过程流体机械习题及答案

过程流体机械习及答案 第1章绪论 一、填空 2、流体机械按其能量的转换形式可分为（）和（）二大类。 3、按工作介质的不同，流体机械可分为（）、（）和（）。 5、将机械能转变为（）的能量，用来给（）增压与输送的机械称为压缩机。 6、将机械能转变为（）的能量，用来给（）增压与输送的机械称为泵。 7、用机械能将（）分离开来的机械称为分离机。 二、名词解释 5. 压缩机6. 泵7. 分离机 第2章容积式压缩机 一、填空题 2、往复式压缩机由（）、（）、（）和（）四部分组成。 3、往复式压缩机的工作腔部分主要由（）、（）和（）构成。 4、活塞通过（）由传动部分驱动，活塞上设有（）以密封活塞与气缸的间隙。 6、 往复式压缩机的传动部分是把电动机的（）运动转化为活塞的（）运动。 10．理论上讲，级数越（），压缩气体所消耗的功就越（）等温循环所消耗的功。 14．气阀主要由（）、（）、（）和（）四部分组成。 16．活塞环和填料的密封原理基本相同，都是利用（）和（）的作用以达到密封的目的。 19．压缩机正常运转时，产生的作用力主要有三类：（1）（）；（2）（）；（3）（）。 22．压缩机中的惯性力可分为（）惯性力和（）惯性力。 23．一阶往复惯性力的变化周期为（）；二阶往复惯性力的变化周期为（）。 25．旋转惯性力的作用方向始终沿曲柄半径方向（），故其方向随曲轴旋转而（），而大小（）。 36．理论工作循环包括（）、（）、（）三个过程。 37．实际工作循环包括（）、（）、（）和（）四个过程。 38．活塞运动到达主轴侧的极限位置称为（）；活塞运动到达远离主轴侧的极限位置称为（）。 39．活塞从一个止点到另一个止点的距离为（）。 40．第一级吸入管道处的气体压力称为活塞压缩机的（）；末级排出接管处的气体压力称为活塞压缩机的（）。 二、选择题 2．活塞式压缩机的理论工作循环由______个过程组成。 A．一        B．二      C．三          D．四 3．活塞压缩机的实际工作循环由______个过程组成。 A．四        B．三      C．二          D．一 4．活塞式压缩机的实际工作循环中膨胀和压缩过程属于______过程。 A．气体流动    B．热力    C．冷却    D．升温 7．吸、排气管内的压力取决于_____。 A．气缸内吸、排气压力            B．气阀弹簧力 C．气阀通流面积                  D．外界系统 10．在压力比和膨胀指数一定时，相对余隙容积越大则______系数越小。 A．压力    B．温度    C．容积    D．泄漏 16．压缩机的实际排气压力取决于______。 A．缸内压力            B．实际吸气压力 C．排气温度            D．排气系统的压力 19．在活塞式压缩机中若各级压力比相等且吸入温度相同，则总指示功最少，这就是______原则。 A．最佳压力  B．最佳温度  C．等压力分配  D．等压力比分配 21．下列属于易损件的是。 A．活塞                B．十字头销 C．阀片                D．连杆 23．在单列压缩机中采用加平衡质量的方法，可以使一阶往复惯性力______。 A．部分平衡  B．完全平衡  C．旋转90°    D．旋转180° 25．各类压缩机的______惯性力或力矩可用加平衡质量的方法来平衡。 A．一阶    B．二阶往复    C．往复    D．旋转 26．在活塞式压缩机中加装飞轮的目的使用来______。 A．调整活塞力            B．降低功率消耗 C．均衡转速              D．降低压力脉动 28．压缩机铭牌上的排气量指的是______排气量。 A．额定    B．标准    C．实际    D．理论 29．活塞杆与气缸间隙采用______密封。 A．活塞环    B．软填料    C．硬填料  D．密封圈 三、名词解释 2. 级      3. 内止点      4. 理论工作循环5. 外止点 7. 余隙容积    9. 吸气压力    10. 排气压力 四、改错 1．往复式压缩机的工作腔部分主要由气阀、活塞和活塞杆构成。（） 7．规定气体对活塞作功其值为负，活塞对气体作功其值为正。（） 8．如果气缸冷却良好，进气过程加入气体的热量少，则温度系数取值较高；传热温差大，造成实际气缸工作容积利用率低，温度系数取值较低。（） 16．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。（） 21．压缩机的冷却方式主要分为有油和无油。（） 25．活塞平均速度是联系机器结构尺寸和转速的一个参数，对压缩机的性能有很大影响。对一台机器来讲，活塞平均速度是一个定值。（） 26．压缩机正常运转时，产生的作用力主要有三类：惯性力、气体力和活塞力。（） 31．一阶往复惯性力的变化周期为曲轴旋转一周的时间；二阶往复惯性力的变化周期为一阶的一半。（） 34．活塞力是由气体力和摩擦力合成的。（） 45．理论工作循环包括膨胀、进气、压缩、排气四个过程。（） 46．实际工作循环包括进气、压缩、排气和膨胀四个过程。（） 五、简答分析 2．简述往复式压缩机的基本组成？ 3．级的理论循环的特点是什么？ 4．级的实际循环的特点是什么？ 5．推导容积系数的计算式，并说明式中各字母的意义。 6．简述多级压缩的优点？ 11．列出压缩机气量调节的常用方法？ 14．与往复式压缩机比较，回转式压缩机具有哪些特点？ 17．简述级在列中配置的基本原则？ 18．解释压缩机型号：（1）V2.2D-0.25/7型空气压缩机；（2）2VY－6/7型空气压缩机； （3）2DZ－12.2/250-2200型乙烯增压压缩机。 19．往复压缩机的理论循环与实际循环的差异是什么？ 20．分析活塞环的密封原理。 六、作图分析 1．试将下列符号标在图I-2-1上： ，并用上述符号写出容积系数达式。 图I-2-1 图I-2-2 2、图I-2-2为某压缩机作用力传递图，请将下列作用力符号标在图中，并在横线上注明该力名称。 ＿＿＿＿＿＿， ＿＿＿＿＿＿， ＿＿＿＿＿＿， ＿＿＿＿＿＿， ＿＿＿＿＿＿， ＿＿＿＿＿＿， ＿＿＿＿＿＿。 3．图I-2-3为某压缩机环状气阀示意图，请注明图中数字代表的零件名称并说明该阀是吸气阀还是排气阀。 1＿＿＿＿＿，2＿＿＿＿＿， 3＿＿＿＿＿＿，4＿＿＿＿＿＿， 是＿＿＿＿气阀。 4．以图I-2-4为例，分析螺杆压缩机工作过程。 I-2-4螺杆式压缩机工作过程 七、计算题 1． 2Z-1.5/7型空压机为双缸、立式、单作用、单级压缩机，结构如图I-2-6。 已知： （1）热力参数 名义吸气压力 （绝） 名义排气压力 （绝） 吸气温度 （2）结构尺寸和参数 活塞行程 缸数 活塞外止点与缸盖的间隙1.5mm 气缸镜面倒角 （3）每个气缸的总余隙容积，78cm3(充液法测得) 试计算： （1）每个缸的相对余隙容积是多少? （2）计算容积系数 6．一台二氧化碳压缩机，进气压力为0.1MPa，排气压力为0.2MPa，压缩级数为5级。若各级进、排气相对压力损失均为 ，试计算各级的实际压力比。已知名义压力比按等压比分配。 第3章离心压缩机 一、填空题 1．离心压缩机的级分为三种型式，即（）、（）和（）。 2．离心压缩机的中间级由（）、（）、（）、（）组成。 3．离心压缩机的首级由（）和（）组成。 4．离心压缩机的末级由（）、（）和（）组成。 5．离心叶轮的常见型式有（）、（）和（）叶轮。 6．叶轮结构型式按叶片弯曲型式可分为（）叶轮、（）叶轮和（）叶轮。 7．叶轮出口速度三角形由（）速度、（）速度和（）速度构成。 8．扩压器的作用是让气流（）。 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．离心压缩机级内的流动损失分为（）损失、（）损失、（）损失、（）损失和（）损失。 14．在每个转速下，每条压力比与流量关系曲线的左端点为（）。各喘振点联成（），压缩机只能在喘振线的（）性能曲线上正常工作。 16．压缩机性能曲线的左边受到（）的限制，右边受到（）的限制，在这两个工况之间的区域称为压缩机的（）。压缩机变工况的（）越宽越好。 20．在离心压缩机中，往往对小流量的不稳定工况通称为（）。 23．管网特性曲线决定于管网本身的（）和用户的要求。 25．流动相似的相似条件是模型与实物机之间（）相似、（）相似、（）相似和（）相似。 27．符合流动相似的机器其相似工况的（）相等。 35．常用的轴向推力的平衡措施有：（）、（）和采用（）。 37．轴端密封严防漏气的常用方法有（）密封、（）密封和（）密封。 二、选择题 1.______是组成离心压缩机的基本单元。 A．级        B．段        C．缸        D．列 7.离心压缩机级的多变效率可以用______表示。 8.在离心压缩机中多变指数一般为______。 A. m = 1  B. 1 k 10．后弯型叶轮，叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反，叶片出口角 ______。 A.>90° B. <90° C. >180°   D.<180° 11．径向型叶轮，叶片出口角 ______。 A. =90° B. <90° C. >90°   D.<180° 12．前弯型叶轮，叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相同， ______。 A.>90° B. <90° C. >180°   D.<180° 三、名词解释 4. 工况点  10. 管网特性曲线 四、是非判断 2．离心压缩机的中间级由扩压器、弯道、回流器组成。（） 3．离心压缩机的首级由叶轮、吸气管和中间级组成。（） 4．离心压缩机的末级由叶轮、扩压器和排气蜗室组成。（） 5．防止离心压缩机的转子因受轴向推力窜动需要径向轴承。（） 6．叶轮结构型式按叶片弯曲型式可分为闭式、半开式和双面进气叶轮。（） 7．叶轮出口速度三角形由牵连速度、相对速度和绝对速度构成。（） 8．扩压器的作用是让气流平稳流动。（） 9．离心压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。（） 16．压缩机性能曲线的左边受到的限制堵塞工况，右边受到喘振工况的限制，在这两个工况之间的区域称为压缩机的稳定工作范围。压缩机变工况的稳定工作范围越宽越好。（） 17．对离心压缩机发生喘振的机理分析表明，汽蚀是喘振的前奏，而喘振是汽蚀进一步恶化的结果。（） 20．在离心压缩机中，往往对小流量的不稳定工况通称为阻塞工况。（） 23．管网特性曲线决定于离心压缩机的性能和用户的要求。（） 24．压缩机串联工作可增大气流的输送流量，压缩机并联工作可增大气流的排出压力。（） 25．流动相似的相似条件是模型与实物机之间几何相似、运动相似、动力相似和热力相似。（） 27．符合流动相似的机器其相似工况的功率相等。（） 五、简答分析 2．与往复式压缩机相比，离心压缩机具有哪些特点？ 3．列出欧拉方程的两种表达式，并说明该方程的物理意义。 4．列出离心压缩机的能量方程，并说明该方程的物理意义。 5．列出离心压缩机的伯努利方程，并说明该方程的物理意义。 7．简述离心压缩机喘振的发生机理。 8．简述喘振的危害？ 9．简述防喘振的措施？ 13．简述离心压缩机常用的调节方法？ 20．简述离心压缩机选型的基本原则？ 六、作图分析 1．图I-3-1中标出级中关键截面统一规定的序号，并在横线处注明各序号代表的截面名称。 3．某离心式压缩机原进气温度为30℃，工作点在A点，因生产中冷却器故障，使来气温度剧增到10℃，这时，压缩机突然喘振，试借助图I-3-3分析其原因。 4．某压缩机原在图I-3-4所示的A点正常运转，后来由于某种原因，进气管被异物堵塞而出现喘振，试借助图I-3-4分析其原因。 5．作出离心式压缩机三种形式的管网特性曲线。 第4章泵 一、填空题 5．离心泵的主要部件有（）、（）、（）、（）、轴封箱和密封环。 6．离心泵的过流部件是（）、（）和（）。 9．有效汽蚀余量数值的大小与（）有关，而与（）等无关，故又称其为泵吸入装置的有效汽蚀余量。 10．提高离心泵抗汽蚀性能有两种措施，一种是改进泵本身的结构参数或结构型式，使泵具有尽可能小的（）；另一种是合理地设计泵前装置及其安装位置，使泵入口处具有足够大的（），以防止发生汽蚀。 11．泵的特性曲线是由流量—（）曲线、流量—（）曲线、流量—（）曲线和流量—（）曲线组成。 12．泵的运行工况点是（）和（）的交点。 13．改变工况点有三种途径：一是（）；二是（）；三是（）。 14．改变泵特性曲线的常用调节方法有（）调节、（）调节、（）的调节、改变半开式叶轮叶片端部间隙的调节和泵的并联或串联调节。 15．改变装置特性曲线的常用调节方法有（）调节、（）调节和（）调节。 16．两台离心泵流动相似应具备的条件是（）和（），而（）仅要求叶轮进口速度三角形相似。 17．相似工况的比转数（）。 18．如果泵几何相似，则比转数相等下的工况为（）工况。 24．按照叶轮上的叶片是否可调，轴流泵可分为（）叶片式、（）叶片式和（）叶片式。 50．在泵的运行过程中，扬程变化大的，选用扬程曲线倾斜大的（）泵、（）泵较适宜；而对运行中流量变化大的宜选用扬程曲线平缓、压力变化小的（）泵。 51．如果考虑吸水性能，则在流量相同、转速相同的条件下，（）泵较为优越。 52．选用立式泵，并把叶轮置于水下面，对防止（）是有利的。 57．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。 二、单选题 1．泵的扬程是指每千克液体。 A.流过泵后的总能量增值      B.流过泵后的压力能头增值 C.流过泵后能被派送的高度    D.从叶轮中获得的能量 2．理论扬程是指。 A.叶轮对单位重量液体所作的功    B.单位重量的液体流过泵后总能头增值 C.泵的实际扬程减去泵的流动损失  D.单位重量液体从叶轮中获得的有效能头 3．理论扬程的大小与无关。 A.叶轮外径    B.叶轮转速 C.叶轮离角    D.液体性质 4．离心泵内的流动损失包括摩擦阻力损失和损失。 A.冲击    B.流量    C.机械    D.轮阻 6．有效汽蚀余量与有关。 A.吸液管路特性    B.当地大气压力 C.离心泵结构      D.离心泵转速 7．必需汽蚀余量与有关。 A.泵本身的结构    B.吸液管路特性 C.当地大气压力    D.液体汽化压力 8．两台性能相同的泵串联后。 A.总扬程等于单泵工作时的两倍    B.总流量等于单泵工作时的流量 C.总扬程小于单泵工作时的两倍    D.总扬程大于单泵工作时的两倍 9．两台性能相同的泵并联后。 A.总流量等于单泵工作时流量的两倍    B.总扬程等于单泵工作时的扬程 C.总流量大于单泵工作时流量的两倍    D.总流量小于单泵工作时流量的两倍 10．改变泵出口调节阀的开度来调节流量属于。 A.改变管路特性曲线    B.改变泵特性曲线 C.A和B              D.既不是A也不是B 11．涡壳的作用是______。 A.收集液体，提高液体有效能头    B.收集液体，将液体部分动能变为静压能 C.收集液体，将液体均匀引出泵    D.收集液体，将液体全部动能变为静压能 12．平衡盘在多级离心泵中的作用是平衡______。 A.径向    B.轴向    C.液流冲击力    D.惯性力 三、名词解释 2. 泵的流量3. 泵的扬程8.有效汽蚀余量9. 必需汽蚀余量 四、是非判断 2．容积式泵主要包括往复泵和离心泵。（） 5．离心泵的主要部件有叶轮、转轴、吸入室、蜗壳、轴封箱和密封环。（） 6．离心泵的过流部件是吸入室、叶轮和扩压器。（） 9．有效汽蚀余量数值的大小与泵本身的结构尺寸有关，而与泵吸入装置的条件等无关，故又称其为泵吸入装置的有效汽蚀余量。（） 10．提高离心泵抗汽蚀性能有两种措施，一种是改进泵本身的结构参数或结构型式，使泵具有尽可能小的必需汽蚀余量NPSHr；另一种是合理地设计泵前装置及其安装位置，使泵入口处具有足够大的有效汽蚀余量NPSHa，以防止发生汽蚀。（） 11．如果泵几何相似，则转数相等下的工况为相似工况。（） 12．泵的运行工况点是流量-扬程曲线和流量-效率曲线的交点。（） 13．改变工况点有三种途径：一是改变流量-扬程曲线；二是改变流量-效率曲线；三是改变流量-功率曲线。（） 14．两台离心泵流动相似应具备的条件是几何相似和热力相似。（） 47．输送含气液体时，泵的流量、扬程和效率均有所下降。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。（） 五、简答分析 1．简述离心泵过流部件的组成及各自的作用？ 2．分析下列离心泵型号 （1）150S50A；（2）150D30×5；（3）200QJ80-55/5；（4）IS80-65-160 3．简述离心泵的工作过程？ 4．简述汽蚀发生的机理？ 5．简述汽蚀的危害？ 6．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？ 7．简述离心泵高汽蚀性能的措施？ 8．简述离心泵特性曲线的组成及各条曲线的作用？ 9．离心泵稳定工况点的判别式？ 10．离心泵发生不稳定工作的条件是什么？ 11．简述离心泵运行工况的常用调节方法？ 12．离心泵启动前需作哪些准备工作？ 13．简述离心泵的启动程序？ 18． 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。 20、改变泵的运行工况，可采取哪些调节措施？那种调节措施比较好？ 六、作图分析 2．图I-4-2为某离心泵与管路联合工作装置特性曲线， 、 为泵的两个工作点，试确定哪一个是稳定工作点，哪一个是非稳定工作点，并分析泵能在稳定工作点工作的原因。 3．图I-4-3为泵Ⅰ和泵Ⅱ并联后的装置性能曲线，请在横线处注明个工作点的意义。 1＿＿＿＿＿；2＿＿＿＿＿；3＿＿＿＿＿＿；4＿＿＿＿＿＿；5＿＿＿＿＿＿ 4．图I-4-4为泵Ⅰ和泵Ⅱ串联后的装置性能曲线，请在横线处注明个工作点的意义。 1＿＿＿＿＿；2＿＿＿＿＿；3＿＿＿＿＿＿；4＿＿＿＿＿＿；5＿＿＿＿＿＿ 5．何谓泵的高效工作区？并画出它的示意图。 七、计算题 2．已知某化工厂所选的离心泵的性能为 120                  87                      3.8 200                  80                      4.2 240                  72                      5.0 为它设计的吸入装置是储水池至泵的高度4m，吸水管径250mm，管长12m，其中有带滤网底阀一个，闸板阀一个，90 弯头3个，锥形渐缩过度接管一个。该泵的使用流量范围在200~220 ，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？（当地的大气压头为9.33m 清水的饱和蒸汽压为1.7kPa） 3．某离心泵装置如图I-4-6所示，已知：H1=5m，H2=10m，H3=6m，塔内压力p1=p2，吸入管阻力损失hsf=0.5m液柱，排出管阻力损失hDf=6m液柱，求该泵需多少有效扬程？ 3．某离心油泵装置如图I-4-7所示。已知管内油面压力pA与油品饱和蒸汽压pV相等，该泵转速n=1450r/min，最小汽蚀余量 ，取安全余量为0.4，则 ，吸入管内流动阻力损失 ，试分别计算： （1）当Hg1=8m，Q=0.5m3/min时，泵的 ，吸入管路阻力损失 ，此时泵能否正常吸入? （2）保持Q=0.5m3/min时，液面下降到什么位置，泵开始发生汽蚀？ （3）当Hg1=4m时，若保证泵安全运转，泵的最大流量为多少（设此时k0，k1不变）？ （4）若将泵的转速提高到n’=2900r/min， Hg1=8m，还能否正常吸入（设此时k0，k1不变）？ 4．某水泵在管路上工作，设管路特性可用方程L=30+1000Q2表示，泵特性可用H=70-1750Q2表示，问（1）工作时泵的流量Q为多少？（2）两台同样泵并联时，总流量为多少？（3）两台同样泵串联时，流量为多少？（Q单位m3/s）