《泵与压缩机》期末复习(共24页)

泵与压缩机综合复习资料一、简述题1简述离心泵的抗汽蚀措施，说明较为有效实用的抗汽蚀措施。2简述离心压缩机的单级压缩和多级压缩的性能特点。3简述往复活塞式压缩机的工作循环，指出工作循环中的热力过程。4简述离心泵的性能曲线，说明性能曲线的主要用途。5简述离心压缩机的喘振工况和堵塞工况，说明对离心压缩机性能影响较大的特殊工况。6简述往复活塞式压缩机的排气量调节方法，说明较为实用有效的调节方法。7简述离心泵的主要零部件，说明离心泵的工作原理。8简述往复活塞式压缩机的动力平衡性能，说明动力平衡的基本方法。9简述离心泵的速度三角形和基本方程式。10简述离心压缩机的工况调节方法，说明较为节能实用的工况调节方法。11简述往复活塞式压缩机多级压缩的性能特点。二、计算题1一台离心水泵，实测离心泵出口压力表读数为0.451 MPa，入口真空表读数为256 mmHg，出口压力表和入口真空表之间的垂直距离ZSD0.5 m，离心泵入口管径与出口管径相同，水密度1000 kg/m3。求离心泵的实际扬程H（m）。2一台单级双吸式离心水泵，流量Q450 m3/h，扬程H92.85 m，转速n2950 r/min。求离心泵的比转数ns。3一台单级离心式空气压缩机，压缩机叶轮圆周速度u2255.235 m/s，流量系数2r0.28，叶片出口安装角2A50，叶片数z20。求离心压缩机的理论能头HT（J/kg）。4一台离心泵流量Q1100.0 m3/h，扬程H180.0 m，功率N132.0 kW，转速n12900 r/min。求离心泵转速调节至n21450 r/min时的流量Q2（m3/h）、扬程H2（m）和功率N2（kW）。5一台离心水泵，离心泵样本允许汽蚀余量Hs5.0 m，使用当地大气压pa0.07 MPa，使用当地饱和蒸汽压pv1400 Pa，水密度1000 kg/m3。求离心泵在当地使用的允许真空度Hs（m）。6一台多级离心式空气压缩机，第一级理论能头HT44786.0 J/kg，内漏气损失系数l0.012，轮阻损失系数df0.030，有效气体流量m27000 kg/h。求离心压缩机第一级的总功率Htot（kW）。7一台往复活塞式空气压缩机，单级双缸单作用结构型式，标准吸入状态排气量Q0.60 m3/min，容积系数v0.798，一级系数p T l0.900，转速n1200 r/min，活塞行程S0.055 m。求往复压缩机的气缸工作容积Vh（m3）和气缸直径D（m）。8一台单级往复活塞式空气压缩机，容积系数v0.800，气缸工作容积Vh0.1330 m3，压缩机转速n330 r/min，当量过程指数m1.33，平均实际吸气压力p192910 Pa，平均实际排气压力p2 Pa。求往复压缩机的指示功率Ni（kW）。9一台往复活塞式空气压缩机，单级双缸双作用结构型式，压缩机容积系数v0.768，系数p T l 0.890，转速n440 r/min，气缸直径D0.420 m，活塞行程S0.240 m。求往复压缩机的排气量Q（m3/min）。（忽略双作用气缸中活塞杆直径尺寸）10一台单级往复活塞式空气压缩机，吸气压力p10.10 MPa，排气压力p20.45 MPa，吸气温度t118.25，多变压缩过程指数m1.33。求往复压缩机的排气温度t2（）。三、综合题1.某平原地区石化装置选用冬季经常使用的高扬程、小流量的输送粘油泵设备。试选择适当类型的泵设备，说明选型理由和使用注意问题。2. 某室内石化装置选用高排气压力和小排气量的固定式天然气压缩机设备。试选择适当类型的压缩机设备，说明选型理由和使用注意问题。参考答案：一、简述题1简述离心泵增大装置有效汽蚀余量、减小泵本身汽蚀余量和改进叶轮材料等措施，指出较为有效实用的抗汽蚀措施。2简述离心压缩机多级性能曲线和单级性能曲线的相似处和差异点，说明多级性能曲线陡，稳定工作区窄，喘振和堵塞流量改变等特点。3简述往复压缩机的理论工作循环和实际工作循环的基本过程、假设条件和实际条件，说明压缩、排气、吸气以及膨胀热力过程。4. 简述离心泵扬程、功率、效率和吸入（汽蚀）性能曲线的名称、基本形状和主要用途。5. 简述离心压缩机喘振和堵塞工况的原理过程、危害特点和防控措施，指出对离心压缩机性能影响较大的喘振工况。6. 简述往复压缩机改变转速、切断进气、旁路回流、顶开气阀和补助余隙等排气量调节方法，指出较为实用有效的工况调节方法。7. 简述离心泵叶轮、吸入室、蜗壳、轴封等主要零部件的作用，阐述离心泵叶轮旋转对流体做功的工作原理。8简述往复压缩机的惯性力平衡和切向力（转矩）均衡的主要内容和主要参数，说明动力平衡的基本方法。9简述离心泵速度三角形的速度和角度等参数，简述欧拉方程的表达形式、适用范围和物理意义。10.简述离心压缩机阀门节流、转动导叶和改变转速等调节方法，指出较为节能实用的工况调节方法11简述往复压缩机多级压缩的优点和缺点，说明多级压缩的压力比分配和级数确定等基本原则。二、计算题1.解：进出口管径相同，cDcS，0 pD0.451 Pa（正表压） pS(256/750)34133 Pa（负表压） (34133)/(10009.8)0.5050.0 m 2 解：双吸式离心泵，计算流量Q450/2225 m3/h 90.0 3解：255.235210.28ctg50(/20)sin5042000.4 J/kg 4解：比例定律Q2Q1(n2/n1)100.0(1450/2900)50.0 m3/h H2H1(n2/n1)280.0(1450/2900)220.0 m N2N1(n2/n1)332.0(1450/2900)34.0 kW 5 解：pa0.0770000 Pa 5.010(700001400)/(10009.8)2.0 m 6解：G27000/36007.50 kg/s (7.5044786)/1000(10.0120.030)350.0 kW 7解：0.6/(0.7980.91200)0.00070 m3 双缸结构，i2 单作用气缸0.090 m 8解：p2/p1/929104.55 (1/1000)1.33/(1.33-1)929100.80.133330/60(4.55(1.33-1)/1.33-1)100 kW 9解：双缸结构，i2 双作用缸忽略活塞杆，0.1330 m3 0.7680.8900.133044040.0 m3/min 10解：T1t127318.25273291.25 K 423.0 K t2T2273423.0273150.0 三、综合题 不设标准答案，根据实际情况和相关知识进行论述说明。 泵与压缩机综合复习资料第一章 离心泵一、问答题1离心泵的扬程是什么意义？其单位是什么？样本上常用单位是什么？两者的关系是什么？2离心泵的主要过流部件是哪些？ 对它们的要求是什么？3离心泵开泵前为什么要灌泵？4HT与哪些因素有关？为什么说它与介质性质无关？5中哪些是静扬程？ 由什么作用产生的？哪些是动扬程？6什么叫反作用度？反作用度大好还是小好？离心泵的反作用度与什么参数有关？前弯、径向及后弯叶片的反作用度如何？7离心泵中主要是哪种叶片？为什么？A2大致范围是多少？8汽蚀的机理如何？有何危害？9如何判别是否发生了汽蚀？10如何确定离心泵的几何安装高度？11常减压装置中减压塔的基础为什么比常压塔基础高？12如何从装置方面防止汽蚀发生？生产操作中要注意哪些问题？13用和两式说明如何防止汽蚀发生？14离心泵有几条特性曲线？各特性曲线有何特点、有何用途？15离心泵开泵前要关闭出口阀，为什么？16离心泵中主要有哪些损失？各影响哪些工作参数？17介质密度对离心泵的H、Q、N、四个参数中的哪些有影响？在生产中如何注意该种影响？18离心泵中流量损失产生在哪些部位？流量损失与扬程有无关系？用曲线图表示。19离心泵中机械损失由哪几部分组成？20写出离心泵效率的表达式。它与v、h、m有何关系？21输送粘度较大的液体时离心泵的H、Q、N、hr 如何变化？ 22写出离心泵相似定律的表达式。23什么叫离心泵的比例定律？写出比例定律的表达式。24切割定律是在什么近似条件下得来的？切割定律的表达式。25切割抛物线与相似抛物线有何区别？26离心泵叶轮外径切割有无限制，一台泵叶轮切割量的大小受什么参数限制？27离心泵的比转数是一个什么参数，表达式如何？28试证明一台离心泵转速由变为后其比转数不变。29两泵串联使用要注意哪些问题？30两泵并联目的在于增加流量，若管路特性不变时，并联后工作点的流量小于两泵单独在此管路工作的流量之和，为什么？31两泵串联目的在于提高扬程，若管路特性不变时，串联后工作点的扬程小于两泵单独在此管路工作的扬程之和，为什么？32两泵并联目的在于增加流量。其泵特性和管路特性平坦好还是陡降好？33两泵串联目的在于提高扬程。其泵特性和管路特性平坦好还是陡降好？34泵在交汇管路上工作时，为什么交汇点的剩余能头必须相等？35离心泵装置工作点调节方法中最常用的是哪儿种？特点如何？从节能的角度考虑，哪种方法较好？36离心泵吸入室有几种形式？对吸入室有何要求？37离心泵的轴向力是如何产生的？38单级离心泵轴向力平衡措施有哪儿种？各有何优缺点？39多级离心泵轴向力平衡措施有哪儿种？40试说明自动平衡盘装置自动平衡的原理。41离心泵中径向力平衡措施有哪些？42机械密封有几个辅助密封点？43若介质中含有固体颗粒时动静环材料应怎样选用？二、计算题1一台离心泵从开口水池吸水，其装置如图所示：，吸入管径，设泵的流量为34，吸入管内摩擦阻力系数=0.02，吸入管总当量长度为18m，试计算输水时，泵入口处真空表读数为多少汞柱，其绝对压力为多少水柱？解 取1-1，2-2界面能量平衡方程，,柱=柱真空度H=760-407.13=352.87mm Hg=4.79m2离心泵传送密度为750Kg汽油，实测得泵出口压力表读数为Pa,入口真空表读数为300mm汞柱，两表垂直距离（表位差）0.5m,吸管与排除管直径相同，试求以液柱表示的泵实际扬程。解泵扬程 进出管直径相同， 很短3设某离心水泵流量Q=0.025,排除管压力表读数为Pa,吸入管真空表读数为39240Pa，表位差 0.8m，吸入管直径为100mm，排除管直径为75mm。电动机功率表读数为12.5KW,电动机的效率为0.93，泵与电动机采用直联。试计算离心泵的轴功率，有效功率和泵的总功率。解：有效功率轴功率泵总效率4谋输送油品的离心泵装置如图，试计算泵需要提供的实际扬程为多少？已知：油品密度缸内压力缸内压力吸入管损失排出管损失经加热炉压降吸入排出管相同解 5有一离心水泵其叶轮外径D2=22cm，转速n=2980rpm，叶轮出口叶片角，出口处的径向速度，设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三角形，并计算无限叶片叶轮的理论扬程为多少？设叶片数Z=8，求有限叶片数时的理论扬程？解：（1）无限叶片的理论扬程 （2）有限叶片理论扬程HT=0.6（1+0.70）=1.0246有一离心水泵，转速为2900rpm，扬程H=100m,流量为Q=0.17，轴功率N=183.8，现用一台D2为该泵2倍的相似泵，当转速时流量，扬程和轴功率各应为多少？解：根据相似定律（1）=0.68m3/s（2）（3）=735.2kW7有一台转速为1450rpm的离心泵，当流量Q=35时的扬程H=62m，功率，向原动机的转速提升到多少才能满足要求？此时扬程和轴功率各为多少？解：此题目是相似理论中的比例定律问题（1）（2）（3）相似，相似抛物线8已知离心泵的叶轮外径D2=220，当转速2900rpm时其性能参数如下表015305060H（m）6867.5656055/101314.5 %033546260试求（1）将转速降到2320rpm时的性能参数，并画出两种转速下泵的基本性能曲线。（2）若要求此泵在Q=40m3/h，H=50m下工作，问该泵应在何种转速下运行？解（1）按比例定律求 01224404843.5243.241.638.435.2/4.085.126.667.424033546260（2）若此泵在Q=40m3/h H=50m下工作，求调节转速Q=40m3/h H=50m是工作点是泵特性与管路特性共同点，因不知泵转速尚不知泵特性，先求相似抛物线。相似抛物线 020304050012.528.135078.13作相似抛物线与泵2900rpm的特性交于Q=44.5m3/h H=62m处，求工作点在Q=40m3/h H=50m的工作转速，是Q=44.5m3/h H=62m的相似点。则 该泵应在2600rpm转速下工作求解9有一单吸四级离心水泵，额定流量Qopt=64m3/h，扬程H=280m，转速n=2900rpm（1）该泵属于什么类型（ns=?）（2）当此泵在1450rmp下运转时，此转数为多大？解：（1）该泵属于什么类型，求此转数属于低转数离心水泵（2）当泵在1450rpm工作，ns10某离心泵从样本上查得允许吸上真空度Hs=7m，现将该泵安装在海拔600m的地方，输水温为402c,向修正原应为多少？解 严格计算 正Hs11一台离心水泵，输水时泵的允许吸上真空度 Hs=9m，现用来输送，则汽油（粘度与水相近）输送温度为20，汽油在20时的饱和蒸汽压为150mm汞柱，当地大气压力为98066.5 pa，试求此时泵允许的吸上真空度为多少？解：此题竞是修允许吸上真空度 几何安装密度12有一吸入管径为500mm的单级双吸泵，输送常温（20）清水时Q=0.3m3/s, n=970rpm, H=47m, 汽蚀比转数 c=900，试求（1）在吸水罐液面压力为大气压（PA=98066.5pa）时，泵的允许吸上真空度Hs为多少？（2）泵在海拔1500m的地方抽送=40的清水，泵的允许吸入真空度Hs为多少？解：（1） 水柱（2）泵在海拔1500m处，抽 t=4040的水安装高度13.某离心泵的Hs=4.5m.现用它来输送的油品(粘度与水接近)油品的饱和蒸汽压,泵工作流量Q=25吸入罐内压力.吸入直径为150m管长为15m，局部阻力系数，沿程阻力系数，当大地压力试计算泵的允许安装高度解： = 第二章 离心泵压缩机一、思考题1同一台压缩机转速相同，分别压缩空气和二氧化碳气（进气状态相同，进口容积流量相同），试比较叶轮所提供的叶片功和压缩机的出口压力哪个大？若要求这两种气体有相同的压力比时，比较所需的级数。2分析离心压缩机中产生冲击损失的原因及影响冲击损失大小的因素。3浮环密封装置中浮环有高压侧和大气侧浮环之分，哪侧浮环与轴的间隙较小，为什么？密封油和机内介质的压力差用什么来控制？4同一离心压缩机的绝热效率和多变效率哪个值大，为什么？5叶片扩压器的优点是什么？它适用于叶轮出口气流角2 较大还是较小的场合，为什么？6径向直叶片叶轮适用于何种情况？它常作成半开式型式，为什么？在多级压缩机中如何使用？7从动力相似来看，马赫数代表哪两种力的比值？当MMcr后流动损失随M的增大而如何变化？离心压缩机中Mmax的极限为多少？8在离心压缩机性能近似相似的换算中用什么来保证比容比相等？9离心压缩机中多变过程指数m大于还是小于绝热指数k，为什么？10在下列情况下离心压缩机的pd Qs （或pdG）曲线将发生什么变化，为什么？（1）进气温度Ts 下降； （2）进气压力ps 上升；（3）进气节流； （4）出口阀节流；（5）气体分子量变小； （6）压缩机转速升高；（7）压缩机出口管网压力突然升高。11离心压缩机的总能头Htot 包括哪儿部分？12离心压缩机中为什么泄漏损失能头Hl 和盘面摩擦损失能头Hdf 都要计入总能头？13离心压缩机中流动损失如何定义，它与多变效率有何关系？14离心压缩机中的分离损失主要产生在哪些部位，如何控制分离损失?15波阻损失是在什么条件下产生的？16什么叫喘振工况，说明其机理。喘振的频率与振幅大小受什么条件的影响？17离心压缩机中阻塞工况（最大流量工况）是在什么情况下产生的？18对离心压缩机的特性有哪些要求？19多级离心压缩机的特性曲线与单级离心压缩机特性曲线有何不同？20用离心压缩机两级性能完全相同的特性曲线说明串联后特性曲线的最小流量变大（用pdQ曲线说明）。21多级离心压缩机的最大流量为什么小于单级的最大流量？22离心压缩机的管网特性为pe=pr +AQ2，其中pr 变化或A变化如何诱发喘振工况？23离心压缩机流量调节可用哪些方法，最常用的是哪些方法，有何特点？24离心压缩机的进口节流调节是调节压缩机特性还是调节管路特性，这种调节方法有何利弊？25离心压缩机的流量调节中改变转速、进口节流、进气预旋三种调节方法的经济性哪种最好，哪种最差？26离心压缩机相似设计时怎样找模型机及模化点？27离心压缩机相似设计中主要是确定实物机的哪儿个参数？28离心压缩机中kk的近似性能换算能否得到恒转速的Q特性曲线，为什么？该特性曲线如何处理才能成为恒转速的Q特性曲线？29离心压缩机叶轮综合质量检验用什么方法，检验什么内容？二、计算题1已知某离心式空气压缩机第一级叶轮直径为D2=280mm，D1=202mm，叶轮出口叶片角，出口叶片数Z=16；设流量系数，叶轮转数，。求叶轮对单位质量气体所做的理论能头HT及叶片无限多的叶轮理论能头，并加以比较。解 有限叶片能头 无限叶片能头 2已知单级离心式鼓风机的性能要求：进口压力 ps=98066.5Pa 出口压力p=.7Pa进口温度 ts=20 进口流量 气体常数 绝热指数 k=1.4多变效率 多变能头系数选多边效率 试确定叶轮圆周速度u2。解：（1）求多变指数m（2）求多变能头 Hp01（3）求u23题2中的鼓风机压缩过程若分别为等温压缩，绝热压缩和多变压缩（m=1.59）时，试计算单位质量气体的压缩功各为多少？解：（1）等温压缩 His 应287.64（2）绝热压缩 Had（3）Hp01多变压缩 第三章 往复活赛式压缩机一、思考题1活塞式压缩机由哪儿部分组成？2试说明活塞压缩机型号的意义。3试说明活塞压缩机型号的意义。4活塞式压缩机的理论循环指示图是作了哪些假设后所得？画出理论循环指示图。5活塞式压缩机的实际工作循环与理论工作循环有何区别？6为什么活塞式压缩机中膨胀过程与压缩过程的多变过程指数是变化的？7试写出活塞式压缩机理论排气量与实际排气量的公式。8写出活塞式压缩机容积系数的表达式，并分析哪些因素影响容积系数。在设计计算中如何提高容积系数？在操作中如何提高容积系数？9余隙容积包括哪儿部分？哪些所占比例较大？10活塞式压缩机实际排气量是什么状态的排气量？该排气量说明什么的大小？它是否说明供气量的大小？11什么是标准排气量，它是否说明一台压缩机尺寸的大小？12某活塞式压缩机名义吸气压力为了Pa,排气压力为Pa（绝）使用时排气压力为Pa，其它条件不变时，容积排量有何变化？排气系数中的各系数如何变化？13如何调节活塞式压缩机的排气量？其理论根据什么？每种调节方法的实质是在改变什么？14顶开吸气阀调节的实质是调节什么系数？调节后的指示图如何？15活塞式压缩机的排气温度与哪些因素有关？排气温度的高低受哪些条件的限制？16活塞式压缩机的铭牌上写明排气压力为Pa，压缩机运转时排气压力是否就是Pa，为什么？17一台空气压缩机吸入压力为大气压力，铭牌上写明排气压力为Pa，问该压缩机的最大压力比为多少？18式中的压力比是名义压力比还是气缸中的实际压力比？19什么叫行程容积？20什么叫活塞式压缩机的指示功率，实际指示功率的计算式是如何得来的？21活塞式压缩机的多级压缩有何优点？22用指示图说明在总压力比相同时多级压缩的气缸容积利用率较高。23为什么说多级压缩可以降低活塞式压缩机活塞上的气体力？24为什么说多级压缩可以节省压缩功？25活塞式压缩机的多级压缩中各级压力比如何分配最省功？实际设计时经常如何调整各级压力比？26活塞式压缩机名义压力比和缸内实际压力比哪一个大，为什么？27活塞式压缩机的等温指示效率可说明什么问题？绝热指示效率可说明什么问题？同一压缩机中哪个值大？28比功率是评价何种活塞式压缩机的功率消耗先进性的指标？29为什么说多级活塞式压缩机的排气量取决于第一级？30在压缩过程中水气或易凝组分凝析的条件是什么？31若在某级前有水气凝析出来，该级的相对湿度应为多少？32活塞式压缩机的排气压力不变吸气压力下降时，排气量与指示功率如何变化？33活塞式压缩机的吸气压力不变排气压力下降时，排气量与指示功率如何变化？34活塞组件受哪些力的作用？35十字头销上受哪些力，各力的关系如何表示？36曲轴上受哪些力和力矩？37曲轴上所受力矩在瞬时是否平衡，会出现什么问题？38活塞式压缩机机身上受哪些力和力矩，哪些力在机内平衡，哪些力和力矩要传到基础上？39活塞式压缩机中什么叫对称平衡型压缩机，什么叫对置式压缩机？40L型压缩机两列往复运动质量不等时，一阶往复惯性力变化规律如何，能否用平衡质量平衡？41什么叫综合活塞力，它由哪几个力代数相加而成？42活塞式压缩机中为什么要有飞轮？43如何使活塞式压缩机的切向力较均衡？即如何使相对剩余功较小？44气阀在气缸上有几种布置形式，哪一种的余隙容积较小？45气阀靠什么力打开和关闭的？46气阀有哪儿个主要参数？47阀片升程的大小对气阀有何影响？48如何提高气阀寿命？49对气阀弹簧有何要求？50试说明活塞环的密封原理。51无油润滑压缩机活塞环多用什么材料？52试述三、六瓣填料的工作原理？二、计算题1用一台往复活塞式压缩机压缩油田气。进口压缩为1105Pa（绝），出口压缩为3105Pa（绝），进口温度为。若将油田气看作理想气体，求压缩过程分别为（1）等温过程；（2）多变过程;(3)绝热过程时,压缩每立方米进口状态油田气所有耗的功及其温度.解: （1）功等温过程 多变过程 绝热过程 （2）温度等温过程 多变过程绝热过程2.某单级空气压缩机的相对余隙容积=0.05在某地区使用，该地区大气压力为，气温为2设多变膨胀过程指数，压力机排气压力为其质量排气量m1=200 kg/h。现该机欲用于一地区，该地区大气压力为，气温为28。排气压力为同前地区。若两地区使用中压力系数，温度系数及泄漏系数不变，试求在两地区使用时该机的容积排量和质量各为多少？解：（1）两地区吸气状态下的容积排量不同是由于不同引起的（2）地区质量排量不同是由于容积排量变化及状态不同而引起的第一地区 m1=200 kg/h吸气状态第二地区吸气状态3.型空压机为双缸、立式、单作用、单级压缩机结构如图：已知，热力参数 名义吸气压力 名义排气压力 吸气压力 结构尺寸参数 活塞行程 缸径 缸数 转速 活塞外止点与缸盖间隙1.5mm 汽缸镜面倒角 每个缸气阀总余隙容积为（冲液法测得）试计算（1） 每个缸的相对余隙容积是多少？其中哪部分余隙占的比例最大？（2） 计算容积系数（3） 若实际使用中名义排气压力为（绝）此时容积系数为多大？解：（1）每个缸的相对余隙吞积 止点 气阀 锥体（2）容积系数 （3）4.上题所给容压机，若排气压力计算排气量为多少？如果要将此空气压缩机的排气量提高到，若其他参数不变，试计算：（1） 采用提交转速方案需将转速提高到多少？（2） 汽缸数不变，采用加大缸径办法，则缸径应加大到多少？解： , (1)用提高转速排气量排压1.5m3/min（）改变气缸直径