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 97.3181000

4589595.61000=?==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）

()()kW

68.33203.0013.011000

4589595.611000=++?=++=df l T tot mH N ββ （1分） （3）单位质量气体的总耗功

()()110.0130.0345895

47868.5J/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：

1

1221110.454031ln 4.356ln1.3990.1288m m m m m m T p T p m m ε---??== ???

-??=?= ??? （2分）

3

.1296.1336.047.11≈=?=?-m m

m （2分） 是多变过程，因为压缩过程m

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。④对制造机器金属要求相对不严。（1.5分）

往复活塞式压缩机的缺点：①重量大、尺寸大、结构复杂、安装基础施工工作量大。②可损件多、可靠性低。③气流有脉动。④转速较低，排气量受到限制。

⑤振动大。（1.5分）

答案二：

选择离心式压缩机（1分）

原理：气体由吸气室吸入，通过叶轮对其做功后，使气体的压力，速度，温度都提高，然后在进入扩压器，将气体的速度能转变为压力能。当一级压缩不能满足要求时，就必须把气体引入下一级进行压缩，因此会在扩压器后设置弯道和回流器，将气体由离心方向变为向心方向，均匀进入下一级叶轮进口。（2分）优点：排量大；结构紧凑，尺寸小；运转可靠；气体不与机器润滑系统的油接触；转速较高。（1.5分）

缺点：不适用于气量太小和压比过高的场合；效率一般低于活塞压缩机；稳定工况区窄。（1.5分）

答案三：

选择回转式压缩机（1分）

原理：依靠阴阳转子旋转时的相互啮合，实现工作容积的变大和缩小，从而实现气体的吸入，压缩和排气过程。（2分）

优点：（1）可靠性高（2）操作维护方便（3）动力平衡性好（4）多相混输（5）工况和介质的适应性强。（1.5分）

缺点：（1）造价高（2）不能用于高压场合（3）不能制成微型（1.5分）

制冷压缩机复习题1

型制冷压缩机:在容积可变的封闭容积中直接压缩制冷剂蒸汽，是体积缩小从而提高压力的目的，这种压缩机称为容积型制冷压缩机2

容积型制冷压缩机包括往复式、螺旋式、涡旋式、滚动转子式、滑片式、旋叶式3

速度型制冷压缩机：提高制冷剂压力的途径实现提高制冷剂蒸汽的动能，再将动能转变为位能，提高压力。包括离心式和轴流式4

按密封方式分为：开启式、半封闭式、全封闭式。开启式：一种靠原动机驱动伸出伸出机壳外的轴或其他零部件的压缩机。半封闭式：一种外壳可在现场拆卸维修内部机件的无轴封装置的制冷压缩机。全封闭式：压缩机和电动机装一个由钎焊或熔焊焊死的外壳内的制冷压缩机5

往复式制冷压缩机的工作原理：（1）压缩过程：提高冷挤压力提高。（2）排气过程：排气阀打开，制冷剂从气缸向排气管输出过程。（3）膨胀过程：余隙容积内的高压气体随活塞的向下运动，压力降低，当压力略低于吸气压力时吸气阀打开（4）吸气过程：从蒸发器吸入制冷剂。压缩机经过压缩、排气、膨胀、吸气四个过程，将蒸发器内的低压蒸汽吸入使其压力升高后排入冷凝器，完成制冷剂的吸入，压缩和输送6影响压缩机容积效率的因素：容积系数、压力系数、泄露系数、温度系数7

活塞组：在工作中受往复惯性力，侧压力、摩擦力的作用，与此同时，还受气体的加热，润滑条件差，要求活塞组在尽量减小其重量的同时要具有足够的刚度强度耐磨性以及较好的导热性，较小的热膨胀系数，以维持汽缸和活塞之间合理间隙8

活塞组包括筒形活塞（顶部、裙部、环部、活塞销座，顶部的形状是为了减小余隙容积以配合吸气阀片或凸出物。环部间隙在0.05-0.1mm，过大有冲击和噪声，过小使环在环槽中卡住。）、活塞销（传递来自气体的作用力和曲轴的动力）、活塞环（油环和气环）9

气环保持气缸与活塞之间的气密性两道密封面

10、铸铁活塞大多数用于不采用活塞环的全封闭式压缩机中，高速缸多采用铅合金活塞

11、连杆有整体式（偏心轴，偏心曲轴的行程是偏心轴径偏心剧的两倍，只能用

于小型压缩机，否则会因为偏心轴颈直径较大，而导致曲轴和连的大头尺寸较大）和剖分式（曲拐轴平切口，斜切口）

12、原动机通过曲轴将力传递至活塞包括曲柄轴、曲拐轴(两个曲柄销共用两个支撑这样的

结构对刚度不利，但可以缩短曲轴的长度，使压缩机结构结构紧凑)、和偏心轴（仅有一个偏心轴颈，只能驱动单缸，往复惯性力无法平衡，震动大

13、压缩气缸的布置：卧式和立式（主要两缸布置），角度布置（v型、w型、s 型）十字形布置四缸滑槽式驱动结构

14、机体由气缸和曲轴两部分组成；缸体有吸排气通道，曲轴箱内的空间，一方面是曲轴、连杆运动必须具有的空间，另方面盛装润滑油的容器

15、气缸套是为了延长机体的寿命，缸套磨损后可以更换多用耐磨铸铁。缸套上圆孔及凸缘的作用1缸套顶部的法兰提供了吸气通道和吸气阀座成为气阀的一部分2缸套上的凸缘及当环槽用于顶开吸气阀片的卸载机构，成为压缩机输气量调节的一部分

16机体和缸套的冷却水冷式、风冷式、制冷剂冷却、翅片散热、吸气冷却17密封结构

18气阀的作用；气阀是往复式压缩机的重要部件之一，它控制着压缩机的吸气、压缩、膨胀和排气四个过程（靠压差控制，主要由阀座，阀片，气阀弹簧，升程限制器）

19气阀工作原理1吸气过程中当阀片前后的压差超过了作用在阀片上弹簧的预紧力时阀片打开，当阀片前后的压差降低阀片在弹簧的预紧力下关闭完成吸气。2压缩过程吸排气阀是关闭的。3排气过程中，排气前后压力差超过弹簧预紧力·····20、对气阀的要求：1流过气阀的阻力小；使用寿命长；气阀形成的余隙容积要小；

气阀关闭时气密性好；结构简单，制造方便，易于维修，零件标准化，通用化程度高

21刚性环片阀，簧片阀，柔性环片阀

22、润滑油的作用：减少摩擦；带走摩擦热和磨屑；密封23、润滑方式：飞溅、压力润滑之油泵供油、压力润滑离心供油24、滚动转子式制冷压缩机全封闭式（立式和卧式）和开启式25、书上典型立式全封闭式滚动转子式压缩机1吸气从底部进入吸气缸，减少有害过热2储液器的作用;气液分离，

存储制冷剂及润滑油，缓冲吸气压力脉动的作用3排气冷却压缩机4离心力由下往上供油5平衡块消除不平衡惯性力6滑片弹簧采用圆圈形，使气缸结构更加紧凑26涡旋式压缩机的特点效率高，振动小，噪声低，可靠性及寿命高27供油系统封闭机壳下部润滑油经过过滤器从曲轴中心油道进入压力室，又随被压缩气体经中心压缩室排到封闭的机壳中，期间润滑了涡旋型面，同时润滑了轴承，十字连接环，冷却了电机，润滑油经油气分离后流回油池28、泄露形式1通过轴向间隙的径向泄露2通过径向间隙的周向泄露

29，密封形式：接触式密封（用于轴向涡旋臂端开涡旋槽，内嵌密封元件）和非接触式密封（提高加工精度装配精度严格控制泄露间隙大小）

30、滚动转子式压缩机的优缺点1、结构简单，零部件几何结构简单，便于加工级流水线生产2体积小、重量轻、3易损件少，故运行可靠、4效率高缺点1气缸容积利用率低2需要较大的飞轮3滑片做往复运动，为易损件4需要平衡的旋转质量

31用途小型用于空调器、除湿机双缸的用于单元式空调机、小型全封闭卧式用于小型制冷装置

32螺杆式制冷压缩机的工工作过程：1吸气过程；阴转子的连续脱离阳转子，齿间容积不断扩大，并和吸气腔相通，直到齿间容积达到最大时，与吸气腔断开，完成吸气。2压缩过程；吸气结束，压缩机的转子继续运转，阴阳转子连通之前，阳转子齿间容积内的气体受阴转子侵入开始压缩，经某一转角后，v形容积随转子的转动开始减小，实现气压缩，直到与排气口相通3排气过程；齿间容积与排气孔相通后，排气即将开始，随转子的转动，v行容积逐渐减小，将压缩后的气体送到排气管，直到v形容积最小

33、螺杆式压缩机的结构参数：齿高系数与齿数；扭转角与扭角系数；长径比和圆周速度；级数与压力比；间隙

34、开启式螺杆机的优点：1体积小，重量轻，占地面积小，运动无往复惯性力，对地基要求不高。2、机器结构简单，易损件少，尤其是它无吸排气阀片，无膨胀过程单级压力比大，对液击不敏感。3、能适应广阔的工况范围，尤其是利用热泵机组上其容积效率并不向往复式那样有明显的下降。4、输气量能无极调节并且正在50%以上的容量范围内功率与输气量成正比关系

35、吸气止逆阀是防止停机后，由于气体倒流造成管路内凝。排气止逆阀是防止停机后，高压气体由油冷等处倒流回机体，使转子倒转，造成螺杆机型面的磨

损36、容积型制冷压缩机调节的目的：保证用户处的目标温度可以始终在预期的范围内；为了减少能量消耗，提高能量利用率

37、能量调节的方式，吸气节流调节；变转速调节（间歇运行调节和变频调节）；变工作容积的调节（多机并联，内部并联压缩机，旁通调节---旁通阀调节，滑阀调节，柱塞调节）；顶开吸气阀片调节

38、喘振：由于旋转失速导致周期性的来回脉动气流，压缩机转子也出现大的振动，

这种现象称为喘振

39、喘振的危害：压缩机周期性的发生间断的吼响声，整个机组出现强烈的振动，引起转子和密封齿的碰和轴向位移。冷凝压力和主电动机电流发生较大幅度的波动，轴承温度很快升高，严重时甚至破坏整个机组

40、减小喘振工况点的流量是目前改善离心式制冷压缩机性能的关键。减小喘振的

措施有：改变进口导叶片的开度及无叶扩压器的宽度；变转速调节；目前一些离心机采用两级压缩，以减少每一级的负荷，或采用高精度今夜口导叶调节41、产生喘振的原因：冷凝压力的增加，式压缩机的压力增加，而处于小流量区运