过程流体机械期末复习课一.pdf

1 一 填空题一 填空题 20分分 流体机械按其能量的转换形式可分为 原动机原动机 和 工作 机 工作 机 二大类 按工作介质的不同 流体机械可分为 压缩机 压缩机 泵泵 和 分离机分离机 按流体机械工作原理的不同 可分为 往复式往复式 和 旋转 式 旋转 式 流体机械 将机械能转变为 气体 气体 的能量 用来给 气体气体 增压与 输送的机械称为压缩机 将机械能转变为 液体 液体 的能量 用来给 液体液体 增压与 输送的机械称为泵 用机械能将 混合介质混合介质 分离开来的机械称为分离机 过程流体机械期末复习课一过程流体机械期末复习课一 容积式压缩机按结构型式的不同分为 往复式往复式 和 回转式回转式 压缩机 往复式压缩机由 工作腔工作腔 传动部分传动部分 机身 部分 机身 部分 和 辅助设备辅助设备 四部分组成 往复式压缩机的工作腔部分主要由 气缸气缸 活塞活塞 和 气阀气阀 构成 活塞通过 活塞杆活塞杆 由传动部分驱动 活塞上设有 活塞环活塞环 以密封活塞与气缸的间隙 填料密封填料密封 用来密封活塞杆通过气缸的部位 往复式压缩机的传动部分是把电动机的 旋转旋转 运动 转化为活塞的 往复往复 运动 往复式压缩机的传动部分一般由 曲柄曲柄 连杆连杆 和 十字头十字头 构成 曲柄销与连杆 大头大头 相连 连杆 小头小头 通过十字 头销与十字头相连 最后由十字头与 活塞杆活塞杆 相连 接 压缩机正常运转时 产生的作用力主要有三类 气体 力 气体 力 惯性力惯性力 摩擦力 摩擦力 压缩机中所有运动零件的质量都简化成两类 一类质量集 中在活塞销或十字头销中心点处 且只作 往复运动往复运动 另一类质量集中在曲柄销中心点处 且只作绕曲轴中心点 的 旋转运动旋转运动 活塞活塞 活塞杆活塞杆 和 十字头十字头 都属作往复运动部件 压缩机中的惯性力可分为 旋转旋转 惯性力和 往复往复 惯性 力 往复惯性力可看作为 一阶往复一阶往复 惯性力和 二阶往复二阶往复 惯性力之和 离心压缩机的末级由 叶轮叶轮 扩压器 扩压器 和 排 气蜗壳 排 气蜗壳 组成 离心叶轮的常见型式有 闭式叶轮闭式叶轮 半开式叶轮半开式叶轮 和 双面进气叶轮 叶轮 双面进气叶轮 叶轮 叶轮结构型式按叶片弯曲型式可分为 后弯型后弯型 叶轮 径向型径向型 叶轮和 前弯型前弯型 叶轮 叶轮出口速度三角形由 牵连牵连 速度 相对相对 速度 和 绝对绝对 速度构成 扩压器的作用是让气流的 动能有效地转化为压力能动能有效地转化为压力能 离心压缩机级内的能量损失主要包括 流动流动 损失 漏气漏气 损失和 轮阻轮阻 损失 叶片泵可以分为 离心泵 离心泵 轴流泵轴流泵 混流泵 混流泵 离心泵的工作原理是 利用装有叶片的叶轮的高速旋转时所 产生的离心力来工作的泵 利用装有叶片的叶轮的高速旋转时所 产生的离心力来工作的泵 水泵的功率主要有 有效功率有效功率 轴功率 轴功率 和配套功率 水泵的汽蚀危害有 使水泵的性能变坏使水泵的性能变坏 使过流部 件损坏 使过流部 件损坏 产生噪音和震动 缩短机组的使用寿命 产生噪音和震动 缩短机组的使用寿命 轴流泵应采用 开阀 开阀 启动方式 离心泵应采用 关阀关阀 启 动方式 二 判断题二 判断题10分分 参考讲义 三 名词解释和结构识图题三 名词解释和结构识图题15分分 1 离心压缩机2 离心压缩机的级 3 离心压缩机的调节4 工况点 5 轴功率6 最佳工况点 7 喘振8 容积式压缩机9 级 10 内止点11 理论工作循环 12 外止点13 行程 14 余隙容积15 多级压缩 四 简答题四 简答题 30分分 参考作业题 2 五 计算题五 计算题25分分 第二章容积式压缩机第二章容积式压缩机 需要掌握的一些图 需要掌握的一些图 P14 图2 1 图2 2 图2 3 P16图2 5 P17图2 8 P37 图2 31 需要记住的一些公式 需要记住的一些公式 P19 2 10 P21 2 15 2 16 2 17 2 18 P25 2 24 P28 2 29 P31 2 39 P32 2 41 需要熟悉的一些例题 需要熟悉的一些例题 P78 82 2 5 5 2 正常热力计算示例 第三章离心式压缩机第三章离心式压缩机 需要掌握的一些图 需要掌握的一些图 P98图3 1 P99图3 2 P99图3 3 P103图3 7 P112图3 14 P117 图3 20 P119 图3 23 需要记住的一些公式 需要记住的一些公式 P102 3 1 3 2 3 3 P103 3 4 3 5 P104 3 8 3 9 3 10 P105 3 14 3 19 P106 3 21 P112 3 32 3 33 P113 3 39 需要熟悉的一些例题 需要熟悉的一些例题 P145 147 3 4 4 1 通用的空气压缩机选型示例 第四章泵第四章泵 需要掌握的一些图 需要掌握的一些图 P152图4 1 P157图4 4 P158图4 5 P163图4 12 P170图4 16 需要记住的一些公式 需要记住的一些公式 P155 4 1 4 4 P156 4 5 4 6 4 10 P157 4 11 4 12 4 13 4 14 P159 4 15 P160 4 17 4 18 4 20 P162 4 22 P168 4 34 4 35 4 36 P169 4 38 P170 4 39 P172 4 40 需要熟悉的一些例题 需要熟悉的一些例题 P185 187 4 5 3 泵的选用示例 例1和例2 五 计算题五 计算题25分分 2 有一台清水离心泵 流量为0 025m3 s 出 口管压力表读数为323730Pa 吸入口真空表读 数为39240Pa 压力表与真空表之间的垂直距 离为0 8m 吸入管与排水管直径分别为100mm 和75mm 试计算泵的有效功率 本小题12 分 3 一台离心通风机其进口静压为 367 9Pa 进口 动压63 77Pa 出口静压186 4Pa 出口动压 122 6Pa 求风机的全压和静压各为多少 当通 风网络阻力为600Pa时该风机能否满足要求 解 由风机全压和静压的定义可得 风机静压小于网络阻力 故不能满足要求 3 5 离心式水泵最高效率为86 轴功率为 122 5kw 流量为720吨 时 扬程为50m流体 介质密度为1000kg m3 求有效功率和效率 解 有效功率 N1 9800 720 3600 50 98000w 98kw 效率 N1 N 98 122 5 0 8 7 某矿井输水高度某矿井输水高度Hs Hd 300m 排水管直径 排水管直径d2 0 2m 流量流量Q 200m3 h 总水头损失 总水头损失hw 0 1H 试求水泵扬程 试求水泵扬程H应为多少应为多少 扬程是单位重量流体流经泵时获得的能量扬程是单位重量流体流经泵时获得的能量 解 1 取研究截面1 1 2 2 2 取基准面1 1 3 取相对压强 4 列方程 解 1 取研究截面1 1 2 2 2 取基准面1 1 3 取相对压强 4 列方程 wds h d Q g HHH 4 2 2 14 2 1 H1 0 2 0 1 14 33600 2004 8 92 1 300 4 2 H 337m矿水矿水 H 337m矿水矿水 2 2 2 4 d Q v w h g vp zH g vp z 22 2 22 2 2 11 1 4 8 图示为一轴流风机 已测得进口相对压力p1 103 Pa 出口 相对压力p2 150 Pa 设截面1 2间压力损失 100Pa 求风机的 全压P P为风机输送给单位体积气体的能量 解 wa ghvppgzzvp 2 22212 2 111 22 PaP1250 10015001000 p 9 已知离心泵叶轮的内径已知离心泵叶轮的内径D1 150mm 外径 外径D2 300mm 叶轮 旋转的角速度 叶轮 旋转的角速度 10 s 片的进水角 片的进水角 1 60 w1与与 u1的交 角 出水角 的交 角 出水角 2 30 w2与与 u2的交角 的交角 w1 2 59m s w2 1 99m s 计算叶轮进出口处水流的牵连速度 计算叶轮进出口处水流的牵连速度u 绝对速度 绝对速度 c 并计算叶轮所产生的理论扬程 并计算叶轮所产生的理论扬程 解 解 sm D u sm D u 71 410 2 300 0 2 36 210 2 150 0 2 2 2 1 1 smwuwuC smwuwuC 15 330cos99 171 4299 171 4cos2 48 260cos59 236 2259 236 2cos2 22 222 2 2 2 22 22 111 2 1 2 11 m g CC g ww g uu HT18 1 222 2 1 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 sm g CuCu H smwuC smwuC u u T u u 18 1 8 9 07 136 299 271 4 99 230cos99 171 4cos 07 160cos59 236 2cos 1 122 2222 1111 10 已知离心泵叶轮的内径D1 180mm 外径D2 320mm 叶轮的转速为 960r min 1 60 2 20 C1 2 5m s C2 16m s 1 求理论扬程HT 2 当 1 90 时 求理论扬程HT 3 当 1 90 该泵的水力效率 h 0 85 修正系数p 0 25 求 实际扬程H 10 已知离心泵叶轮的内径D1 180mm 外径D2 320mm 叶轮的转速为 960r min 1 60 2 20 C1 2 5m s C2 16m s 1 求理论扬程HT 2 当 1 90 时 求理论扬程HT 3 当 1 90 该泵的水力效率 h 0 85 修正系数p 0 25 求 实际扬程H smCC smCC sm Dn usm Dn u u u 04 1520cos16cos 25 160cos5 2cos 08 16 60 04 9 60 1 222 111 1 2 1 1 解 解 sm g CuCu H uu T 52 23 8 9 25 104 904 1508 16 1122 m p H p m g Cu H T h h u T 78 16 25 01 68 24 85 0 1 H 25 0 85 0 90 3 68 24 8 9 04 1508 16 90 2 1 22 1 时取 取 时取 取 11 离 心 风 机 的 吸 入 风 道 及 压 出 风 道 直 径 均 为11 离 心 风 机 的 吸 入 风 道 及 压 出 风 道 直 径 均 为 500mm 送 风 量 送 风 量 qV 18500m3 h 试求风机产生的 试求风机产生的全压全压及风机及风机入口 出口出的静压入口 出口出的静压 设吸入风道的总压力损失为 设吸入风道的总压力损失为700Pa 压出风道的总阻力损失为 压出风道的总阻力损失为400Pa 未计压出风道出口的阻力损失 空气的密度 未计压出风道出口的阻力损失 空气的密度 1 2kg m3 0 0 1 1 2 2 3 3 pw1 700Papw2 400Pa 提示 提示 风机的全压风机的全压风机的全压风机的全压 单位体积气体从风机进口截面经叶轮到风机出口截面所获得的机械能 单位体积气体从风机进口截面经叶轮到风机出口截面所获得的机械能 单位体积气体从风机进口截面经叶轮到风机出口截面所获得的机械能 单位体积气体从风机进口截面经叶轮到风机出口截面所获得的机械能 风机的静压风机的静压风机的静压风机的静压 风机的全压减去风机出口截面处的动压 通常将风机出口截面处的动 风机的全压减去风机出口截面处的动压 通常将风机出口截面处的动 风机的全压减去风机出口截面处的动压 通常将风机出口截面处的动 风机的全压减去风机出口截面处的动压 通常将风机出口截面处的动 压作为压作为压作为压作为风机的动压风机的动压风机的动压风机的动压 称为风机的静压 称为风机的静压 称为风机的静压 称为风机的静压 取距风机吸入风道无穷远处为0 0截面 风机入口 出口处分别为1 1 2 2截面 风机的压出风道出口为3 3截面 设风机的全压为p 1 列0 0及3 3截面的伯努利方程得 21 2 33 2 00 22 ww ppppp 其中p0 0 0 0 p3 0 压出风道出口速度为 m s 172 26 5 0 4 3600 18500 4 22 3 d qV 则风机的全压为 2 0021 2 33 22 ppppp ww Pa 984 15100400700172 26 2 2 1 0 2 解法解法1 2 由于风机的吸入管道和压出管道直径均为500mm 因此风机进口和出口处的速 度分别为 2 由于风机的吸入管道和压出管道直径均为500mm 因此风机进口和出口处的速 度分别为 m s172 26 321 风机风机风机风机入口处和出口处的动压入口处和出口处的动压入口处和出口处的动压入口处和出口处的动压为 为 为 为 Pa 984 410172 26 2 2 1 22 22 2 2 12dd1 pp 列列列列0 0 0 0 0 0 0 0及及及及1 1 1 1 1 1 1 1截面的伯努利方程得 截面的伯努利方程得 截面的伯努利方程得 截面的伯努利方程得 1 2 11 2 00 22 w ppp 则风机则风机则风机则风机入口处的静压入口处的静压入口处的静压入口处的静压为 为 为 为 Pa984 1110 2 1 2 11 w pp 列列列列2 2 2 2 2 2 2 2及及及及3 3