出题第三章1

中国石油大学（北京）2010——2011学年第一学期《泵与压缩机》第三章考试试卷（1）班级：＿＿＿姓名：＿＿＿＿学号：＿＿＿＿分数：＿＿＿题号一二三总分得分答案见试卷结尾一、填空与选择（每题4分，共28分）1.压缩机的中间级由、、和等元件组成。2.每千克有效气体从叶轮中得到的总能头包括：，，。3.当转速n增大时，压缩机的压力比将，SQ曲线向移动，这时流量若偏离设计工况，特性曲线变，稳定工况范围变。4.在转速不变时，当级中流量时，压比和效率比，出现阻塞工况现象。5.在压缩机干气密封辅助系统中，靠近工艺气体侧的密封成为；靠近大气侧的密封称为为，其密封气通常采用。6、离心压缩机的工况调节实质是，所用方法从原理上讲就是改变或者改变。7、离心压缩机并联后压力比12和第一台压缩机压力比1及第二台压缩机2的关系是，串联后12和12的关系是；串联压缩机特性曲线max12()Q与第一台压缩机特性曲线的max1()Q和第二台压缩机特性曲线的max2()Q大小关系为。二、简答题(每题6分，共36分)1.写出气体压缩过程中的几个热力学过程，并简述m与k之间的关系。2.离心压缩机中的流动损失包括哪几项?3.离心压缩机中流量大于或小于设计流量时，其冲角是正值还是负值？叶轮涡流区主要出现在工作面还是非工作面？4.简述离心压缩机的串联特性5.说出轴向力产生的原因6.离心压缩机润滑的主要作用三、计算题（每题12分，共36分）1.已知某离心压缩机入口压力为1.0×105pa（绝压），气体温度为20℃，出口压力为0.5×105pa（表压），出口温度为60℃，求此压缩机的过程指数m，多变压缩功，多变效率（k=1.4，𝑅𝑔=287J/kg·k）？解：由过程方程得𝑇𝑑𝑇𝑠=(𝑃𝑑𝑃𝑠)𝑚−1𝑚𝑇𝑑=333,𝑇𝑠=293,𝑃𝑑=1.5×105pa,𝑃𝑠=1.0×105pa得333293=（1.51.0）m−1𝑚解方程的m=1.46多变效率为ηpol=𝑚m−1𝑘k−1=1.461.46−11.41.4−1=0.91多变压缩功为Hpol=𝑚m−1Rg（Td-Ts）=1.461.46−1×287×（333-293）=36436.5J/kg2.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pα=147099.7Pa进口温度ts=20℃进口流量min2003mQs气体常数kkgJR.4.288绝热指数k=1.4，选取多变效率ηpol=0.77，多变能头系数∅pol=0.65。试确定叶轮的圆周速度u2。解：求多变指数m𝑚m−1=ηpol𝑘k−1=0.77×1.41.4−1m=1.59求多变能头ΗpolΗpol=𝑚m−1𝑅𝑔𝑇𝑠[(𝑝𝑑𝑝𝑠)m−1m1]=1.591.59−1×288.4×293[(147099.798066.5)1.59−11.591]=36892.38（J/kg）求u2Ηpol=∅polu22u2=√Ηpol∅pol=√36892.380.65=238.24m/s3.已测得一台离心式空气压缩机进口和出口的参数为ps=1.05x105pa，Ts=293k，Cs=30m/s，pd=1.953x105pa，Td=371.1k，Cd=40m/s。已知气体常数Rg=287J/（kg·k），绝热指数k=1.4.假定内漏气损失系数βl=0.03，轮阻系数βdf=0.05。求压缩机的多变效率ηpol，多变能头Hpol，总能量头Htot和流动效率ηhyd。解:首先计算多变指数m：𝑚𝑚−1=lg（pdps）lg（TdTs）=lg（1.952÷1.05）lg（371.1÷293）=2.626m=1.615可以算出多变效率为：ηpol=𝑚m−1𝑘k−1=0.75机器的总能头为：Htot=𝑘k−1Rg（Td-Ts）+Cd2−Cs22=1.40.4×287×（371.1−293）+402−3022=78801.5（J/kg）多变能头为：Ηpol=ηpol（Htot−Cd2−Cs22）=0.75×（78801.5−402−3022）=58838.6（J/kg）理论能头为：HT=Htot1+βl+βdf=78801.5÷1.08=72964.4（J/kg）则流动效率为：ηhyd=Hpol𝐻𝑇=58838.6÷72964.4=0.806答案：一．填空题1、叶轮、扩压器、弯道，回流器2、气体获得的理论能头HT，轮阻以热能形式传给气体的能头Hdf，内漏气损失以热能形式传给气体的能头Hl3、增加，右上方，陡，窄4、加大到某个最大值Qmax，垂直下降5、主密封，隔离密封，空气或氮气6、改变压缩机的工况点，压缩机的特性曲线，管网特性曲线7.1212，1212，max2max12max1()()()QQQ二．简答题1.等温过程m等于1绝热过程m等于k多变过程m不等于1且m不等于k2.流动损失大致分为：摩阻损失，冲击损失，分离损失，二次涡流损失，尾迹损失以及当气流速度超过音速后产生激波所引起的波阻损失。3.流量小于设计值时，相当于i大于零，在叶片非工作面前缘发生分离，并在通道中向叶轮逐渐造成很大的分离损失。而流量大于设计流量时，相当于i小于零，在叶片工作面前缘发生分离，但它不明显扩散。此外，在任何流量下，由于边界层逐渐增厚和轴向漩涡造成的滑移影响，在叶片出口附近工作面上往往有一点分离区。4.两台压缩机串联质量流量是相同的，但两机进口容积流量不同，串联压力比为同一流量下两机压力比的乘积；两台压缩机串联后，总的性能曲线比单机时陡些，稳定工作区比单机窄。5.叶轮两边液体压力分布不均匀，引起轴向力F1指向入口；液流进入和流出叶轮的方向不同，产生动反力F2指向出口；轴向力的合力方向；由轮盘指向叶轮入口。6.A.形成稳定的润滑油膜，减少磨损，降低摩擦功耗，延长摩擦元件的适用寿命；B.在金属表面形成保护膜，防止摩擦表面发生锈蚀；C.以润滑油循环方式带走摩擦产生的热量，冷却摩擦表面；D.通过润滑流动带走着附于零件表面的污秽以及磨损产生的磨屑，清洁摩擦表面；E.密封压缩气体的工作容积。