过程流体机械习题及参考问题详解.docx
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过程流体机械习题及参考问题详解
过程流体机械习题及答案
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、排气管的压力取决于_____。
A.气缸吸、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.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表达式。
图I-2-1
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。
______,
______,
______,
______,
______,
______,
______。
图I-2-2
图I-2-2
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。
七、计算题
1.
I-2-4螺杆式压缩机工作过程
I-2-6压缩机结构简图
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.离心压缩机级的能量损失主要包括:
()损失、()损失和()损失。
10.离心压缩机级的流动损失分为()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=1B.1
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围。
压缩机变工况的稳定工作围越宽越好。
()
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。
图I-3-4
图I-3-3
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BD.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
120873.8
200804.2
240725.0
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?
图I-4-7
(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)
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