中国矿业大学流体机械重点及考题.ppt

1,流体机械复习,第一章泵与风机的分类及工作原理,2,第一章泵与风机的分类及工作原理,3,第一章泵与风机的分类及工作原理,泵的主要性能参数：流量、扬程等。风机的主要性能参数：流量、压力等。,4,例题,某风机流量是125m3/s，入口处的静压是-2500Pa，速度是15m/s,出口处的静压是500Pa，速度是25m/s，气体密度取1.2kg/m3,设轴功率是460kW，求风机的全压和静压、动压、全压效率、静压效率。解：列风机进出口的能量方程,5,例题,某风机流量是125m3/s，入口处的静压是-2500Pa，速度是15m/s,出口处的静压是500Pa，速度是25m/s，气体密度取1.2kg/m3，设轴功率是460kW，求风机的全压和静压、动压、全压效率、静压效率。解：,6,第一章泵与风机的分类及工作原理,1.说明泵的主要性能参数的意义。2.说明风机的主要性能参数的意义。3.说明图1-2、1-5中各标号零部件的名称及作用。4.某风机出口和入口的全压差是5000Pa，则风机的全压是多少？5.某水泵的流量是450m3/h，扬程是280m，效率是0.85，求该泵的轴功率。,7,第二章泵与风机的基本理论,1.流体质点在叶轮中的运动速度三角形；2.流体流经叶轮时的能量交换欧拉方程；3.泵与风机的能量损失与流体机械的特性；4.相似理论,1.流体质点在叶轮中的运动速度三角形,8,流体流经叶轮时的能量交换欧拉方程,单位重量流体所获得的能量，仅与流体在叶片进口及出口处的速度有关，而与流动过程无关。单位重量流体所获得的能量与被输送流体的种类无关。也就是说，无论是被输送的流体是液体还是气体，只要叶片进口和出口处的速度三角形相同，都可以得到相同的压头。单位重量流体所获得的能量与叶轮外缘圆周速度u2成正比，而u2=nD2/60。所以，当其他条件相同时，叶轮外径D2越大，转速n越高，压头就越高。,9,泵与风机的能量损失与流体机械的特性,10,泵与风机的能量损失与流体机械的特性,11,相似理论,12,相似理论,水泵比转数,通风机比转数,13,例题,1.影响泵或风机性能的损失有哪几种？简述造成这些损失的原因。2.HT、HT、H之间有什么区别？3.离心式泵与风机的叶片有哪几种形式？4.（2-10）有一泵转速是n=2000rpm时，扬程H=100m，流量Q=0.17m3/s.若将其放大成叶轮外径的两倍,当转速为1450rpm时，放大后的流量是多少？5.(2-12.1.)单级单侧进风的离心风机，全压P=100Pa，流量Q=14m3/s，转速是1000rpm，求该风机的比转数。,14,例21,某离心式水泵的转速n1450rmin，通过叶轮的理论流量QT180m3/h。叶轮外径D2=329mm，叶片入口直径D1120mm。叶片出口宽度b215mm，叶片出口排挤系数0.93。叶片的出口安装角222.5，叶片数Z7。试计算理论压头HT，并绘出叶轮出口速度三角形。假定液体无旋转地径向进入叶片（即c1u=0).,2=22.50,D2=320mm,D1=180mm,b2=15mm,15,2=22.50,D2=320mm,D1=180mm,b2=15mm,16,2=22.50,D2=320mm,D1=180mm,b2=15mm,17,例21,2=22.50,u2,c2u,c2,w2,c2r,w2,c2,18,第三章泵与风机的构造,1.4-73离心风机的主要零部件有哪些？它们的主要作用是什么？2.矿用D型泵的主要零部件有哪些？它们的主要作用是什么？3.轴向附加力产生的原因？平衡措施的原理？,19,第五章给排水系统,1.主排水系统及其特性。2.汽蚀及吸水高度。3.稳定及经济工作条件4.泵与管路的联合运行及调节：2.1工况点2.2工况点的调节2.3泵的联合运行4.主排水设备的性能测试5.主排水设备的选型设计,20,主排水系统及其特性,21,汽蚀及吸水高度,22,一、泵的稳定工作条件,泵的正常、合理工作条件,二、泵的经济工作条件,三、不发生汽蚀的条件,实际装置的汽蚀余量应大于泵的允许汽蚀余量。,23,泵与管路的联合运行及调节-工况点,24,泵与管路的联合运行及调节-工况点调节,25,泵与管路的联合运行及调节-工况点调节,26,泵与管路的联合运行及调节-工况点调节,27,泵与管路的联合运行及调节-泵的联合运行,28,主排水设备的性能测试,29,主排水系统及主排水设备的选型设计,30,主排水系统及主排水设备的选型设计,31,主排水系统及主排水设备的选型设计,设计任务（1）确定排水系统；（2）选择排水设备；（3）绘制水泵房、管子道及管子间的布置图。,32,第六章通风系统,1.矿井通风系统、网路、风源。2.通风机的辅助装置扩散器、反风。3.通风机在网路中的工作3.1工况点3.2喘振3.3工业利用区3.4起动与停止3.5联合运行3.6通风机的调节4.通风机的性能测试5.通风机的选型设计,33,矿井通风系统、网路、风源,Q,p,Q,p,34,通风机的辅助装置扩散器,35,通风机的辅助装置反风,36,通风机在网路中的工作工况点,Q,p,Q,p,37,通风机在网路中的工作喘振,Q,P,E,F,D,K,B,G,A,38,通风机在网路中的工作工业利用区,通风机的工业利用区是按稳定性和经济性条件划分。,工业利用区,Q,P,39,通风机在网路中的工作起动与停止,40,通风机在网路中的工作联合运行,41,通风机在网路中的工作联合运行,Q,P,K,K1,K2,M1,M2,42,通风机在网路中的工作工况调节,调节方法有两种，一是改变网路特性，如风门调节，二是改变风机特性调节，如变转速调节、前导器调节、改变叶轮级数调节、改变叶片数调节。,43,补充例题,某煤矿主通风机的转速n=1450rpm，静压性能曲线如图所示，矿井在前期、后期的网路的静压性能曲线分别是OA、OC，要求风量不低于100m3/s,试求：（1）设前期和后期的风机叶片安装角分别是25和30，求前期和后期工况点处的静压、流量、静压效率、轴功率是多少？（2）设采用变转速措施，调节前期的风机工况点，以提高风机的运行效率，试合理确定风机叶片的安装角和相应的转速。（3）分析其节能效果。,44,求前、后期工况点,466,285,N(kW),78.6,0.64,st,3524,1667,Pst(Pa),104,109,Q(m3/s),后期,前期,45,求前期变转速调节工况点,450,180,902,N(kW),?,3905,Pst(Pa),0.74,0.74,st,100,171,Q(m3/s),848,1450,转速,450,450,安装角,46,节能效果分析,450，848rpm,450,250,安装角,180,285,N(kW),1420,1667,Pst(Pa),0.74,0.64,st,100,109,Q(m3/s),848,1450,转速(rpm),已调,未调,250，1450rpm,47,通风机的性能测试与在线监测,48,通风机的选型设计,选型设计的任务包括：1选择风机类型和型号；2选配辅助装置；3确定设备组合方案；4提出经济核算结果。,49,例6-5,50,例6-5,51,例6-5,52,第七章空气压缩设备,1.矿山压气设备2.L型空压机基本理论3.L型空压机结构4.L型空压机调节5.压气设备的选型设计6.螺杆式压缩机,53,矿山压气设备,54,L型空压机基本理论性能参数,1.排气量；2.排气压力；3.排气温度；4.轴功率；5.转速；6.比功率。,55,L型空压机基本理论理论及实际循环,V,56,L型空压机基本理论-理论及实际循环,57,L型空压机基本理论,58,L型空压机结构,59,L型空压机调节,打开吸气阀调节，关闭吸气管路调节，改变余隙容积调节。,60,螺杆式压缩机,61,压气设备的选型设计,1）选择空压机的型式并确定所需的台数；2）选择电动机及电控设备；3）选择空压机的辅助设备；4）选择输气管道及附件；5）提出技术经济指数；6）绘制压缩空气站的设备布置图及管道布置图。,62,模拟试卷,流体力学及流体机械试卷（A）卷一、名词解释（本题共5小题，每小题2分，共10分）1.流动性；2.流线；3.水力直径；4.扬程；5.比转速。二、问答题（本题共4小题，每小题5分，共20分）1.说明连续方程和伯努利方程物理学本质。,63,模拟试卷,2.在一条水平管段上装有两支测压管如图所示。试分别讨论管中流量增大与减小时，两支测压管中液面高度h1与h2是增加还是减少?为什么?,64,模拟试卷,3.写出图中1、2、3、4部件的名称及作用。,65,模拟试卷,4.如图所示，试求并联运行时的风机I、II的工况点。,Q,P,66,模拟试卷,三、填空题（本题共10小题，每小题3分，共30分）1.设液体的动力粘度是0.01Pas，两平板间距离为2.0mm，上平板以相对于下平板5.0m/s速度移动，下平板不动，则单位面积上的内摩擦力是N。2.开敞容器，盛装21的两种液体，问：1和2两测压管中的液面哪个高些？哪个和容器内的液面同高？,67,模拟试卷,3.某点的绝对压强是5米水柱，当地大气压是10米水柱，则该点处的相对压强是米水柱、真空度是米水柱。4.水力直径是2.5m，则水力半径是m。5.管路A、B并联，管路A水头损失是2.5mH2O，则管路B水头损失是mH2O。6.水泵的主要性能参数有、。7.某风机的静压是1200Pa，风机出口处的动压是55Pa，则风机的全压是Pa。,68,模拟试卷,8.某风机的转速是1450rpm，流量是250m3/s，则转速是2900rpm时，相似工况点处的流量是m3/s。9.某水泵的允许吸上真空度是5.8mH2O,吸上水头是0.6mH2O,吸水管的水头损失是1.3mH2O，则该泵的最大安装高度是m。10.某空气压缩机的排气量是20m3/min，轴功率是115kw，则该压缩机的比功率是kw/(m3/min)。,69,模拟试卷,四、计算题（本题共4小题，共40分）1.20的水通过变径接头。已知D=0.15m，d=0.1m，=13.6。当Q=0.027m3/s时，测得h=45mm。试确定该接头的局部阻力系数。,70,模拟试卷,2.两水池用管路相连。已知H=24m，l1=l4=150m，d1=d4=0.15m，l2=l3=100m，d2=d3=100mm。沿程阻力系数均为=0.03。不计其他局部阻力，则(1)阀门处的局部阻力系数是30时，管中的总流量是多少?(2)若阀门关闭，管中的流量又是多少?,71,模拟试卷,3.某离心式水泵的转速n1450rmin，通过叶轮的理论流量QT180