泵和压缩机 第四章 思考题

新浪微博：@孟得明扬程：单位重量液体从泵进口截面到泵出口截面所获得的机械能。

流量qv ：单位时间内通过风机进口的气体的体积。

全压p ：单位体积气体从风机进口截面到风机出口截面所获得的机械能。

轴向涡流的定义：容器转了一周，流体微团相对于容器也转了一周，其旋转角速度和容器的旋转角速度大小相等而方向相反，这种旋转运动就称轴向涡流。

影响：使流线发生偏移从而使进出口速度三角形发生变化。

使出口圆周速度减小。

叶片式泵与风机的损失：（一）机械损失：指叶轮旋转时，轴与轴封、轴与轴承及叶轮圆盘摩擦所损失的功率。

（二）容积损失：部分已经从叶轮获得能量的流体从高压侧通过间隙向低压侧流动造成能量损失。

泵的叶轮入口处的容积损失，为了减小这部分损失，一般在入口处都装有密封环。

（三），流动损失：流体和流道壁面生摸差，流道的几何形状改变使流体产生旋涡，以及冲击等所造成的损失。

多发部位：吸入室，叶轮流道，压出室。

如何降低叶轮圆盘的摩擦损失：1、适当选取n 和D2的搭配。

2、降低叶轮盖板外表面和壳腔内表面的粗糙度可以降低△Pm2。

3、适当选取叶轮和壳体的间隙。

轴流式泵与风机应在全开阀门的情况下启动，而离心式泵与风机应在关闭阀门的情况下启动。

泵与风机（课后习题答案）第一章1-1有一离心式水泵，其叶轮尺寸如下：1b =35mm, 2b =19mm, 1D =178mm, 2D =381mm, 1a β=18°，2a β=20°。

设流体径向流入叶轮，如n=1450r/min ，试画出出口速度三角形，并计算理论流量,V T q 和在该流量时的无限多叶片的理论扬程T H ∞。

解：由题知：流体径向流入叶轮 ∴1α=90° 则：1u = 1n60D π= 317810145060π-⨯⨯⨯=13.51 （m/s ）1V =1m V =1u tg 1a β=13.51⨯tg 18°=4.39 （m/s ）∵1V q =π1D 1b 1m V =π⨯0.178⨯4.39⨯0.035=0.086 （3m /s ）∴2m V =122V q D b π=0.0860.3810.019π⨯⨯=3.78 （m/s ） 2u =2D 60n π=338110145060π-⨯⨯⨯=28.91 （m/s ）2u V ∞=2u -2m V ctg 2a β=28.91-3.78⨯ctg20°=18.52 （m/s ）T H ∞=22u u V g ∞=28.9118.529.8⨯=54.63 （m ） 1-2有一离心式水泵，其叶轮外径2D =220mm,转速n=2980r/min ，叶片出口安装角2a β=45°，出口处的轴面速度2m v =3.6m/s 。

龙少~上传~ 必属精品~《化工过程流体机械》思考题参考解答参考教材《过程流体机械》2010.92 容积式压缩机☆思考题2.2 写出容积系数λV 的表达式，并解释各字母的意义。

容积系数λV （最重要系数）λV ＝1－α（n 1ε－1）＝1－⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛110n s dS p p V V（2-12）式中：α ——相对余隙容积，α ＝V 0（余隙容积）/ V s （行程容积）；α ＝0.07～0.12（低压），0.09～0.14（中压），0.11～0.16（高压），＞0.2(超高压)。

ε ——名义压力比（进排气管口可测点参数），ε ＝p d / p s ＝p 2 / p 1 ，一般单级ε ＝3～4；n ——膨胀过程指数，一般n ≤m （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ε降低，一级容积系数λV 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。

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4.42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4.43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。

第四章思考题4-1 容器被闸板分割为A 、B 两部分。

A 中气体参数为P A 、T A ，B 为真空。

现将隔板抽去，气体作绝热自由膨胀，终压将为P 2，试问终了温度T 2是否可用下式计算？为什么?122()k k A Ap T T p -=答：气体作绝热自由膨胀是不可逆绝热过程，因此终了温度T 2不可用上式计算。

4-2 今有任意两过程a-b ，b-c ，b 、c 两点在同一定熵线上，如图所示。

试问：Δｕab 、Δｕac 哪个大？再设b 、c 两点在同一条定温线上，结果又如何？答：由题可知，因b 、c 两点在同一定熵线上T b >T c , ｕb >ｕc . Δｕab >Δｕac 。

若b 、c 两点在同一条定温线上，T b =T c , ｕb =ｕc . Δｕab =Δｕac 。

4-3将满足下列要求的多变过程表示在p-v 图和T-s 图上（工质为空气）。

（1）工质又升压、又升温、又放热； （2）工质又膨胀、又降温、又放热；（3）n=1.6的膨胀过程，判断q ，w ，Δu 的正负；答：n=1.6的压缩过程在p-v 图和T-s 图上表示为1→2过程。

在此过程中q>0, w<0，Δu>0（4）n=1.3的压缩过程，判断q ，w ，Δu 的正负。

答：n=1.3的压缩过程在p-v 图和T-s 图上表示为1→2过程。

在此过程中q<0，w<0，Δu>04-4将p-v 图表示的循环，如图所示，表示在T －s 图上。

图中：2-3，5-1，为定容过程；1-2，4-5为定熵过程；3-4为定压过程。

答：T-s 图如图所示4-5 以空气为工质进行的某过程中，加热量的一半转变为功，试问过程的多变指数n 为多少？试在p-v 图和T-s 图上画出该过程的大概位置（比热容比可视为定值）。

答：多变过程中，遵循热力学第一定律q u w =∆+，由题可知12q u =∆，由于v 21()1n -k q c T T n =--，所以()v 21v 21()()21n -k c T T c T T n -=--即：()121n -k n =-，0.6n =4-6如果采用了有效的冷却方法后，使气体在压气机汽缸中实现了定温压缩，这时是否还需要采用多级压缩？为什么？（6分） 答：还需要采用多级压缩，由余隙效率可知，12111n v p c p λ⎡⎤⎛⎫⎢⎥=-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎢⎥⎣⎦，余隙使一部分气缸容积不能被有效利用，压力比越大越不利。

《泵与压缩机》复习思考题第一章 离心泵一、思考题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．∞T H 代表什么意义？在什么假设条件下得到的扬程？5．∞T H 与哪些因素有关？为什么说它与介质性质无关？6.介质压力与扬程有何关系？7．222212222212122c c w w u u H T -+-+-=∞中哪些是静扬程？ 由什么作用产生的？哪些是动扬程？8．什么叫前弯叶片、径向叶片、后向叶片？用欧拉方程和速度三角形导出理论扬程∞T H 与T Q 的关系，并画出三种叶片的T T Q H -∞曲线()0190=α。

9．什么叫反作用度？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？10．离心泵中主要是哪种叶片？为什么？A 2β大致范围是多少？11．离心泵的排量与哪些结构和工作参数有关？12．有限叶片叶轮中轴向涡流是由与什么原因产生的？轴向涡流对出口及进口速度三角形有何影响？哪个影响是主要的？13．试画出叶片无限多与叶片有限时叶轮出口速度三角形图。

14．滑移系数影响扬程提高是不是由于环流而产生了损失？15．汽蚀的机理如何？有何危害？16．ha ∆的含义是什么？17．hr ∆的含义是什么？18．如何判别是否发生了汽蚀？19．生产中如何提高ha ∆?20．在设计、操作中如何减小hr ∆?21．吸入真空度为何可以表示hr ∆的大小？22．允许的吸收入真空度在什么条件下要进行修正？为什么？23．如何确定离心泵的几何安装高度？24．什么是吸入头？什么是灌注头？25．常减压装置中减压塔的基础为什么比常压塔基础高？26．为什么炼厂油罐区的泵房地面比当地地面低？27．一台离心泵在青岛地区使用和兰州地区使用其允许几何安装高度何地大？28．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？29．用ρρυp c p ha s s -+=∆22和()AS f g s A s h Z c p p ---=22ρρ两式说明如何防止汽蚀发生？30．离心泵有几条特性曲线？各特性曲线有何特点、有何用途？31．离心泵开泵前要关闭出口阀，为什么？32．离心泵的功率曲线是如何形成的？33．离心泵的轴功率公式可写为ηρQH N =,当0=Q 时N =0对吗？ 34．离心泵开泵前要关闭出口阀门而旋涡泵和轴流泵开泵前要打开出口阀门，为什么？35．离心泵的额定点和高效区是如何确定的？36．离心泵中主要有哪些损失？各影响哪些工作参数？37．离心泵的实际特性Q H -曲线是如何形成的？用画图示意说明。

泵与压缩机第一部分思考题一、离心泵1、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!原油输送井底注水油井抽油污水处理生活供水2、离心泵的各种叶轮结构？各种形式的叶片出口角及用途？βA2大致范围是多少？3、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？4、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？）5、离心泵的扬程、流量、各种功率、各种效率的基本概念。

6、离心泵的基本方程式、离心泵的特性曲线及应用。

7、离心泵的叶轮直径、转速与流量关系；流量与扬程的关系；扬程与液体性质的关系。

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？8、离心泵的相似条件、相似公式、比转数。

离心泵的比转数n s是一个什么参数，表达式如何？一台离心泵转速由n变为n'后其比转数不变。

9、什么叫离心泵的比例定律？写出比例定律的表达式。

切割定律是在什么近似条件下得来的？切割定律的表达式。

10、离心泵中主要有哪些能量损失？各影响哪些工作参数？各种能量损失及原因？11、写出离心泵效率 的表达式。

它与ηv、ηh、ηm有何关系？12、离心泵汽蚀的原因（机理）？汽蚀的过程？防止汽蚀的措施？如何判别是否发生了汽蚀？13、如何确定离心泵的最大允许安装高度？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、离心泵的管路特性曲线、泵管联合工作特性、工况点的确定.16、离心泵的串联、并联特点、目的？17、离心泵工况点的调节方法？特点如何？从节能的角度考虑，哪种方法较好？18、离心泵的启动、停止操作步骤。

第一章离心泵1．离心泵吸入室、叶轮和排出室相应有何作用？（形成一定真空，引液体入叶轮；将机械能转化成液体的动能及压能；减速增压，将液体动能转为压能。

）2．下列概念相同或相近的有。

A．总能头；B．扬程；C．轴功率；D．有效功率；E．输入功率；F．输出功率（A-B，C-E，D-F）3.看图填空A．N；B．Nh；C．Ne；D．Nm；E．Nv；F．N水损（a-A;b-B;c-C;d-D;e-E;f-F）4．下列速度与叶片数无关的是。

A．相对速度w；B．圆周速度u；C．绝对速度c；D．液体移动速度。

（B）5．离心泵出口方向是垂直于泵轴的。

（）（√）6．离心泵要求静扬程大动扬程小，为什么？（静扬程能克服流动阻力、提高压力；动扬程会增大流动损失。

）7．离心泵采用后弯式叶片的主要因素是什么？（能获得较大的静扬程）作业：P78-1，28．离心泵铭牌上标注的汽蚀余量是有效汽蚀余量NPSHa还是必需汽蚀余量NPSHr？（后者）9．吸上真空度HS越大，越容易发生汽蚀现象。

（）（√）10．在倒灌装置中，泵安装高度zg应取正值。

（）（×）11．增大NPSHa有哪些具体措施？（pA↑；zg↓；HS↓；ShA-S↓；液体pv↓）12．减小NPSHr有哪些具体措施？（优化泵入口结构；用双吸式叶轮；用前置诱导轮；用抗汽蚀材料）13．采用双吸式叶轮，相当于。

A．增大NPSHa，增大cO；B．增大NPSHr，增大cO；C．减小NPSHa，减小cO；D．减小NPSHr，减小cO（D）作业：P78-514．曲线具有“陡降”、“平坦”及“驼峰”等典型形状。

A．H-Q；B．N-Q；C．h -Q；D．NPSHr-Q（A）15．对于压头变化小而排量调节范围大的场合，形状的H-Q曲线比较适合。

（平坦型）16．离心泵常采用“闭式启动”方式，其目的是。

A．增大扬程；B．增大流量；C．减小流动损失；D．保护电动机（D）17．泵的高效工作区是以内的区间。

《过程流体机械过程流体机械》》期末总复习期末总复习提纲提纲侧重侧重掌握掌握掌握““四基四基””：基本结构基本结构、、基本原理基本原理、、基本概念基本概念、、基本计算基本计算；； 课堂课堂系统系统系统补充补充补充的的流体力学流体力学、、工程热力学等基础知识复习思考题复习思考题：：第3章 离心压缩机1何谓离心压缩机的级？它由哪些部件组成？各部件有何作用？2离心压缩机与活塞压缩机相比，它有何特点？3何谓连续方程？试写出叶轮出口的连续方程表达式，并说明式中b 2/D 2和2r ϕ的数值应在何范围之内。

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。

5何谓能量方程？试写出级的能量表达式，并说明能量方程的物理意义。

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。

7试说明级内有那些流动损失？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?8多级压缩机为何要采用分段与中间冷却？9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。

10何谓多变效率？比较效率的高低应注意哪几点？11若已知级的多边压缩功和总耗功，尚需具备什么条件可求出级的能量损失和级内的流动损失？12何谓离心压缩机的内功率、轴功率？写出其表达式，如何据此选取原动机的输出功率？ 13示意画出离心压缩机的性能曲线，并标出最佳工况点和稳定工作范围。

14简述旋转脱离和喘振现象，说明两者之间的关系。

说明喘振的危害，为防喘振可采取哪些措施？15试简要比较各种调节方法的优点。

16离心压缩机的流动相似应具备哪些条件？相似理论有何作用？17离心压缩机有哪些附属系统？他们分别起什么作用？它们由哪些部分组成？ 18何谓转子的临界转速？采用什么方法计算它？工作转速如何校核？19转子的转向推力是如何产生的？采用什么措施平衡轴向推力？为防止转子轴向窜动，对轴向推力及轴承有什么要求？20何谓滑动轴承的动态特性？何谓油膜振荡？哪几种滑动轴承具有抑振特性？ 21有哪几种轴端密封？试述它们的密封原理和特点。

中国石油大学（北京）2010——2011 学年第一学期《泵与压缩机》期末考试试卷班级：姓名：学号：分数：命题人：柯翔翟向琳孙彩云李晶晶冯浩张宗杰一、填空与选择（每题 4 分，共28 分）1．请指出右图为往复式压缩机的（进气阀/出气阀）。

2、往复式压缩机的各级压力比的分配应按照的原则进行。

3、往复活塞式压缩机的简单工作原理是：由于活塞在气缸内的往复运动与气阀的相应的开闭动作相配合,使缸内气体依次实现_______，_______，_______，_______四个过程,不断循环,将低压气体升压而源源输出.4、活塞式压缩机的类型很多，根据各列汽缸中心线之间的夹角和位置不同可分为_______，_______，_______。

5、压缩机的凝析系数是__________________________.6、等温压缩,绝热压缩,多变压缩三者相比,功耗最省,终温最低的是_________,功耗最大,终温最高的是_________.7、压缩机的效率是衡量机器经济性的重要指标,根据压缩机能量分配图知,轴功率包括________,________和________三部分。

二、简答题 (每题 6 分，共42 分 )1.简述往复式活塞压缩机的特点与缺点，并给出其油气生产和储运过程中主要使用场所。

2．简述进气阀工作原理。

3．简述往复式压缩机采用多级压缩的优点。

4．请写出活塞式压缩机的实际排气量与标准排气量的区别，并指出天然气行业规定的标准工况中对应的气体压力、温度与化学领域的标准定义有何不同。

5．请简述往复式活塞压缩机排气量的调节方法。

6．复式活塞压缩机余隙容积主要包括哪些部分。

7．往复式活塞压缩机的理论工作循环和实际工作循环有何区别？画出理论循环指示功图。

三、计算题 (每题 10分，共30 分 )1. 若压缩机的相对余隙容积= 0.1，若膨胀过程多变指数与压缩机过程多变指数相同，即= =1.2；求当压力比ε= 6时的容器系数值。