武汉理工《船舶辅机》期末复习题及参考答案

《船舶辅机》复习题及参考答案第一部分1.泵的性能参数有哪些？答：流量、扬程、转速、功率和效率、允许吸上真空度流量：泵在单位时间内所排送的液体量扬程：也称泵的压头，是指单位重量液体通过泵后所增加的机械能 转速：泵轴每分钟的回转数功率：泵的输出功率又称有效功率，是指泵实际输出的液体在单位时间内所实际增加的能量效率：由泵运动部件的机械摩擦所造成的能量损失，用机械效率来衡量 允许吸上真空度：泵工作时吸入口处的真空度高到一定程度时，由于液体在泵内的最低压力降到其饱和蒸汽压力，液体就可能在泵内汽化，使泵不能正常工作，泵工作时所允许的最大吸入真空度即称“允许吸上真空度”2.泵的允许吸上真空高度和泵的许用吸高有什么不同？答：泵的允许吸上真空度常用水柱高度（m ）来表示，称为允许吸上真空高度，用[]s H 表示。

泵的许用吸高是指泵的最大允许吸上高度，用[]s z 表示[]s H =/s H g ρ，[]s H 可用来推算泵的最大允许吸上高度（许用高度）。

即在常温和吸入液面上作用的压力近似等于标准大气压力时，水泵的许用吸高可以用允许吸上真空高度[]s H 减去吸入速度头和吸入管路阻力损失的水头来计算。

3、按照工作原理泵可分为哪几类，它们是如何传递能量的？答：按照工作原理泵可分为以下几类：（1） 容积式泵容积式泵是靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接使液体的压力能增加。

（2） 叶轮式泵叶轮式泵是靠叶轮带动液体高速回转而把机械能传递给所输送的液体。

（3） 喷射式泵喷射式泵是靠工作流体产生的高速射流引射流体，然后再通过动量交换而使被引射流体的能量增加。

4、影响泵正常吸入的因素有哪些？答：保证泵正常吸入的条件如下：（1） 泵必须能够造成足够低的吸入压力，其值由吸入条件所决定。

（2） 泵吸口处的真空度不得大于泵的允许吸上真空度，从而确保泵内最低吸入压力不低于所输送液体在其温度下所对应的饱和压力，否则液体就会汽化，是泵不能正常工作。

进一步分析影响泵吸入压力的各种因素：a 吸入液面压力的影响b 吸高的影响c 吸入管流速和管路阻力的影响d 被输送液体温度的影响e 被输送液体密度的影响f 惯性水头的影响5、影响泵正常排出的因素有哪些？答：1）泵必须能产生足够大的排出压力式中：排出管路损失中已扣除了排出管出口的速度头损失.2）容积式泵的排出压力不得超过额定排出压力，否则，将可能造成原动机过载，甚至使泵的密封或部件损坏。

此外，有时还要求限制排出压力的波动率。

而对叶轮式泵，则其工作扬程一般不超过封闭扬程，并以接近额定扬程为宜。

6、往复泵的流量脉动率是怎么产生的？如何解决？答：活塞速度是周期性地变化，故其瞬时流量也将周期性地变化。

解决办法：常采用多作用往复泵或设置空气室。

7、齿轮泵困油现象的原因是什么？如何解决？答：困油现象原因：为了使齿轮泵连续运转，且齿轮的重叠系数大于1，即同时有两对齿轮啮合，它们和端盖之间形成一个封闭的空间，此空间由大变小，最小时为啮合点对称于节点，其后空间由小变大的现象。

解决办法：消除困油现象的原则：使困油空间在达到最小值以前与排油腔相通；在达到最大值以前与吸油腔相通；在达到最小值时与吸、排油腔均不相通。

1）卸压（荷）槽在齿轮泵的泵盖上或浮动轴套上开卸荷槽。

2）卸压孔8、根据离心泵的理论扬程公式，说明其和哪些因素有关？答：扬程等于单位重量液体通过泵后所具有的能量增值（即液体离开叶轮和进入叶轮时的压头之差）。

影响因素：1）离心泵所能产生的扬程主要取决于叶轮的直径和转数。

增大叶轮直径，扬程增加；增大转数，扬程增加。

2）离心泵的扬程随流量而变，并与叶片出口角有关。

3）与流量之间的关系:随流量增加而降低。

4）离心泵的理论扬程与所输送流体的性质无关。

9、根据离心泵的特性和管路的特性说明节流法是如何调节流量的？答：增加或减小离心泵排出阀的开度，可使流量增大或减小，称为节流调节。

随着排出阀门开度的减小，管路曲线变陡，管路阻力增大，管路特性曲线上移，工作点由M→M'点，流量减小。

同时，轴功率P降低，允许吸上真空度增大。

这时泵的工作扬程虽然有所提高，但是原管路所利用的扬程减小，关小排出阀后增加了节流损失。

而节流后工况点偏离设计工况点，泵本身的效率也会降低。

10、离心泵的轴向推力是怎么产生的？和哪些因素有关？有哪些平衡方法？答：1）当叶轮回转时，处于叶轮与泵壳之间的液体也将随叶轮而回转，因而产生离心力，使叶轮与泵壳间的液体压力沿径向按抛物线规律分布。

在密封环半径rw以外，叶轮两侧的压力对称，而在密封环半径之内，两侧压力不对称，即作用在左侧的压力较低的压力P1。

因此，单级式叶轮工作时必将受到一个由叶轮后盖板指向叶轮进口端的轴向推力FA。

N.液体在叶轮进口处从轴向变成径向流动时，尚会在叶轮上产生一个方向与相反的轴向动反力。

在泵正常工作时，动反力与轴向力相比数值较小，可以忽略不计。

但在启动时由于泵的正常压力还未建立，所以动反力作用比较名明显，可能引起转子窜动。

此外，对于单侧吸入悬臂式泵，还必须计入由进口压力作用在轴头上的与方向相反的附加轴向力，而立式泵还有重力引起的轴向力。

2）轴向力的大小与泵每级叶轮的扬程，叶轮两侧的不对称面积和级数有关，在多级泵中有时轴向推力可能达到相当高的数值。

3）常用的轴向推力平衡方法有：止推轴承；平衡孔或平衡管；双极叶轮或叶轮对称布置；平衡盘11、根据比转数的特点如何选取输送船舶压载水的泵？为什么？答：高比转数（150~300）适用于压载泵（排水），因为扬程变化大时，流量变化小。

12．离心泵调节流量的方法有哪些？答：①节流调节法②回流调节法③变速调节法④汽蚀调节法13.离心泵的能量转换装置有哪两种基本形式？分别适合于什么场合？答：1）蜗壳和导轮2）我国绝大多数单级泵采用螺旋线蜗室，大部分多级泵采用具有径向导叶轮式导轮。

虽然导轮式多级泵具有结构轻巧，节约金属等优点，但仍有少数多级泵采用螺旋形蜗室，其原因是这种泵的维修方便。

（出自《船舶辅机机械》李之义p22）14.简述喷射泵的喉嘴面积比m对性能有何影响？答：喉嘴面积比m是混合室圆柱段的截面积f3与喷嘴出口的截面积f1之比。

对性能有何影响：（1）喉嘴面积比m值小的泵，其流量比μ较高；喉嘴面积比m小，导致被引射流体的体积流量Qs小，导致被引射流体经过泵后所增加的压头H高，导致扬程比h高。

（2）不同的引射系数（即流量比），存在不同的最佳m值，采用最佳m值的泵其效率最高。

（出自ppt 5-1第12页）15.喷射泵有何特点？它存在哪些能量损失？答：1.效率很低 2.结构简单、体积小，价格低廉 3.无运动部件，工作可靠，噪声很小，使用寿命长，很少需要维修 4.可造成价高的真空度，自吸能力强 5.可输送含固体杂质的污浊液体；即使被水浸没也能工作。

存在的能量损失：喷嘴损失、混合室进口损失、混合室摩擦损失和混合损失、扩压室损失。

（来自《船舶辅机》费千第2版第64页）16、利用液压图形符号画出一个具有简单功能的液压系统图？答：见书P112 图7-117.液压控制阀按照用途有哪些主要类型？答：方向控制阀；压力控制阀；流量控制阀。

18.方向控制阀有哪几种？各起什么作用？答：有单向阀；换向阀。

单向阀的作用就是使油液只能向一个方向流动；换向阀的作用是靠改变阀芯的位置以改变阀体上油路沟通状况从而改变油液的流向。

19.方向控制阀有：1）单向阀作用：使油液只能向一个方向流动2）换向阀作用：靠改变阀芯的位置以改变阀体上油路沟通状况从而改变油液的流向20.流量控制阀有：1）节流阀作用：靠移动阀芯的位置来改变阀口的流通面积，以起到节流的作用2）调速阀作用：流过节流口的流量变化时提供压力补偿或温度补偿。

21、转舵时产生的舵效有哪些？试分析之。

答：舵效是指舵叶转过一个一定的角度后使船在一定的时间内一定的距离上转过一个角度。

舵效与转过的舵角和螺旋桨转速有关，加大舵角和提高螺旋桨转速可以提高船舶舵效22、什么叫转舵力矩？什么叫转船力矩？答：舵机工作时施加于舵杆的力矩称之为转舵力矩，用M表示，转舵时需克服舵的水动力矩，Ma和舵承的摩擦扭矩Mf，所以有M=Ma+Mf转船力矩：水作用力 F 对船舶重心所产生的力矩，转船力矩与舵叶的浸水面积及相对水速的平方成正比，没有相对水速就没有舵效。

23、船舶操舵装置由那些基本部分组成？答：1. 操纵系统－转递操舵信号2. 控制元件－控制油液的流向、流量和压力3. 转舵机构－将油液的压力能转变为机械能4. 动力源－提供一定压力和流量的油液24、蒸气压缩式制冷装置由哪些基本部件组成，各有何作用？答：a、单级蒸汽压缩制冷系统，是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四个基本部件组成。

b、各部件的作用压缩机: 压缩和输送制冷蒸汽，并造成蒸发器中低压、冷凝器中高压，是整个系统的心脏。

提高制冷剂蒸汽的露点。

冷凝器: 是输出热量的设备，将制冷剂在蒸发器中吸收的热量和压缩机消耗功所转化的热量排放给冷却介质。

节流阀: 对制冷剂起节流降压作用，并调节进入蒸发器的制冷剂流量。

降低制冷剂液体的沸点。

蒸发器: 是输出冷量的设备，制冷剂在蒸发器中吸收被冷却对象的热量，从而达到制冷的目的。

25、蒸汽压缩式制冷装置的实际循环与理论循环有何区别？答：区别：（1）实际压缩过程是多变过程；（2）压缩机的吸气过热；（3）冷凝器排液过冷；（4）蒸发温度低于低温热源；（5）冷凝温度高于高温热源；（6）管道流动中有一定的传热。

26、蒸汽压缩式制冷实际循环为什么要采用过冷和过热？答：（一）采用过冷的原因：其他条件不变，循环过冷度增加，过冷温度降低，可以使循环的单位质量制冷量增加，而循环的压缩功并未增加，故采用过冷最终使制冷循环的制冷系数提高了。

（二）采用过热的原因：吸气过热有3个影响：1、制冷量有一定增加；2、压缩功有一定增加；3、制冷系数一般下降。

虽然过热一般会对制冷循环造成不利影响，但是对于实际制冷机特别是活塞式制冷机来说，一定要保证压缩机吸气具有一定过热度，避免湿压缩，造成“抱缸”和“液击”事故。

27. 利用压焓图说明蒸发温度对制冷循环性能有何影响？答：其他条件不变时，蒸发温度降低。

这时循环单位制冷量稍有降低,同时因吸气压力降低，吸气比体积增大，制冷剂的质量流量G减小，因此制冷量减小。

而因为单位压缩功增大，制冷系数ε会变小。

反之，蒸发压力和温度升高，制冷量和制冷系数会增高。

28. 利用压焓图说明冷凝温度对制冷循环性能有何影响？答：其他条件不变时，冷凝温度升高时，这时由于冷凝压力升高，膨胀阀节流压降增大，节流后制冷剂湿蒸汽的干度增大，单位制冷量减小；输气系数λ因压力比增加而减小，吸气比体积未变，故制冷剂的质量流量G会略有减少；所以制冷量减少。