离心压缩机思考题.docx

1一般讲，多级离心压缩机中前面级还是后面级的损失大？为什么？答：后面级损失大（1分）。原因：1）后面级b2/D2小，Dh小，hf, hsep, hsec, hmix；（2分） 2）后面级P大，hdf（1分）；qV小，hL（1分）。 3）由于设计误差，后面级累计误差大，工况变化时后面级变化最大，因此各种损失。（加1分）2有人提出：“级的等温效率定义为，因为是等温过程，T1=T2，所以=。”上述说法对吗？请说明原因。答：上述说法不对。（2分）原因： = WT/Wtot中的Wtot是实际多变压缩过程的总耗功，不是等温过程的压缩功，所以不存在T1=T2 。（3分）3. 离心压缩机的总耗功与欧拉功（理论功）有什么区别？答：离心压缩机的总耗功包括理论功、内漏气损失和轮阻损失。（说清楚两者的相互关系2分，总耗功的三项内容3分） 4. 假设某透平压缩机级的等熵效率为S = 0.8，这是否意味着能量损失占实际总耗功的20%？为什么？答：不对，因为定熵效率是指气体压力由P1增至压力P2时，定熵压缩功与实际所耗功之比，它只反映实际无冷却多变压缩过程接近理想等熵压缩过程的程度，并不定量反映损失的大小。实际的压缩过程是多变过程，熵总是增加的，理想的绝热定熵压缩过程是不能实现的，所以实际损失小于20%。 （指明定熵效率的意义3分，正确说出两者不同，得2分）5. 什么是压缩机叶轮进口气流的正预旋？试以欧拉方程说明，当进口气流从无预旋变化到正预旋时，压缩机的出口压力如何变化？然后用无预旋和正预旋两种速度三角形的对比，分析在性能曲线图上，最高效率工况点是向大流量区域还是向小流量区域移动？（要求用离心压缩机进口速度三角形进行说明）6. 同样的进口条件下，达到同样的压比，为什么工质为轻气体时需要消耗更多的压缩功？为了压缩机同样压比要求的轻气体，是否需要压缩机采用更多的级，这是为什么？请用公式解释此现象。答：多变压缩功公式，其中R为单位质量气体常数，气体越轻，即摩尔质量越小，单位质量的气体常数R就越大，在其他条件相等的前提下，消耗的压缩功就越大6、 高压离心压缩机为什么要采用中间冷却？答：主要作用是省功，有时也是出于安全考虑。1. 为什么同样的两台离心压缩机串联使用，其合成的特性曲线要比原来的单级的特性曲线流量范围要窄？答：这是因为经过第一台压缩机的压缩，气体的压力和密度都增加，而两台压缩机的质量流量时相等，故第二台进口处的体积流量比第一级减小，特别是当第一台压缩机的体积流量减小时，当第一台尚未达到喘振流量时，第二台早到喘振流量了。而同样当第一台的流量增大时，压缩机可能进入气体膨胀状态，可能出现第一台尚未达到堵塞流量时，第二台先达到堵塞工况点。2（12分）一台空气离心压缩机进行实验，环境参数为：, 。测得第一级叶轮有关参数为：，叶轮出口滞止温度，空气物性参数为：，;求： 1）吸气室多变效率；2）叶轮多变效率；3）叶轮损失 。 （ 提示： 1）环境参数是速度为零时测得的参数； 2）规定：吸气室进口为截面，出口为截面； 叶轮进口为截面，出口为截面。 3）要求：计算中过程指数、效率请保留4位小数，功、损失、速度请保留2位小数。 ）答：1. 吸气室效率 ; （.5分） ; （1分）2. 叶轮效率 ; （1.5分）共 8 页 第 页 ; （1分） 3. 叶轮损失： ； （1.5分） （1.5分） （1分）方法一： ； （1分） （1分） （1分）方法二： 根据叶轮效率定义： ； （1分） （1分） （1分）共 8 页 第 页方法三： 根据叶轮效率定义： ； （1分）经推导可得 （1分） （1分）方法四： 根据伯努利方程 (1分) 和能量方程 (1分) 有 (1分+1分) (+1分) 试题答案结束 1. DA120-61型空气离心压缩机第1级，已知：级进口容积流量，进口压力，级进口温度，叶轮出口的比容比为，级多变效率，转速，给定气体常数，定熵指数。级几何参数如下：级进口面积，叶轮出口有效流通面积，级出口有效通流面积，叶轮外径，叶片出口安装角，叶片数。另外：取，。试求：级的理论能量头Hth和总耗功率N【解】 ， （得1分）级进口速度： （得1分）叶轮出口圆周速度： （得1分）由连续性方程： （得1分） 周速系数：（得2分）理论能量头： （得1分）总耗功： （得1分） ，而， 质量流量 （得1分）总功率： 已知某化工用离心压缩机级，其中：气体常数R=197.57 J/kgK，绝热指数k=1.1548，级进口压力Pin=0.12 MPa，进口温度Tin=41.7，若选取：叶轮出口圆周速度u2=235.6 m/s, 流量系数2r=0.31，叶轮叶片的出口安装角 2A=50，叶片数Z24，轮阻损失系数和漏气损失系数的和为 l+df = 0.004，级的多变效率pol=0.76，假定叶轮进口无预旋，试