压缩机试题_A卷_答案

一、填空题（每空0.5分，共20分）1．离心压缩机的性能曲线左端受喘振工况限制，右端受堵塞工况限制，这两者之间的区域称为稳定工况区。

2．离心压缩机级内的能量损失主要包括：轮阻损失、内漏气损失和流动损失。

3．离心压缩机轴封形式主要有机械密封、浮环密封、迷宫密封和抽气密封。

4．往复式压缩机由传动机构、工作机构、机体和辅助机构四部分组成。

5．活塞通过活塞杆由传动部分驱动，活塞上设有活塞环以密封活塞与气缸的间隙。

6．如果气缸冷却良好，进气过程加入气体的热量减少，则温度系数取值大；传热温差大，造成实际气缸工作容积利用率减小，温度系数取值小。

7．气阀主要由阀座、弹簧、阀片和升程限制器四部分组成。

8．生产中往复活塞式压缩机的排出压力取决于背压（排出管路内压力）。

9．往复活塞式压缩机缸内实际平均吸气压力低于（高于、等于、低于）名义吸气压力，缸内实际平均排气压力高于（高于、等于、低于）名义排气压力。

10．转子型线的影响要素主要有：接触线、泄漏三角形、封闭容积和齿间面积。

11．泄漏三角形三顶点：两转子接触线的最高点、阴转子齿顶与两汽缸孔交线的交点、阳转子齿顶与两汽缸孔交线的交点。

12．螺杆压缩机阴阳转子的传动比等于两转子转角之比，等于两转子转速之比，等于两转子角速度之比，等于两转子节圆半径之比，还等于两转子齿数之比。

13．螺杆压缩机吸气过程中，吸气腔一直与吸气口相连通，不能与排气口相连通。

14．当螺杆压缩机的内压力比大于（大于或小于）外压力比时，此时产生过压缩；当内压力比小于（大于或小于）外压力比时，此时产生欠压缩。

15．螺杆压缩机喷液的作用是：冷却、密封、润滑和降噪等。

16．同一台螺杆压缩机用于压缩空气和丙烷，相比之下当压缩空气时，其压缩比较大（大或小），其排气温度较高（高或低）。

二、判断题（每题1分，共20分）1．多级离心压缩机的最大流量大于单级的最大流量。

（× ）2．扩压器的作用是让气流平稳流动。

（×）3．对于多级离心压缩机，若要达到同样的压力比，压缩重气体时，所需的多变压缩功大，因而级数就多。

（×）4．就压力比与流量的性能曲线而言，在一定转速下，增大流量，离心压缩机的压力比将上升。

（×）5．发生喘振的内在因素是叶道中几乎充满了气流的脱离，而外在条件与管网的压力和管网的特性曲线有关。

（√）6．离心压缩机的级数愈少，压缩机的性能曲线愈陡，喘振流量愈大，堵塞流量愈小，其稳定工作范围也就愈窄。

（×）7．离心压缩机流量调节最常用的是出口节流调节。

（× ）8．压缩机的机械效率是指示功率和比功率之比。

（×）9．压缩机中的惯性力可分为一阶往复惯性力和二阶往复惯性力。

（×）10．往复惯性力始终作用于该气缸轴线的方向，仅其大小随曲轴转角周期地变化。

（√）11．其他条件不变，压缩机吸气温度越高，压缩后排气温度越高。

（√ ）12．往复活塞式压缩机压力比增大时，容积系数不变。

（× ）13．压缩机的额定排气量表明了该压缩机供气量的大小。

（×）14．单列压缩机往复惯性力不能完全平衡。

（√ ）15．往复活塞式压缩机的排气量的大小是指末级状态下所测得的气量。

（× ）16．螺杆压缩机第一代对称圆弧转子型线与非对称型线相比，其泄漏三角形较大，接触线较短。

（√ ）17．过压缩和欠压缩都不会产生额外功耗损失。

（× ）18．两共轭型线相啮合时，在啮合点处两共轭型线必有公切线和公法线；（√ ）19．螺杆压缩机压缩过程中，压缩腔不能与吸气口和排气口相连通。

（√ ）20．螺杆压缩机转子型线的封闭容积越大越好，齿间面积越大越好。

（× ）三、简答题（每题3分，共30分）1．离心式压缩机中的气体，从进入到排出经过了哪些过流部件？答：吸气室----叶轮（1分）---扩压器---弯道（1分）----回流器----蜗壳（1分）2．离心压缩机机械密封的原理是什么？答：由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动，防止流体泄漏（2分）。

将容易泄漏的轴封改为较难泄漏的静密封和端面径向接触的动密封。

（1分）3．往复活塞式压缩机采用多级压缩的优点是什么？答：① 节省压缩功；（1分）② 提高气缸利用率；（1分）③ 降低排气温度；（0.5分）④ 降低活塞所受气体力。

（0.5分）4．往复压缩机的理论循环与实际循环的差异是什么？答：①由于存在余隙容积，实际工作循环由膨胀、吸气、压缩和排气四个过程组成，而理论循环无膨胀过程；（1分）②实际吸排气过程存在阻力损失，使实际吸气压力低于吸气管内压力，实际排气压力高于排气管内压力，而且压力有波动，温度有变化；（1分）③在膨胀和压缩过程中，因气体与汽缸壁的热交换，实际循环中膨胀过程指数和压缩过程指数不断变化，非常数；④实际循环中，活塞环、填料和气阀不可避免漏气，使指示图面积减小。

(1分)5．往复活塞式压缩机的气阀在气缸上有几种布置形式，哪一种的余隙容积较小？答：⑴ 轴向、斜向、径向；(2分)⑵ 轴向余隙容积较小。

(1分)6．螺杆压缩机转子型线的设计原则。

答：①转子型线应满足啮合要求，具有良好的啮合特性。

②转子型线应形成长度较短的连续接触线。

(1分)③转子型线应形成较小面积的泄漏三角形。

④转子型线应使封闭容积较小。

(1分)⑤转子型线应使齿间面积尽量大。

⑥转子型线便于加工制造，较小的气体动力损失，具有小的热变形和弯曲变形等。

(1分)7．什么是螺杆压缩机的内压力比，内压力比大小的决定因素是什么？答：内压力比：压缩机的齿间容积与排气孔口即将连通之前，齿间容积内的气体压力pi称为内压缩终了压力，内压缩终了压力与吸气压力之比，称为内压力比。

(2分)吸排口位置和形状决定内压力比的大小。

(1分)8．以图I-2-5为例，分析螺杆压缩机工作过程。

吸气过程阳转子齿不断从阴转子的齿槽中脱离出来，齿间容积扩大，且仅与吸气口连通，气体流入其中。

(1分)压缩过程齿间容积由于转子齿的啮合而逐渐减小，被密封在齿间容积中的气体所占据的体积也随之减小，导致压力升高，从而实现气体的压缩过程。

(1分)排气过程随着齿间容积的不断缩小，具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出。

齿末端的型线完全啮合，气体通过排气孔口被完全排出。

(1分)9．螺杆压缩机转子所受的轴向力有哪些？端面轴向力(1分)、气体轴向力(1分)、齿轮产生的轴向力、平衡活塞产生的轴向力(1分)。

10．采用多级压缩的原因是什么？答：主要有如下原因：（1）可以节省压缩气体的指示功；（1分）（2）可以降低排气温度；（0.5分）（3）提高容积系数；（0.5分）（4）降低活塞力。

（1分）四、计算题（每题6分，共24分）1. 已知某离心鼓风机入口压力为1×105 Pa （绝），气体温度为20℃，出口压力为0.5×105 Pa （表），出口温度为此60℃。

问：此鼓风机的压缩过程指数是多少？解：由过程方程求之 m m s d s d p p T T 1-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= （2分）T d =333 K ，T s =293 K ， p d =1.5×105 Pa ， p s =1.0×105 Pa得：m m 10.15.1293333-⎪⎭⎫ ⎝⎛= （2分）解方程得 m=1.46 （2分）2. 已知某离心式空气压缩机某级叶轮的有效流量kg/s 95.6=m ，漏气损失系数为013.01=β，轮阻损失系数为03.0=df β。

叶轮对单位质量气体做功J/kg 45895=T H 。

试计算叶轮做功消耗的理论功率、漏气损失功率、轮阻损失功率，以及叶轮对气体做功消耗的总功率和叶轮对单位质量有效气体的总耗功。

解：（1）叶轮对气体作功消耗的功率kW 97.31810004589595.61000=⨯==T T mH N （1分）漏气损失功率15.497.318013.0=⨯==T l l N N β kW （1分）轮阻损失功率57.997.31803.0=⨯==T df df N N β kW （1分）（2）压缩机消耗的总功率（叶轮的总消耗功率）()()kW68.33203.0013.0110004589595.611000=++⨯=++=df l T tot mH N ββ （1分）（3）单位质量气体的总耗功()()110.0130.034589547868.5J/kg tot l df T H H ββ=++=++⨯= （2分）3. 某往复活塞式压缩机吸入压力s p 错误!未找到引用源。

为0.1MPa （绝压），已知理论排气量为100/min m 3，排气表读数（表压）为0.35MPa ，相对余隙容积α=0.10，且85.0l T p =λ⋅λ⋅λ，多变膨胀指数m′=1.2，求实际排气量。

解：75.011.045.01.01112.1111=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--='m v εαλ （4分）min /m 75.6310085.075.03=⨯⨯==n V Q h l T p v λλλλ （2分）4. 实测一活塞式空压机，其P s =0.1MPa （绝压），P d =0.45MPa （绝压），排气温度为130℃，当地大气压为760mmHg ，气温15℃。

问：此时压缩过程是多变过程还是绝热过程，为什么？解：11221110.454031ln 4.356ln1.3990.1288m m m m m m T p T p m m ε---⎛⎫== ⎪⎝⎭-⎛⎫=⇒= ⎪⎝⎭ （2分）3.1296.1336.047.11≈=⇒=⨯-m mm （2分）是多变过程，因为压缩过程m<k 。

（2分）五、分析题（6分）某车间需选用空气压缩机设备，空气压缩机设计参数为：吸气量为60/min m 3，排气压力为7×105Pa 。

常见压缩机的应用范围如图所示，试根据图中内容选择适当类型的压缩机设备，简要说明所选压缩机的工作原理和性能特点（优缺点）。

解：可选往复式活塞压缩机或离心式压缩机。

选型理由包括优缺点或经济性、操作调节、安装维护等；工作原理为动力式或容积式；性能特点包括适用范围、性能参数和特殊工况等。

答案一：选择往复活塞式压缩机。

（1分）往复活塞式压缩机是依靠曲柄连杆机构将主轴的旋转运动转化为活塞的往复运动，依靠往复运动的活塞和气缸及进排气阀之间行成周期性变化的工作腔容积，实现气体的吸入、压缩和排出，完成气体的增压。

（2分）往复活塞式压缩机的优点：①适用压力范围广，从低压到高压（350MPa）。

②热力效率高，功率消耗低。

③对于介质及排气量的适应性强。