流体机械考试

流体机械的一些相关问题

1、往复式压缩机由工作腔、传动部分、机身部分和设备四部分组成。 2、泄漏系数表示气阀、活塞环、填料以及管道、附属设备等因密封不严而产生

的气体泄漏对气缸容积利用程度的影响。

3、泄漏系数取值与气缸的排列方式、气缸与活塞杆的直径、曲轴转速、气体压

力的高低以及气体的性质有关。

4、采用多级压缩可以节省功的主要原因是进行中间冷却。

5、理论上讲，级数越多，压缩气体所消耗的功就越接近等温循环所消耗的功。 6、气阀主要由阀座、弹簧、升程限制器等组成。

7、离心压缩机的级分为三种型式，即首级 末级 和中间级 。 离心压缩机的首级由吸气管 和中间级组成。

8、按排气压力的高低，往复式压缩机可分为低压、中压、高压和超高压压缩机。 9、按容积流量的大小，往复式压缩机可分为微型、小型、中型和大型压缩机。 10、按达到排气压力所需的级数，往复式压缩机可分为单级、两级和多级压缩机。 11、按气缸中心线相对地平线位置或其彼此间的关系，往复式压缩机可分为立式、

卧式和角度式压缩机。

12、角度式压缩机按气缸排列所呈的形状可分为V型、W型、L型、扇型和星型

等。

13、按冷却方式压缩机可分为风冷压缩机和水冷压缩机。

14、在双作用气缸中，为利于填料密封，在曲轴一侧配置较低压力级。 15、被压缩气体进入工作腔内完成一次气体压缩称为一级。 16、理论工作循环包括进气、压缩、排气三个过程。 17、实际工作循环包括进气、膨胀、压缩和排气四个过程。

18、活塞运动到达主轴侧的极限位置称为内止点；活塞运动到达远离主轴侧的极

限位置称为外止点。

19、活塞从一个止点到另一个止点的距离为行程。

20、第一级吸入管道处的气体压力称为活塞压缩机的吸气压力；末级排出接管处

的气体压力称为活塞压缩机的排气压力。

21、余隙容积：是由气缸盖端面与活塞端面所留必要的间隙而形成的容积，气缸

至进气、排气阀之间通道所形成的容积，以及活塞与气缸径向间隙在第一道活塞环之前形成的容积等三部分构成。

22、泵的扬程是单位重量液体从泵进口处到泵出口处能量的增值，也就是液体通过泵获得的有效能量。

23、在离心泵叶片入口附近的非工作面上存在着某些局部低压区，当处于低压区的液流压力降低到对应液体温度的饮饱和蒸汽压时，液体便开始汽化而形成气泡；气泡随液流在流道中流动到压力较高之处时又瞬时溃灭。在气泡溃灭的瞬间，气泡周围的液体迅速冲入气泡溃灭形成的空穴，并伴有局部的高温、高压水击现象，这就是汽蚀产生的机理。

24、转子轴向力：叶轮两侧压差、流体轴向动量差，方向指向叶轮入口；轴向力平衡措施：叶轮对排（对称平衡）、双吸（双面进气）叶轮、叶轮背叶片（背压↓）、平衡盘（末级叶轮后，盘前高压，盘后引入口低压，反向平衡力）； 25、气体力只使气缸、中体和机身等有关部分，以及它们之间的连接螺栓等承受

拉伸或压缩载荷，故称为内力。

26、作用在主轴承上的活塞力中，往复惯性力部分未被平衡，它能通过主轴承及

机体传到机器外面来，故惯性力称为外力。

27、侧覆力矩与阻力矩大小相等，两力矩作用的方向相反，但是侧覆力矩作用在

机身上，阻力矩作用在主轴上，故两者在压缩机内并不能互相抵消。 28、旋转惯性力的平衡比较方便，只需在曲柄的相反方向装上一个适当的平衡重，使两者所造成的离心力相互抵消即可。

29、为了使压缩机的旋转不均匀度适当，必须在压缩机设计时采取相应的措施，

除了合理配置多列压缩机各列的排列外，通常还采用 加纹飞轮平衡重的方法，以增大机器的转动惯量。

30、压缩机的自动调节系统主要包括转速调节、管路调节和压开进气阀调节。 31、离心压缩机由构叶轮、扩压器、弯道、回流器，首级（增加吸气管）、中间级、末级（无弯道、回流器，增加蜗壳）；叶轮：唯一做功元件。闭式、半开式、双吸式（双面进气）；后弯（后向）型、径向型、前弯（前向）型；扩压器：能量转换元件（动能→压能，气流减速增压），无叶（片）型、叶片（有叶）型。 32、压缩机的排气温度过高，会使润滑油粘性降低，性能恶化或形成积炭等现象。

33、压缩机的级数越多，其结构越复杂，同时机械摩擦损失、流动阻力损失会增

加，设备投资费用也越大，因此应合理选取级数。

34、大、中型压缩机级数的选择，一般以最省力为原则。小型移动压缩机，虽然

也应注意节省功的消耗，但往往重量是主要矛盾。因此级数选择多取决于每级允许的排气温度。

35、多级压缩过程中，常取各级压力比相等，这样各级消耗的功（相等），而压

缩机的总耗功最小。

36、在多级压缩机中，通常第一级压力比取小一些，以保证第一级有较高的容积

系数。

37、离心压缩机的首级由吸气管 和中间级组成。

38、离心叶轮的常见型式有闭式叶轮、半开式叶轮和双面进气叶轮叶轮。 39、叶轮结构型式按叶片弯曲型式可分为后弯型叶轮、径向型叶轮和前弯型叶轮。 40、离心过滤与离心沉降的区别是离心沉降中所用转鼓为回转箱 转鼓；而在离心过滤中所41、用转鼓必须开孔，转鼓内必须设有网状结构的滤网或滤布。 42、平衡腔是指不进行气体压缩的容积，其中通以适当压力的气体，以使活塞往返行程中的活塞力比较均衡。

43、泵必需的汽蚀余量是表示泵入口到叶轮内最低压力点K处的静压能量头降低值，用NPSHr表示。

44、泵的有效功率：泵的有效功率是指单位时间内从泵中输送出去的液体在泵中获得的有效能量。

45、一元流动：指气流参数（如速度、压力等）仅沿主流方向有变化，而垂直于主流方向的截面上无变化

46、采用多级压缩（1）可以节省压缩气体的指示功；（2）可以降低排气温度；（3）提高容积系数；（4）降低活塞力。

47、防止离心泵发生汽蚀的措施主要有：（1）提高离心泵本身抗汽蚀性能的措施 适当加大叶轮吸入口直径和叶片入口边宽，改进叶轮吸入口或吸入室的形状，使泵有尽可能小的汽蚀余量；采用双吸式叶轮；采用合理的叶片进口边位置及前盖板的形状；采用诱导轮采用抗汽蚀材料。（2）提高装置有效汽蚀余量的措施①增大吸液罐液面上的压力；②合理确定泵的几何安装高度。

48、活塞环的密封原理：阻塞和节流作用，密封面为活塞环外环面和侧端面（内

环面受压预紧）；关键技术：材料（耐磨、强度）、环数量（密封要求）、形状（尺寸、切口）、加工质量等。

49、容积系数λV 的表达式为：λV ＝1－α（ －1）＝1－ （2-12） 式中：α ——相对余隙容积，α ＝V0（余隙容积）/ Vs（行程容积）；α ＝0.07～0.12（低压），0.09～0.14（中压），0.11～0.16（高压），＞0.2(超高压)。ε ——名义压力比（进排气管口可测点参数），ε ＝pd / ps ＝p2 / p1 ，一般单级ε ＝3～4；n ——膨胀过程指数，一般n ≤m（压缩过程指数）。

50、飞溅润滑（曲轴或油环甩油飞溅至缸壁和润滑表面），结构简单，耗油量不稳定，供油量难控制，用于小型单作用压缩机；

压力润滑（注油器注油润滑气缸，油泵强制输送润滑运动部件），结构复杂（增加油泵、动力、冷却、过滤、控制和显示报警等整套供油系统油站），可控制气缸注油量和注油点以及运动部件压力润滑油压力和润滑油量，适用大中型固定式动力或工艺压缩机，注意润滑油压和润滑油量的设定和设计计算。

51、 动力空气用压缩机常采用切断进气的调节方法，以两级压缩机为例，分析一级切断进气，对机器排气温度，压力比等的影响。

两级压缩机分析：1级切断进气→节流（实际ε1↑）→停止进气排气→2级节流（实际ε2↑）→（短暂）排气温度T2↑→（逐渐）停止进气排气（级间存气）；活塞力↑（ε↑），阻力矩变化。

52、压缩机在高海拔地区运行气量的变化规律是：高海拔地区当地大气压力即吸气压力ps↓，若排气压力pd不变，则名义压力比ε↑，根据（2-12）式和（2-11）式，容积系数λV↓，实际吸气量Vs0↓，容积流量qV↓。

53、一台压缩机的设计转速为200 r/min，如果将转速提高到400 r/min，其气阀工作情况是：

定性分析，定量分析难。如压缩机结构参数（行程s、缸径D1、阀片尺寸等）不变，则容积流量qV↑↑（理论增加一倍），使气阀流速和阻力损失↑↑（激增），进排气频率↑，阀片启闭速度↑，阀片撞击阀座程度↑（加剧），阀片寿命↓（缩短），故障概率↑（增加）。解决问题需改变结构（缩短行程、减小缸径，增加气阀通道面积等）。

54、多级压缩机采用分段与中间冷却：分段（冷却、抽气）、中间冷却（耗功↓

→等温过程）、工艺（排温，防腐蚀、分解、化合）。 55、混合气体的几种混合法则及其作用。 实际混合气体

法则：凯法则（局限性）、徐忠法则（精确度）、极性物质混合法则。

56、喘振工况现象：流量↓→个别叶道产生漩涡（边界层分离）→“旋转脱离”（叶道漩涡区逆向转动）→流量↓↓→大部叶道堵塞（旋转脱离漩涡团）→出口压力p↓→管网气流倒流→出口压力p↑→管网正流供气→流量↓反复倒流正流→喘振工况；危害：强烈振动、噪声、性能（p、η）下降、轴承和密封损坏、转子定子碰撞→机器严重破坏；特点：旋转脱离频率↑、振幅↓、影响叶片，管网影响较小；喘振频率↓、振幅↑、机组管网影响极大；防喘振措施：出口降压（放空、旁路回流），调节（变速、预旋(导叶)、气量↑、停机），监测（qVin、p）；

57、离心压缩机的流动相似条件：几何（尺寸）相似、运动（进口速度△）相似、动力相似（重力、粘滞力、压力、弹性力、惯性力等相似、准数Re、Eu、M相等）、热力相似（热力过程相似，k、m、ηpol相等）；离心压缩机流动相似条件：几何相似、叶轮进口速度△相似、特征马赫数M'2u＝M2u、等熵指数k′＝k；应用：新型设计、模化试验（同机性能换算）、相似换算（不同机性能换算）、产品系列化（通用标准化）；性能换算：完全相似换算（比例参数转速n、流量qV、功率N和相等参数压比ε、效率η、系数ψ，3-54～59式）；近似相似换算（特征M′≠M，或k′≠k）。

58、离心压缩机的附属系统管网系统：输送，含管道、阀门、过滤器、消声器等；增（减）：速设备：传动，齿轮变速箱；油路系统：润滑，管道和油站（油泵、油箱、过滤、冷却、仪表等）；水路系统：冷却，含冷却器、管道、阀门、水箱等；检测系统：调节控制，信号检测（传感器、仪表）、传输（电缆）、处理（计算机）、记录（显示）等。

59、转子的临界转速：（转子弯曲振动）固有频率转速，1阶nc1、2阶nc2、?、n阶ncn等，主要考虑前3阶；计算方法：传递矩阵法(初参数法，精确解)、能量（瑞利）法(近似计算)、特征值法(求固频)、影响系数法(求强迫振幅)；校核条件：刚性转子n≤0.75nc1；柔性转子1.3nc1≤n≤0.7nc2。

60、转子的轴向力：叶轮两侧压差、流体轴向动量差，方向指向叶轮入口；轴向力平衡措施：叶轮对排（对称平衡）、双吸（双面进气）叶轮、叶轮背叶片（背压↓）、平衡盘（末级叶轮后，盘前高压，盘后引入口低压，反向平衡力）；防轴向串动要求：止推轴承、保留（3000～8000 N）轴向力、（设置轴向）位移限制器、监测（轴向）位移。

61、轴端密封方式：机械密封：动静环，径向间隙（轴面）密封→轴向间隙（端面）密封，效果、寿命好，成本高，替代填料；液膜（浮环）密封：浮动径向间隙密封（液体润滑）＋双端面密封，封液（＞气压）强制向内外输送（回收）；干气（气膜）密封：动静环→动环开槽→(旋转)气体动压→端面间隙→气封（润滑），启动、装配、振动问题；离心压缩机：状态监测＋干气密封→工业实用保证（解决重大技术问题）。

62、 改变泵的运行工况，可采取的调节措施：离心泵运行调节方法：①．变泵特性；②．变装置（管路）特性；③．同时改变泵和管特性。 调节方法 变特性 原理

主要特点 主要问题 经济性 应用

调速驱动机 最好

常用

变转速 泵 平移泵特性 节能 切割叶轮外径 变导叶片角度 变叶轮端间隙 泵串联并联

切割定律 系列产品 切割范围 较差 预旋调节 节能 泄漏调节 简便

机构复杂 较好 流量损失 差

不常用

设备联合 满足

工艺要求 设计匹配 并联较好 串联较差 设计要求

阀门节流 管 节流增阻 简便 液位调节 旁路分流

平移管特性 节能 平缓管特性 简便

能量损失 差 常用 装置复杂 较好

特殊情况

损失浪费 差 备用

63、 泵流动相似条件：几何相似、进口速度△相似（运动相似）；相似工况：满足相似条件，相似工况点运行，应用相似定律。

60、转子的轴向力：叶轮两侧压差、流体轴向动量差，方向指向叶轮入口；轴向力平衡措施：叶轮对排（对称平衡）、双吸（双面进气）叶轮、叶轮背叶片（背压↓）、平衡盘（末级叶轮后，盘前高压，盘后引入口低压，反向平衡力）；防轴向串动要求：止推轴承、保留（3000～8000 N）轴向力、（设置轴向）位移限制器、监测（轴向）位移。

61、轴端密封方式：机械密封：动静环，径向间隙（轴面）密封→轴向间隙（端面）密封，效果、寿命好，成本高，替代填料；液膜（浮环）密封：浮动径向间隙密封（液体润滑）＋双端面密封，封液（＞气压）强制向内外输送（回收）；干气（气膜）密封：动静环→动环开槽→(旋转)气体动压→端面间隙→气封（润滑），启动、装配、振动问题；离心压缩机：状态监测＋干气密封→工业实用保证（解决重大技术问题）。

62、 改变泵的运行工况，可采取的调节措施：离心泵运行调节方法：①．变泵特性；②．变装置（管路）特性；③．同时改变泵和管特性。 调节方法 变特性 原理

主要特点 主要问题 经济性 应用

调速驱动机 最好

常用

变转速 泵 平移泵特性 节能 切割叶轮外径 变导叶片角度 变叶轮端间隙 泵串联并联

切割定律 系列产品 切割范围 较差 预旋调节 节能 泄漏调节 简便

机构复杂 较好 流量损失 差

不常用

设备联合 满足

工艺要求 设计匹配 并联较好 串联较差 设计要求

阀门节流 管 节流增阻 简便 液位调节 旁路分流

平移管特性 节能 平缓管特性 简便

能量损失 差 常用 装置复杂 较好

特殊情况

损失浪费 差 备用

63、 泵流动相似条件：几何相似、进口速度△相似（运动相似）；相似工况：满足相似条件，相似工况点运行，应用相似定律。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/if26.html