陕西科技大学过程流体机械期末考试.pdf

1 4 陕西科技大学试题纸试题纸 课程课程过程流体机械过程流体机械班级班级 学号学号姓名姓名 题号一二三四五六七八九十总分 得分 阅卷人 一 填空题 30 分 1 理论工作循环包括 进气 压缩 排气 三个过程 实际工作循环包括 进气 膨胀 压缩 和 排气 四个过程 活塞运动到达主轴侧的极限位置称为 内止点 活塞运动到 达远离主轴侧的极限位置称为 外止点 活塞从一个止点到另一个止点的距离为 行程 2 往复压缩机常用的润滑方式有 飞溅 润滑 压力 润滑和 喷雾 润滑 压缩机的冷却方 式主要有 风冷 和 水冷 压缩机的机械效率是 指示功率 和 轴功率 之比 3 气阀主要由 阀座 弹簧 升程限制器 和 四部分组成 4 流体机械按其能量的转换形式可分为 原动机 和 工作机 二大类 按工作介质的不同 流体 机械可分为 压缩机 泵 和 分离机 按流体机械工作原理的不同 可分为 往复式 和 旋 转式 流体机械 5 离心压缩机级内的流动损失分为 摩阻 损失 分离 损失 冲击 损失 二 次流 损失和 尾迹 损失 6 常用的轴向推力的平衡措施有 叶轮对排 叶轮背向加筋 和采用 平衡盘 7 过滤离心机操作循环一般包括 加速 加料 第二加速 加料空运转 洗涤 洗涤空运转 甩干 减速和卸料等九个阶段 8 平面填料的典型结构是三六瓣结构 即朝向气缸的一侧由 三瓣 组成 背离气缸的一侧由 六 瓣 组成 每一块平面填料外缘绕有螺旋弹簧 起 预紧 作用 9 往复活塞泵由 液力端 和 动力端 组成 10 防止离心压缩机的转子因受其重力下沉需要两个 径向 轴承 防止转子因受轴向推力窜动 需要 轴向止推 轴承 11 压缩机中的惯性力可分为 往复 惯性力和 旋转 惯性力 12 往复式压缩机的工作腔部分主要由 气阀 气缸 和 活塞 构成 13 离心泵的过流部件是 吸入室 叶轮 和 蜗壳 14 泵的运行工况点是 泵特性曲线 和 装置特性曲线 的交点 2 4 15 往复式压缩机的传动部分是把电动机的 旋转 运动转化为活塞的 往复 运动 16 由比转数的定义式可知 比转数大反映泵的流量 大 扬程 低 17 离心压缩机中 在每个转速下 每条压力比与流量关系曲线的左端点为 喘振点 各喘振点 联成 喘振线 压缩机只能在喘振线的 右面 性能曲线上正常工作 二 解答题 本大题 30 分 每小题 3 分 1 活塞压缩机的实际工作循环有哪些特征 2 采用多级压缩的原因是什么 3 何谓级的多变效率 比较效率的高低应注意哪几点 4 离心泵发生不稳定工作原因是什么 如何判别稳定工作点和不稳定工作点 5 离心泵的过流部件主要有哪些 它们各自的作用是什么 6 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 并用公式表明理论能量头 与总能量头的关系 7 离心压缩机 喘振的发生机理 危害 防喘振的主要措施有哪些 8 试写出泵的相似定律表达式和叶轮切割定律表达式 并说明它们的用途 9 简述离心泵汽蚀的机理及危害 及其判别方法和判别公式 10 活塞式 压缩机气量调节的常用方法及要求 泵运行工况的调节方法 三 计算题 40 分 1 本题13分 有一离心泵 转速为n 2900r min 扬程为H 120m 流量为Q 10 2m 3 min 轴功率 为N 183 8kW 现用一台D2为该泵2倍的相似泵 试求 当转速为 n 1450r min时 流量 Q 扬程 H和轴功率 N各应为多少 2 本题13分 本题13分 某一单级离心鼓风机的性能要求是 ps 1 105Pa pd 1 5 105Pa T 293K R 288 3 J kg K k 1 4 叶片数为Z 18 叶片出口角为 2A 45 流量系数为 2r 0 23 取叶轮的圆 周速度为u2 267 3m s 多变效率为 pol 0 77 试计算叶轮的多变能头Hpol 理论能头HT及流动效率 hyd 3 本题14分 某单级单作用压缩机 名义进气压力为0 2MPa 名义排气压力为0 8MPa 活塞行 程S 128mm 汽缸直径D 150mm 转速n 620 r min 相对余隙容积为0 062 压缩过程多变指数 m 1 33 余隙膨胀过程指数 m 1 18 若温度系数为 T 0 92 压力系数为 p 0 97 泄漏系数 为 l 0 96 求该压缩机的容积系数 容积流量和吸入每立方米气体的理论工作循环多变压缩功 化工过程流体机械 总结 思考 公式 习题 第一 二章 3 4 2009 9 30 内容总结 内容总结 内容总结 内容总结 第一章概述 1 1流体机械的定义与分类 1 2流体机械的工程应用 1 3流体机械的技术发展 小结 1 流体机械的分类叶片式 容积式 2 流体机械在石油化工行业的应用 3 化工 过程流体机械 内容总结及思考题 内容总结及思考题 内容总结及思考题 内容总结及思考题 第二章泵 2 1离心泵的结构类型 2 1 1离心泵的基本结构 2 1 2离心泵的类型 2 1 3离心泵的典型结构 2 1 4主要零部件 小结 1 离心泵的基本结构单级单吸悬臂式 2 离心泵的类型单级 多级 单吸 双吸 水平中开 节段式 3 叶轮开式 闭式 2 2离心泵的工作原理 2 2 1离心泵的工作参数 2 2 2离心泵的工作原理 2 2 3叶轮中液体流动规律 速度三角形 2 2 4离心泵基本方程式 2 2 5叶片结构型式对能量转换的影响 2 2 6有限叶片对叶轮能量转换的影响 小结 1 工作参数流量Q 扬程H 功率N 效率 等 2 速度三角形速度u w c 分速度cu cr 液流角 叶片安装角 A2等 3 基本方程欧拉方程 表达形式两种 物理意义三项 理论扬程HT 静扬程Hpol 动扬程Hhyn 等 4 叶片结构分析后弯 前弯 径向叶片型 A2 90 反作用度 R A2极限值 A2min A2max 等 5 叶片有限影响轴向涡流 2 A2 cu2 c2 滑移系数 叶片有限无损失 理论扬程HT HT 等 思考题 2 4 1 离心泵有哪些性能参数 其中扬程是如何定义的 它的单位是什么 2 4 2 试写出表达离心泵理论扬程的欧拉方程式和实际应用的半经验公式 2 3离心泵的工作性能 2 3 1离心泵的吸入性能 2 3 2离心泵的特性曲线 2 3 3离心泵的性能换算 小结 1 吸入特性汽蚀机理与危害 汽蚀参数 p NPSH HS zg 汽蚀判别 安全条件 汽蚀特性 NPSH HS 抗汽蚀措施 2 特性曲线理论特性 HT Q NT Q T Q 泵内损失 流动 流量 机械 效率 水力 容积 机械 实际特性 H Q N Q Q 特性曲线应用 3 性能换算相似原理 相似条件 相似定律 比例定律 切割定律 比转数 汽蚀比转数 通用特性 粘度换算 思考题 2 4 3 简述汽蚀现象 并说明汽蚀的危害 2 4 4 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 4 4 2 4 5 试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及严重汽蚀 2 4 6 提高离心泵抗汽蚀性能应采取哪些措施 试举例说明之 2 4 7 示意画出离心泵的特性曲线 并说明每种特性曲线各有什么用途 2 4 11 两泵流动相似 应具备哪些条件 2 4 12 试写出泵的相似定律表达式和叶轮切割定律表达式 并说明它们用途 2 4 13 何谓泵的比转数 比转数有何用途 2 4其他类型的泵 2 4 1叶片式泵 2 4 2容积式往复泵 2 4 3容积式回转泵 2 4 4射流泵 小结 1 工作原理叶片式泵叶轮做功 容积式泵 往复 回转 容积改变 2 性能特点叶片式泵流量与扬程 管路 一般有关 容积式泵 往复 回转 流量与扬程 管路 一般无关 3 损失类型叶片式泵主要流动损失 容积式 往复 回转 主要泄漏损失 4 应用要求容积式泵 齿轮 螺杆 一般可以输送粘性液体 叶片式泵一般不适合输送粘性液体 流动损失较大 5 阀门设置 泵内工作阀件 非装置管路调节阀 往复式泵一般设自动进排液阀 间歇输送 回转式泵 离心式 一般无进排液阀 连续输送 思考题 2 4 15 有哪些其他类型的泵 试任例举一种类型泵的工作原理和用途 2 5泵的运行与调节 2 5 1泵装置特性 2 5 2泵的调节原理与方法 2 5 3泵的不稳定工况 2 5 4轴向力平衡装置 2 5 5轴封装置 小结 1 装置特性管路特性 工作点 泵串并联 交汇分支管路 2 调节原理方法调节原理 改变管路特性 泵特性 调节方法 管路节流 旁路 泵变速 切割 3 不稳定工况稳定工作点 不稳定工作点 4 轴向力平衡轴向力原因 方向 平衡方法 5 轴封装置 思考题 2 4 8 如何判别泵运行工况的稳定性 在什么条件下泵工作不稳定 是否绝不允许泵在不稳定工况下工作 2 4 9 改变泵的运行工况 可采取哪些调节措施 哪种调节措施比较好 2 4 10 启动离心泵应如何操作才是正确安全的 2 6泵的选型与应用 2 6 1泵的高效工作范围 2 6 2泵的系列型谱 2 6 3泵的选用原则 2 6 4泵的选型方法 2 6 5泵的选用实例 小结 1 高效范围高效率等效率线 变速切割范围 高效工作范围 2 系列型谱用途 来源 要求 3 选用原则基本要求 工艺 经济 应用 选用要求 选用原则 4 选型方法按类型 介质选型 选型依据 选型步骤 5 选型实例数据 计算 选型 校核 思考题 2 4 14 何谓泵的高效工作区 并画出它的示意图 2 4 17 选用泵应遵循哪些原则 2 4 18 简述选用泵的选型步骤 2 7离心泵性能实验简介 5 4 参考公式及练习题 参考公式及练习题 参考公式及练习题 参考公式及练习题 第二章泵 课程 内容 主要复习参考公式 习题 1 参考教材 1 石油化工流体机械 张湘亚等主编 石油大学出版社 1996 8 参考教材 2 过程流体机械 姜培正编 化工工业出版社 2001 8 1 1 1 1 扬程 计算 s s s sd d d d s s s sd d d ds s s sd d d d z z z zz z z z g g g g c c c cc c c c g g g g p p p pp p p p H H H H 2 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 ininininoutoutoutout ininininoutoutoutoutininininoutoutoutout Z Z Z ZZ Z Z Z c c c cc c c c g g g g p p p pp p p p H H H H 4 4 1 11 11 11 1 1 21 21 21 2 1 31 31 31 3 1 41 41 41 4 2 2 2 2 理论 扬程 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 12 2 2 22 2 2 2 u u u uu u u uT T T T c c c cu u u uc c c cu u u u g g g g H H H H 1 2 8 g g g g c c c cu u u uc c c cu u u u H H H H u u u uu u u u t t t t 1 1 1 11 1 1 12 2 2 22 2 2 2 4 11 1 51 51 51 5 1 61 61 61 6 3 3 3 3 汽蚀 计算 S S S SA A A Ag g g g v v v vA A A A h h h hz z z z g g g g p p p pp p p p a a a a NPSHNPSHNPSHNPSH 1 3 4 10101010 g g g g p p p pp p p p H H H HH H H H v v v va a a a S S S SS S S S 1 3 13 g g g gS S S SA A A A V V V VA A A A a a a a H H H HH H H H p p p pp p p p NPSHNPSHNPSHNPSH 4 17 1 91 91 91 9 1 101 101 101 10 1 111 111 111 11 1 121 121 121 12 1 131 131 131 13 4 4 4 4 比例 定律 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 n n n n n n n n Q Q Q Q Q Q Q Q 1 6 8 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 n n n n n n n n H H H H H H H H 1 6 9 3 3 3 3 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 n n n n n n n n N N N N N N N N 1 6 10 n n n n n n n n q q q q q q q q V V V V V V V V 4 31 2 2 2 2 n n n n n n n n H H H H H H H H 4 32 3 3 3 3 n n n n n n n n N N N N N N N N 4 33 1 161 161 161 16 1 171 171 171 17 1 181 181 181 18 5 5 5 5 切割 定律 2 2 2 2 2 2 2 2 D D D D D D D D Q Q Q Q Q Q Q Q 1 6 12 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 D D D D D D D D H H H H H H H H 1 6 13 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 D D D D D D D D N N N N N N N N 1 6 14 2 2 2 2 2 2 2 2 D D D D D D D D q q q q q q q q V V V V V V V V 4 37 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 D D D D D D D D H H H H H H H H 4 38 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 D D D D D D D D N N N N N N N N 4 39 1 211 211 211 21 1 221 221 221 22 1 231 231 231 23 6 6 6 6 比转数 4 4 4 4 3 3 3 3 65656565 3 3 3 3 H H H H Q Q Q Qn n n n n n n ns s s s 1 6 16 4 4 4 4 3 3 3 3 65656565 3 3 3 3 H H H H q q q q n n n nn n n n V V V V s s s s 4 35 1 191 191 191 19 1 201 201 201 20 6 4 练习题参考解答 练习题参考解答 练习题参考解答 练习题参考解答 第二章泵 共 19 题 1 1一台离心泵从开口水池内吸水 其装置如题 1 1 附图所示 安装高度zg 4 m 吸入管直径D1 0 1 m 若泵的流量为 34 m3 h 吸入管内摩擦阻力系数 0 02 吸入管总当量长度为 18 m 试计算输水时 泵入口处真空表的读数为多少汞柱 其绝对压力为多少水柱 题 1 1附图 解 设水面为A 泵入口为B 2 4 B Q c d 1 2025m s 2 2 AB l c h dg 0 2656m 由 AB AB AB AB h g cc zz g pp H 2 22 得 B p 42526 Pa 负表压 58799 Pa 绝压 6 0m 水柱 1 2某离心泵输送密度为 750 kg m3的汽油 实测得泵出口压力表读数为 147100 Pa 入口真空表读为 300 mm 汞柱 两表测点的垂 直距离为 0 5 m 吸入管与排出管直径相同 试求以液柱表示的泵的实际扬程 解 设泵入口为s 泵出口为d pd 147100 Pa 表压 ps 300 0 mmHg 负表压 39997 Pa 负表压 zd zs 0 5 m cd cs 0 管径相同 22 2 dsds ds ppcc Hzz gg 25 955m 1 3设某离心水泵流量Q 0 025 m3 s 排出管压力表读数为 323730 Pa 吸入管真空表读数为 39240 Pa 表位差为 0 8 m 吸入管直 径为 100 mm 排出管直径为 75 mm 电动机功率表读数为 12 5 kW 电动机效率为 0 93 泵与电机采用直联 试计算离心泵的轴功率 有效功率和泵的总效率各为多少 解 设泵入口为s 泵出口为d pd 323730Pa 表压 ps 39240Pa 负表压 zd zs 0 8m 2 4 s Q c d 3 1831 m s 2 4 d Q c d 5 6588 m s 22 2 dsds ds ppcc Hzz gg 38 95 m 轴功率 DD NN 11 625kW 有效功率 1000 e gQH N 9 5439kW 总效率100 e N N 82 10 7 4 1 4 某输送油品的离心泵装置如题 1 4 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 850 kg m3 罐内压力p1 196133 Pa 绝 罐内压力p2 176479 7 Pa 绝 z1 8 m z2 14 m z3 4 m 吸 入管内损失hs 1 m 排出管内损失hd 25 m 经过加热炉时的压降 p 1372930 Pa 吸入管与排出管管径相同 题 1 4附图 解 pB pA p2 p1 p zB zA z1 z2 z3 cd cs 0 管径相同 hAB hs hd 22 2 BABA BAAB ppcc Hzzh gg 198 458m 1 5有一离心泵叶轮D2 182 mm b2 7 mm A2 30 2 0 9 D1 90 mm 90 n 1450 r min 试求 1 当理论流量QT 7 2 m3 h 及Q T 28 8 m3 h 时的cr2 c r2及HT H T 各为多少 2 按比例画出出口速度三角形 并定性分析cr2 cu2与QT HT 间的对应变化关系 解 1 2 2 60 D n u 13 8178m s 2 222 T r Q c D b 0 5552m s 2 222 T r Q c D b 2 2209m s 2222 ctg urA cuc 12 8561m s 2222 ctg urA cuc 9 9711m s 111 cos0 u cc 故 221122 11 Tuuu Hu cu cu c gg 18 1268m 22 1 Tu Hu c g 14 0590m 2 QT 增加 cr2增加 cu2减小 HT 减小 1 6有一离心泵 叶轮外径D2 220 mm 叶轮出口宽度b2 10 mm 叶片出口角 A2 22 叶片堵塞系数 2 0 95 转速n 2900 r min 理论流量QT 0 025 m3 s 设液体径向流入叶轮 即 1 90 求u2 w2 c2 及 2 并计算叶片无限多时叶轮的理论扬程HT 解 2 2 60 D n u 33 4056m s 2 222 T r Q c D b 3 8075m s 2222 ctg urA cuc 23 9816m s 8 4 2 2 2 sin r A c w 10 1641m s 1 2 2 2 tg r u c c 9 0215 2 2 2 sin r c c 24 2820m s 111 cos0 u cc 2211 1 Tuu Hu cu c g 81 7470m 1 9某离心泵从样本上查得允许吸上真空度 Hs 7 m 现将该泵安装在海拔 600 m 的地区 输水温度为 40 问修正后的 Hs 应为 多少 解 查表 海拔 600 m p a 0 94 105Pa 40 水的饱和蒸汽压p v 7 375 kPa 密度为 992 2kg m3 10 av ss pp HH g 5 9m 1 10一台离心水泵 输水时泵的允许吸上真空度 Hs 5 m 现用来输送 700 kg m3的汽油 粘度与水相近 输送温度为 20 汽油在 20 时的饱和蒸汽压为 150 mmHg 当地大气压为 98066 5 Pa 试求此时泵的允许吸上真空度为多少 解 p v 150 mmHg 150 133 3224 19998 4 Pa 10 av ss pp HH g 6 3802m 1 11某离心油泵装置如题 1 11 附图所示 已知罐内油面压力pA与油品饱和蒸汽压pv相等 该泵转速n 1450 r min 最小汽蚀余量 NPSHr k0Q2 吸入管内流动阻力损失hs k1Q2 试分别计算 1 当zg 8 m Q 0 5 m3 min 时 泵的 NPSHr 4 4 m 吸入管路阻力报失hs 2 m 此时泵能否正常吸入 2 保特Q 0 5 m3 min 时 液面下降到什么位置 泵开始发生汽性 3 当zg 4 m 时 若保证泵安全运转 泵的最大流量为多少 设k0 k1不变 4 若将泵的转速提高n 2900 r min 还能否正常吸入 习题 1 11附图 解 1 a NPSH Av gA S pp zh g 6 0 m 4 4 m NPSHr 泵能正常吸入 2 r NPSH gA S zh 6 4 m 液面下降至 6 4 m 时泵发生气蚀 3 2 0 5 0 4 4 k 17 60m m3 min 2 2 1 5 0 2 k 8 00m m3 min 2 当Zg 4m 泵的流量满足 ra NPSHNPSH 9 4 即 2 0 2 1 4QkNPSHQkhz g PP NPSH rSAg vA a 4 10 2 kkQ 求得Q 0 3953m3 s 则泵的最大流量为 0 3953m3 s 4 n QQ n 1 0m3 min 2 a1 NPSH Av g pp zk Q g 0 0m 2 0 NPSHrk Q 17 6m NPSH a 0 0 m 17 60 m NPSHr 泵不能正常吸入 1 12有一吸入管径为 500 mm 的单级双吸泵 输送常温清水 20 时 Q 0 3 m3 s n 970 r min H 47 m 汽蚀比转数c 900 试求 1 在吸水罐液面压力为大气压 pA 98066 5 Pa 时 泵的允许吸上真空度 Hs 为多少 2 泵在海拔 1500 m 的地方抽送t 40 的清水 泵的允许吸入真空度 Hs 为多少 解 1 查附录二 pv 2 337 kPa 取 1000 kg m3 2 4 s Q c d 0 7639m s 由式 4 3 r NPSH 62 5 Qn C 得 4 3 r NPSH5 62 n Q C 3 1171m 3 0 2 3 0 2 max r sva ss NPSH g c g pp HH 6 38m 2 查表 海拔 1500 m 大气压p a 0 843 105Pa 40 水饱和蒸汽压p v 7 375 kPa 密度 992 2 kg m3 10 av ss pp HH g 4 23m 1 13某离心水泵的 Hs 4 5 m 现用它来输送 750 kg m3的油品 粘度与水近似 油品的饱和蒸汽压pv 2942 Pa 泵的工作流 量Q 25 l s 吸入罐内压力pA 95124 5 Pa 吸入管直径为 150 mm 管长 15 m 局部阻力系数 6 沿程阻力系数 0 037 当地大气 压pa pA 试计算泵的允许安装高度 zg 为多少 解 10 g pp HH va ss 7 042m 2 4 d Q cs 1 415m s g c d l h s SA 2 2 0 9905m SA saA sg h g c g pp Hz 22 2 5 95m 1 16有一离心泵 设计点参数为 扬程H 100 m 流量Q 0 17 m3 s 轴功率N 183 8 kW 转速n 2900 r min 现有一台D2为 该泵 2 倍的相似泵 当转速n 1450 r min 时 求相似设计点参数 Q H N 各应为多少 解 n n D D QQ 3 0 680m3 s 22 n n D D HH100 0m 35 n n D D NN735 2kW 1 17有一台转速为 1450 r min 的离心泵 当流量Q 35 m3 h 时的扬程H 62 m 轴功率N 7 6 kW 现若流量增至Q 52 5 m3 h 问原动机的转速应提高到多少 此时泵的扬程和功率各为多少 10 4 解 Q Q nn2175r min 2 n n HH139 5m 3 n n NN25 65kW 1 18 某离心泵D2 220 mm 当转速n 2900 r min 时 其性能参数如下表所示 Qm3 h015305060 Hm68 067 565 060 055 0 NkW 101314 5 038546260 试求 1 将转速降至 2320 r min 时的性能参数 Q H N 并画两种转速下此泵的H Q N Q和 Q曲线 2 若要求Q 40 m3 h H 50 m 问该泵应在何转速下运转 解 1 比例定律 1 6 8 1 6 9 1 6 10 式 2 1 2 1 n n Q Q 2 2 1 2 1 n n H H 3 2 1 2 1 n n N N 计算得 Q m3 h0 012 024 040 048 0 H m43 5243 2041 6038 4035 20 N kW 5 1206 6567 424 033546260 n r min23202320232023202320 2 相似抛物线 1 6 11 式 2 KQH 要求 H Q K 2 0 03125 m3 h 2 m Qm3 h0 012 024 040 048 0 hm0 004 5018 0050 0072 00 相似抛物线与原特性交点 Q 44 5 m3 h H 62 m Q Q nn2607r min 1 19有一离心水泵 当转速n 2900 r min 时 流量Q 9 5 m3 min 扬程H 120 m 另有一台和此泵相似的离心水泵 流量Q 38 m3 min 扬程H 80 m 问此泵转速应为多少 解 相似泵比转数相同 ss n H Qn H Qn n 4 34 3 65 3 65 3 得 Q Q H H nn 4 3 1069 79r min 1 20有一单吸四级离心水泵 额定流量Q0 64 m3 h 额定扬程H0 280 m 转速n 2900 r min 问 1 该泵比转数ns为多少 属于什么类型泵 2 当此泵在 1450 r min 下运转时 比转数ns为多大 解 1 4 3 65 3 H Qn ns58 3185 属于低比转数离心泵 2 比转数不变 ns 58 3185 1 21原有一台离心水泵 叶轮直径为 268 mm 设计点参数为 Q0 79 l s H0 18 m N0 16 6 kW 84 现将此泵叶轮车削 成D 2 250 mm 若认为此泵效率不变 求车削后泵设计点的流量 扬程和功率各为多少 解 切割定律 2 2 D D QQ73 694l s 2 2 2 D D HH15 663m 3 2 2 D D NN13 475kW 效率不变 84 1 22已知离心水泵的性能参数同题 1 18 试分别计算 1 转速n不变 2900 r min 将叶轮外径D2切割到 208 mm 求各对应点的参数并绘出性能曲线 2 若要求工作点为Q 40 m3 h H 50 m 问此时泵的叶轮外径应切割到多少尺寸 是否在允许切割范围内 解 1 切割定律 1 6 12 1 6 13 1 6 14 式 2 2 D D QQ 2 2 2 D D HH 3 2 2 D D NN 计算得 Q m3 h0 0014 1828 3647 2756 73 H m60 7860 3458 1053 6349 16 N kW 8 45110 98712 254 033546260 D 2mm208208208208208 11 4 2 切割抛物线 1 6 15 式 2 KQH 要求 50 402 2 H Q K 0 03125 m3 h 2 m Q m3 h0 0014 1828 3647 2756 73 H m0 0006 28525 14069 835100 562 切割抛物线与原特性交点 Q 44 5 m3 h H 62 m Q Q DD 22 197 753mm 4 3 65 3 H Qn ns57 86 查表 1 6 1 ns 60 最大切割量 0 20 实际切割量 2 22 D DD 0 10 0 20 在允许切割范围内 1 23有一台七级离心泵 D2 180 mm 在n 2950 r min 时的性能参数如下表所示 Ql s0 733 094 235 105 806 667 67 Hm238 30275 57205 95186 48167 35138 4699 00 13 9042 0047 5848 6847 8443 6725 18 试求 1 绘出该泵的H Q Q曲线 计算比转数ns 2 绘出转速变化到n 1450 r min 效率下降 5 时泵的工作范围 3 泵在Q 4 5 l s H 180 m 点工作时泵的转速 4 如果用车削叶轮外径的办法使泵达 3 中的工况下运转 求切削后的D 2 并作出切割后的H Q Q 曲线 设 不变 并指出切割后最高效率点的Q H为多少 解 1 绘H Q Q曲线 略 4 34 3 7 48 186 0051 0 295065 3 65 3 H Qn ns 65 58 2 比例定律 n n QQ 2 n n HH 泵转速n 1450 r min 时的性能参数 Q l s0 361 522 082 512 853 273 77 H m57 5754 5049 7645 0540 4333 4523 92 13 9042 0047 5848 6847 8443 6725 18 绘转速n 1450 r min 效率下降 5 时泵的工作范围 略 3 泵在Q 4 5 l s H 180 m 点处相似抛物线 2 kQH 22 5 4 180 Q H k 8 89m l s 2 Ql s1 02 03 04 04 55 06 0 Hm8 8935 5680 00142 22180 00212 22320 00 相似抛物线与特性曲线交点Q 4 7 l s H 196 m 泵在Q 4 5 l s H 180 m 点工作时转速2950 7 4 5 4 n Q Q n 2824 47 2824r min 或2950 196 180 n H H n 2827 03 2827r min 4 泵在Q 4 5 l s H 180 m 点工作时切割叶轮外径180 7 4 5 4 22 D Q Q D 172 34mm 或180 196 180 22 D H H D 172 50mm 12 4 切割定律 2 2 D D QQ 2 2 2 D D HH 取叶轮切割量D 2 172 50 mm 叶轮切割后H Q性能参数 设 不变 Ql s0 702 964 054 895 566 387 35 Hm218 86207 16189 15171 26153 69127 1690 92 13 9042 0047 5848 6847 8443 6725 18 叶轮切割后最高效率点约为Q 4 89l s H 171 26m 化工过程流体机械 总结 思考 公式 习题 第三章 2009 10 15 内容总结及思考题 内容总结及思考题 内容总结及思考题 内容总结及思考题 第三章叶片式压缩机 3 1离心压缩机的结构类型 3 1 1离心压缩机的基本结构 3 1 2主要零部件 3 1 3典型结构 小结 1 基本结构级 段 缸 列 首级 中间级 末级 叶轮 扩压器 弯道 回流器 吸气室 蜗壳 2 主要零部件叶轮 后弯型 相对宽度b2 D2 直径比D1 D2 扩压器 叶片 无叶片 3 典型结构单级 多级 水平中开型 高压筒型等 思考题 2 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 3 2离心压缩机的工作原理 3 2 1工作原理 3 2 2基本方程 3 2 3压缩过程 3 2 4实际气体 小结 1 工作原理离心压缩机特点 优缺点 关键截面参数 s 0 1 2 3 4 5 0 2 基本方程连续性 欧拉方程 焓值方程 热焓形式 伯努利方程 压损形式 3 压缩过程等温压缩 绝热压缩 多变压缩过程 过程指数m 绝热指数k 4 实际气体压缩性系数Z 混合气体 R cp或cv k 思考题 2 3 2 离心压缩机与活塞压缩机相比 它有何特点 2 3 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b2 D2和 r2的数值应在何范围之内 2 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 2 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 2 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 2 3 14 如何计算确定实际气体的压缩性系数Z 2 3 15 简述混合气体的几种混合法则及其作用 3 3离心压缩机的工作性能 3 3 1能量损失 3 3 2性能参数 3 3 3单级特性 3 3 4多级特性 3 3 5性能换算 小结 1 能量损失流动 摩阻 分离 冲击 二次流 尾迹 M 轮阻 内漏气损失 2 性能参数能头 功率 效率 级中气体状态参数 温度 压比 比容 3 单级特性能头 压比 功率 效率特性 喘振和堵塞工况 稳定工况区 4 多级特性特性 曲线陡 喘振限大 堵塞限小 稳定区窄 影响 u2 5 性能换算转速变化 相似条件 u M k 完全相似和近似相似 k k 换算 13 4 思考题 2 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 2 3 8 多级压缩机为何要采用分段与中间冷却 2 3 9 试分析说明级数与圆周速度和气体分子量的关系 2 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 2 3 11 何谓级的多变效率 比较效率的高低应注意哪几点 2 3 12 若已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 2 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 2 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 2 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 2 3 19 离心压缩机的流动相似应具备哪些条件 相似理论有何用处 3 4轴流式压缩机 3 4 1基本结构 3 4 2工作原理 3 4 3性能特点 小结 1 基本结构动叶片 轴流叶轮 扭曲叶片 静叶片 级间导流器 基元级 环形叶栅 叶型 扭曲叶片 2 工作原理速度三角形 cr 0 ca 0 欧拉方程 u2 u1 3 性能特点性能参数 流量系数 能头系数 反作用度 等 优缺点 对比离心压缩机 思考题 2 3 27 试简要分析比较轴流式与离心式压缩机的性能特点 3 5叶片式压缩机的运行与调节 3 5 1装置特性 3 5 2工况调节 3 5 3不稳定工况 3 5 4密封装置 3 5 5高速转子特性 3 5 6抑振轴承 3 5 7附属系统 小结 1 装置特性管网特性 工作点 稳定 不稳定 变工况 喘振影响 2 工况调节出口节流 进口节流 进口导叶 扩压器叶片 变速调节等 3 不稳定工况典型工况 4 种 喘振线 防喘条件和方程 简化 调节系统 4 密封装置迷宫密封 浮环密封 干气密封 5 转子特性临界转速 临界角速度 刚性轴 挠性轴 计算方法 6 抑振轴承可倾瓦轴承 活支五瓦块 7 附属系统管网 变速 油路 水路 检测等 思考题 2 3 18 试简要比较各种调节方法的优缺点 2 3 20 离心压缩机有哪些附属系统 它们分别起什么作用 它们由哪些部分组成 2 3 21 何谓转子的临界转速 采用什么方法汁算它 工作转速如何校核 2 3 24 有哪几种轴端密封 试简述它们的密封原理和特点 3 6叶片式压缩机的选型与应用 3 6 1选型原则 3 6 2选型方法 3 6 3选型实例 小结 1 选型原则技术指标 性能 安全 经济指标 调节方式 设备仪表 其他事项等 2 选型方法产品 厂商 软件选型 流量压力 工作介质 结构特点 原动机等选型 3 选型实例已知数据 方案初选 参数选取 性能计算 功率计算 叶轮计算 相对宽度b2 D2 压缩机选型 离心 离心扭曲叶片 轴流 等 思考题 2 3 25 试简述选型的基本原则 为何要确定经常运行的工况点 14 4 2 3 26 有哪几种选型分类 为何按流量选型 为何按结构分类 2 3 28 试简述三种选型的方法 15 4 参考公式及练习题 参考公式及练习题 参考公式及练习题 参考公式及练习题 第三章叶片式压缩机 课程 内容 主要复习参考公式 习题 1 参考教材 1 石油化工流体机械 张湘亚等主编 石油大学出版社 1996 8 参考教材 2 过程流体机械 姜培正编 化工工业出版社 2001 8 1 1 1 1 容积 流量 2 2 2 22 2 2 22 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 v v v v S S S S r r r r k k k kb b b bD D D D Q Q Q Q c c c c 2 2 2 s s s s v v v vr r r r Q Q Q Q k k k ku u u uD D D Db b b b n n n n 2 2 2 22 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 22 2 2 22 2 2 22 2 2 2 9 9 9 9 33333333 114 页 2 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 22 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 9 9 9 9 33333333 n n n n k k k ku u u u Q Q Q Q D D D D b b b b v v v vr r r r s s s s 推导 2 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 60606060 V V V V VinVinVinVin r r r rV V V V k k k k q q q q u u u u n n n nD D D D b b b b q q q q 3 2 2 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 22 2 2 22 2 2 22 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 9 9 9 9 33333333 n n n n u u u uk k k k q q q q D D D D b b b b r r r rV V V V VinVinVinVin 141 页 增补 习题 2 3 23 23 23 2 2 2 2 2 理论 能头 sinsinsinsinctgctgctgctg1 1 1 1 2 2 2 22 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2A A A AA A A Ar r r rT T T T z z z z u u u uH H H H 2 2 9 2 2 2 2 2 2 2 22 2 2 22 2 2 22 2 2 2 sinsinsinsinctgctgctgctg1 1 1 1 u u u u Z Z Z Z H H H H A A A AA A A Ar r r rthththth 3 10 2 12 12 12 1 3 3 3 3 总耗功 总功率 1 1 1 1 dfdfdfdfl l l lT T T Ttottottottot H H H HH H H H 2 2 12 1 1 1 1 dfdfdfdfl l l lT T T Ttottottottot GHGHGHGHN N N N 2 2 11 1 1 1 1 dfdfdfdfl l l lththththtottottottot H H H HH H H H 3 32 1 1 1 1 dfdfdfdfl l l lththththm m m mtottottottot H H H Hq q q qN N N N 3 33 2 22 22 22 2 4 4 4 4 能量 方程 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 a a a ab b b b a a a ab b b b a a a ab b b b a a a ab b b bp p p pabababab c c c cc c c c T T T TT T T T k k k k kRkRkRkR c c c cc c c c T T T TT T T Tc c c cH H H H 2 2 15 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 12 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 12 2 2 2 c c c cc c c c T T T TT T T T k k k k kRkRkRkR c c c cc c c c T T T TT T T Tc c c cH H H H p p p pthththth 3 12 2 52 52 52 5 5 5 5 5 等温 绝热 多变 能头 s s s s d d d d s s s sis is is is p p p p p p p p RTRTRTRTH H H Hlnlnlnln 2 2 27 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 k k k k k k k k s s s s d d d d s s s sadadadad p p p p p p p p RTRTRTRT k k k k k k k k H H H H 2 2 28 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 m m m m m m m m s s s s d d d d s s s spolpolpolpol p p p p p p p p RTRTRTRT m m m m m m m m H H H H 2 2 29 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 11 1 1 1 lnlnlnln p p p p p p p p V V V Vp p p pWWWWi i i i 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 m m m m m m m m polpolpolpol p p p p p p p p RTRTRTRT m m m m m m m m H H H H 3 19 2 42 42 42 4 6 6 6 6 多变 效率 1 1 1 1 1 1 1 1 k k k kk k k k m m m mm m m