泵与压缩机[参考内容]

参考。材料

1

《泵与压缩机》综合复习资料

一、简述题

1．简述离心泵的抗汽蚀措施，说明较为有效实用的抗汽蚀措施。 2．简述离心压缩机的单级压缩和多级压缩的性能特点。

3．简述往复活塞式压缩机的工作循环，指出工作循环中的热力过程。 4．简述离心泵的性能曲线，说明性能曲线的主要用途。

5．简述离心压缩机的喘振工况和堵塞工况，说明对离心压缩机性能影响较大的特殊工况。 6．简述往复活塞式压缩机的排气量调节方法，说明较为实用有效的调节方法。 7．简述离心泵的主要零部件，说明离心泵的工作原理。

8．简述往复活塞式压缩机的动力平衡性能，说明动力平衡的基本方法。 9．简述离心泵的速度三角形和基本方程式。

10．简述离心压缩机的工况调节方法，说明较为节能实用的工况调节方法。 11．简述往复活塞式压缩机多级压缩的性能特点。

二、计算题

1．一台离心水泵，实测离心泵出口压力表读数为0.451 MPa ，入口真空表读

数为256 mmHg ，出口压力表和入口真空表之间的垂直距离Z SD ＝0.5 m ，离心泵入口管径与出口管径相同，水密度ρ＝1000 kg/m 3。求离心泵的实际

扬程H （m ）。

2．一台单级双吸式离心水泵，流量Q ＝450 m 3/h ，扬程H ＝92.85 m ，转速n

＝2950 r/min 。求离心泵的比转数n s 。 3．一台单级离心式空气压缩机，压缩机叶轮圆周速度u 2＝255.235 m/s ，流量系数φ2r ＝0.28，叶片出口安装角β2A ＝50o，叶片数z ＝20。求离心压缩机的理论能头H T （J/kg ）。 4．一台离心泵流量Q 1＝100.0 m 3/h ，扬程H 1＝80.0 m ，功率N 1＝32.0 kW ，转速n 1＝2900 r/min 。求离心泵转速调节至n 2＝1450 r/min 时的流量Q 2（m 3/h ）、扬程H 2（m ）和功率N 2（kW ）。 5．一台离心水泵，离心泵样本允许汽蚀余量[H s ]＝5.0 m ，使用当地大气压p a ′＝0.07 MPa ，使用当地饱和蒸汽压p v ′＝1400 Pa ，水密度ρ＝1000 kg/m 3。求离心泵在当地使用的允许真空度[H s ]′（m ）。 6．一台多级离心式空气压缩机，第一级理论能头H T ＝44786.0 J/kg ，内漏气损失系数βl ＝0.012，轮阻损失系数βdf ＝0.030，有效气体流量m ＝27000 kg/h 。求离心压缩机第一级的总功率H tot （kW ）。 7．一台往复活塞式空气压缩机，单级双缸单作用结构型式，标准吸入状态排气量Q ＝0.60 m 3/min ，容积系数λv ＝0.798，一级系数λp λT λl ＝0.900，转速n ＝1200 r/min ，活塞行程S ＝0.055 m 。求往复压缩机的气缸工作容积V h （m 3）和气缸直径D （m ）。 8．一台单级往复活塞式空气压缩机，容积系数λv ＝0.800，气缸工作容积V h ＝0.1330 m 3，压缩机转速n ＝330 r/min ，当量过程指数m ＝1.33，平均实际吸气压力p 1'＝92910 Pa ，平均实际排气压力p 2'＝422741 Pa 。求往复压缩机的指示功率N i （kW ）。

参考。材料

2

9．一台往复活塞式空气压缩机，单级双缸双作用结构型式，压缩机容积系数λv ＝0.768，系数λp λT λl ＝0.890，转速n ＝440 r/min ，气缸直径D ＝0.420 m ，活塞行程S ＝0.240 m 。求往复压缩机的排气量Q （m 3/min ）。（忽略双作用气缸中活塞杆直径尺寸） 10．一台单级往复活塞式空气压缩机，吸气压力p 1＝0.10 MPa ，排气压力p 2

＝0.45 MPa ，吸气温度t 1＝18.25℃，多变压缩过程指数m ＝1.33。求往复压缩机的排气温度t 2（℃）。

三、综合题

1.某平原地区石化装置选用冬季经常使用的高扬程、小流量的输送粘油泵设备。试选择适当类型的泵设备，说明选型理由和使用注意问题。

2. 某室内石化装置选用高排气压力和小排气量的固定式天然气压缩机设备。试

选择适当类型的压缩机设备，说明选型理由和使用注意问题。

参考答案： 一、简述题

1．简述离心泵增大装置有效汽蚀余量、减小泵本身汽蚀余量和改进叶轮材料

等措施，指出较为有效实用的抗汽蚀措施。

2．简述离心压缩机多级性能曲线和单级性能曲线的相似处和差异点，说明多

级性能曲线陡，稳定工作区窄，喘振和堵塞流量改变等特点。

3．简述往复压缩机的理论工作循环和实际工作循环的基本过程、假设条件和

实际条件，说明压缩、排气、吸气以及膨胀热力过程。

4. 简述离心泵扬程、功率、效率和吸入（汽蚀）性能曲线的名称、基本形状和

主要用途。

5. 简述离心压缩机喘振和堵塞工况的原理过程、危害特点和防控措施，指出对

离心压缩机性能影响较大的喘振工况。

6. 简述往复压缩机改变转速、切断进气、旁路回流、顶开气阀和补助余隙等排

气量调节方法，指出较为实用有效的工况调节方法。

7. 简述离心泵叶轮、吸入室、蜗壳、轴封等主要零部件的作用，阐述离心泵叶

轮旋转对流体做功的工作原理。

8．简述往复压缩机的惯性力平衡和切向力（转矩）均衡的主要内容和主要参

数，说明动力平衡的基本方法。

9．简述离心泵速度三角形的速度和角度等参数，简述欧拉方程的表达形式、

适用范围和物理意义。 10.简述离心压缩机阀门节流、转动导叶和改变转速等调节方法，指出较为节能

实用的工况调节方法

11．简述往复压缩机多级压缩的优点和缺点，说明多级压缩的压力比分配和级

数确定等基本原则。

二、计算题.解：进出口管径相同，c D ＝c S ，g

c c S

D 222-＝0

p D ＝0.451×1000000＝451000 Pa （正表压） p S ＝(256/750)×100000＝34133 Pa （负表压）

g

c c Z g p p H S

D SD S D 22

2-+

+-=ρ＝[451000－(－34133)]/(1000×9.8)＋0.5＋0＝50.0 m 2． 解：双吸式离心泵，计算流量Q ＝450/2＝225 m 3/h

4

/34

/385.923600

/225295065.365.3??=

=

H Q n n s ＝90.0

参考。材料

3

3．解：)sin ctg 1(2222

2A A r T z

u H βπ

β?-

-=

＝255.2352

×[1―0.28×ctg50°―(π/20)×sin50°]＝42000.4 J/kg 4．解：比例定律

Q 2＝Q 1(n 2/n 1)＝100.0×(1450/2900)＝50.0 m 3/h

H 2＝H 1(n 2/n 1)2＝80.0×(1450/2900)2

＝20.0 m N 2＝N 1(n 2/n 1)3＝32.0×(1450/2900)3＝4.0 kW 5． 解：p ′a ＝0.07×1000000＝70000 Pa g

p p H H v a

S S ρ'-'+

-='10][][＝5.0－10＋(70000－1400)/(1000×9.8)＝2.0 m 6．解：G ＝27000/3600＝7.50 kg/s

)1(1000

df l T

tot mH N ββ++=

＝(7.50×44786)/1000×(1＋0.012＋0.030)＝350.0 kW 7．解：n

Q

V l T p v h λλλλ=

＝0.6/(0.798×0.9×1200)＝0.00070 m 3

双缸结构，i ＝2 单作用气缸2

055.00007

.044???==

ππSi V D h ＝0.090 m 8．解：ε'＝p '2/p '1＝422741/92910＝4.55

]1)/[(1

10001121

-'''-=-m

m h v i p p n V p m m

N λ

＝(1/1000)×1.33/(1.33-1)×92910×0.8×0.133×330/60×(4.55(1.33-1)/1.33-1)＝100 kW

9．解：双缸结构，i ＝2 双作用缸忽略活塞杆，2224.042.04

2422????=

?=

π

π

Si D V h ＝0.1330

m 3

n V Q h l T p v λλλλ=＝0.768×0.890×0.1330×440＝40.0 m 3/min 10．解：T 1＝t 1＋273＝18.25＋273＝291.25 K ()()33.11

33.111211121.0/45.025.291/---?===m m m

m p p T T T ε＝423.0 K

t 2＝T 2―273＝423.0―273＝150.0 ℃ 三、综合题

不设标准答案，根据实际情况和相关知识进行论述说明。