第一章緒論第二章容積式壓縮機(jī)

思考題：

1.什么是原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)、壓縮機(jī)、泵？并舉例說(shuō)明.

原動(dòng)機(jī)是將流體的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，用來(lái)輸入軸功率，如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)

等。

工作機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的能量，用來(lái)改變流體的狀態(tài)（提窗流體的壓力、使流體

分離等）與傳送流體，如壓縮機(jī)、泵、分離機(jī)等。

將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的能量，用來(lái)給氣體增壓與輸送氣體的機(jī)械稱為壓縮機(jī)。

將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的能量，用來(lái)給液體增壓與輸送液體的機(jī)械稱為泵。

2.按排氣壓力壓縮機(jī)又分為哪幾類？

按照氣體壓力升高的程度，又區(qū)分為壓縮機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)和通風(fēng)機(jī)等。

3.流體機(jī)械按結(jié)構(gòu)分為哪幾類？并舉例說(shuō)明.

流體機(jī)械按結(jié)構(gòu)可分為兩大類，一類是往更式結(jié)構(gòu)的流體機(jī)械，另一類是旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)的

流體機(jī)械。

往復(fù)式結(jié)構(gòu)的流體機(jī)械主要有往復(fù)式壓縮機(jī)、往復(fù)式泵等。這種結(jié)構(gòu)的流體機(jī)械具有輸

送流體的流量較小，而單級(jí)壓升較高的特點(diǎn)。

旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)的流體機(jī)械，這種結(jié)構(gòu)的流體機(jī)械具有輸送流體的流量大而單級(jí)壓升不太高

的特點(diǎn)。

4.容積式壓縮機(jī)的工作原理是什么？

容積是壓縮機(jī)是指依靠改變工作腔來(lái)提高氣體壓力的壓縮機(jī)。

5.容積式壓縮機(jī)按其結(jié)構(gòu)可分為哪幾類?

按照結(jié)構(gòu)的不同分為往復(fù)活賽和回轉(zhuǎn)活塞之分，前者簡(jiǎn)稱“往復(fù)式”，后者簡(jiǎn)稱“回旋

式”。

6.容積式壓縮機(jī)的特點(diǎn)是什么？

1、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸確定后，工作腔的溶劑變化規(guī)律也就確定了，因此機(jī)器轉(zhuǎn)速的改變

對(duì)工作腔容積變化規(guī)律不發(fā)生直接的影響，故機(jī)器壓力與流量關(guān)系不大,工作的穩(wěn)定性較好;

2、氣體的吸入和排出是靠工作腔容積變化，與氣體性質(zhì)關(guān)系不大，故機(jī)器適應(yīng)性強(qiáng)并

容易達(dá)到較高的壓力；

3、機(jī)器的熱效率較高：

4、容枳式機(jī)器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，尤其是往復(fù)式壓縮機(jī)易于損壞的零件多。此外，氣體吸入

和排出是間歇的，容易引起氣柱及管道的振動(dòng)。

7.簡(jiǎn)述往復(fù)壓縮機(jī)的工作過(guò)程.

被壓縮氣體進(jìn)入工作控內(nèi)完成一次氣體壓縮成為一級(jí)。每個(gè)級(jí)由進(jìn)氣、壓縮、排氣等過(guò)

程組成，完成一次前述過(guò)程稱為一個(gè)循環(huán)。

8.往復(fù)壓縮機(jī)的理論壓縮循環(huán)與實(shí)際壓縮循環(huán)的區(qū)別是什么？（或往復(fù)壓縮機(jī)的理論壓縮

循環(huán)與實(shí)際壓縮循環(huán)的特點(diǎn)是什么？）

1、氣體通過(guò)進(jìn)、排氣閥時(shí)無(wú)壓力損失，且進(jìn)、排氣壓力沒(méi)有波動(dòng)，保持恒定；

2、工作腔內(nèi)無(wú)余隙容積，缸內(nèi)的氣體被全部排出；

3、工作腔作為一個(gè)孤立體與外界無(wú)熱交換；

4、氣體壓縮過(guò)程指數(shù)為定值：

5、氣體無(wú)泄漏。

9.畫圖示意往復(fù)壓縮機(jī)的理論壓縮循環(huán)指示功的大小，并寫出計(jì)算式.

V

W,=p[Vl-p2V2L[>dV=-1"dp

J"1J

io.實(shí)際壓縮循環(huán)的排氣量與哪些因素有關(guān)？如何提高壓縮機(jī)的排氣量？行程容積如何計(jì)

算？

11.什么是容積系數(shù)？其含義是什么？提高它的方法有哪些？以圖說(shuō)明.

容積系數(shù)是氣缸容積利用程度，對(duì)吸氣量的影響。

12.簡(jiǎn)述采用多級(jí)壓縮的理由.

1、可以節(jié)省壓縮氣體的指示功；

2、可以降低排氣溫度；

3、提高容積系數(shù)；

4、降低活塞力。

13.采用多級(jí)壓縮可以省功的原因是什么？

采用多級(jí)壓縮可以省功的主要原因是進(jìn)行中間冷卻,

14.省功的原則是什么？并寫出表達(dá)式.

15.什么叫中間冷卻器的回冷完善？

通過(guò)中間冷卻后，氣體溫度達(dá)到原始溫度，就是阿I冷完善。

16.若不按等壓比分配原則分配壓比，但仍需要按照什么原則？寫出表達(dá)式.

在實(shí)際壓力比分配中，有時(shí)為了平衡活塞力，也不得不破壞等壓比分配原則，使各級(jí)壓

力比的分配服從其所造成的活塞力的限制。另外第一級(jí)壓力比取小曲，以保證第一級(jí)有較高

的容積系數(shù)，從而使氣缸尺寸不至于過(guò)大，通常第一級(jí)壓力比

￡】=(0,90?0.95)7^；

17.什么叫凝析？

18.簡(jiǎn)述氣閥的工作過(guò)程.

當(dāng)余隙容積膨脹終了時(shí)，若氣工作腔與閥腔之間的壓力差在閥片上的作用力大于彈

簧力及閥片和一部分彈簧質(zhì)量，閥片開(kāi)啟，氣體進(jìn)入氣缸，閥片在氣流推力的作用下，繼續(xù)

上升，直至撞到升程限制器。閥片撞擊升程限制器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反彈力，如果反彈力與彈簧力

之和大于氣流推力，則閥片會(huì)出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。在正常情況下，反彈現(xiàn)象是比較輕微的，閥片

在氣流推力的作用下會(huì)再次貼到升程限制器上，此時(shí)氣流推力大于彈簧力，使閥片就停留在

升程限制器上，直到活塞接近止點(diǎn)位置時(shí)，活塞速度降低，氣流推力減小，當(dāng)氣流推力不足

以克服彈簧力時(shí)，閥片開(kāi)始離開(kāi)升程限制器，向閥座方向運(yùn)動(dòng)。最理想的情況是當(dāng)活塞到達(dá)

止點(diǎn)位置時(shí)，閥片也恰好落在閥座上，此時(shí)閥片完成一次工作。

19.活塞環(huán)密封、填料密封和迷宮密封的密封原理是什么？

活塞環(huán)通常不是一道，而是需要兩道或更多道同時(shí)使用，使氣體每經(jīng)討一道活塞環(huán)便產(chǎn)

生一次節(jié)流作用，進(jìn)一步達(dá)到減少泄漏的目的。

填料密封原理與活塞環(huán)相似，也即利用阻塞和節(jié)流兩種作用。它由兩塊平面填料構(gòu)成一

組密封元件，最典型的是朝向氣泣的一側(cè)由三瓣組成，背離氣缸的一塊由六瓣組成，每一塊

外緣繞有螺旋彈簧，起預(yù)索作用。三瓣的填料從軸向擋住六瓣的徑向切口，阻止氣體的軸向

泄漏。六瓣填料徑向切口由其中三個(gè)月牙形瓣所蓋住.以阻止氣體的徑向泄漏。所以真正起

密封作用的是六瓣填料。

迷宮密封其工作原理是盡量減小通流截面積和多次的節(jié)流減壓，使在壓差作用下的漏氣

量盡量減小。

20.壓縮機(jī)輔助設(shè)備包括哪些部分？

潤(rùn)滑設(shè)備、冷卻系統(tǒng)、管路系統(tǒng)。

21.壓縮機(jī)潤(rùn)滑方式按照潤(rùn)滑由到達(dá)工作表面的方式可以分為哪幾種？

飛濺潤(rùn)滑、壓力潤(rùn)滑、噴霧潤(rùn)滑。

22.什么叫容積式壓縮機(jī)的容積流量、供氣量？

壓縮機(jī)的容積流量，通常是指單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)最后一級(jí)排出的氣體。

化工工藝中使用的壓縮機(jī)，由于工藝計(jì)算的需要，須將溶劑流量折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的干

氣容積值，此值稱為供氣量或稱標(biāo)準(zhǔn)容枳流量。

23.什么叫容積式壓縮機(jī)的機(jī)械效率、等溫指示效率、等溫軸效率？

壓縮機(jī)的機(jī)械效率n”是指示功率與軸功率之比。

壓縮機(jī)等溫效率有等溫指示效率和等溫軸效率之分.等溫指示效率n』是壓縮機(jī)理論

等溫循環(huán)指示功與實(shí)際循環(huán)指示功之比。等溫軸效率n：,是按照第一級(jí)進(jìn)氣口溫度，等溫壓

縮到排氣壓力時(shí)的理論等溫循環(huán)指示功率與實(shí)際循環(huán)的軸功率之比。

24.往復(fù)壓縮機(jī)所受作用力有哪幾種？產(chǎn)生的原因分別是什么？

壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的作用力主要有三類：1、慣性力：往復(fù)質(zhì)量與不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)

量造成的慣性力：2、氣體力：氣體壓力所造成的作用力：3、摩擦力：接觸表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)

產(chǎn)生的摩擦力。

25.為什么要進(jìn)行慣性力平衡？

為了使機(jī)器達(dá)到平穩(wěn)運(yùn)行，應(yīng)盡可能在機(jī)器內(nèi)部把慣性力平衡掉。

26.往復(fù)壓縮機(jī)上的慣性力有哪幾種？分別使用什么方法進(jìn)行慣性力的平衡？

通常有兩類:一類在曲柄銷相反方向設(shè)置平衡重；另一類使慣性力相互抵消。

1、不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所造成的離心力平衡比較方便，在曲柄的相反方向裝上一個(gè)適當(dāng)?shù)?/p>

平衡重，使兩者所造成的離心力相互抵消即可。

2、單列壓縮機(jī)往復(fù)質(zhì)量慣性力用平衡重不能平衡。

27.單列壓縮機(jī)中的一、二階往復(fù)慣性力能否平衡？為什么？

單列壓縮機(jī)往復(fù)質(zhì)量慣性力用平衡重不能平衡，若在曲柄相反方向半徑等于r處，加裝

2

一個(gè)質(zhì)量等于ms的平衡重.則所加質(zhì)量的離心力nurw”的水平分量為毯m;;rwcos0，其數(shù)值

和一階往復(fù)慣性力相同且方向相反，故可以平衡掉原來(lái)的一階往復(fù)慣性力。但遺留下垂直分

Mnurw2sin0,并且當(dāng)0=90°及0=270°時(shí)達(dá)最大值。所以加裝平衡重的結(jié)果只是把原來(lái)

氣缸軸線方向的一階往復(fù)質(zhì)量慣性力轉(zhuǎn)移到了與氣缸軸線垂直的方向。所以，單列壓縮機(jī)中

一階往復(fù)慣性力無(wú)法簡(jiǎn)單地平衡;二階往復(fù)慣性力的平所則更困難。

28.試對(duì)對(duì)稱式壓縮機(jī)進(jìn)行慣性力、慣性力矩的分析.

29.壓縮機(jī)正常工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)力矩、阻力矩應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系？

%/=一上

30.壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩、阻力矩不能平衡時(shí)，會(huì)導(dǎo)致什么后果？應(yīng)采取什么措施？

機(jī)淵的旋轉(zhuǎn)不均勻度過(guò)大，會(huì)在運(yùn)動(dòng)部件上產(chǎn)生附加的動(dòng)載荷，使聯(lián)軸器負(fù)荷加重而壽

命降低，還會(huì)使電動(dòng)機(jī)乃至工廠的電流產(chǎn)生波動(dòng)。

為了使機(jī)器的旋轉(zhuǎn)不均勻度適當(dāng)，必須在機(jī)器設(shè)計(jì)時(shí)采取相應(yīng)的措施，除了合理配置多

列壓縮機(jī)各列的排列外，通常還利用增大機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法予以解決。

31.采用飛輪的原因是什么？（或飛輪的功能是什么？>

飛輪是專門設(shè)置的，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最大。增大機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

32.采用平衡重的作用是什么？

平衡旋轉(zhuǎn)慣性力。

33.容積式壓縮機(jī)調(diào)節(jié)汽量的途徑（方法、措施）有哪些？依據(jù)是什么？

1、旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)；2、管路調(diào)節(jié)；3、亞開(kāi)進(jìn)氣閥調(diào)節(jié)。

Qv=VsXpXVXTXln

34.壓縮機(jī)按排氣壓力分為低、中、高、超高壓壓縮機(jī)，其壓力范圍如何劃分？

低壓壓縮機(jī)：高壓壓縮機(jī)：lO"lOOMPa

中壓壓縮機(jī)：「lOMPa超高壓壓縮機(jī):>100MPa

35.壓縮機(jī)按容積流量分為微型、小型、中型、大型壓縮機(jī)，其容積流量范圍如何劃分？

微型壓縮機(jī)：<1m3/min中型壓縮機(jī)：10、100m3/min

小型壓縮機(jī)：1~10m3/min大型壓縮機(jī)：〉100m3/min

36.壓縮機(jī)按容積的利用方式可以分為哪幾類？

壓縮機(jī)按容積的利用方式可?以分為：?jiǎn)巫饔谩㈦p作用和級(jí)善式。

計(jì)算題：

1.掌握各級(jí)名義壓比、實(shí)際壓比的計(jì)算.

2.掌握壓縮功（等牖壓縮功、等溫壓縮功、多變壓縮功）的計(jì)算.

3.掌握排氣量的計(jì)算.掌握行程容積的計(jì)算、膨脹指數(shù)的計(jì)算、容枳系數(shù)的計(jì)算.

第三章離心式壓縮機(jī)

思考題：

1.規(guī)定離心壓縮機(jī)的出口壓力在多少以上？為什么這樣規(guī)定？

離心壓縮機(jī)出口的氣體壓力在200kPa以上，以區(qū)別出口壓力低的離心通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)。

2.離心壓縮機(jī)的中間級(jí)、首級(jí)、末級(jí)分別包括哪些過(guò)流部件？它們的功能分別是設(shè)什么？

級(jí)分三種型式即首級(jí)、中間級(jí)和末級(jí)。中間級(jí)由葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器組成。首

級(jí)由吸氣管和中間級(jí)組成3末級(jí)由葉輪、擴(kuò)壓器、排氣蝸室組成。其中除葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)外,

擴(kuò)壓器、彎道、回流器及排氣蝸室等均屬固定部件。

3.葉輪的作用是什么？

葉輪是外界（原動(dòng)機(jī)）傳遞給氣體能量的部件，也是使氣體增壓的主要部件，因而葉輪是

整個(gè)壓縮機(jī)最重要的部件，

4.葉輪按葉片的彎曲形式和葉片出口角可以分為哪幾種葉片？畫圖示意.

葉輪按葉片的彎曲形式和葉片出口角可以分為：后彎型葉輪、徑向型葉輪、前彎型葉輪。

5.示意畫出葉輪的進(jìn)口、出口速度三角形?

6.示意畫出葉輪無(wú)預(yù)旋時(shí)，其進(jìn)口、出口速度三角形?

7.比較前彎、徑向、后彎葉片（從結(jié)構(gòu)、速度、理論能量頭、效率、穩(wěn)定工況范圍、適用

場(chǎng)合六方面）.

葉輪結(jié)構(gòu)型式通常還按葉片彎曲形式和葉片出口角來(lái)區(qū)分。后彎型葉輪，葉片彎曲方向

與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，通常多采用這種葉輪，它的級(jí)效率高，穩(wěn)定工作范圍寬。徑向型葉輪,

葉片為徑向直葉片也屬于這種類型。前彎型葉輪，葉片彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相同，由于

氣流在這種葉道中流程短轉(zhuǎn)彎大，其級(jí)效率較低，穩(wěn)定工作范圍較窄，故它僅用于一部分通

風(fēng)機(jī)中。

8.比較離心壓縮機(jī)、往復(fù)壓縮機(jī)的特點(diǎn)（從排氣量、排氣壓力、結(jié)構(gòu)、通用性、氣體受污

染程度方面）.

如果將離心壓縮機(jī)和往復(fù)活塞壓縮機(jī)相比較，則可顯示出離心壓縮機(jī)具有以下特點(diǎn)。

1、流量大。由于活塞壓縮機(jī)僅能間斷地進(jìn)氣、排氣，氣缸容枳小，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速

度不能太快，因而排氣量受到很大限制。

2、轉(zhuǎn)速高。活塞壓縮機(jī)的活塞、連桿和曲軸等運(yùn)動(dòng)部件，必須實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)與往復(fù)運(yùn)動(dòng)的

變換，慣性力較大，活塞和進(jìn)、排氣閥時(shí)動(dòng)時(shí)停，有的運(yùn)動(dòng)件與靜止件直接接觸產(chǎn)生摩擦,

因而提高轉(zhuǎn)速受到很多限制；而離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子（軸和由軸帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)的所有零部件（如葉

輪、推力盤、平衡盤等）的總稱為轉(zhuǎn)子）只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，幾乎無(wú)不平衡質(zhì)量，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小,

運(yùn)動(dòng)件與靜止件保持一定的間隙，因而轉(zhuǎn)速可以提高。

3、結(jié)構(gòu)緊湊。機(jī)組重量與占地面積比用同一流量的活塞壓縮機(jī)小得多。

4、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，維修費(fèi)用低。活塞壓縮機(jī)由于活塞環(huán)，進(jìn)、排氣閥易磨損等原因，常需

停機(jī)檢修;而離心壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，一般可連續(xù)1―3年不需停機(jī)檢修，亦可不用備機(jī)，故

運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，維修簡(jiǎn)單，操作費(fèi)用低。

5、氣體受污染。

9.歐拉功包括哪幾部分？哪幾部分最有用？

22

W12

2

第1、3項(xiàng)有用。

10.寫出歐拉方程的兩種表達(dá)式.寫出無(wú)預(yù)旋的情況下，理論情況下（無(wú)限多葉片）的歐

拉方程和實(shí)際情況下（有限多葉片）的歐拉方程.

11.繪制速度三角形.

12.有限多葉片的葉輪與無(wú)限多葉片的葉的的出口速度出現(xiàn)不同,即出現(xiàn)限度滑移,產(chǎn)生此

種速度滑移的原因是什么？工作面測(cè)、非工作面?zhèn)鹊乃俣?、壓力如何變化?/p>

13.離心壓縮機(jī)的三大能量損失是什么？

流動(dòng)損失、漏氣損失、輪阻損失。

14.離心壓縮機(jī)級(jí)內(nèi)的流動(dòng)損失有哪幾種？分別簡(jiǎn)述發(fā)生的部位、原因、防治措施.

摩阻損失；

分離損失：邊界層分離損失；

沖擊損失：發(fā)生部位：葉道進(jìn)口，擴(kuò)壓氣的葉道進(jìn)口；

二次流損失：軸向渦旋;

尾跡損失：突變液面，尾部的邊界層交匯出現(xiàn)渦旋；

波阻損失：出現(xiàn)壓縮波，能量損失。

15.為了省功，采取降低氣體溫度，對(duì)離心壓縮機(jī)應(yīng)采取什么裝置？

為了降低氣體的溫度，節(jié)省功率，在離心壓縮機(jī)中，往往采用分段中間冷卻的結(jié)構(gòu)，而

不采用氣缸套冷卻。

16.為減少葉輪級(jí)數(shù)而又提高每級(jí)的歐拉功，可對(duì)葉輪采取什么措施？原因是什么？

17.提高葉輪的圓周速度，應(yīng)受到哪些因素的限制？

葉輪材料強(qiáng)度的限制、氣流馬赫數(shù)的限制、葉輪相對(duì)寬度的限制。

18.寫出計(jì)算多變壓縮功的計(jì)算公式.若壓縮重氣體和輕氣體，壓縮哪種氣體更省功？（或

更易壓縮）

重氣體更省功。

19.離心壓縮機(jī)的總耗功（總能量頭）包括哪幾部分？寫出表達(dá)式。

=H儂=HA+H/+（1+四十M）H,hkJ/kg

20.繪制總能量頭分配示意圖.

21.寫出多變效率的表達(dá)式.

22.離心壓縮機(jī)的性能曲線由哪幾條曲線表達(dá)？什么樣的曲線，代表壓縮機(jī)的性能優(yōu)良？

壓力比與流量的性能曲線、效率與流量的性能曲線、功率與流量的性能曲線。

23.壓縮因子的含義是什么？(Z=l,z<1,Z>1)

24.離心壓縮機(jī)中的喘振如何發(fā)生的？旋轉(zhuǎn)失速是如何發(fā)生的？

25.發(fā)生喘振的內(nèi)在因素、外在條件是什么？

發(fā)生喘振的內(nèi)在因素是葉道中幾乎充滿了氣流的脫離，而外在條件與管網(wǎng)的容積和管網(wǎng)

的特性曲線有關(guān)。

26.喘振的危害是什么？防止喘振的措施有哪些？

喘振造成的后果是很*重的，它不僅使壓縮機(jī)的性能惡化，壓力和效率顯著降低，機(jī)器

出現(xiàn)異常的噪聲、吼叫和爆音，而且使機(jī)器出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動(dòng).致使壓縮機(jī)的軸承、密封遭到

損壞.甚至發(fā)生轉(zhuǎn)子和固定部件的碰撞.造成機(jī)器的嚴(yán)重破以。

27.導(dǎo)致喘振的因素有哪些？原因是什么？繪圖示意.

28.離心壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)方法有哪些？畫圖說(shuō)明.（保持流量不變、保持系統(tǒng)壓力不變兩種

情況下）.

1、壓縮機(jī)出口節(jié)流調(diào)節(jié)：

2、壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)：

3、采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)口導(dǎo)上調(diào)節(jié)（又稱進(jìn)氣預(yù)旋調(diào)節(jié)）；

4、采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)壓器上片調(diào)節(jié)；

5、改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

29.比較進(jìn)口節(jié)流、進(jìn)氣預(yù)旋、改變轉(zhuǎn)速三種調(diào)節(jié)方法的經(jīng)濟(jì)性.

30.為保證離心壓縮機(jī)、離心機(jī)正常工作，對(duì)工作轉(zhuǎn)速有何要求？

31.為防止油膜振蕩，對(duì)工作轉(zhuǎn)速有何要求？

32.什么叫柔性軸、剛性軸（或校核工作轉(zhuǎn)速的條件是什么）？

33.葉輪轉(zhuǎn)子所受的軸向力由哪幾部分組成？最后的總軸向力的方向是怎樣的？

流體作用在葉輪上的軸向力由兩部分組成，一部分是葉輪兩側(cè)的流體壓力不相等（輪蓋側(cè)壓

力低，輪盤側(cè)壓力高）；一部分是流經(jīng)葉輪的流體軸向分動(dòng)量的變化。

方向由高壓側(cè)指向低壓側(cè)3

34.平衡軸向力的措施有哪些？

1、葉輪對(duì)排；

2、葉輪背面加筋；

3、采用平衡盤（亦稱平衡活塞）：

4、雙吸輪。

35.平衡盤有什么作用？

使轉(zhuǎn)子上的軸向力大部分被平衡掉。

36.什么叫油膜振蕩？

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高到二倍于第一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，此時(shí)半速渦動(dòng)的角速度恰好等于第一階臨

界轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子-軸承等發(fā)生共振性振蕩，人們將它稱為油膜振蕩。

37.離心壓縮機(jī)按照流體流動(dòng)的方向分為哪幾類？

38.比較離心壓縮機(jī)、軸流壓縮機(jī)的性能特點(diǎn).并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由.

1、軸流壓縮機(jī)適用「更大的流量；

2、軸流式的級(jí)壓力比低；

3、周流壓縮機(jī)的效率高；

4、軸流壓縮機(jī)的變工況特性較差。

39.軸端密封分為哪幾種？

機(jī)械密封、液膜密封、干氣密封。

計(jì)算題:

1.掌握壓縮功、壓比的計(jì)算.

2.掌握多變效率的計(jì)算.

3.掌握理論能量頭（歐拉功）的計(jì)算（無(wú)限多葉片（有預(yù)旋、無(wú)預(yù)旋下）、有限多葉片（有

預(yù)旋、無(wú)預(yù)旋下））.

4.掌握?qǐng)A周速度的計(jì)算.繪制速度三角形.

作業(yè)習(xí)題：

A="=1.1548

1.已知丙烯C3H6的R=K7.57J/kg-K,CV，首級(jí)進(jìn)口壓力0.12Mpa,溫度

-41.7℃,若選取u=235,6m/s,3”=031,

AA=50°,Z=240+%=0.04,%=0%

試求首級(jí)的壓力比￡=?,級(jí)出口壓力=?

解:有限多葉片葉輪的理論能量頭為:

1-6人卬百.4一千皆皿人感

1-0.31Xcq。'50*J235.6

=35502.737〃%

總耗功為:

=(1+0.04)x35502.737

=36922.846〃Ag

靠-

又因?yàn)槎嘧冃蕿?則

=小打封=。76x36922.846=28061.36〃Ag

由氣體的多變壓縮功公式得:

1.1548f11S4M

2806136=197.57x(173-41.7)xx0.76x

1.1548-1

級(jí)的出口壓力為艮也=孕：“=l?Rx0,12=0.2148MPa.

2.已知某壓縮機(jī)的第四級(jí)進(jìn)口容積流量qVin=l.543m3/s.該級(jí)

Z）2=0用肛%=18刖局=a°，4=40加，/=0.134,^=1.094,7=22.

P。

A=?

試計(jì)算該級(jí)口I?輪出口相對(duì)寬度該值是否符合要求？

解;

60/^60x170

=4995r/m

D灑0.6S開(kāi)

I22x084

=0.914

皿.fliA“x065xiin30°

AT2=—==1.094

LA

那么

圻房前您）=說(shuō)而焉*篇）=。心。的旦年

所以，該值符合要求.

第四章泵

思考題：

1.泵如何分類?

（離心泵

軸流泵

葉片式泵（透平式泵）＜

混流泵

〔旋泯泵

泵往復(fù)泵：活塞泵，柱塞泵，隔膜泵

容積式泵

何轉(zhuǎn)泵：齒輪泵，螺桿泵，滑片泵

其他類型泵：噴射泵，水錘泵，真空泵

2.離心泵的主要過(guò)流元件有哪些？功能是什么？

離心泵的主要部件有葉輪、轉(zhuǎn)軸、吸人室、蝸殼、軸封箱和密封環(huán)等。

吸入室：吸入室位于葉輪進(jìn)口前，它把液體從吸入管吸入葉輪。要求液體流過(guò)吸人室的流動(dòng)

損失較小，液體流入葉輪時(shí)速度分布均勻。

葉輪：旋轉(zhuǎn)葉輪吸入液體轉(zhuǎn)換能量，使液體獲得壓力能和動(dòng)能。要求葉輪在流動(dòng)損失最小的

情況下使液體獲得較多的能量。

蝸殼：蝸殼亦稱壓出室，位于葉輪之后，它把從葉輪流出的液體收集起來(lái)以便送人排出管。

由于流出葉輪的液體速度往往較大，為減少后面的管路損失，要求液體在蝸殼中減速增壓,

同時(shí)盡量減少流動(dòng)損失。

3.離心泵的流量、揚(yáng)程、功率（輸入功率）、軸功率的定義是什么？

流量：泵在單位時(shí)間內(nèi)輸送出去的液體量。

揚(yáng)程：這里將歐拉方程表示為旋轉(zhuǎn)葉輪傳遞給單位重量液體的能量，亦稱理論揚(yáng)程。

功率：泵的功率通常指輸入功率，即原動(dòng)機(jī)傳到泵軸上的軸功率。

4.灌泵的原因是什么？

若不灌漿，因泉內(nèi)空氣密度遠(yuǎn)小于液體，在一般離心泵的運(yùn)行條件下，氣體通過(guò)離心泵

所得到的壓升很小。也就是葉輪入口處真空度很低，不足以吸進(jìn)液池的液體

5.離心泵的歐拉方程是什么？

=

6.汽蝕的原因是什么？（或汽蝕的機(jī)理、現(xiàn)象是什么？）

液體汽化、凝結(jié)、沖擊，形成高壓、高壓、高頻沖擊載荷，造成金屬材料的機(jī)械剝裂與

電化學(xué)腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱為汽蝕。

7.汽蝕的危害是什么？

1、汽蝕使過(guò)流部件被剝他破壞；

2、汽蝕使泵的性能下降：

3、汽蝕使泵產(chǎn)生噪音和振動(dòng)；

4、汽蝕也是水力機(jī)械向高流速發(fā)展的巨大障礙。

8.判斷汽蝕的判據(jù)是什么？

NPSHa>NPSllr泵不發(fā)生汽蝕

NPSHa=NPSHr泵開(kāi)始發(fā)生汽蝕

NPSHa<NPSHr泵嚴(yán)重汽蝕

9.提高離心泵本身抗汽蝕性能的措施有哪些？

1、提高離心泵本身抗汽館的性能：

a、提高離心泵的吸入口至葉輪葉片入口附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

b、采用前置誘導(dǎo)輪；

c、采用雙吸式葉輪；

d、設(shè)計(jì)工況采用稍大的正沖角；

e、采用抗汽蝕的材料。

2、提高進(jìn)液裝置汽蝕余量的措施：

a、增加泵前儲(chǔ)液罐中液面上的壓力PA來(lái)提高NPSHa；

b、減小泉前吸_L裝置的安裝高度坑Hg,可顯著提高NPSHa；

c、將吸上裝置改為倒灌裝置，并增加倒灌裝置的安裝高度；

d、減小泵前管路上的流動(dòng)損失△HA-S,亦可提高NPSHa.

10.提高離心泵進(jìn)液裝置抗汽蝕性能的措施有哪些？

11.離心泵調(diào)節(jié)中，改變泵的特性曲線的調(diào)節(jié)方法有哪些？

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、切割葉輪外徑調(diào)節(jié)、改變前置導(dǎo)葉葉片角度的調(diào)節(jié)、改變半開(kāi)式葉輪葉片端部間

隙的調(diào)節(jié)、泵的并聯(lián)或串賽調(diào)節(jié)。

12.離心泵調(diào)節(jié)中，改變裝置的特性曲線的調(diào)節(jié)方法有哪些？

閘閥調(diào)節(jié)、液位調(diào)節(jié)、旁路分流調(diào)節(jié)。

13.啟動(dòng)泵之前的準(zhǔn)備工作有哪些？啟泵的順序（或程序）實(shí)怎樣的？

準(zhǔn)備工作：?jiǎn)?dòng)前檢查、充水、暖泵。

啟泵的程序：灌泵、關(guān)閉出口閥、開(kāi)泵、開(kāi)出口閥。

14.泵流動(dòng)相似的條件是什么？

兩泵流動(dòng)相似應(yīng)具備幾何相似和運(yùn)動(dòng)相似，而運(yùn)動(dòng)相似僅要求葉輪進(jìn)口速度三角形相似。

15.什么是相似工況？

16.寫出泵的相似定律、比例定律的表達(dá)式.它們有什么作用？

二十七應(yīng)或=元老

Oy=

QvnrjvQV〃

4)2副胃川^

貫N，”仲篌髀陪)3

17.寫出比轉(zhuǎn)速公式.

5.62z?

c-NPSHy4

18.比轉(zhuǎn)速有什么作用？

19.寫出切割定律表達(dá)式.它有什么作用？

,D

qV

--

-

D

JY

-D/\2

H2

-

=-D--1

2/

V-

-

D/\3

N2

-—

=D-

2/

為了擴(kuò)大其工作范圍，可采用切割葉輪外徑的方法，使工作范圍由一條線變成一個(gè)面。

20.什么是切割對(duì)應(yīng)工況？

21.離心泵葉輪被切割后，其抗汽蝕性能是否變化？

22.兩臺(tái)離心泵若流動(dòng)相似，則其抗汽蝕性能是否一樣？原因是什么？

23.離心泵葉輪的出口安裝角一般取多少？

24.按比轉(zhuǎn)速是如何進(jìn)行泵的分類的？

計(jì)算題：

1.掌握比轉(zhuǎn)速的計(jì)算.

2.掌握葉輪切割后流量、揚(yáng)程、功率、效率的變化計(jì)算（切割定律的應(yīng)用）.

3.掌握汽蝕的判斷計(jì)算［或汽蝕余量計(jì)算、最大吸上真空度”?算）.

作業(yè)習(xí)題:

1.某化工廠需要三臺(tái)水泵，其性能要求是：第一臺(tái)qvl=50m3/h,II1=100m,第二臺(tái)

qv2=400m3/h,H2=40m,第三臺(tái)qv3=800in3/h,H3=18m,均選用n=1450r/min的葉輪外徑,

試問(wèn)葉輪交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，試間如何初選泵型？又若選出的第二臺(tái)泵的揚(yáng)程偏大，需要切割

外徑允許的最大切割量是多少？相應(yīng)的流量、揚(yáng)程和效率約降低多少？

解:

(1)

第一臺(tái)qvl=50m3/h,Hl=100m,

第二臺(tái)qv2=400m3/h,H2=40m,

第三臺(tái)qv3=800m3/h,H3=18m,

均選用n=1450r/min

nt=3.65"1y

那么，由得:

第一臺(tái)，選用活塞泵,

I3600J

**=3.65x1450=110,92000

第二臺(tái)40’,選用離心泵,

吃丫

I3600)

nti=3.65x1450^^^-=902.82(1000

第三臺(tái)18’選用軸流泵。

⑵””=11092,那么由表4-3得:

葉輪外徑允許的最大切割量為15樂(lè)即:

0.85

則，流量降低15%,揚(yáng)程降低降.75%,效率降低1.5%。

2.某化工廠由儲(chǔ)水池清水輸送到高位水槽中，要求供水量為100m3/h。儲(chǔ)水池至泵的高度

為2.5m,泵至高位水槽的高度為26nb其上裝有帶濾網(wǎng)的底閥1個(gè)，閘板閥1個(gè)，90°彎

頭2個(gè)，錐型漸縮過(guò)渡接管1個(gè)，壓水管長(zhǎng)40m,其上裝有止回閥1個(gè)，閘板閥1個(gè)，90°

彎頭2個(gè)，錐型漸擴(kuò)過(guò)渡接管1個(gè)。要求選用恰當(dāng)?shù)乃谩?/p>

解：

?選定管道直徑

%外

r=-A=—nilp

由4得:

100…

%-------------0X12778

其中'360。/5

一般取吸水管中流速12,中流速2八=2.0^/$/

,iTT140.02778

4=匕丁=在—i-=。188”

則吸水管直徑<1"，取外徑為219mm（內(nèi)徑210mm）。

,西140.02778

47；丁7；一^—=o?m加

出水管直徑?2Y，取外徑為159mm（內(nèi)徑150mln）。

得到實(shí)際流速為:

0.02778……

”=生=且w

----------r=0.884

A必，x0.21’35

吸水管中流速4

2778

r="=工=0°=1.572代

A加J.x0.15‘1/$

出水管中流速44

（2）水泵所需揚(yáng)程

①吸水管阻力損失包括沿程阻力損失和局部阻力損失。查得局部阻力損失系數(shù)為：

帶濾網(wǎng)的底閥7=61,聞板閥7=1.7,90。穹頭7二°?9,錐型漸縮過(guò)渡接管￡=09,

i=0X）18

吸水管阻力損失為：

0=加+%=4繆位哈=卜018志+（6.8+2x0.941.2皿7）1^

0.43加

②出水管阻力損失包括沿程阻力損失和局部阻力損失。查得局部阻力損失系數(shù)為：

止回閥7=52,閘板閥7=1?7,90。彎頭7=09,錐型漸擴(kuò)過(guò)渡接管7=4.1,

4=0.018

出水管阻力損失為：

“=小如一片古包嘮中小8而e7nX3可E2.06m

③水泵所需揚(yáng)程

H=//,+Hp+（S肉+ZM）=2.5+264-0.43+0.206=31m

④水泵選型

考慮?定的余量，水泵揚(yáng)程為：1.0811=1.08X31=33.48m

LI3M=1.13x100=113吃

流量為：T"h

=120w，^,i?=1450^w.

在單級(jí)離心泵型譜圖上查得100-80-16(),壓頭H=34m,流量明

⑤校核

3.已知某化肥廠所選用的一臺(tái)離心泵的性能為:

qv,(m3/h)H(m)NPSHr(m)

60244

100204.5

12016.55

該廠當(dāng)?shù)氐拇髿鈮侯^為IC.35mli20,查得年平均25°。下的清水的飽和蒸汽壓力pv=3168Pa,

泵前得吸入裝置是儲(chǔ)水池至泵的高度5m,吸入管徑250mm,管長(zhǎng)20m,沿程阻力系數(shù)為

X=0.02,其中有帶濾網(wǎng)底閥一個(gè)g=8,閘板閥一個(gè)&=0.12。90°彎管4個(gè)&=0.88,錐

型漸縮過(guò)渡接管一個(gè)4=C.05o該泵的使用流量范圍在80-120m3/h,試問(wèn)該泵在使用時(shí)是否

發(fā)生汽蝕？如果發(fā)生汽蝕，建議用戶對(duì)吸入裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)做什么改進(jìn)，方可使其避免發(fā)生汽

蝕？

解：

由式(4-17)得到

NPSH『”一""-E”>NPSH

r

KK，

3168=.

=10.35----------------5一?

1000x96

當(dāng)價(jià)=120加,入時(shí)，容易發(fā)生汽蝕，因?yàn)榇藭r(shí)工廉大，小，且msff，越

大。

取工況如=i20」生此時(shí)若不汽蝕，如=皿1”也不會(huì)汽蝕。此時(shí)

NPSH,=5.0m

=--------...........=0.68m/$

Hois'X3600

414

(20\068，

￡%=0.02—+8+0,12+0.88x4+0.05=0.28m

410.25J2x9.8

:NPSH=1035-----------5-0.28=4.75m<NPSH,=5.0m

't1000x9.8

會(huì)發(fā)生汽蝕。

改進(jìn)方法：

①將Z爾=SE改為ZQ=4.6”；

②「J

③倒灌

④管路阻力損失減小

⑤小?

第五章離心機(jī)

思考題：

1.離心沉降、離心過(guò)漉對(duì)物料的要求是什么（或適用的介質(zhì)）？

離心沉降主要是用于分離含固體鼠較少，固體顆粒較細(xì)的是懸浮液。

2.什么是分離因數(shù)？寫出表達(dá)式.

分離因數(shù)表示離心力場(chǎng)的特性，是代表離心機(jī)性能的重要因數(shù)。

匚hF=卜-=--------

rGmgg

3.當(dāng)Fr越大時(shí)，離心機(jī)的分離能力如何變化？

分離體系的分散度越大，或介質(zhì)粘度越大，物料越難分離，則應(yīng)采用分離因數(shù)越大的離心機(jī)。

4.增大分離因數(shù)的措施有哪些？受怎樣的限制？

5.寫出離心液壓的表達(dá)式.

=仆［rdr=532（/?2-廠;）

6.活塞式理論中有無(wú)ur,u6、uz又怎樣？

7.層流式理論中有無(wú)ur,u<t>、uz又怎樣？

8.離心沉降由哪幾個(gè)物理過(guò)程組成？

離心沉降一般由三個(gè)物理過(guò)程組成，即：固體的沉降，按照介質(zhì)對(duì)其中物體運(yùn)動(dòng)阻力的流體

力學(xué)進(jìn)行；沉渣的壓實(shí)，按照分散物系的力學(xué)規(guī)律進(jìn)行；從沉渣中排出部分由分子力所保持

的液體C

9.離心力場(chǎng)中沉降分離極限是什么？

在一定的離心力場(chǎng)下，當(dāng)固體顆粒小到某一尺寸而不能被離心分離時(shí)，稱為離心沉降分離的

極限。

10.離心機(jī)中的生產(chǎn)能力是怎樣定義的？

能將所需分離的最小固相粒子沉降在鼓內(nèi)，而不致隨分離液帶出的最大懸浮液流量。

11.濾渣孔隙中的液體分為哪幾類？

吸附的、薄膜的、毛細(xì)管的和自由的液體。

12.離心過(guò)漉中的離心過(guò)程分為哪幾個(gè)階段？

濾渣的形成，濾渣的壓緊和濾渣的