化工過程機器

復習要點考試題型：一、填空（20分）二、判斷（5分）三、選擇（10分）四、簡答（35分）五、計算（30分）泵的分類：按泵的工作原理和結構形式，分為三類：泵葉片泵（透平泵）容積式泵往復泵：活塞泵，柱塞泵，隔膜泵轉子泵：齒輪泵，螺桿泵，滑片泵離心泵軸流泵混流泵旋渦泵其他類型泵（流體作用泵）一、泵的分類：第1章泵二、離心泵主要部件及作用三、離心泵的主要性能參數：揚程（/理論揚程）、流量（/理論流量）、功率（軸功率、水力功率、有效功率）、效率、允許汽蝕余量四、速度三角形、歐拉方程（掌握應用計算）五、泵性能曲線、管路特性曲線及工作點六、離心泵串并聯的選擇串并七、汽蝕（掌握計算）：汽蝕判別式吸上裝置倒灌裝置八、泵相似條件：幾何相似、運動相似幾何相似九、比例定律——相似定律的特例十、比轉數，重點掌握概念和應用意義；葉輪切割的概念十一、液體性質對性能影響功率N與密度ρ成正比，即密度增加，功率增加；密度影響泵的吸入特性，密度增加時，NPSHa下降，易發生汽蝕。飽和蒸汽壓力對泵的吸入特性有較大的影響，飽和蒸汽壓上升，NPSHa下降，易汽蝕。液體含有雜質后，密度增加，粘度增加，使泵的流量Q、揚程H、效率η下降；且對機械密封不利，造成泄漏增加，容積效率下降。液體粘度增大，損失增加，揚程H、流量Q及效率η下降；軸功率增加。十二、離心泵零部件，軸向力及平衡方法止推軸承；平衡孔；平衡葉片；雙吸葉輪；平衡管；對稱布置葉輪；平衡鼓；自動平衡盤密封；軸承十三、各種類型的泵主要特點。漩渦泵、往復泵、齒輪泵、螺桿泵的特點和適用范圍；屏蔽泵的特點搜集原始數據。泵參數的選擇及計算：H－Q。選型：按照工作要求和運行參數，采用合理的選擇方法，選出均能滿足適用要求的幾種型式，然后進行全面的比較，最后確定一種形式。校核：型式選定后，進行有關校核計算，驗證所選的泵是否滿足使用要求。如所要求的工況點是否落在高效工作區，是否大于

十四、泵選用的步驟（要會看泵的系列型譜）一、壓縮機分類：按結構形式和原理分：第2章活塞式壓縮機容積式壓縮機——是指壓力提高是依靠壓縮氣體的體積實現的。往復式壓縮機是容積式的壓縮機，最常見的就是活塞式壓縮機。速度式壓縮機——先使氣體分子獲得一個相當大的速度，然后通過擴壓器使速度降低，將動能轉化為壓力能，例如離心壓縮機。二、活塞式壓縮機的主要優缺點最大的優點是從低壓到超高壓，適應壓力范圍廣。工作穩定性好。壓力與流量的關系不大。效率高。適應性強。。缺點：結構復雜、易損件多；吸入排出氣體易引起設備及管路振動；慣性力造成轉速不能太高，因而不適于大排量的場合；活塞潤滑會造成壓縮介質的污染。三、活塞壓縮機分類在；

按氣缸中心線的相對位置分類直列式：各列氣缸中心線夾角為0°。其中包括立式（氣缸中心線與地面垂直）和臥式（氣缸中心線與地面平行）。

對置式：各列氣缸中心線夾角為180°，其中包括對稱平衡型和對置型。角度式：氣缸中心線彼此成一定角度，其中包括L型、V型、W型、扇型和星型等。

四、活塞式壓縮機的基本結構工作機構：處理氣體，作功。氣缸、活塞、氣閥等。（填料函、活塞桿、活塞環）運動機構：將旋轉運動轉化為往復運動。曲柄、連桿、十字頭等。機身：支撐（連接）氣缸部分與傳動部分。輔助系統：保證機器正常運轉。潤滑系統、冷卻系統、調節系統。五、活塞式壓縮機的工作原理。行程、止點、余隙容積的概念。工作循環的四個過程。六、掌握理論排氣量的概念及計算。七、掌握排氣系數及實際排氣量的計算。八、掌握理想氣體壓縮的循環指示功率計算。九、采用多級壓縮的理由，級數選擇原則，壓力的分配。十、壓縮機的受力分析：綜合活塞力的概念，幾種典型壓縮機受力均衡情況。十一、壓縮機的運轉特性吸氣壓力降低，而排氣壓力不變時，對于單級壓縮機，壓力比升高，容積系數降低，排氣量將明顯下降。排氣壓力提高，容積系數下降，排氣量減少。壓縮密度大的氣體，吸氣終了壓力下降，軸功率增加。氫氣壓縮機用空氣試車時要特別防止電機超載。十二、壓縮機的氣量調節（減荷閥、回流、強制頂開吸氣閥、部分行程壓開吸氣閥、余隙、轉速）。十三、氣閥、密封的結構組成，工作原理。十四、潤滑作用、方式、部位。一、離心式壓縮機的分類

按排氣壓力分：通風機、鼓風機、壓縮機；按剖分形式分：水平剖分、高壓筒形<垂直形式剖分>、多軸式二、離心式壓縮機的結構及工作原理轉子：葉輪與軸的組件。

定子：擴壓器、彎道、回流器、吸氣室和蝸殼等固定元件。氣體在級中的流動過程。第3章離心式壓縮機三、離心式壓縮機的適用場合，主要優缺點。單級流量大；運轉可靠性高；易損件少，維修方便；氣體不與機器潤滑系統的油接觸；轉速較高。不適用于氣量太小及壓力比過高的場合；穩定工況區較窄；效率較活塞壓縮機低。四、氣體在級中流動的基本方程連續方程、歐拉方程、能量方程、伯努力方程、熱力過程方程和壓縮功的表達式關聯。馬赫數是表征氣流可壓縮性的一個準數。當M≤0.3時，一般可以不考慮密度的變化，即認為此時氣流是不可壓縮的，它所引起的誤差也不超過9%。當M>0.3時，就必須考慮密度的變化，即必須考慮氣流的可壓縮性了，否則會造成很大的誤差。氣體的可壓縮性只有在高速時才明顯地顯示出來。五、級中能量損失：馬赫數對可壓縮性影響；漏氣損失的影響及控制。六、性能曲線及一般特點：隨流量的減小，壓縮機提供的壓力比將增大。流量有最大和最小兩個極限流量；排出壓力也有最大值和最小值。——壓縮機喘振的機理——流量減小邊界層分離旋轉脫離流量進一步減小脫離團阻塞葉道出口壓力顯著下降倒流整個壓縮機系統發生周期性的低頻大振幅的氣流振蕩現象，就稱為喘振。現象：級進出口參數產生強烈脈動，葉片振動，機器噪音增大。七、喘振及堵塞工況的形成和控制。喘振的內因：流量過小，小于壓縮機的最小流量，導致機內出現嚴重的氣體旋轉脫離；喘振的外因：管網有一定容積，且壓力高于壓縮機的排壓，造成氣流倒流，產生大幅度的氣流脈動。脈動的頻率和振幅與管網容量有關。——喘振的危害——壓縮機性能惡化，壓力、效率降低；出現異常噪聲、吼叫和爆音；機組出現強烈振動，使得壓縮機的軸承、密封損壞，轉子和固定部件發生碰撞，造成機器嚴重破壞。——喘振原因——機器進出口設置監視儀表和防喘振控制系統；降低轉速；開大入口閥；降低后部系統壓力；后部系統壓力無法降低而生產需求流量又很小的情況下，開大壓縮機防喘振閥。——防喘振的措施——產生原因：流量增大，氣流的沖角達到較大的負沖角，在葉片工作面上發生邊界層分離，葉片做功全部轉變為能量損失，壓力不再升高，僅用于維持在該流量下流動；在流道最小截面處出現了聲速，邊界層分離區急劇擴大，壓縮機達到了阻塞工況，此時壓力得不到提高，流量不再增大。——壓縮機的堵塞工況（最大流量工況）——改變轉速的調節方法，經濟性最好，調節范圍廣，適用于蒸汽輪機、燃氣輪機驅動的壓縮機。壓縮機進口節流調節方法，方法簡單，經濟性較好，且具有一定的調節范圍，在轉速固定的壓縮機、鼓風機等采用。轉動進口導葉調節方法，調節范圍較廣，經濟性也好，但結構較復雜。轉動擴壓器葉片調節方法，使壓縮機性能曲線平移，對減小喘振流量，擴大穩定工作范圍很有效，經濟性也好，但結構復雜，目前該法很少單獨采用，有時同轉速調節法聯合使用。出口節流調節方法最簡單，但經濟性最差，目前只在通風機和小功率的壓縮機、鼓風機上使用。同時采用兩種調節方法，可取長補短，最有效地擴大壓縮機的穩定工作范圍。八、離心式壓縮機的性能調節。九、相似的條件。所以，要保持兩臺離心壓縮機流動完全相似，必須具備以下相似條件：幾何相似；葉輪進口速度三角形相似；特征馬赫數相等；氣體等熵絕熱指數相等。十、離心式壓縮機的零部件：重點掌握軸承和密封。滑動軸承的工作原理和種類工作原理：利用軸頸在轉動時將潤滑油帶入軸頸與軸承瓦之間的間隙而產生油膜壓力，以支承軸頸所加的載荷。優點：滑動軸承的承載能力大，回轉精度高，潤滑油膜具有抗沖擊作用，在大型旋轉機械上獲得廣泛應用。分類：按承受載荷的方向不同滑動軸承分為徑向軸承和推力軸承。半速渦動的特點：渦動角速度約為轉子角速度的一半或稍低，故稱之為半速渦動；渦動與轉子的轉向相同；渦動一旦產生，就在相當廣的轉速范圍內持續下去，而且始終保持半速。臨界轉速若轉子旋轉的角速度與轉子彎曲振蕩的固有圓周頻率相重合，則轉子發生強烈的共振導致轉子破壞，轉子與此相應的轉速稱為轉子的臨界轉速。一旦轉速遠離臨界轉速，則轉子運轉平穩不發生強烈振動。轉子彎曲振動的臨界轉速可有1、2……i階個，各階臨界轉速大致是隨i2增大。但實際轉子工作轉速不會太大，所以關注1、2階臨界轉速。臨界轉速對剛性轉子：對柔性轉子：為防止軸承油膜振蕩：油膜振蕩當轉子轉速升高到二倍于一階臨界轉速時，半速渦動的角速度恰好等于一階臨界轉速，則轉子－軸承等發生共振性振蕩，稱為油膜振蕩。油膜振蕩一旦產生，其振蕩頻率就趨近并保持一階臨界轉速的頻率不變，不再隨轉子轉速的升高而變化。油膜振蕩的振幅比半速渦動的振幅大得多，有毀壞機器的危險。為避免油膜振蕩，要求工作轉速小于二階臨界轉速。浮動環間隙密封的結構形式和密封原理：自對中特性干氣密封的結構和工作原理一、主要特點流量大，重量輕，體積較小。靜葉可調時流量調節范圍寬。單級壓低，穩定工況區較窄，性能曲線較陡，易喘振。對固體雜質敏感，葉片易受磨損，需設入口過濾器。前1、2級動葉片較易損壞。第4章軸流式壓縮機二、軸流式壓縮機的系列：A系列（固定靜葉系列）、AV系列（靜葉可調系列，不宜喘振）。在轉速一定時，流量增大，壓比下降。轉速越高則壓比顯著提高，性能曲線也變得更陡峭，穩定工作區變窄，并向大流量區移動。存在喘振與阻塞等不穩定工況。三、軸流式壓縮機的性能曲線及主要特點。四、軸流式壓縮機的不穩定工況：旋轉失速工況、喘振工況、由氣動力與葉片彈性特性相互作用引起的顫振工況。一、螺桿壓縮機的基本結構和工作原理。工作循環的三個過程。二、螺桿壓縮機的特點和適用場合。第5章