20.0 ℃，进口气体速度c s＝30.0 m/s；级出口气体温度t d＝67.95 ℃，出口气体速度c d＝65.06 m/s，空气绝热指数k＝1.40，气体常数R＝288 J/kg·K。求离心压缩机第一级总能头H tot（J/kg）。 9．一台两级往复活塞式空气压缩机，第I级吸气压力p1I＝0.10 MPa，吸气温度下饱和蒸汽压p v I＝4240 Pa，吸气相对湿度φI＝0.80；第II级吸气压力p1 II＝0.30 MPa，吸气温度下饱和蒸汽压p v II＝7248 Pa，吸气相对湿度φII＝1.0。求往复压缩机的第二级凝析系数μd II。 泵与压缩机第1页共4页 泵与压缩机习题1 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 《泵与压缩机》综合复习资料 第一章 离心泵 一、问答题 1．离心泵的扬程是什么意义？其单位是什么？样本上常用单位是什么？两者的关系是什么？ 2．离心泵的主要过流部件是哪些？ 对它们的要求是什么？ 3．离心泵开泵前为什么要灌泵？ 4．H T ∞与哪些因素有关？为什么说它与介质性质无关？ 5．H uu w w c c T ∞ =-+-+-221212222212222 中哪些是静扬程？ 由什么作用产生的？哪些是动扬程？ 6．什么叫反作用度？反作用度大好还是小好？离心泵的反作用度与什么参数有关？前弯、径向及后弯叶片的反作用度如何？ 7．离心泵中主要是哪种叶片？为什么？βA2大致范围是多少？ 8．汽蚀的机理如何？有何危害？ 9．如何判别是否发生了汽蚀？ 10．如何确定离心泵的几何安装高度？ 11．常减压装置中减压塔的基础为什么比常压塔基础高？ 12．如何从装置方面防止汽蚀发生？生产操作中要注意哪些问题？ 13．用ρ ρv s s a p c p h -+=?22和() p p c Z h s A s g f A S ρρ=----2 2两式说明如何防止汽蚀发生？ 14．离心泵有几条特性曲线？各特性曲线有何特点、有何用途？ 15．离心泵开泵前要关闭出口阀，为什么？ 16．离心泵中主要有哪些损失？各影响哪些工作参数？ 17．介质密度对离心泵的H 、Q 、N 、η四个参数中的哪些有影响？在生产中如何注意该种影响？ 18．离心泵中流量损失产生在哪些部位？流量损失与扬程有无关系？用曲线图表示。 19．离心泵中机械损失由哪几部分组成？ 20．写出离心泵效率η的表达式。它与ηv 、ηh 、ηm 有何关系？ 21．输送粘度较大的液体时离心泵的H 、Q 、N 、η、Δh r 如何变化？ 22．写出离心泵相似定律的表达式。 23．什么叫离心泵的比例定律？写出比例定律的表达式。 24．切割定律是在什么近似条件下得来的？切割定律的表达式。 25．切割抛物线与相似抛物线有何区别？ 一离心泵的工作原理？种类？用途？动力机通过泵轴带动叶轮旋转，充满叶片间流道中的液体随叶轮旋转；液体在离心力的作用下，以较大的速度和较高的压力，沿着叶片间的流道从中心向外缘运动；泵壳收集从叶轮中高速流出的液体并导向至扩散管，经排出管排出。液体不断被排出，在叶轮中心形成真空，吸入池中的液体在压差的作用下，源源不断地被吸入进叶轮中心；泵形成连续的吸入和排出过程，不断地排出高压力的液体。 二离心泵的三种叶轮结构及用途、三种形式的叶片出口角。 闭式叶轮由前盖板、后盖板、叶片及轮毂组成。闭式叶轮一般用于清水泵。半开式叶轮由后盖板、叶片及轮毂组成；半开式叶轮一般用于输送含有固相颗粒的液体。开式叶轮由叶片及轮毂组成；开式叶轮一般用于含有输送固相颗粒较多的液体。1）后弯式叶片—叶片向旋转方向后方弯曲，即β2k＜90°；2）径向式叶片—叶片出口沿半径方向，即β2k=90°；3）前弯式叶片—叶片向旋转方向前方弯曲，即β2k＞90° 三离心泵的轴向力产生的原因、方向、消除或减小轴向力的措施。离心泵的叶轮上要产生绐终指向泵的吸入口的轴向力轮左侧的压力小于作用在叶轮右侧的压力，叶轮上产生向左的轴向力。1）开平衡孔：在叶轮后盖板上开一圈平衡孔，使前后盖板密封环内的压力基本相等，大部分轴向力可被平衡。该方法一般用于单级离心泵。2）采用双吸叶轮：液体从两边吸入，轴向力互相抵消。3）叶轮对称安装：对多级泵，将叶轮背靠背或面对面地安装在一根泵轴上，轴向力互相抵消4）安装平衡管：用平衡管将多级泵的出口与进口连通。即将高压区与低压区连通，从而平衡压力而降低轴向力５）安装平衡盘 四离心泵的扬程、流量、各种功率、各种效率的基本概念及各参数的相关计算。1）输出功率N—液体通过离心泵得到的功率，即离心泵实际输出的功率。输出功率又叫离心泵的有效功率。2）转化功率Ni—叶轮传递给液体的功率。3）轴功率Na—泵的输入功率。式中:Q—泵的实际平均流量，m3／s，可实际测量；H—泵的实际输出压头或有效压头，m液柱，可实际测量；ρ—被输送液体的密度，Kg／m3；Qi—泵的转化流量;Hi—泵的转化压头;η—离心泵的总效率。机械损失是由于叶轮盖板两侧面与液体之间的摩擦损失，泵轴与盘根、轴承等机件间旋转时所产生的摩擦损失所引起的。前者是主要的。如果用Nm表示上述摩擦产生的机械功率，则泵的机械效率为：2）容积损失及容积效率容积损失是由于高压液体在泵内的内漏（窜流）和外漏引起的。其中，窜流是主要的。设漏失量为q，实际有效排量为Q，则泵的容积效率为：KW gHQ N310KW Q gH N i i i310KW N N a a i a m a m N N N N N q Q Q v 五离心泵的基本方程式、离心泵的特性曲线及应用 从离心泵的特性曲线可以得出：1）离心泵的压头（杨程）随着流量的增加而降低。因此，离心泵的流量和杨程很容易通过调节排出阀门来控制。2）离心泵的轴功率（输入率）随着流量的增加而增加。因此，离心泵应采取闭式启动，以防止电机过载。3）离心泵的最高效率在其额定流量时，大于、小于该流量时，效率都会降低。3、特性曲线的应用(1)根据对流量和压头变化特征的要求，选择H～Q曲线比如，当工作压力P变化较大，而希望流量变化较小时，应该选择陡降式的H～Q曲线；当流量变化较大，而希望工作压力基本保持不变时，应选择平坦式的H～Q曲线。此外，当泵的H～Q曲线是驼峰形状时，应该避免使用最高点左边的不稳定工作区。(2)从Na～Q曲线可以看出某种工况下轴功率最小要选择在该工况下启动泵，以防止动力机过载。一般的离心泵在Q=0时轴功率最小，所以通常在关闭排出阀门的条件下启动离心泵最为有利。(3)η～Q曲线是判断离心泵经济性能的依据一般应选择在最高效率点或其左右区域内(最高效率以下7%范围内)工作。 六离心泵的相似条件、相似公式、比转数。 1、相似公式1）两台相似泵的相似公式为：2）同一台泵的相似公式为：23、比转数ns比转数ns是一个能说明离心泵结构和性能特点的参数，即：各个相似泵在相似工况下的排量、压头、功率等特性参数和转速n及叶轮直径之间存在一定的关系，并可用一系列相似公式来表示。经推导得：1）单级单吸泵：2）多级单吸泵：K为多级泵的级数3）单级双吸泵：比转数的实用意义：（1）比转数反映了系列离心泵性能上的特点。比转数大其流量大而压头小；比转数小其流量小而压头大。（2）比转数反 过程流体机械试题 一、单项选择题(每题1分，共10分) 1.液体从泵入口流到出口的过程中，通常存在的三种损失有流动损失、流量损失和（）。 A.机械损失 B.尾迹损失 C.冲击损失 D.泄漏损失 2.下列零部件中属于离心泵过流部件的是（）。 A.转轴 B.轴封箱 C.蜗壳 D.口环 3.为便于对不同类型泵的性能与结构进行比较，泵的比转数n s是其（）。 A.任意效率点的比转数 B.最高效率点的比转数 C.最低效率点的比转数 D.最小流量的比转数 4.在泵出口设有旁路与吸液罐相连通，改变旁路上调节阀的开度调节流量属于（）。 A.改变管路特性工况调节 B.改变工艺参数调节 C.改变尺寸参数调节 D.改变泵特性工况调节 5.下列零部件中属于离心压缩机定子的零部件的是（）。 A．扩压器 B．口环 C．阀片 D．气缸 6.离心压缩机转速越高，压力比越大，但性能曲线越陡，稳定工作区（）。 A. 不变 B. 越宽 C. 等于零 D. 越窄 7.保持两机流动过程完全相似的条件为：几何相似、进口速度三角形相似、特征马赫数相等和（）。 A．多变指数相等 B．膨胀指数相等 C．绝热指数相等 D．等温指数相等 8.压缩机实际运行中的排气压力并不总是符合设计压力，其值取决于（）。 A．进气系统的压力 B．汽缸的压力 C．排气系统的压力 D．活塞的压力 9.各类压缩机的旋转惯性力或旋转惯性力矩都可以用加（）。 A．气体质量来平衡 B．平衡质量来平衡 C．汽缸质量来平衡 D．往复质量来平衡 10.在结构尺寸一定时，影响活塞压缩机排气量的主要因素是转速和（）。 A．凝析系数 B．吸气系数 C．排气系数 D．抽加气系数 1. 泵在高效工作区工作时，其效率不低于最高效率的( )。 A．90% B．93% C．95% D．97% 2. 改变泵的性能曲线进行工况调节的方法有( )。 A．管路节流调节 B．液位调节 C．改变转速调节 D．旁路调节 3. 若液流进入叶轮流道时无预旋，则( )。 A．C1=0 B．C1u∞=0 C．C1r =0 D．W1=0 4. 比转数相同的离心泵，其几何形状( )。 A．基本相等 B．一定相似 C．一定不相似 D．不一定相似 5. 两台离心压缩机流动相似，在几何相似、进口速度三角形相似和特征马赫数相等的同时，还必须( )。 A.多变指数相等 B.气体常数相等 C.等温指数相等 D.绝热指数相等 6. 离心压缩机设置扩压器的目的是让 ( )。 A．气流加速流动 B．动能转化为静压能 C．气流减压增速 D．气流平稳流动 7.离心压缩机性能曲线上右端点的最大流量，称为( )。 A．喘振流量 B．设计流量 C．堵塞流量 D．工艺流量 8. 等压力比分配原则是：在各级压力比相等，且吸入温度相同时，总指示功为 ( )。 A．等于零 B．任意值 C．最少 D．最多 9. 下列属于易损件的有( )。 A．机身 B．气阀 C．十字头销 D．曲轴 10. 压缩机的实际排气压力取决于( )。 A．排气系统的压力 B．实际吸气压力 C．排气温度 D．缸内压力 1.液体从泵入口流到出口的过程中，通常存在的三种损失有（）。 A.流动、流量和机械损失 B.二次流、尾迹和流动损失 计算部分 Y ● 1.有一台离心式水泵，转速n=1480r/min,流量=110L/s,叶片进口宽度=45mm ，叶轮出口直径=400mm,叶片出口安装角=45，叶轮进出口的轴面速度相等。设流体沿径向流入叶轮，求无限多叶片叶轮的理论扬程。 解：===354(m) ===30.98(m/s) =-ctg=30.98-3.54ctg45=27.44（m ） 因为流体沿径向流入， 所以，===86.66（m ） Y ● 3、有一台离心泵用来输送清水 ，转速 n =640r/min ，总扬程H=130m ， 流量 Q=6.4m 3 /s ，轴功率N=10860kw ，设 m η =0.92，v η=0.88，求 水力效率 h η，总效率 η，理论扬程。 总效率 η =ηm ηh ηv =0.92×0.88×0.93=0.75 Y ●有一离心泵，其叶轮外径=220mm ，转速n=2980r/min ，叶轮出口叶片角，出口处的径向速度=3.6m/s 。设流体轴向流入叶轮，是按比例画出出口速度三角形，并计算无限多叶片叶轮的理论扬程为多少？设叶片数z=8，r1/r2=0.5，滑移系数μ=0.76.求有限叶片数时的理论扬程。 解、===34.31m/s =ctg=34.31-3.6ctg38=29.7m/s 为=90，所以=0，因此 =（）==103.98m 已知滑移指数=0.76 则理论扬程==0.76=79m M ● 某输送油品的离心泵装置如题附图所示。试计算泵需要提供的实际扬程为多少？已知：油品密度为850kg/m3，罐内压力p1=196133Pa （绝），罐外压力p2=176479.7Pa （绝），Z 1=8m ； Z 2=8m ；Z 3=4m ；吸入管内损失hs=1m ；排出管内损失hd=25m ，经过加热炉时的压降为Δp =1372930Pa 。吸入管与排出管管径相同。 解、根据伯努力方程，以泵入口处为基准，则有 其中 P A =196133Pa ，P B =176479.7+1372930=1549409.7Pa ，ρ =850kg/m3， Z A =8m ，Z B =14+4=18m ， 由于吸入管与排出管直径相同，所以 CA = CB ， 代入上式，求得 则泵需要提供的实际扬程为 198.5m 水柱。 M ● 某离心油泵装置如附图所示。已知罐内油面压力p A 与油品饱 和蒸汽压p v 相等，该泵转速n=1450r/min ，最小汽蚀余量NPSHr=k 0Q 2 ， 吸入管内流动损失h s = k 1Q 2 ，试分别计算： （1）当Zg=8m ，Q=0.5m 3 /min 时，泵的[NPSHr]=4.4m ，吸入管路阻力损失hs = 2m ， 此时泵能否正常吸入？ （2）保持Q=0.5m 3 /min 时，液面下降到什么位置泵开始发生汽蚀？ （3）当 Zg=4m 时，若保证泵安全运转，泵的最大流量时多少（设k0,k1不变）？ 解： （1）由题可知，P A =P v ，Zg =-8m ，Σh A -S = 2m ， 此泵的有效汽蚀余量NPSHa=(P A -P V )/ ρg- Zg-Σh A-s = 8-2=6m ， 同时泵的必需汽蚀余量[NPSH r ] = 4.4m 则NPSH a ＞[NPSH r ] ，所以此时泵能够正常吸入。 （2）因为流量保持不变，所以最小汽蚀余量、流动阻力损失不变。 当泵开始发生汽蚀时满足 NPSH a =[NPSH r ] ，即NPSH a = [NPSH r ]= 4.4， 所以NPSHa=(P A -P V )/ ρg- Zg-ΣhA-s =-Zg -4.4时，开始发生汽蚀 求得 Zg =-6.4m ，即液面下降到6.4m 位置时，泵开始发生汽蚀。 参考。材料 1 《泵与压缩机》综合复习资料 一、简述题 1．简述离心泵的抗汽蚀措施，说明较为有效实用的抗汽蚀措施。 2．简述离心压缩机的单级压缩和多级压缩的性能特点。 3．简述往复活塞式压缩机的工作循环，指出工作循环中的热力过程。 4．简述离心泵的性能曲线，说明性能曲线的主要用途。 5．简述离心压缩机的喘振工况和堵塞工况，说明对离心压缩机性能影响较大的特殊工况。 6．简述往复活塞式压缩机的排气量调节方法，说明较为实用有效的调节方法。 7．简述离心泵的主要零部件，说明离心泵的工作原理。 8．简述往复活塞式压缩机的动力平衡性能，说明动力平衡的基本方法。 9．简述离心泵的速度三角形和基本方程式。 10．简述离心压缩机的工况调节方法，说明较为节能实用的工况调节方法。 11．简述往复活塞式压缩机多级压缩的性能特点。 二、计算题 1．一台离心水泵，实测离心泵出口压力表读数为0.451 MPa ，入口真空表读 数为256 mmHg ，出口压力表和入口真空表之间的垂直距离Z SD ＝0.5 m ，离心泵入口管径与出口管径相同，水密度ρ＝1000 kg/m 3。求离心泵的实际 扬程H （m ）。 2．一台单级双吸式离心水泵，流量Q ＝450 m 3/h ，扬程H ＝92.85 m ，转速n ＝2950 r/min 。求离心泵的比转数n s 。 3．一台单级离心式空气压缩机，压缩机叶轮圆周速度u 2＝255.235 m/s ，流量系数φ2r ＝0.28，叶片出口安装角β2A ＝50o，叶片数z ＝20。求离心压缩机的理论能头H T （J/kg ）。 4．一台离心泵流量Q 1＝100.0 m 3/h ，扬程H 1＝80.0 m ，功率N 1＝32.0 kW ，转速n 1＝2900 r/min 。求离心泵转速调节至n 2＝1450 r/min 时的流量Q 2（m 3/h ）、扬程H 2（m ）和功率N 2（kW ）。 5．一台离心水泵，离心泵样本允许汽蚀余量[H s ]＝5.0 m ，使用当地大气压p a ′＝0.07 MPa ，使用当地饱和蒸汽压p v ′＝1400 Pa ，水密度ρ＝1000 kg/m 3。求离心泵在当地使用的允许真空度[H s ]′（m ）。 6．一台多级离心式空气压缩机，第一级理论能头H T ＝44786.0 J/kg ，内漏气损失系数βl ＝0.012，轮阻损失系数βdf ＝0.030，有效气体流量m ＝27000 kg/h 。求离心压缩机第一级的总功率H tot （kW ）。 7．一台往复活塞式空气压缩机，单级双缸单作用结构型式，标准吸入状态排气量Q ＝0.60 m 3/min ，容积系数λv ＝0.798，一级系数λp λT λl ＝0.900，转速n ＝1200 r/min ，活塞行程S ＝0.055 m 。求往复压缩机的气缸工作容积V h （m 3）和气缸直径D （m ）。 8．一台单级往复活塞式空气压缩机，容积系数λv ＝0.800，气缸工作容积V h ＝0.1330 m 3，压缩机转速n ＝330 r/min ，当量过程指数m ＝1.33，平均实际吸气压力p 1'＝92910 Pa ，平均实际排气压力p 2'＝422741 Pa 。求往复压缩机的指示功率N i （kW ）。 《泵和压缩机》复习题 一、填空 1、前弯叶片式叶轮的理论能量头随流量的减小而（ ）。 2、离心泵叶轮的叶片安装角βA2越大，反作用度（ ）。图1-15 3、泵的基本方程式是根据（ ）导出的。 4、理想叶轮的理论扬程与输送介质（ ）。 5、按液体进入叶轮方式离心泵可分为（ ）和（ ）泵。 6、离心泵中唯一的作功部件是（ ）。 7、往复压缩机的排气量调节方法有：（ ），（ ），（ ），（ ），（ ）。 9、往复压缩机采用多级压缩可（ ）排气温度，（ ）功率消耗。 10、往复压缩机理论工作循环中，（ ）过程为热力过程。 11、后弯叶片式叶轮的理论能量头随流量的减小而（ ）。 13、相同性能的离心泵串联后，性能曲线（ ）。 14、增大叶轮直径能（ ）理论能量头，降低转速能（ ）离心压缩机压力比。 16、多变效率与多变指数的关系是（pol 1 ησ-=k k ）。P.131 17、流动效率与多变效率的关系是（()pol df l hyd 1ηββη++=） 。P.134 19、边界层分离损失常发生在（ ）流道。 20、离心压缩机级压力比随流量增加而（ ）。 21、级数越多，压力比性能曲线（ ），稳定工况区（ ）。 22、活塞压缩机的型式很多，根据各列气缸中心线之间的夹角和位置不同，可分为三大类，分别为（直列式压缩机）、（对置式压缩机）和（角度式压缩机）。 二、判断 1、为提高往复压缩机第一级容积利用率，常将第一级压力比取得低些。（ ）P.237 2、往复压缩机的压力比是影响排气温度的直接因素。（ ） 4、若离心泵的流量为零，则效率一定为零。（ ） 5、离心泵的比转数是汽蚀判别数。（ ） 6、径向叶片式叶轮的理论能头为常数。（ ） 7、往复压缩机进气过程中的气阀阻力使气缸内的进气压力高于名义进气压力。（ ） 8、在余隙容积和压力比确定以后，膨胀过程指数越大，进气量越多。（ ） 9、输送液体的温度提高，泵装置的抗汽蚀性能下降。（ ） 10、两离心泵串联后的总扬程为各单泵在同一管路中工作的扬程之和。（ ） 11、吸气过程中气体与气缸热交换越大，吸入的新鲜气体量越多。（ ） 中国石油大学（北京）2008—2009年学年第一学期《泵与压缩机》期末考试试卷离心泵部分（一） 班级：_________姓名：_________学号：_________分数：________一﹑填空题（每题4分，共28分） 1.液体流经泵所获的理论扬程仅与液体的_________和_________有关。用同一台泵输送 不同性质的流体，在同一转速和流量下工作时，叶轮所给出的理论扬程是_________（填“相同的”或“不同的”）。 2.静扬程在理论扬程中所占的比例称为_________，而它与叶轮叶片出口安装角相关， 且安装角越小，它_________，所以水泵中常采用_________形叶轮。 3.当离心泵输送介质的粘度增大时，泵内部的能量损失_________，扬程和流量都要 _________，并导致效率_________，轴功率_________，泵的特性曲线发生变化。4.切割抛物线上的点并不是相似工况点是因为_________。当叶轮切割量不大时，认为 对应工况点效率_________。 5.泵—管道系统的工作点可由_________和_________的交点来确定。离心泵并联时，每 台泵提供的扬程_________，流量为_________。 6.离心泵工作发生喘振现象的两个条件是_________和_________。 7.就离心泵叶轮的结构形式来看，可分为_________、_________和_________。二、简答题（每题6分，共36分）1.怎样提高离心泵抗气蚀性能？ 2.可以通过哪些调节措施来改变泵的运行工况？ 3．写出同一台离心泵在不同转速下输送相同液体时所满足的流量、扬程、功率和气蚀相 似定律以及切割定律。4.简述离心泵的工作原理。 5.通过图示对H—Q 性能曲线成驼峰形离心泵的稳定性进行分析并指出其稳定工作区。6．简述离心泵机械密封原理。三、计算题（每题12分，共36分）1.有一台离心式水泵，转速n=1480r/min,流量q vT =110L/s，叶轮进口直径D 1=220mm,叶片 进口宽度b 1=45mm，叶轮出口直径D 2=400mm，叶片出口安装角β2e =45°，叶轮进出口的轴面速度相等。设流体沿径向流入叶轮，求无限多叶片叶轮的理论扬程H T∞。 2.有一台离心泵用来输送清水，转速n=640r/min，总扬程H=130m，流量Q=6.4m 3/s ，轴 功率N=10860kw ，设ηm =0.92，ηv=0.88，求水力效率ηh ，总效率η，理论扬程。3.已知某水泵的允许安装高度［Hg ］=6m ，允许汽蚀余量［Δh ］=2.5m ，吸入管路的阻 力损失h w =0.4m ，输送水的温度为25℃，问吸入液面上的压力至少为多少?(已知水在25℃时的饱和蒸汽压力p v =3.17kPa,水的密度ρ=997kg/m 3) 参考答案 一、填空题 1.叶片进口速度出口速度相同的 2.反作用度越大后弯 3.增大减小下降增加 4.切割前后叶轮并不保持几何相似相等 5.泵的特性曲线管路特性曲线相同各泵扬程之和 6.泵的H-Q 曲线呈驼峰形管路装置的静特性发生变化 1—1解：1）基本计算 吸入管过流断面面积：32210854.71.044-?=?==π π D A 吸入管内平均流速：s m A Q /203.110 854.73600343=??==-υ, 吸入管的沿程损失:m g d L h 266.08 .92203.11.01802.022 2=???=??=υλ 2）求泵入口处的压强 设吸水池液面为1—1断面,泵入口处为2-2断面。根据伯努里方程，有： h g g p H g p g +++=222211υρρ Pa h g Hg g p p 55 52 522112105485.0104645.010013.1266.08.92203.14.48.9100010013.12?=?-?=??? ? ??+?+??-?=??? ? ??++-=υρ mmHg H 46.34854.41176028 .133105485.07605=-=?-=真 O mmH O mH p H 225 25597597.59800 105485.09800==?== 1—2解：设泵入口处为1-1断面,泵出口处为2-2断面。根据伯努里方程，有： g g p z H g g p z 2222222111υρυρ++=+++ 入口和排出管径相同，有21υυ=。 g p g p z z H ρρ1212-+-= Pa p 613168.9136003.010013.151=??-?= Pa p 24840014710010013.152=+?= m H 95.258 .9750613162484005.0=?-+= 1-3解：吸水管内平均流速:s m d Q /183.31.04025.042 211=?==ππ υ 排出管内平均流速:s m d Q /659.5075.04025.042 222=?==ππ υ 设泵入口处为1—1断面,泵出口处为2—2断面。根据伯努里方程，有: 中国石油大学（北京）远程教育学院 期 末 考 试 《泵与压缩机》 学习中心：_______ 姓名：________ 学号：_______ 关于课程考试违规作弊的说明 1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。 2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。 3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。 一、题型 简答题，6题，每题10分，共60分；计算分析题，2题，共40分。 二、题目 1、简答题要求：每位同学从7道题中任选5题完成； 2、计算分析题要求：每位同学从3道题中任选2题完成。 简答题： 1、 离心泵的过流部件有哪些？它们的主要功能是什么（12分） 答：离心泵的过流部件包括吸入室、叶轮、及排除室。 (1)吸入室是把液体从吸入管引入叶轮，要求液体流过吸入室时流动损失较小，并使液体流入叶轮时速度分布均匀。 (2)叶轮是离心泵的唯一做工部件，液体从叶轮中获得能量。对叶轮的要求是在流动损失最小的情况下使单位质量的液体获得较高的能头。 (3)排出室是把从叶轮内流出来的液体收集起来，并按一定的要求送入下级叶轮入口或送入排出管。 2、 写出比例定律和切割定律的表达式？（12分） (1)比例定律：在不同转速情况下，泵相似工况点的性能参数的变化规律用比例定律来确定。 表达式: 2 1 21n n Q Q (1 - 50) 2 2121???? ??=n n H H (1 - 51) 3 2121??? ? ??=n n N N (1 - 52) (2)切割定律：当叶轮切割量较小时，可认为切割前后叶片的出口角和通流面积近似不 变，泵效率近似相等。 表达式: v r v r c b D c b D Q Q ητητ22222222'''''= ' 222222ττb D b D ≈''' ; v v ηη=' 故切割前后的流量间关系为： 2 22222D D n D n D c c Q Q r r ' =''='=' (1 - 56扬程间的关系为： 2 222222 ??? ? ??'='''='D D c u c u H H h u u u ηη (1 - 57) 功率间的关系为： 3 22??? ? ??'=''''='D D QH H Q N N ηρηρ (1 - 58) 3、 简述汽蚀发生的过程，并描述汽蚀产生的危害。（12分） 答：当叶轮入口附近最低压力P k 小于该处温度下被输进液体的饱和蒸汽压P v 时，液体 在叶轮入口处就会气化，同时溶解在该液体中的气体也在逸出，形成大量小气泡。当气泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面液体压力高于气泡内的气化压力，则气泡会凝结溃灭，形成空穴。瞬间内，周围的液体以极高的速度向空穴冲击，造成液体互相撞击，使局部压力骤然剧增（有时可达数百大气压），阻碍液体正常流动。如过这些气泡在叶道壁面附近溃灭，则周围的液体以极高频率连续撞击金属表面。金属表面因冲击、疲劳而剥落。若气泡内还夹杂着某些活性气体，它们借助气泡凝结时放出的热量，对金属起电化学腐蚀作用，这就更加快了金属剥落速度。上述这种液体气化、凝结形成高频冲击负荷，造成金属材料的机械剥落和电化学腐蚀的综合现象统称为“汽蚀现象”。 汽蚀现象的危害主要有（1）产生振动和噪音（2）降低泵的性能（3）破坏过流部件 4、 离心压缩机流量调节可用哪些方法？最常用的是哪些方法，有何特点？（12分） 答：a ．出口节流调节；b ．进口节流调节；c ．改变转速调节；d ．转动进口导叶调节(又 称进气预旋调节)；e.可转动的扩压器叶片调节方法。 5、 离心压缩机完全相似条件是什么？在性能换算中有哪两种近似相似情况？（12分）泵与压缩机复习题目
《泵与压缩机》综合复习资料
泵与压缩机总结
泵和压缩机第四章 活塞压缩机课后思考题答案
泵与压缩机知识题
泵与压缩机习题
泵与压缩机考点
2020年中国石油大学网络教育040107泵与压缩机-20考试试题及参考答案
泵与压缩机习题1知识分享
泵与压缩机简答题
过程流体机械试题 (1)。。
(计算题)泵与压缩机题库
泵与压缩机[参考内容]
2015春-泵和压缩机复习题
泵与压缩机试卷1
【精品】泵与压缩机练习题
《泵与压缩机》
相关主题
文本预览