流体润滑与密封复习思考题

(答案版)流体润滑与密封复习思考题第1章：概述1.(P3.5)过程装置发生泄漏的主要原因___________、___________、___________。

2.(P4.1&2)什么是泄漏，泄漏的原因是什么，什么是“零”泄漏，它的实际是什么，工程有没有必要全部要求“零”泄漏，为什么？3.(P4.4)什么是“逸出”，国际对逸出做了哪些求？4.(P4.5)防止泄漏和逸出的方法有___________、___________、___________、___________。

5.(P4.6)密封方式与分类有哪些？6.(P5)什么是磨擦、磨损、润滑，它们的关系是什么？第2.1章垫片密封1.（P7）对垫片密封来说,密封流体泄漏的方式有界面泄露、渗透泄露、吹出泄露，防止泄漏的措施分别是_________________、_______________________、_________________。

2.(P8)垫片密封的密封机理是什么,需要满足的条件是什么3.(P8)法兰连接设计的一般考虑是什么,需要满足哪些条件4.(P9)法兰分哪些类型,各有什么特点,绘出其基本图形.法兰密封面有哪些形式,各有什么特点5.(P9）法兰密封的粗糙度对垫片密封系统有什么影响,应如何选择法兰密封的粗糙度.6.(P9)法兰的标准大体分成哪两类,法兰选择的因素有哪些,应如何进行选择法兰类型7.(P11)垫片的基本结构由密封元件、内增强层、表面层d、抗粘结处理、外环、内环组成。

8.(P11)垫片的基本类型有非金属垫片、半金属垫片、金属垫片9.(P12)垫片的力学性能有哪些,各是什么,对垫片密封系统有何影响.10.(P13)高温对垫片的密封性能有何影响11.(P14)垫片的应力包括哪些各是什么设计垫片时如何考虑这些垫片应力.12.(P15)垫片材料的选择要考虑的因素有易挥发有机物的逸出要求、介质、温度、压力、法兰密封面粗糙度、其他考虑13.(P15)垫片尺寸的选择要考虑的因素有___________________、___________________、____________________。

流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。

测压管水头线指测压管液面的连线。

从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。

答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。

（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。

这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。

3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。

答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。

4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。

常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。

水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。

于是有一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。

另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。

1—1：流体有哪些特性？论述液体与气体特征的异同.1）流动性、压缩、膨胀性、粘性1—2: 什么是连续介质模型？为什么要建立?1） 将流体作为由无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质,于是可将流体视为在时间和空间连续分布的函数.2） ①可以不考虑流体复杂的微观粒子运动，只考虑在外力作用下的微观运动;②可以用连续函数的解析方法等数学工具去研究流体的平衡和运动规律。

1—3：流体密度、相对密度概念,它们之间的关系？1） 密度：单位体内流体所具有的质量，表征流体的质量在空间的密集程度。

相对密度：在标准大气压下流体的密度与4℃时纯水的密度的比值.关系： 1-4：什么是流体的压缩性和膨胀性？1） 压缩性：在一定的温度下，单位压强增量引起的体积变化率定义为流体的压缩性系数,其值越大，流体越容易压缩，反之，不容易压缩。

2） 膨胀性：当压强一定时，流体温度变化体积改变的性质称为流体的膨胀性1—5：举例说明怎样确定流体是可压缩还是不可压缩的？气体和液体都是可压缩的,通常将气体时为可压缩流体,液体视为不可压缩流体.水下爆炸:水也要时为可压缩流体；当气体流速比较低时也可以视为不可压缩流体。

1—6：什么是流体的黏性？静止流体是否有黏性？1） 流体流动时产生内摩擦力的性质程为流体的黏性2） 黏性是流体的本身属性,永远存在.1-7:作用在流体上的力有哪些？质量力、表面力.1—8: 什么是表面张力？表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力2-1: 流体静压强有哪些特性 ?如何证明？1） 特性一：流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向特性二：静压强与作用面在空间的方位无关，只是坐标点的连续可微函数2)？？?？2—2：流体平衡微分方程的物理意义是什么？在静止流体内的任一点上,作用在单位质量流体上的质量力与静压强的合力相平衡 2-3：什么是等压面？等压面的方程是什么？有什么重要性质?1） 在流体中压强相等的点组成的面。

复习思考题第一章1-1试从力学的角度,比较流体与固体的差别。

答：固体在承受一定的外力后才会发生形变;而流体只要承受任何切力都会发生流动，直到切力消失；流体不能承受拉力，只能承受压力。

1-2气体和液体的物理力学特性有何异同?答：液体:有一定的体积，一定的自由表面，无可压缩性气体:无一定的体积，无自由表面，有明显的而可压缩性1-3何为连续介质?流体力学中为何需要引进连续介质假设?答：把流体当做是由密集质点构成的、内部无空隙的连续体来研究，这就是连续介质模型。

建立连续介质模型，是为了避开分子运动的复杂性，将流体运动中的物理量视为空间和时间的连续函数，可以用数学分析法研究流动。

1-4连续介质模型能否适用于含有气泡的液体?答：若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话，则含有气泡的液体可以适用连续介质模型。

1-5 什么是牛顿内摩擦定律?它的应用条件是什么?答:处于相对运动的两层相邻流体之间的内摩擦力 T，其大小与流体的物理性质有关，并与流速梯度和流层的接触面积A成正比，而与接触面上的压力无关。

应用条件：仅适用于层流流动，不适用于湍流流动;仅适用于牛顿流体，不适用于非牛顿流体。

1-6流体的动力粘滞系数与运动粘滞系数有何不同?答：动力粘度表示液体在一定剪切应力下流动时，内摩檫力的量度，用ｕ表示。

运动粘度是液体在重力下流动时，内摩檫力的量度，用ｖ表示。

1-7流体粘性与哪些因素有关?它们随温度是如何变化的?答：与流体种类，温度，压力有关。

液体随温度增大而降低，气体随温度增大而增大，压力对粘度影响较小。

1-8 什么是理想流体?为什么要引进理想流体的概念?理想流体有无能量损失?答：理想流体是指没有粘滞性的流体。

引进理想流体可以使流体流动基本规律的分析和计算得以简化，没有能量损失。

1-9 什么情况下要考虑液体的压缩性和表面张力的影响?答：当外界压强变化较大，如发生水击现象时必须考虑压缩性；液体有较大的曲率时才会考虑表面张力。

10-3 第十章 液体动压润滑基本理理论1、简述形成稳定动压油膜的条件？答：1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油；3）两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度。

2、径向液体动压润滑轴承和液体静压润滑轴承的承载机理有何不同？径向液体动力润滑轴承的承载机理是轴承与轴颈以一定的相对运动速度将润滑油带入两摩擦表面间的收敛间隙，形成动压油膜把两摩擦表面分开，油膜压力与外载平衡。

液体静压轴承是利用油泵将具有一定压力的润滑油通过一套供油系统将润滑油输入两滑动表面间，使两表面分离，形成油膜并承载。

3、如何选择普通径向滑动轴承的宽径比？宽径比选取过大时会发生什么现象？宽径比常用的范围是0.5~1.5。

宽径比选得小时可提高轴承运转平稳性，端泄流量大，功耗小，油的温升较低，但轴承承载能力要降低。

宽径比选得过大时，轴承宽度较大，易造成轴颈与轴承局部磨损严重。

4、相对间隙ψ对轴承性能有何影响？在设计时如果出现温升过高，应如何调整ψ的取值？相对间隙ψ对轴承的承载能力、摩擦功耗和温升都有重要影响。

ψ取大值时，则润滑油的流量增加，温升降低；ψ取小值时，则温升增加。

5、液体动力润滑油轴承在热平衡计算时为何要限制油的入口温度？在热平衡计算时限制油的入口温度是因为润滑油都是循环使用。

如果温度过低，必须加大存油容积，以保证能有较长时间使回油油温降低到所要求的入口温度。

入口温度过高，油在循环时带走热量少，散热效果降低。

6、设计液体动压向心滑动轴承时，在其最小油膜厚度不够可靠的情况下，应调整哪些参数方可能实现液体润滑？增加润滑油粘度，增加转动速度，适当增加相对间隙。

1-1:流体有哪些特性？论述液体与气体特征的异同。

1）流动性、压缩、膨胀性、粘性2）1-2: 什么是连续介质模型？为什么要建立？1） 将流体作为由无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质，于是可将流体视为在时间和空间连续分布的函数。

2）①可以不考虑流体复杂的微观粒子运动，只考虑在外力作用下的微观运动；②可以用连续函数的解析方法等数学工具去研究流体的平衡和运动规律。

1-3：流体密度、相对密度概念，它们之间的关系？1） 密度：单位体内流体所具有的质量，表征流体的质量在空间的密集程度。

相对密度：在标准大气压下流体的密度与4℃时纯水的密度的比值。

关系： 1-4：什么是流体的压缩性和膨胀性？1） 压缩性：在一定的温度下，单位压强增量引起的体积变化率定义为流体的压缩性系数，其值越大，流体越容易压缩，反之，不容易压缩。

2） 膨胀性：当压强一定时，流体温度变化体积改变的性质称为流体的膨胀性1-5：举例说明怎样确定流体是可压缩还是不可压缩的？气体和液体都是可压缩的，通常将气体时为可压缩流体，液体视为不可压缩流体。

水下爆炸：水也要时为可压缩流体；当气体流速比较低时也可以视为不可压缩流体。

1-6：什么是流体的黏性？静止流体是否有黏性？1） 流体流动时产生内摩擦力的性质程为流体的黏性wf d ρρ＝2） 黏性是流体的本身属性，永远存在。

1-7：作用在流体上的力有哪些？质量力、表面力。

1-8: 什么是表面张力？表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力2-1: 流体静压强有哪些特性 ？如何证明？1） 特性一：流体静压强的作用方向沿作用面的内法线方向特性二：静压强与作用面在空间的方位无关，只是坐标点的连续可微函数2）????2-2：流体平衡微分方程的物理意义是什么？在静止流体内的任一点上，作用在单位质量流体上的质量力与静压强的合力相平衡2-3：什么是等压面？等压面的方程是什么？有什么重要性质？1） 在流体中压强相等的点组成的面。

流体力学实验思考题解答（一）流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γpZ +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。

测压管水头线指测压管液面的连线。

从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

2、 当0<B p 时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。

答：以当00<p 时，第2次B 点量测数据（表1.1）为例，此时06.0<-=cm p Bγ，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。

（3）在测压管5中，自水面向下深度为0∇-∇=H AP γ的一段水注亦为真空区。

这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为0∇-∇=H AP γ。

3、 若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。

答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度w h 和o h ，由式o o w w h h γγ=，从而求得o γ。

4、 如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体的容重；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。

常温（C t ︒=20）的水，mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ，3/98.0mm dyn =γ。

水与玻璃的浸润角θ很小，可认为0.1cos =θ。

于是有dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。

复习思考题第一章概述1 化学和石油化学工业生产中的密封问题比其它工业更加突出，其表现有什么特征？2 过程装置发生泄漏的主要原因表现在哪些方面？3 评价密封装置泄漏程度用泄漏率来表示，对于不同的介质，是否可以都要求达到零泄漏？为什么？4 阻止流体在机器设备接合面处泄漏的主要方法有哪几种？5 在动密封中，摩擦、磨损与密封之间有什么关系？第二章过程装备和管道的静密封1.对垫片密封来说,密封流体泄漏的方式有哪几种,各有什么特点,防止泄漏的措施各是什么?2.垫片密封的密封机理是什么,需要满足的条件是什么?3.法兰连接设计的一般考虑是什么,需要满足哪些条件?4.法兰分哪些类型,各有什么特点,绘出其基本图形.法兰密封面有哪些形式,各有什么特点?法兰密封的粗糙度对垫片密封系统有什么影响,应如何选择法兰密封的粗糙度.5.法兰的标准大体分成哪两类,法兰选择的因素有哪些,应如何进行选择法兰类型?6.垫片的基本结构由哪几部分组成,各有什么作用?7.垫片的基本类型有哪些,应用场合有何不同,各有什么特点?最常的有哪些?8.垫片的力学性能有哪些,各是什么,对垫片密封系统有何影响.9.高温对垫片的密封性能有何影响?10.垫片的应力包括哪些?各是什么?设计垫片时如何考虑这些垫片应力.11.垫片材料的选择要考虑哪些因素?12.垫片尺寸的选择要考虑哪些因素?13.垫片密封系统的螺栓载荷的计算主要方法有哪些?各是什么?14.PVRC垫片设计方法有哪些新特点,其计算步骤是什么?15.高压容器密封结构的特点是什么,有哪些典型结构?16.高压管道密封结构的特点是什么,有哪些典型结构?17.超高压容器密封结构设计时需要考虑的因素是什么?主要考虑哪些方面,典型结构有哪些?第三章过程机械的动密封1.与机械密封相比填料密封有何特点？在什么情况，你会优先选用？2.软填料有哪些种类？如何进行选择？3.软填料的密封机理是什么？4.软填料密封结构要求有哪些？你怎么样考虑满足这些要求？你还可以设计出哪些结构更为合理的密封结构？5.软填料密封的最基本要求是什么？怎么才能达到这些要求？6.填料失效的原因有哪些？采取的措施是什么？7.对于往复轴密封中的液压密封，其基本要求是什么？8.说明自密封原理。

第四章 流体在管道中的流动
4-1 两种流态各有何特点？如何判断流态？
4-2 为什么用雷诺数判别流态能够说明流动阻力的物理本质？
4-3 试推导动能修正系数和动量修正系数。

4-4 串连管路和并联管路各有何特点？
4-5 分支管路应如何进行水力计算？计算中要注意哪些问题？
第五章 孔口流动
5-1 孔口和管嘴各有何特点？有什么区别？流量系数、流速系数、收缩系数的
物理意义如何？它们之间成怎样的关系？
5-2 如何通过实验办法得到流量系数、流速系数、收缩系数？
第六章 缝隙流动
6-1 什么压差流、剪切流？
6-2 什么是无泄漏缝隙、最佳缝隙？
6-3 试推导两固定倾斜平板间的缝隙流动流量以及压强分布。

如图所示为两个固定倾斜平板，由于两壁面不平行，因此h=h(x)是变量。

在平板中任取一小量dx ，则在dx 段可近似为平行平板，利用流量公式得
3
12v dp q dx Bh μ=-
h=h(x)=h1+xtanα，求导得：
6-4试推导环形间隙层流流动流量以及压强分布。

6-5试推导平行圆盘缝隙流动流量、压强分布以及液体对圆盘的作用力。

第二章流体静力学复习思考题1.静止流体中，任一点压强的大小与________ 无关。

(A)受压而的方位(B)该点的位置(C)流体的种类(D)重力加速度2.重力作用下液体静压强根本方程式为______ 。

(A) dp = -pdz (B) dp = -pg dz (C) d“ = -gdz (D) dp = dz3.静止流体中存在有______ 。

(A)压应力(B)压应力和拉应力(C)压应力和切应力(D)压应力、拉应力和切应力4.欧拉平衡微分方程为________ 。

(A) d /? = 一Q(X d A* + Kd y + Zd z) (B) d /? = p{X dx + Kdy + Zdz)(C) d/? = 一g(Xdx + Ydy + Zdz) (D) dp = g(Xdx + Ydy + Zdz)5.z + ^ = C说明在静止液体中，所有各点均相等。

Y(A)测压管高度(B)位置髙度(C)测压管水头(D)位置水头6.用U形水银压差计测量水管内A、B两点的压强差，水银而髙差为40mm,那么压差为_______ kp a o(A) 5.34 (B)4.94 (C) 0.392 (D) 3.927.静止油而(油而上为大气压)下0.6m深度处的相对压强为__________ kp；,(汕的密度为800kg/n?)o(A) 0.8 (B) 0.6 (C) 0.48 (D) 4.7& 大气压po = 105 N/m3 ,假设某点的真空压强为0.48xl05p a ,那么该点的绝对压强为_____________ p a(A) 0.52x105 (B) 1.48X105 (C) 0.48x105 (D) IO59.倾斜放It的平板，其形心淹没深度瓜与静水压力中心的淹没深度屁的关系为讯__________ 加。

(A)> (B)< (C)= (D)不能确定10.外表积为A的曲而，其静水总压力在x方向的分量为 ______ -(A) pgh e A (B) pgh’Ax (C) pgh e A. (D) pgh u.A.11.压力体内_______ 。