流体机械思考题

过程流体机械章节试题

章1

1．流体机械如何分类？#

答：按能量转换分：原动机，将流体能量转换为机械能，输出轴功率，如汽轮机、燃

气轮机；

工作机，将机械能转变成流体的能量，改变流体的状态（压力↑，

分离流体）、输送流体，如压缩机、泵、分离机。

按结构特点分：往复式结构（压缩机、泵），通过曲柄连杆机构带动活塞往复运动，

改变气缸容积，压力↑，特点Q↓、P↑；

旋转式结构（压缩机、泵、分离机），轴带动转轮、叶轮、转鼓高速

旋转，使液体一起旋转获得能量。特点：Q↑、P↓。

2．流体机械的发展趋势是什么？

答：（1）创造新的机型(ε↑P↑；Q Ｑ；Ｖ，自动控制)

（２）流体机械内部流动规律的研究与应用（空间三维流动、粘性湍流、可压缩流、两相流、非牛顿流体、空间流道设计）

（3）高速转子动力学的研究与应用（转子的平衡、弯曲振动、扭转振动、轴封、使用寿命估算。）

（4）新型制造工艺技术的发展（多维数控机床加工叶轮、叶片等零部件、精密浇、铸、模锻、特殊的焊接、电火花加工等）

（5）流体机械的自动控制（用于安全运行、调节工况）

（6智能化、网络化）

（7国产化）

3．什么是过程工业，过程流体机械？

章2

1．什么是容积式压缩机?它有何特点？

答：容积式压缩机是通过改变工作腔的容积来提高气体的压力，有往复式和回转式两种。

其特点：（1）适用范围广（Q↑、P↑）效率高（ηmax>80%）

（2）稳定性好、适应性强、通用性好(ρ，p对性能影响小)

（3）结构复杂、易损件多（往复）、维修量大。

（4）排气不连续（往复）

2．往复式压缩机有哪些主要构件？#

答：工作腔部分：气缸、气阀、活塞、填料函、活塞环

传动部分：曲轴、平衡重、连杆、活塞杆、十字头

机身部分：曲轴箱等支撑气缸和传动部分的零部件。

辅助设备：中间冷却、润滑、气量调节、安全阀、滤清器、缓冲罐。

3．什么是往复式压缩机级的理论循环？它有哪几个过程组成？画出其示功图？

答：满足下列四个假设的循环为理论循环：

（1）无余隙，气体全部排出。

（2）气体通过吸、排气阀时无损失，温度、压力与进、排气管同。

（3）压缩过程的过程指数不变。

（4）无泄漏。

它有吸气、压缩、排气三个过程组成。其示功图为：

4．什么是往复式压缩机级的实际理论循环？它有哪几个过程组成？画出其示功图？#

5．往复式压缩机级的排气量的影响因素有哪些？如何影响？

影响排气量因素：

Vs （Vs=s πD2/4或s π（2D2-d2）/4)，n ，λv ， λp ，λT ，λl

提高排气量措施：

（1）a （V0 ）

（2）气缸冷却好

（3）D S （受强度、动力限制）

（4）n 效果好（N 电机 易损件寿命 惯性力 振动 ）

6．提高往复式压缩机级的排气量的措施有哪些？每个方法有何特点？

7．压缩机在实际运行过程中经历了哪几个热力过程？其过程功有何特点？#

8．为什么要多级压缩？其级数如何选择？压力比的分配应如何考虑？

9．什么是压缩机的容积流量和供气量？

10． 压缩机的排气温度受哪些因素的影响？为什么要受限制？#

11． 往复式压缩机正常运行时主要有哪三个力?它们是如何计算的？

惯性力：

气体力： 摩擦力：

12． 试分析活塞杆、连杆、十字头、曲轴的受力情况？

13． 试述往复式压缩机旋转惯性力如何平衡？单列往复惯性力能否平衡？为什么？ 旋转惯性力：加平衡重

单列往复惯性力：不能平衡，只能旋转90度。

14． 试述L 型压缩机往复惯性力的平衡方法？若不能平衡说明理由？#

一阶往复惯性力：可在曲拐反向加平衡重平衡

二阶往复惯性力：不能平衡 15． 试说明飞轮的作用及飞轮矩受哪些因素的影响？ 为了使机器旋转均匀度适当，

16． 试述气阀的组成及工作原理。

气阀：阀座、阀片、弹簧、升程限制器。

工作原理：

17． 往复式压缩机的密封有哪些部位？如何密封的？并说明常用结构的密封原理。# 2(cos cos 2)s s s I II I m a m r I I ωαλα=-=+=+2r r I m r ω=-()g s p

F p p A =-(0.6~0.7)160(),(1)2m s m i m N R N N N sn η=⨯=-(0.4~0.3)60()m r N R N sn

π=⨯223600/()GD E n δ=∆

活塞杆：填料函密封，三六瓣密封

活塞：活塞环密封

18． 润滑的作用有哪些？润滑方式有哪几种？各有何特点？

润滑的作用：减少摩擦、磨损，增加密封效果，带走摩擦热及摩屑，防止摩擦副锈蚀或腐蚀

润滑方式：

飞溅润滑：连杆大头设一甩油杆，适于小型与单作用，润滑路线：连杆大小头油孔，活塞与气缸表面。

喷雾润滑：进口处喷入一定量润滑油，油和工作介质混合在气缸表面起润滑作用，缺点是油和气体一起排出，易燃的不能用

压力润滑：通过注油器（大型）或齿轮泵（小型）。

19． 往复式压缩机中的冷却有哪些部位?冷却方式有哪几种？各有何特点？

气缸冷却、中间冷却、后冷却（分离气中的油和水）、润滑器冷却（大型）

风冷系统：风扇、冷却器、散热装置、效果较差、动力费用高、温度难控制，适于移动式（小型）、中型缺水地区

水冷系统：

中间冷却器：直接影响压缩机性能，最冷的水进中间冷却器

气缸冷却：带走摩擦热，润滑油粘度 密封性能 不能太冷，以防气缸内气体冷却后凝结形成液击，冷却油温度50~60ºС

20． 管路系统和辅助管路系统有哪些构件组成？管路设计的原则是什么？#

管路系统：从压缩机第一级（自进气管截止阀开始）到压缩机末级排气管的截止阀止，其中的管道、阀门、滤清器、缓冲罐、冷却器、液气分离器、储气罐及辅助系统管路、工艺需要的抽气、排放水的排污管等。

管路设计要点：

（1）管道布置尽量短，截面和走向避免突变，以减少管路损失

（2）尽量控制管道震动（缓冲罐、孔板），避免管道共振（变支撑）

（3）补偿热膨胀

21． 往复式压缩机的气量调节的理论基础是什么？有何要求？

气量调节的理论基础是容积流量公式： 只要改变其中一个量就可改变容积流量。

通常气缸直径不变，在曲柄连杆机构中行程也不变。改变温度系数因经济性差不用，其他均可用来调节气量。

v V p T l s q nV λλλλ=