1 / 4 化工過(guò)程流體機(jī)械 思考題參考解答 參考教材過(guò)程流體機(jī)械 容積式壓縮機(jī) 思考題 復(fù)壓縮機(jī)的理論循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的差異是什么？ 過(guò)程 理論循環(huán)（假設(shè)條件） 實(shí)際循環(huán)（工作過(guò)程） 理論 參數(shù) 工作腔內(nèi) 無(wú) (剩 )余 (間 )隙 有余隙 （閥窩、蓋端、環(huán)端 3部分） 、 V 工作過(guò)程 進(jìn)氣、壓縮、排氣 三個(gè)過(guò)程 進(jìn)氣、壓縮、排氣、膨脹 四個(gè)過(guò)程 進(jìn)排氣過(guò)程 無(wú)壓力損失，壓力穩(wěn)定 有壓力損失，壓力脈動(dòng) p 進(jìn)氣過(guò)程 與外界無(wú)熱交換 與外界（氣缸壁）有熱交換 T 工作過(guò)程 無(wú)氣體泄漏損失 有氣體泄漏損失 l 工作過(guò)程 壓縮過(guò)程指數(shù)恒定 壓縮和膨脹過(guò)程指數(shù)變化 m、 n 工作介質(zhì) 理想氣體 （狀態(tài)方程（ 2） 實(shí)際氣體 （狀態(tài)方程（ 2） Z 思考題 出容積系數(shù) V 的表達(dá)式，并解釋各字母的意義。 容積系數(shù) V（最重要系數(shù)） V 1 （ 1） 1 110 2 式中： 相對(duì)余隙容積， 隙容積） / 程 容積） ； 壓）， 壓）， 壓）， 高壓 )。 名義壓力比（進(jìn)排氣管口可測(cè)點(diǎn)參數(shù)）， 一般單級(jí) 3 4； n 膨脹過(guò)程指數(shù)，一般 n m（壓縮過(guò)程指數(shù)）。 思考題 較飛濺潤(rùn)滑與壓力潤(rùn)滑的優(yōu)缺點(diǎn)。 飛濺潤(rùn)滑（曲軸或油環(huán)甩油飛濺至缸壁和潤(rùn)滑表面），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗油量不穩(wěn)定，供油量難控制，用于小型單作用壓縮機(jī)； 壓力潤(rùn)滑（注油器注油潤(rùn)滑氣缸，油泵強(qiáng)制輸送潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件），結(jié)構(gòu)復(fù)雜（增 加油泵、動(dòng)力、冷卻、過(guò)濾、控制和顯示報(bào)警等整套供油系統(tǒng)油站），可控制氣缸注油量和注油點(diǎn)以及運(yùn)動(dòng)部件壓力潤(rùn)滑油壓力和潤(rùn)滑油量，適用大中型固定式動(dòng)力或工藝壓縮機(jī)，注意潤(rùn)滑油壓和潤(rùn)滑油量的設(shè)定和設(shè)計(jì)計(jì)算。 思考題 級(jí)壓縮的好處是什么？ 多級(jí)壓縮 優(yōu)點(diǎn)： 冷卻壓縮機(jī)的多級(jí)壓縮過(guò)程接近等溫過(guò)程）； 級(jí)壓力比小）； 氣量，吸氣量）（單級(jí)壓力比 降低，一級(jí)容積系數(shù) V 提高）； 級(jí)活塞面積減少，活塞表面壓力降低）。缺點(diǎn)：需要冷卻設(shè)備（否則無(wú)法省 功）、結(jié)構(gòu)復(fù)雜（增加氣缸和傳動(dòng)部件以及級(jí)間連接管道等）。 思考題 析活塞環(huán)的密封原理。 活塞環(huán) 原理：阻塞和節(jié)流作用，密封面為活塞環(huán)外環(huán)面和側(cè)端面（內(nèi)環(huán)面受壓預(yù)緊）；關(guān)鍵技術(shù)：材料（耐磨、強(qiáng)度）、環(huán)數(shù)量（密封要求）、形狀（尺寸、切口）、加工質(zhì)量等。 思考題 力空氣用壓縮機(jī)常采用切斷進(jìn)氣的調(diào)節(jié)方法，以兩級(jí)壓縮機(jī)為例，分析一級(jí)切斷進(jìn)氣，對(duì)機(jī)器排氣溫度，壓力比等的影響。 兩級(jí)壓縮機(jī)分析： 1 級(jí)切斷進(jìn)氣 節(jié)流（實(shí)際 1） 停止進(jìn)氣排氣 2級(jí)節(jié)流（實(shí)際 2） （短暫）排氣溫度 （逐漸） 停止進(jìn)氣排氣（級(jí)間存氣）；活塞力 （ ），阻力矩變化。 思考題 析壓縮機(jī)在高海拔地區(qū)運(yùn)行氣量的變化規(guī)律并解釋其原因。 高海拔地區(qū)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫次鼩鈮毫?若排氣壓力 名義壓力比 ，根據(jù)（ 2和（ 2，容積系數(shù) V，實(shí)際吸氣量 容積流量 思考題 臺(tái)壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為 200 r/果將轉(zhuǎn)速提高到 400 r/分析氣閥工作情況。 定性分析，定量分析難。如壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)（行程 s、缸徑 片尺寸等）不變，則容積流量 （理論增加一倍），使氣閥流速和阻力損失 （激增），進(jìn)排氣頻率 ，閥片啟閉速度 ，閥片撞擊閥座程度 （加劇），閥片壽命（縮短），故障概率 （增加）。解決問(wèn)題需改變結(jié)構(gòu)（縮短行程、減小缸徑，增加氣閥通道面積等）。 思考題 出螺桿壓縮機(jī)過(guò)壓縮和壓縮不足的指示圖，并分析其對(duì)壓縮機(jī)性能的影響。 壓力比：內(nèi)壓力比（工作腔壓縮終壓 /進(jìn)氣壓力）、外壓力比（排氣管壓 /進(jìn)氣壓力）；（圖 2外壓力比不相等時(shí)指示圖。 過(guò)壓縮：內(nèi)壓力比外壓力比；欠壓縮（ 壓縮不足 ）：內(nèi)壓力比外壓力比 ； 過(guò)壓縮和欠壓縮均增加功耗 ，等壓力比減少功耗。 3 離心壓縮機(jī) 思考題 謂離心壓縮機(jī)的級(jí)？它由哪些部分組成？各部件有何作用？ 級(jí)典型結(jié)構(gòu) （圖 3葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器，首級(jí)（增加吸氣管）、中間級(jí)、末級(jí)（無(wú)彎道、回流器，增加蝸殼）； 葉輪： 唯一做功元件。閉式、半開(kāi)式、雙吸式（雙面進(jìn)氣）；后彎（后向）型、徑向型、前彎（前向）型；擴(kuò)壓器： 能量轉(zhuǎn)換元件（動(dòng)能 壓能，氣流減速增壓），無(wú)葉（片）型、葉片（有葉）型。 思考題 心壓縮機(jī)與活塞壓縮機(jī)相比，它有何特點(diǎn)？ 離心壓縮機(jī)特點(diǎn) （與往復(fù)式壓縮機(jī)對(duì)比） 壓縮機(jī) 流 量 輸出 壓力 轉(zhuǎn) 速 結(jié) 構(gòu) 體積 重量 易損 件 運(yùn) 轉(zhuǎn) 單級(jí) 壓比 級(jí) 數(shù) 熱 效率 價(jià) 格 制造 要求 適用 主要 問(wèn)題 離心式 大 穩(wěn)定 高 緊 湊 較小 少 可 靠 低 多 較 低 高 高 大流量 中低壓 不適用 小流量 往復(fù)式 中小 脈動(dòng) 低 復(fù) 雜 大 多 故障 多 高 少 高 低 較低 中高壓 中小流量 故障維修 壓力脈動(dòng) 優(yōu)缺點(diǎn) 離心式優(yōu)、往復(fù)式差 離心式差、往復(fù)式優(yōu) 選用條件 思考題 謂連續(xù)方程？試寫(xiě)出葉輪出口的連續(xù)方程表達(dá)式，并說(shuō)明式中 2和 2在何范圍之內(nèi)？ 連續(xù)方程： 質(zhì)量守恒（流經(jīng)任意截面流量） i in 2 2 （ 3 式中： kg/s； m3/s； 為氣流密度； f 為截面面積； 2 22222 2 2r 2220 （ 3 式中： ； 葉 輪出口軸向?qū)挾龋?2r 為流量系數(shù)（徑向葉輪 彎葉輪 2A 30強(qiáng)后彎葉輪 2 為葉輪出口通流系數(shù)。 思考題 謂歐拉方程？試寫(xiě)出它的理論表達(dá)式與實(shí)用表達(dá)式，并說(shuō)明該方程的物理意義。 歐拉方程： （葉輪機(jī)械基本方程）理論和實(shí)用表達(dá)式 2122 2 2122 2 2221 （ 35） 式中： 受能量 /單位重流體），kJ/理意義： 3 部分能量，（離心力做功轉(zhuǎn)靜壓能） +（動(dòng)能增量） +（ 思考題 謂能量方程？試寫(xiě)出級(jí)的能量方程表達(dá)式，并說(shuō)明能量方程的物理意義。 能量方程： （熱焓方程） 2 2122 2122 12 2122 （ 3 式中： 定壓比熱， h 為焓值， R 為氣體常數(shù)； 物理意義：焓值 +（動(dòng)能增量）。 思考題 謂伯努利方程？試寫(xiě)出葉輪的伯努利方程表達(dá)式，并說(shuō)明該式的物理意義。 伯努利方程： （壓能損失方程） 葉輪功（葉片功）（含流動(dòng)損失） 00 2020 （ 3 總功（全部損失） 00 2020 00 2020 （ 3 物理意義：（三部分）壓能、動(dòng)能、損失，忽略熱交換和位能。 2 / 4 思考題 說(shuō)明級(jí)內(nèi)有哪些流動(dòng)損失？流量大于或小于設(shè)計(jì)流量時(shí)沖角有何變化？由此會(huì)產(chǎn)生什么損失？若沖角的絕對(duì)值相等，誰(shuí)的損失更大？為什么？ 級(jí)內(nèi)流動(dòng)損失 （ 1）摩阻損失 22（ 2）分離損失：邊界層（ c0）分離（回流），控制通道擴(kuò)張角（錐度、擴(kuò)壓度，圖 3（ 3）沖擊損失（葉輪、擴(kuò)壓器）：（葉輪為例，擴(kuò)壓器類(lèi)似分析） ； 葉輪進(jìn)氣角 1葉片進(jìn)口角 1A，沖擊分離損失（相當(dāng)于擴(kuò)張角 ）； 流量 /設(shè)計(jì)流量 (進(jìn)氣沖角 ) i 1A 1 沖擊面 分離區(qū) (漩渦區(qū) ) 損失 (相同沖角 ) 原因 （小 正沖角 i 0 工作面 （前面） 非工作面 （背面） 較大 分離區(qū) 易擴(kuò)散 （設(shè) 計(jì) 零沖角 i 0 無(wú) 無(wú) 無(wú) 損失 （大 負(fù)沖角 i 0 非工作面 （背面） 工作面 （前面） 較小 分離區(qū) 較穩(wěn)定 （ 4）二次流損失：垂直環(huán)流；（ 5）尾跡損失：葉尖繞流； 思考題 級(jí)壓縮機(jī)為何要采用分段與中間冷卻？ 分段與中間冷卻： 分段（冷卻、抽氣）、中間冷卻（耗功 等溫過(guò)程）、工藝（排溫，防腐蝕、分解、化合）。 思考題 分析說(shuō)明級(jí)數(shù)與圓周速度和氣體分子量的關(guān)系。 級(jí)數(shù)與葉輪圓周速度 的關(guān)系 單級(jí) 級(jí)數(shù) ，但葉輪材料強(qiáng)度、氣流馬赫 數(shù) 輪相對(duì)寬度 圍 制 320 300 m/s） 。 表 3質(zhì) 氣體分子量 J/() 氣體 常數(shù) R (同壓比下所需 ) 多變壓縮功 kJ/級(jí)數(shù) 圓周 速度 u2m/s 機(jī)器（特征） 3152材料 強(qiáng)度 重 1 186 限制 響小 輕 32 280 影響小 限制 思考題 意畫(huà)出級(jí)的總能量頭與有效能量頭和能量損失的分配關(guān)系。 （圖 3( 2020 )/2 明： ( 2020 )/2 思考題 謂級(jí)的多變效率？比較效率的高低應(yīng)注意哪幾點(diǎn)？ 比較效率注意： (教材 )通流進(jìn)出口（單級(jí) 0整機(jī)多級(jí) (教材 )熱力過(guò)程（多變、等熵、絕熱）； (教材 )設(shè)計(jì)工況點(diǎn)（最佳效率）； 常用（多變效率） （多級(jí)）整機(jī)效率 （各級(jí)平均內(nèi)效率），含分段中間冷卻等作用； 判別：同效率 對(duì)比（ 優(yōu)），知某 算總功 i 對(duì)比（ ） 。 思考題 已知級(jí)的多變壓縮功和總耗功，尚須具備什么條件可求出級(jí)的能量損失和級(jí)內(nèi)的流動(dòng)損失？ 由 (33（級(jí)能量損失） ( 2020 )/2 1 1 (3（級(jí)內(nèi)流動(dòng)損失） ( 2020 )/2 （ 1 1 1 (1 l 1 l 式中：流動(dòng)效率 1 l 另有：多變能頭系數(shù) 2u（ 1 l 2u （ 3 求級(jí)能量損失和級(jí)內(nèi)流 動(dòng)損失須知 l 以及（準(zhǔn)確）( 2020 )/2；多變效率 動(dòng)效率 思考題 謂離心壓縮機(jī)的內(nèi)功率、軸功率？試寫(xiě)出其表達(dá)式，如何據(jù)此選取原動(dòng)機(jī)的輸出功率？ 多級(jí)功率 （ 3內(nèi)功率 機(jī)械損失 械效率 m（ 96 98） （ 3功率 功率增量 30 （ 3動(dòng)機(jī)功率 思考題 何計(jì)算確定實(shí)際氣體的壓縮性系數(shù) Z？ 實(shí)際氣體壓 縮性系數(shù) Z 計(jì)算：范德瓦爾對(duì)比態(tài)方程（對(duì)應(yīng)態(tài)原理），（ 3，壓縮性系數(shù) Zf（對(duì)比參數(shù) 思考題 述混合氣體的幾種混合法則及其作用。 實(shí)際混合氣體 法則：凱法則（局限性）、徐忠法則（精確度）、極性物質(zhì)混合法則。 思考題 意畫(huà)出離心壓縮機(jī)的性能曲線，并標(biāo)注出最佳工況點(diǎn)和穩(wěn)定工況范圍。 性能曲線 性能參數(shù)關(guān)系，列表、曲線和方程 3 種表示方法，有級(jí)（機(jī)）性能曲線，圖 3 3點(diǎn)： 曲線（主要 3 條）：壓比 p 變效率 率 N 形狀： 形、 形、 N 形（有 最佳工況點(diǎn)： 極限（危險(xiǎn)）工況：最小 振） 最大 塞） ； 穩(wěn)定工作范圍：極限工況之間； 來(lái)源：試驗(yàn)測(cè)試； 要求： 穩(wěn)定工作范圍 （寬） ； 多級(jí)（機(jī)）特性：（與單級(jí)對(duì)比） ( (穩(wěn)定工作范圍 （窄），曲線斜度 （更陡峭）。 思考題 述旋轉(zhuǎn)脫離與喘振現(xiàn)象，說(shuō)明兩者之間有什么關(guān) 系？說(shuō)明喘振的危害，為防喘振可采取哪些措施？ 喘振工況 現(xiàn)象：流量 個(gè)別葉道產(chǎn)生漩渦（邊界層分離） “旋轉(zhuǎn)脫離 ”（葉道漩渦區(qū)逆向轉(zhuǎn)動(dòng)） 流量 大部葉道堵塞（旋轉(zhuǎn)脫離漩渦團(tuán)） 出口壓力 p管網(wǎng)氣流倒流 出口壓力 p管網(wǎng)正流供氣 流量 反復(fù)倒流正流 喘振工況；危害：強(qiáng)烈振動(dòng)、噪聲、性能（ p、 ）下降、軸承和密封損壞、轉(zhuǎn)子定子碰撞 機(jī)器嚴(yán)重破壞；特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)脫離頻率 、振幅 、影響葉片，管網(wǎng)影響較小；喘振頻率 、振幅 、機(jī)組管網(wǎng)影響極大；防喘振措施：出口降壓（放空、旁路回流），調(diào)節(jié)（變速、預(yù)旋 (導(dǎo)葉 )、氣 量 、停機(jī)），監(jiān)測(cè)（ p）； 思考題 簡(jiǎn)要比較各種調(diào)節(jié)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。 調(diào)節(jié)方法 原理 變特性 措施 優(yōu)點(diǎn) 問(wèn)題 經(jīng)濟(jì)性 應(yīng)用 出口節(jié)流 調(diào)節(jié) 節(jié)流 管特性斜率 管 閥門(mén) 簡(jiǎn)單方便 流動(dòng)損失 差 常備 不常用 進(jìn)口節(jié)流 調(diào)節(jié) 節(jié)流 機(jī) 閥門(mén) 簡(jiǎn)便省功 節(jié)流損失 好 常用 可調(diào) 進(jìn)口導(dǎo)葉 進(jìn)氣預(yù)旋 機(jī) 可調(diào) 導(dǎo)葉 經(jīng)濟(jì)性好 機(jī)構(gòu)復(fù)雜 很好 軸流機(jī) 常用 可調(diào)擴(kuò)壓 器葉片 調(diào)進(jìn)口角 3A 機(jī) 可調(diào) 導(dǎo)葉 改善喘振 機(jī)構(gòu)太復(fù)雜 較好 不常 用 變速調(diào)節(jié) 平移機(jī)特性 機(jī) 變速 驅(qū)動(dòng) 連續(xù)調(diào)節(jié) 經(jīng)濟(jì)性最好 需 變速驅(qū)動(dòng)機(jī) 最佳 常用 思考題 心壓縮機(jī)的流動(dòng)相似應(yīng)具備哪些條件？相似理論有何用處？ 相似條件：幾何（尺寸）相似、運(yùn)動(dòng)（進(jìn)口速度 ）相似、動(dòng)力相似（重力、粘滯力、壓力、彈性力、慣性力等相似、準(zhǔn)數(shù) 熱力相似（熱力過(guò)程相似， k、 m、 離心壓縮機(jī)流動(dòng)相似條件：幾何相似、葉輪進(jìn)口速度 相似、特征馬赫數(shù) M2u 熵指數(shù) k k；應(yīng)用：新型設(shè)計(jì)、?；囼?yàn)（同機(jī)性能換算）、相似換算（不同機(jī)性能 換算）、產(chǎn)品系列化（通用標(biāo)準(zhǔn)化）；性能換算：完全相似換算（比例參數(shù)轉(zhuǎn)速 n、流量 率、效率 、系數(shù) ， 359式）；近似相似換算（特征 M M，或 k k）。 思考題 心壓縮機(jī)有哪些附屬系統(tǒng)？它們分別起什么作用？它們由哪些部分組成？ 管網(wǎng)系統(tǒng)：輸送，含管道、閥門(mén)、過(guò)濾器、消聲器等；增（減）速設(shè)備：傳動(dòng)，齒輪變速箱；油路系統(tǒng)：潤(rùn)滑，管道和油站（油泵、油箱、過(guò)濾、冷卻、儀表等） ； 水路系統(tǒng)：冷卻，含冷卻器、管道、閥門(mén)、水箱等；檢測(cè)系統(tǒng)：調(diào)節(jié)控制，信號(hào)檢測(cè)（傳感器、儀表）、 傳輸（電纜）、處理（計(jì)算機(jī)）、記錄（顯示）等。 思考題 謂轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速？采用什么方法汁算它？工作轉(zhuǎn)速如何校核？ 臨界轉(zhuǎn)速：（轉(zhuǎn)子彎曲振動(dòng)）固有頻率轉(zhuǎn)速， 1階 2 階 、 要考慮前 3 階；計(jì)算方法：傳遞矩陣法 (初參數(shù)法，精確解 )、能量（瑞利）法 (近似計(jì)算 )、特征值法 (求固頻 )、影響系數(shù)法 (求強(qiáng)迫振幅 )；校核條件：（ 3性轉(zhuǎn)子 n 3性轉(zhuǎn)子 n 思考題 子的軸向推力是如何產(chǎn)生的？采用什么措施平衡軸 向推力？為防止轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)，對(duì)軸向推力及軸承有什么要求？ 軸向力：葉輪兩側(cè)壓差、流體軸向動(dòng)量差，方向指向葉輪入口；軸向力平衡措施：葉輪對(duì)排（對(duì)稱平衡）、雙吸（雙面進(jìn)氣）葉輪、葉輪背葉片（背壓 ）、平衡盤(pán)（末級(jí)葉輪后，盤(pán)前高壓，盤(pán)后引入口低壓，反向平衡力）；防軸向串動(dòng)要求：止推軸承、保留（ 3000 8000 N）軸向力、（設(shè)置軸向）位移限制器、監(jiān)測(cè)（軸向）位移。 思考題 謂滑動(dòng)軸承的動(dòng)態(tài)特性？何謂油膜振蕩？哪幾種滑動(dòng)軸承具有抑振特性？ 滑動(dòng)軸承特性：靜態(tài)特性，軸頸中心穩(wěn)定（偏心距 e 和偏位角 不變 ），（油壓、油量、承載、阻力、溫升）；動(dòng)態(tài)特性，軸頸中心渦動(dòng)（ 變化，3 / 4 徑向速度和渦動(dòng)角速度）；半速渦動(dòng)：渦動(dòng)角速度 渦 1/2（轉(zhuǎn)子角速度），同方向持續(xù)，振幅較??； 尼力 推動(dòng)力）； 功，軸心橢圓軌跡）； 尼力推動(dòng)力）； 油膜振蕩：（渦動(dòng)角速度） 渦 1 階臨界轉(zhuǎn)速），頻率保持，振幅極大；（油膜振蕩）防止方法：轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子剛度 、 n 工作 ， n 工作 2軸承 （抑振軸承）；抑振軸承：原理（雙多油楔、自調(diào)整、動(dòng)壓收斂）（圖 3圓軸承、多油葉（不對(duì)稱三油葉 承、多油楔（四油楔）軸承、可傾瓦 支五瓦塊）軸承、墊塊式止推軸承等。 思考題 哪幾種軸端密封？試簡(jiǎn)述它們的密封原理和特點(diǎn)。 機(jī)械密封：動(dòng)靜環(huán)，徑向間隙（軸面）密封 軸向間隙（端面）密封，效果、壽命好，成本高，替代填料；液膜（浮環(huán)）密封：浮動(dòng)徑向間隙密封（液體潤(rùn)滑）雙端面密封，封液（氣壓）強(qiáng)制向內(nèi)外輸送（回收）；干氣（氣膜）密封：動(dòng)靜環(huán) 動(dòng)環(huán)開(kāi) 槽 (旋轉(zhuǎn) )氣體動(dòng)壓 端面間隙 氣封（潤(rùn)滑），啟動(dòng)、裝配、振動(dòng)問(wèn)題；離心壓縮機(jī)：狀態(tài)監(jiān)測(cè)干氣密封 工業(yè)實(shí)用保證（解決重大技術(shù)問(wèn)題）。 思考題 簡(jiǎn)述選型的基本原則，為何要確定經(jīng)常運(yùn)行的工況點(diǎn)？ 技術(shù)指標(biāo)：參數(shù) 、 、 N，工作點(diǎn)（余量）、變工況（調(diào)節(jié)）、安全（振動(dòng)、裝配）；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：價(jià)格、生產(chǎn)（周期）、壽命、備件、維護(hù)（技術(shù)）等；其他：管網(wǎng)（系統(tǒng)）、原動(dòng)機(jī)、儀表（監(jiān)測(cè)）、控制（調(diào)節(jié)）、安裝、場(chǎng)地等。確定經(jīng)常運(yùn)行工況點(diǎn)：節(jié)能（高效點(diǎn)）、安全（防喘振、堵塞）、變工況（余量 5、 6，性能換算）。 qV （ （ 3 計(jì)算 p/ （ 3 思考題 哪幾種選型分類(lèi)？為何按流量選型？為何按結(jié)構(gòu)分類(lèi)？ 選型分類(lèi)：流量、壓力、介質(zhì)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)型式；流量選型原因：不同流量 要求不同結(jié)構(gòu)形式（回轉(zhuǎn)、活塞、離心、軸流）、葉輪型式（普通、三元）；結(jié)構(gòu)分類(lèi)原因：不同結(jié)構(gòu)型式（級(jí)、氣缸、葉輪） 適應(yīng)不同流量、壓力、性能要求； 思考題 簡(jiǎn)要分 析比較軸流式與離心式壓縮機(jī)的性能特點(diǎn)？ 軸流式與離心式壓縮機(jī)性能比較： 壓縮機(jī) 結(jié)構(gòu) 原理 性能 應(yīng)用 軸流式 軸流葉輪、 扭曲葉片 (關(guān)鍵部件 ) 級(jí)間導(dǎo)流器 (機(jī)進(jìn)口導(dǎo)流器 出口擴(kuò)壓器 ) 0,22 122212122 級(jí) c， ， 大流量、 低壓 多級(jí) 串聯(lián) 離心式 離心葉輪、 柱面葉片 擴(kuò)壓器、 彎道、 回流器 222 222121222122 級(jí) c， ， 大中 流量 中低壓 (變工 況差 ) 思考題 簡(jiǎn)述三種選型的方法。 產(chǎn)品 選型：商品機(jī)型。由已知條件要求直接查找產(chǎn)品目錄選型，簡(jiǎn)單（單級(jí)）選型； 廠商選型：設(shè)計(jì)機(jī)型 (技術(shù)裝備儲(chǔ)備 )。由已知條件要求，方案計(jì)算、初選型式，與制造廠商議選型 (大企業(yè)常用 )； 軟件選型：優(yōu)化機(jī)型。由已知條件要求，軟件優(yōu)化選型與性能預(yù)測(cè)，委托廠商設(shè)計(jì)制造；選型軟件（美國(guó)、中科院、西交大）。價(jià)格、成本、廠商協(xié)作等問(wèn)題。 4 泵 思考題 心泵有哪些性能參數(shù)？其中揚(yáng)程是如何定義的？它的單位是什么？ 性能參數(shù) 體積流量 (m3/s， m3/h) 質(zhì)量流量 (kg/s， kg/h) 能量（壓力） (m， J/功率 (效率 ( ) 轉(zhuǎn)速 (r/汽蝕余量 (m) qV 程 H m Nm/N 有效 N ， V， m n 程 H Hg pp 2 22 （ m （ 4 說(shuō)明：壓能動(dòng)能位能，泵內(nèi)主要壓能（動(dòng)能和位能 0），單位 Nm/N m（單位重量液體能量增值）。 思考題 寫(xiě)出表達(dá)離心泵理論揚(yáng)程的歐拉方程式和實(shí)際應(yīng) 用的半經(jīng)驗(yàn)公式。 基本方程 基本方程 離心泵 歐拉方程 (u2 u1 g122221 122m (412) 歐拉方程 實(shí)用半經(jīng)驗(yàn) (有限葉片影響 ) (滑移系數(shù) ) （ 122m (414) 思考題 述汽蝕現(xiàn)象，并說(shuō)明汽蝕的危害。 汽蝕 化、空蝕，（來(lái)源）空洞、空泡、氣泡；水力機(jī)械特有的，在一定條件下因流體與氣體相互轉(zhuǎn)化引起的破壞現(xiàn)象。 汽蝕發(fā)生機(jī)理： 局部 體汽化 氣泡逸出體積 葉輪做功 p氣泡凝結(jié)潰滅體積 空穴形成，液體合圍 撞擊、沖擊流道（高壓數(shù)百 溫 300 、高頻 3000 剝蝕表面、擴(kuò)展裂紋、電化學(xué)腐蝕；（液體汽化、凝結(jié)、沖擊、破壞）。 嚴(yán)重后果 ：部件損壞（過(guò)流表面剝蝕、麻點(diǎn)、蜂窩、裂紋、穿孔）；性能下降（流量 效率 ）；噪聲振動(dòng)（氣泡潰滅、液體撞擊）；機(jī)器失效（抽空斷流，氣泡堵塞流道）；機(jī)器破壞（葉輪損壞、共振破壞）。 易汽蝕泵：高溫泵 (鍋爐給水泵 )、輕油泵 (夏季高溫儲(chǔ)運(yùn)鶴管 )， 思考題 謂有效汽蝕余量？何謂泵必需的汽蝕余量？并寫(xiě)出它們的表達(dá)式。 有效汽蝕余量 裝置） ： 液流自吸液罐（池）經(jīng)吸入管路到泵入口，高出汽化壓力 44； VpVp m 泵必需汽蝕余量 本身） ： 液流自泵入口到泵葉輪內(nèi)壓力最低 壓能量頭降低值）； 1 2 m （ 4 式中： 1 速及流動(dòng)損失）， 2 體繞流葉片壓降）。 思考題 寫(xiě)出泵汽蝕基本方程式。如何根據(jù)該方程式判斷泵是否發(fā)生汽蝕及嚴(yán)重汽蝕？ 汽蝕基本方程式（發(fā)生汽蝕判別式） Sp1 2 （ 4 汽蝕條件 ： 泵開(kāi)始發(fā)生， 嚴(yán)重汽蝕 。 思考題 高離心泵抗汽蝕性能應(yīng)采取哪些措施？試舉例說(shuō)明之。 根據(jù)汽蝕安全條件（ 4（ 4 1 2 汽蝕措施： 三方面措施： 改進(jìn)葉輪材料； 吸液罐增壓 、葉輪入口誘導(dǎo)輪（葉輪前增壓）； 降溫 t（ f(t)）、吸液罐冷卻（夏季輕油品輸送）； 改善吸入特性，阻力損失 ；流量 轉(zhuǎn)速 n、管徑 d、管長(zhǎng) l、閥門(mén)彎頭管件數(shù)量 、局部阻力損失 ，閥門(mén)開(kāi)度； 泵安裝位置 吸液罐位置 灌注頭）； 1、 2：改進(jìn)葉輪入口（圖 4力損失 ，流線型，緩慢繞流），微正沖角 （ i 1A 1）； 葉輪入口 輪轂直徑 葉輪入口寬度 雙吸葉輪； 葉輪材料：強(qiáng)度 、硬度 、韌性 、化學(xué)穩(wěn)定性 、表面光潔度 ，抗腐蝕、抗疲勞、抗剝落；不銹鋼 2土合金鑄鐵、高鎳鉻 鐵 。 思考題 意畫(huà)出離心泵的特性曲線，并說(shuō)明每種特性曲線各有什么用途？ 運(yùn)行特性（四條） 特性 曲線 形狀 用途 類(lèi)型 1 揚(yáng)程 H 選型操作 平緩、陡降、駝峰 2 功率 N 啟動(dòng)運(yùn)行選驅(qū)動(dòng)機(jī) 平緩、陡峭 (離 心泵關(guān)閥、軸流泵開(kāi)閥 ) 3 效率 工作范圍經(jīng)濟(jì)性 峰值 7% 4 吸入 特性 判斷汽蝕工況 緩升 緩降 / 4 思考題 何判別泵運(yùn)行工況的穩(wěn)定性？在什么條件下泵工作不穩(wěn)定？是否絕不允許泵在不穩(wěn)定工況下工作？ 判別不穩(wěn)定工況：（ 4，特性斜率（管特性泵特性）；條件：駝峰泵特性左段管路靜揚(yáng)程變化（液面、蓄能）；允許：特殊情況（石化應(yīng)用較少，離心壓縮機(jī)決不允許 喘振），防水擊、振動(dòng)和倒流，選泵非駝峰特性。 思考題 變泵的運(yùn)行工況，可采取哪些調(diào)節(jié)措施？哪種調(diào)節(jié)措施比較好？ 離心泵運(yùn)行調(diào)節(jié)方法： 變泵特性； 變裝置（管路）特性； 同時(shí)改變泵和管特性。 調(diào)節(jié)方法 變特性 原理 主要特點(diǎn) 主要問(wèn)題 經(jīng)濟(jì)性 應(yīng)用 變轉(zhuǎn)速 泵 平移泵特性 節(jié)能 調(diào)速驅(qū)動(dòng)機(jī) 最好 常用 切割葉輪外徑 切割定律 系列產(chǎn)品 切割范圍 較差 變導(dǎo)葉片角度 預(yù)旋調(diào)節(jié) 節(jié)能 機(jī)構(gòu)復(fù)雜 較好 不常用 變?nèi)~輪端間隙 泄漏調(diào)節(jié) 簡(jiǎn)便 流量損失 差 泵串聯(lián)并聯(lián) 設(shè)備聯(lián)合 滿足 工藝要求 設(shè)計(jì)匹配 并聯(lián)較好 串聯(lián)較差 設(shè)計(jì)要求 閥門(mén)節(jié)流 管 節(jié)流增阻 簡(jiǎn)便 能量損失 差 常用 液位調(diào)節(jié) 平移管特性 節(jié)能 裝置復(fù)雜 較好 特殊情況 旁路分流 平緩管特性 簡(jiǎn)便 損失浪費(fèi) 差 備用 思考題 動(dòng)離心泵應(yīng)如何操作才是正確安全的？ 離心泵正確安全操作：執(zhí)行操作規(guī)范、安全制度，崗位培訓(xùn)等；認(rèn)為盤(pán)車(chē)、關(guān)閥重要。 思考題 泵流動(dòng)相似，應(yīng)具備哪些條件？ 泵流動(dòng)相似條件：幾何相似、進(jìn)口速度 相似（運(yùn)動(dòng)相似）；相似工況：滿足相似條件，相似工況點(diǎn)運(yùn)行，應(yīng)用相似定 律。 思考題 寫(xiě)出泵的相似定律表達(dá)式和葉輪切割定律表達(dá)式，并說(shuō)明它們的用途。 比例定律 （尺寸、液體相同，轉(zhuǎn)速不同） ， 2 3 （ 42,33,相似條件） 式中： 型縮放比）。 葉輪切割定律 （相似定律簡(jiǎn)化特例） 問(wèn)題：現(xiàn)場(chǎng)需要同類(lèi)型泵系列流量范圍（小范圍），無(wú)變速條件，變尺寸（成套葉輪）成本 ；簡(jiǎn)單方法：切割葉輪外徑（同葉輪不同外徑 22， 222 322 （ 48,39,表 4 思考題 謂泵的比轉(zhuǎn)數(shù)？比轉(zhuǎn)數(shù)有何用途？ 比轉(zhuǎn)數(shù) n 4/34 相似判別數(shù)（幾何相似泵 工況相似），判別葉輪出口相似工況； 用途：分類(lèi)（結(jié)構(gòu)、性能）、?；O(shè)計(jì)、系列型譜、選擇使用； 比轉(zhuǎn)數(shù) 301000 3