2004级流体机械期末试题及答案讲解

1、大庆石油学院试 题 封 面20052006学年第一、二学期期末考试题专业班级装备2002-14班课程名称过程流体机械拟题教师张颖交稿日期2005年 12 月 14 日使用日期2006年 1 月 6 日印刷份数110试卷类型b说 明：命题负责人签字院系部主管领导签字大庆石油学院考试命题审批表考试科目：过程流体机械 考试时间：2006年 1 月 6 日命题人姓名张颖院系部机械学院教研室装备系使用年级2002级专业过程装备班级14人数合计105试卷总页数a卷3试卷答案总页数a卷6b卷3b卷6考试形式开卷（ ）闭卷（）口试（ ）其它（ ）卷面总分100a、b卷试题相同分值10试卷保管人签名命题方式（在

2、相应栏内划“）题库抽题教研室命题任课教师出题他人命题其它教研室意见：负责人签名： 年 月 日 院系部意见：负责人签名： 年 月 日注：1、请在“教研室意见”栏或“院系部意见”栏签署选用“a”卷或“b”卷的意见。2、本登记表同试卷一并归档保存。3、本表要求必须用计算机打印。2005 2006 学年第一，二学期期末考试题专业班级： 装备2002-14班 课程名称： 过程流体机械 第 1 页共 3 页答题说明：所有答案均写在答题纸上。一、（本大题15分，每空0.5分）1按照国际公约的约定，社会经济过程中的全部产品通常分为三类，即（ ）、（ ）和（ ）。2往复式压缩机的工作腔部分主要由（ ）、（ ）和

3、（ ）构成。3泄漏系数表示（ ）、（ ）、（ ）以及管道、附属设备等因密封不严而产生的气体泄漏对气缸容积利用程度的影响。4分离机械的分离目的主要包括（ ）和（ ）。5离心沉降主要是用于分离含固体量（ ），固体颗粒（ ）的悬浮液。6离心泵的过流部件是（ ）、（ ）和（ ）。7输送含气液体时，泵的流量、扬程、效率均有所下降。含气量愈大，下降愈快。随着含气量的增加，泵容易出现（ ）和（ ），严重时会加剧腐蚀或出现断流等现象。8泵的运行工况点是（ ）和（ ）的交点。9离心压缩机级内的能量损失主要包括：（ ）损失、（ ）损失和（ ）损失。10离心压缩机的末级由（ ）、（ ）和（ ）组成。11就压力比与流

4、量的性能曲线而言，在一定转速下，增大流量，压缩机的压力比将（ ），反之则（ ）。12活塞力是由（ ）和（ ）合成的。二、（本大题10分，每小题1分）1活塞与气缸之间需采用填料密封，活塞杆与气缸之间需采用活塞环密封。2往复式压缩机的传动部分是把电动机的直线运动转化为活塞的旋转运动。3气阀中弹簧的作用是帮助阀片关闭和减轻阀片开启时与阀座的撞击。4飞溅润滑主要用于大型压缩机，压力润滑主要用于小型压缩机。5在双作用气缸中，为利于填料密封，在曲轴一侧配置较高压力级。6对于多级离心压缩机，若要达到同样的压力比，压缩重气体时，所需的多变压缩功大，因而级数就多。7压缩机串联工作可增大气流的输送流量，压缩机并联

5、工作可增大气流的排出压力。8按流体吸入叶轮的方式可将离心泵分为轴流泵和混流泵。9如果泵几何相似，则转数相等下的工况为相似工况。10采用多级压缩可以节省功的主要原因是进行等压力比分配。三、（本大题20分，每小题2分）1容积流量： 2 过程流体机械：3 理论工作循环：4级：5余隙容积：6多级压缩：7离心压缩机：8泵的扬程：9灌泵：10有效汽蚀余量：2005 2006 学年第一，二学期期末考试题专业班级： 装备2002-14班 课程名称： 过程流体机械 第 2 页共 3 页四、（本大题30分，每小题3分）1活塞压缩机的理论循环有哪些特征？2采用多级压缩的原因是什么？ 3活塞式压缩机往复运动部分质量与

6、旋转部分质量各由哪几部分组成?4容积式压缩机的特点？5分析2vy-6/7型空气压缩机名称中各代号的意义?6离心泵发生不稳定工作的原因是什么？如何判别稳定工作点和不稳定工作点？7防止离心泵发生汽蚀的措施有哪些？8简述泵的选用步骤。9写出欧拉方程和第二欧拉方程，并简述其物理意义。10离心压缩机防喘振的主要措施有哪些？五、（本大题12分）1、图1为离心压缩机单级总能量头分配示意图，请写出a-g所代表的能量头或损失的名称及符号，并在图上标出a-g的位置。（7分）图1agfedcba： ；b： ；c： ；d： ；e： ；f： ；g： 。2图2为某压缩机结构简图，试写出图中标号代表的构件名称。（5分）1，

7、2，3，4，5，6，7，8，9，。图2六、（本大题13分）1、某单级活塞式空压机吸入温度为40，进气压力为0.1mpa（绝），排气压力为0.3mpa（表），若为绝热压缩，其排气温度为多少。（5分）2005 2006 学年第一，二学期期末考试题专业班级： 装备2002-14班 课程名称： 过程流体机械 第 3 页共 3 页表1 泵的性能参数表qv(m3/h)hmnpshr(m)60244.0100204.512016.55.02.已知某化肥厂所选用的一台离心泵的性能如表1所示。该厂当地的大气压头为10.35mh2o,查得年平均25下清水的饱和蒸汽压力pv=3168pa，泵前吸入装置是储水池至泵的

8、高度5m，吸入管径250mm，管长20m，沿程阻力系数为=0.02，其中有带滤网底阀一个=8，闸板阀一个=0.12，90°弯管4个=0.88，锥形渐缩过渡接管一个=0.05。该泵的使用流量范围在80-120m3/h，试问该泵在使用时是否发生汽蚀？如果发生汽蚀，建议用户对吸入装置的设计应作什么改进，方可使其避免发生汽蚀？（8分）2005 2006 学年第一、二学期期末考试题答案及评分标准专业班级： 装备2002-14班 课程名称： 过程流体机械 第 1 页共 6 页一、（本大题15分，每空0.5分）1按照国际公约的约定，社会经济过程中的全部产品通常分为三类，即（硬件产品）、（软件产品）

9、和（流程性材料产品）。2往复式压缩机的工作腔部分主要由（气阀）、（气缸）和（活塞）构成。3泄漏系数表示（气阀）、（活塞环）、（填料）以及管道、附属设备等因密封不严而产生的气体泄漏对气缸容积利用程度的影响。4分离机械的分离目的主要包括（液相澄清）和（固相回收）。5离心沉降主要是用于分离含固体量（较少），固体颗粒（较细）的悬浮液。6离心泵的过流部件是（吸入室）、（叶轮）和（蜗壳）。7输送含气液体时，泵的流量、扬程、效率均有所下降。含气量愈大，下降愈快。随着含气量的增加，泵容易出现（噪声）和（振动），严重时会加剧腐蚀或出现断流等现象。8泵的运行工况点是（泵特性曲线）和（装置特性曲线）的交点。9离心压

10、缩机级内的能量损失主要包括：（流动）损失、（漏气）损失和（轮阻）损失。10离心压缩机的末级由（叶轮）、（扩压器）和（排气蜗室）组成。11就压力比与流量的性能曲线而言，在一定转速下，增大流量，压缩机的压力比将（下降），反之则（上升）。12活塞力是由（气体力）和（往复惯性力）合成的。二、（本大题10分，每小题1分）1（×）活塞与气缸之间需采用（活塞环）密封，活塞杆与气缸之间需采用（填料）密封。2（×）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直线运动。3（×）气阀中弹簧的作用是帮助阀片关闭和减轻阀片开启时与（升程限制器）的撞击。4（×）飞溅润

11、滑主要用于（小型）压缩机，压力润滑主要用于（大型）压缩机。5（×）在双作用气缸中，为利于填料密封，在曲轴一侧配置（较低）压力级。6（×）对于多级离心压缩机，若要达到同样的压力比，压缩重气体时，所需的多变压缩功（小），因而级数就（少）。7（×）压缩机串联工作可增大气流的（排出压力），压缩机并联工作可增大气流的（输送流量）。8（×）按流体吸入叶轮的方式可将离心泵分为（单吸式泵）和（双吸式泵）。9（×）如果泵几何相似，则（比转数）相等下的工况为相似工况。10（×）采用多级压缩可以节省功的主要原因是进行中间冷却。三、（本大题20分，每小题2分

12、）1 容积流量：通常是指单位时间内压缩机最后一级排出的气体，换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值，单位是m3/min或m3/h。2 过程流体机械：是以流体为工质进行能量转换、处理与输送的机械，是过程装备的重要组成部分。3理论工作循环：压缩机完成一次进气、压缩、排气过程称为一个工作循环。4级：被压缩气体进入工作腔内完成一次气体压缩称为一级。5余隙容积：是由气缸盖端面与活塞端面所留必要的间隙而形成的容积，气缸至进气、排气阀之间通道所形成的容积，以及活塞与气缸径向间隙在第一道活塞环之前形成的容积等三部分构成。6多级压缩：多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级中进行，并在每级压缩之后将气体导入

13、中间冷却器进行冷却。2005 2006 学年第一、二学期期末考试题答案及评分标准专业班级：装备2002-14班 课程名称： 过程流体机械 第 2 页共 6 页7离心压缩机：用旋转叶轮实现能量转换，使气体主要沿径向离心方向流动从而提高压力的机器称为离心压缩机。8泵的扬程：泵的扬程是单位重量液体从泵进口处到泵出口处能量的增值，也就是1n液体通过泵获得的有效能量。9灌泵：离心泵在启动之前，应关闭出口阀门，泵内应灌满液体，此过程称为灌泵。10有效汽蚀余量：有效汽蚀余量是指液流自吸液罐（池）经吸入管路到达泵吸入口后，高出汽化压力所富余的那部分能量头，用npsha表示。四、（本大题30分，每小题3分）1活

14、塞压缩机的理论循环有哪些特征？答：为便于研究问题，对压缩机的工作过程作进行理想化，即：(1) 气体通过吸、排气阀时压力损失，且吸、排气压力没有波动，保持恒定； (2) 工作腔内无余隙容积，即排气终了时缸内气体被全部排出；(3) 工作腔作为一个孤立体与外界无热交换；(4) 气体压缩过程指数在全行程中为常数；(5) 压缩机工作过程中无泄漏。2采用多级压缩的原因是什么？答：主要有如下原因：（1）可以节省压缩气体的指示功；（2）可以降低排气温度；（3）提高容积系数；（4）降低活塞力。3、活塞式压缩机往复运动部分质量与旋转部分质量各由哪几部分组成?答：往复运动部分质量ms包括由作往复运动的活塞、活塞杆和

15、十字头部件的质量，用mp表示，及连杆转化作往复运动的质量；旋转运动部分质量mr包括由作旋转运动的曲拐部件的质量，用mc表示，及连杆转化作旋转运动的质量。4容积式压缩机的特点？答：容积式压缩机具有如下特点：（1）运动机构的尺寸确定后，工作腔的容积变化规律也就确定了。因此机器转速的改变对工作腔容积变化规律不发生直接的影响，故机器压力与流量关系不大，工作的稳定性好；（2）气体的吸入和排出是靠工作腔容积变化，与气体性质关系不大，故机器适应性强并容易达到较高的压力；2005 2006 学年第一、二学期期末考试题答案及评分标准专业班级：装备2002-14班 课程名称： 过程流体机械 第 3 页共 6 页（

16、3）机器的热效率较高；（4）容积式机器结构较复杂，尤其是往复压缩机易损件多。此外，气体吸入和排出是间歇的，容易引起气柱及管道的振动。5分析2vy-6/7型空气压缩机名称中各代号的意义?答：2vy6/7型空气压缩机即指该压缩机为4列，双重v型，移动式，额定排气量6m3/min，额定排气表压力7×105pa。6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？答：（1）发生不稳定工作的原因主要有两点： 泵的h-q特性曲线呈驼峰形； 管路装置中要有能自由升降的液面或其它贮存和放出能量的部分。（2）稳定工作点和不稳定工作点的方法是：当交点处管路特性的斜率大于泵性能曲线的斜率时

17、是稳定工作点；反之，如交点处管路特性的斜率小于泵性能曲线的斜率，则是不稳定工作点。7防止离心泵发生汽蚀的措施有哪些？答：防止离心泵发生汽蚀的措施主要有：（1）提高离心泵本身抗汽蚀性能的措施 适当加大叶轮吸入口直径和叶片入口边宽，改进叶轮吸入口或吸入室的形状，使泵有尽可能小的汽蚀余量； 采用双吸式叶轮； 采用合理的叶片进口边位置及前盖板的形状； 采用诱导轮； 采用抗汽蚀材料。（2）提高装置有效汽蚀余量的措施增大吸液罐液面上的压力；合理确定泵的几何安装高度。8简述泵的选用步骤。答：泵的选用步骤主要包括：(1)搜集原始数据：针对选型要求，搜集过程生产中所输送介质、流量和所需的扬程参数以及泵前泵后设备

18、的有关参数的原始数据。(2)泵参数的选择及计算：根据原始数据和实际需要，留出合理的裕量，合理确定运行参数，作为选择泵的计算依据。(3)选型：按照工作要求和运行参数，采用合理的选择方法，选出均能满足适用要求的几种型式，然后进行全面的比较，最后确定一种型式。(4)校核：型式选定后，进行有关校核计算，验证所选的泵是否满足使用要求。如所要求的工况点是否落在高效工作区等。2005 2006 学年第一、二学期期末考试题答案及评分标准专业班级：装备2002-14班 课程名称： 过程流体机械 第 4 页共 6 页9写出欧拉方程和第二欧拉方程，并简述其物理意义。答：欧拉方程为：第二欧拉方程为：该方程的物理意义是

19、：a) 欧拉方程指出的是叶轮与流体之间的能量转换关系，它遵循能量转换与守恒定律；b) 只要知道叶轮进出口的流体速度，即可计算出单位质量流体与叶轮之间机械能转换的大小，而不管叶轮内部的流动力情况；c) 该方程适用于任何气体或液体，既适用于叶轮式的压缩机，也适用于叶轮式的泵；d）推而广之，只需将等式右边各项的进出中符号调换一下，亦适用于叶轮式的原动机。10离心压缩机防喘振的主要措施有哪些？答：由于喘振对机器危害严重，应严格防止压缩机进入喘振工况，一旦发生喘振，应立即采取措施消除或停机。防喘振主要有如下几条措施：（1） 操作者应具备标注喘振线的压缩机性能曲线，随时了解压缩机工况点处在性能曲线图上的位

20、置。（2） 降低运行转速，可使流量减少而不致进入喘振状态，但出口压力随之降低。（3） 在首级或各级设置导叶转动机构以调节导叶角度，使流量减少时的进气冲角不致太大，从而避免发生喘振。（4） 在压缩机出口设置旁通管道，宁肯多消耗流量与功率，也要让压缩机通过足够的流量，以防进入喘振状态。（5） 在压缩机进口安置温度、流量监视仪表，出口安置压力监视仪表，一旦出现异常或喘振及时报警，最好还能与防喘振控制操作联动或与紧急停车联动。运行操作人员应了解压缩机的工作原理，随时注意机器所在的工况位置，熟悉各种监测系统和调节控制系统的操作，尽量使机器不致进入喘振状态。一旦进入喘振应立即加大流量退出喘振或立即停机。停

21、机后，应经开缸检查确无隐患，方可再开动机器。五、（本大题12分）1、a：htot-级的总能量头；b：hl-级的漏气损失；c：hdf-级的轮阻损失；d：hth-级的理论能量头；e：-级的动能增量；f：hhyd-级的流动损失；g：hpol-级的多变压缩功。（7分，每空1分）2005 2006 学年第一、二学期期末考试题答案及评分标准专业班级：装备2002-14班 课程名称： 过程流体机械 第 5 页共 6 页2、1、 缸盖 ，2、 排气阀 ，3、 进气阀 ，4、 气缸 ，5、 活塞环 ，6、 水套 ，7、 活塞 ，8、 连杆 ，9、 曲轴 ，、进气压力，、排气压力 。（5分，每空0.5分）六、（本

22、大题13分）1、 （共5分）解：解：由于压缩机绝热压缩，则有 1分由已知： 介质为空气， ，则： 1分据气体状态方程 得排气温度为： 1分 2分2、 （共8分）解： 选择最大流量120工况作计算，因为最大流量工况下的最小，而最大。如果该工况下不发生汽蚀，则在比它小的流量下工况更不会发生汽蚀。 1分 1分由管路沿程阻力系数=0.02，局部阻力系数如下：带滤网底阀=8，闸板阀=0.12，90弯管4个，=0.88，锥形渐缩过度接管=0.05 2分2005 2006 学年第一、二学期期末考试题答案及评分标准专业班级：装备2002-14班 课程名称： 过程流体机械 第 6 页共 6 页由已知条件知在工况

23、下的=5.0m，则，泵在时发生汽蚀。 2分建议将由储水池至泵的高度由5m改为4m。则：，这样泵在运行时就不会发生汽蚀了。 2分小学常用歇后语1.八仙过海-各显神通 2.不入虎穴-焉得虎子3.蚕豆开花-黑心 4.车到山前-必有路5.打破砂锅-问到底 6.和尚打伞-无法无天7.虎落平阳-被犬欺 8.画蛇添足-多此一举9.箭在弦上-不得不发 10.井底青蛙-目光短浅11.大海捞针-没处寻 12.竹篮打水-一场空13.打开天窗-说亮话 14.船到桥头-自会直15.飞蛾扑火-自取灭亡 16.百米赛跑-分秒必争17.拔苗助长-急于求成 18.仇人相见-分外眼红19.芝麻开花-节节高 20.新官上任-三把火21.瞎子点灯-白费蜡 22.兔子尾巴-长不了23.偷鸡不成-蚀把米 24.王婆卖瓜-自卖自夸25.老虎屁股- 摸不得 26.老虎拉车-谁敢27.老鼠过街-人人喊打 28.麻雀虽小-五脏俱全29.墙上茅草-随风两边倒 30.三十六计-走为上计31.塞翁失马-焉知祸福 32.壶中无酒-难留客33.丈二和尚-摸不着头脑 34.有借有还-再借不难35.猫哭耗子-假慈悲 36.铰子破皮-露了馅37.扁担挑水-一心挂了两头 38.对牛弹琴-白费劲39.八仙聚会-神聊 40.霸王敬酒-不干也得干41.板上订钉-跑不了 42.背鼓上门-讨打43.草把做灯-粗心（芯） 44.竹笋