《過程流體機械》復(fù)習(xí)資料

第1章緒論

1.流體機械按其能輔的轉(zhuǎn)換形式可分為（原動機）和（工作機）二大類。

2.按工作介質(zhì)的不同，流體機械可分為（壓縮機）、（泵）和（分離機）。

3.按流體機械工作原理的不同，可分為（往復(fù)式）和（旋轉(zhuǎn)式）流體機械。

4,將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)椋怏w）的能：出用來給（氣體）增壓與輸送的機械稱為壓縮機。

5.將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)椋ㄒ后w）的能吊，用來給（液體）增壓與輸送的機械稱為泵。

6.用機械能將（混合介質(zhì)）分離開來的機械稱為分離機。

7.過程是指事物狀態(tài)變化在時間上的持續(xù)和空間上的延伸，它描述的是事物發(fā)生狀態(tài)變化的經(jīng)歷。

第2章容積式壓縮機

1.容積式壓縮機的工作原理是依靠工作腔容積的變化來壓縮氣體，因為它具有容積可周期變化的工作腔。

2.容積式壓縮機的主要特點：①工作腔的容積變化規(guī)律只取決于機構(gòu)的尺寸，機器的壓力與流量關(guān)系不大，工作的穩(wěn)

定性較好；②氣體的吸入、排出與氣體性質(zhì)無關(guān)，故適應(yīng)性強、易達到較高壓力；③機器熱效率高（因為泄漏少）;

④結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往復(fù)式的易損件較多；⑤氣體脈動大，易引起氣柱、管道振動。

3.容積式壓縮機按結(jié)構(gòu)型式的不同分為（往復(fù)式）和（回轉(zhuǎn)式）壓縮機。

4.往曳式壓縮機由（工作腔）、（傳動部分）、（機身部分）和,輔助設(shè)備）四部分組成。

往豆式壓縮機的工作腔部分主要由（氣缸）、（活塞）和（氣閥）構(gòu)成。

6.活塞通過（活塞桿）由傳動部分摳動，活塞上設(shè)有（活塞環(huán)）以密封活塞與氣缸的間隙。

7.（填料密封）用來密封活塞桿通過氣缸的部位。

8.往復(fù)式壓縮機的傳動部分是把電動機的（旋轉(zhuǎn)）運動轉(zhuǎn)化為活塞的（往復(fù)）運動。

9.往兔式:壓縮機的傳動部分一般由（曲柄）、（連桿）和（十字頭）構(gòu)成。

1().汽缸的基本形式：

①單作用：活塞只有一個工作面，活塞和汽缸構(gòu)成一個工作腔。

②雙作用：活塞有兩個工作面，活塞和汽缸構(gòu)成兩個工作腔（兩個工作腔進行相同級次的壓縮）

③級差式：活塞和汽缸構(gòu)成兩個或兩個以上工作腔（工作腔內(nèi)進行不同級別的壓縮）

11.級：完成一次氣體壓縮稱為一級。

12.平衡腔：不進行氣體的壓縮的容積腔，其中通入適當(dāng)壓力的氣體，以使活塞往返行程中的活塞力比較均衡。

13.列：把一個連桿對應(yīng)的一組汽缸及相應(yīng)動靜部件稱為一列。一利百能就小一小,若爾T山市鈉HW電加一打的n個汽

缸。根據(jù)汽缸中心線與地平面的相應(yīng)位置，可分為：立式、臥’=-----式一投

14.級的理論循環(huán)的特點：:V

①氣閥無壓力損失，且進、排氣壓力無波動。\\

②壓縮過程為絕熱或等溫過程。

③所壓縮氣體為理想氣體，壓縮過程指數(shù)為定值。

④

被壓縮氣體全部排出汽缸。

⑤

無泄漏。

15.級的實際循環(huán)與理想循環(huán)的差別：0

①氣缸有余隙容積存在

②進、排氣通道及氣閥有阻力

圖2-8實際循環(huán)P-V圖

③氣體與氣缸各接觸壁面間存在溫差

④

氣缸容積不可能絕對密封

⑤

閥室容積不是無限大vk=v-M2=1_^=I_KLi_1=1_J

⑥

實際氣體性質(zhì)對生理色（奧KKKK(JI

⑦

在特殊的條件下何用壓弧3

16.理想容積系數(shù)：

17.實際氣體容積系數(shù)：

18.實行多級壓縮的理由：節(jié)省壓縮氣體的指示功；降低排氣溫度；提高容積系數(shù)；降低活塞上的氣體力。

19.單級的最佳壓力比（P23）級的等溫指示效率。

20.吸氣/排氣壓力：往復(fù)壓縮機的吸氣和排氣壓力分別指第一級吸入管道處和末級排出接管處的氣體壓力，因為壓縮

機米用的是自動同，氣缸內(nèi)的壓力取決于進、排氣殺統(tǒng)中的壓力，即由“背壓”決定。所以吸、排氣壓力是可以改

變的。（壓縮機銘牌上的吸、排氣壓力是指額定值，實際上只要機器強度、排氣溫度、電機功率和"閥工作許可，

他們是可以在很大范圍內(nèi)變化的。）

21.排氣量也稱為容積流寸或輸氣過，指在單位時間內(nèi)經(jīng)壓縮機壓縮后在壓縮機最后一級排出的氣體，換算到第一級

進口狀態(tài)的壓力和溫度時的氣體容積值，單位是M3/min或M3/h。

22.供氣量也稱標(biāo)準(zhǔn)容積流;七是指壓縮機單位時間內(nèi)排出的氣體容積折算到基準(zhǔn)狀態(tài)時的干氣體容積值.

23.壓縮機的熱效率：

①等溫指示效率壓縮機理論等溫指示循環(huán)功與實際循環(huán)指示功之比，反映了壓縮機實際耗功與最小接近程度，

即經(jīng)濟性。

②等溫軸功率理論等溫指示功與軸功之比。

③絕熱指示效率理論絕熱循環(huán)指示功與實際循環(huán)指示功之比。

④絕熱軸效率理論絕熱循環(huán)指示功與軸功之比，簡稱絕熱效率。

24.比功率：壓縮機單位排氣量消耗的功率之比。（比轉(zhuǎn)速是離心泵中的概念）

25.壓縮機中的慣性力可分為（旋轉(zhuǎn)）慣性力和（往更）慣性力。

26.壓縮機正常運轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的作用力主要有三類：（1）（氣體力）；（2：（慣性力）；（3）（摩擦力）。

27.往復(fù)慣性力可看作為（一階往復(fù)〉慣性力和（二階往復(fù)）慣性力之和。一階往復(fù)慣性力的變化周期為（曲軸旋轉(zhuǎn)一

周的時間）：二階往復(fù)慣性力的變化周期為（一階之半）。

28.往復(fù)慣性力始終作用于該氣缸（軸線）的方向，僅其大小隨曲軸轉(zhuǎn)角周期地變化。

29.旋轉(zhuǎn)慣性力的作用方向始終沿曲柄半徑方向（向外），故其方向隨曲軸旋轉(zhuǎn)而（變化），而大小（不變?yōu)槎ㄖ担?/p>

30.慣性力平衡主要目的是解淡和減輕壓縮機與基礎(chǔ)的振動問題。

31.慣性力的平衡問題：

a.旋轉(zhuǎn)慣性力可以通過在曲柄反方向上加裝平衡質(zhì)量m0來平衡.

b.單列往復(fù)壓縮機的往復(fù)慣性力不能用平衡重的方法平衡。

C.多列往復(fù)壓縮機,可以通過合理布置壓縮機的整體結(jié)構(gòu)，使往發(fā)慣性力和力矩得到全部或部分平衡。（合理地配

置各列曲拐間的錯角；在同一曲拐上配置幾列氣缸，合理配置各列氣缸中心線間的夾角，使合成往復(fù)慣性力

為一個大小不變的徑向力，然后用加裝平衡質(zhì)量的方法解決，）

32.飛輪設(shè)計的原因：為了使壓縮機的旋轉(zhuǎn)不均勻度適當(dāng)，必須在壓縮機設(shè)計時采取相應(yīng)的措施，除了合理配置多列壓

縮機各列的排列外，通常還采用加裝飛輪平衡重的方法，以增大機器的轉(zhuǎn)動慣量

33.壓縮機的容積流量調(diào)節(jié)（論述題）（調(diào)節(jié)依據(jù)，原理方法P57）

>用氣部門的耗氣量可能是變化的，當(dāng)耗氣量與壓縮機容積流量不相等時，就要對壓縮機進行流量調(diào)節(jié)，以使壓縮機

的容積流量適應(yīng)耗氣量的需求。

>氣量調(diào)節(jié)的理論基礎(chǔ)：qv=n*Vs*Xv*Xp*Xt*Xlo

>壓縮機的容積流量調(diào)節(jié)主要包括（從驅(qū)動機構(gòu)【轉(zhuǎn)速】調(diào)節(jié)）、（從氣體管路調(diào)節(jié)）和（壓開進氣閥調(diào)節(jié)）、（從氣缸

余隙調(diào)節(jié)）。

>從驅(qū)動機構(gòu)（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)：降低壓縮機轉(zhuǎn)速，可以減少排氣量，功率也按比例降低。此方法經(jīng)濟方便，關(guān)鍵驅(qū)動

機轉(zhuǎn)速可調(diào)。

>從氣體管路調(diào)節(jié)：在壓縮機進氣管，設(shè)置減荷閥，用利節(jié)減荷閥的開度來控制進氣星。這種利節(jié)方法結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)

濟性較好，主要用于中、小型壓縮機的氣量的間歇調(diào)整。

>壓開進氣閥調(diào)節(jié)（從氣閥進行調(diào)節(jié)）：頂開進氣閥，增加氣缸的外泄漏量。分為完全頂開進氣閥和部分頂開進氣閥

兩種調(diào)力方法。調(diào)在方便，功耗較小，但閥片頻繁受沖擊，氣閥壽命下降。

>從氣缸余隙調(diào)節(jié)：通過增加氣缸的余隙容積從而減小容積系數(shù)的方法來調(diào)節(jié)進氣量。余隙容積可分為固定容積式和

可變?nèi)莘e式。此調(diào)節(jié)方法基本不增加功耗，結(jié)構(gòu)較簡單，是大型壓縮機氣量調(diào)節(jié)經(jīng)常采用的方法。

第3章離心式壓縮機

i.速度式出縮機通常借助做高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，使氣體獲得很高的速度，然后讓氣體急劇降速，使氣體的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴?/p>

力能。按氣體在葉輪內(nèi)的流動方向不同，可分為離心式和軸流式。

2.離心式壓縮機按照零部件的運動方式可概括為（轉(zhuǎn)子）和（定子）兩大部分。

3.轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸，固定在軸上的葉輪、軸套、平衡盤、推力盤及聯(lián)軸器等零件。

4.定子是壓縮機的固元件，由擴壓器、彎道、回流器、蝸殼及機殼組成，也稱固定部件。

5.離心壓縮機的級：是離心壓縮機實現(xiàn)氣體壓力升高的基本單元，由一個葉輪和一組與其相配合的固定元件組成。

6.離心壓縮機的段：每一進氣口到排氣口之間的“級”組成一“段”，每個“段”通常山一個或幾個“級”組成°（“段”

之間設(shè)置中間冷卻器，以減少功耗）。

7.離心壓縮機的級分為三種型式，即（首級）、（末級）和（中間級）。

8.離心壓縮機的中間級由（葉輪D、（力'壓器2）、，穹道3）、（回流器）組成。

9.離心壓縮機的首級由（吸氣管）和（中間級）組成。

10.離心壓縮機的末級由（葉輪）、（擴壓器）和（排氣蝸殼）組成。

E.特征截面：in-吸氣管進口裁面，0-葉輪進口假面：N-葉輪葉道進口?面：N-葉輪出口裁面；擴壓器進口截面；

④?擴壓器出口截面，也即彎道進口截面：⑤-彎道出口截面，也即回流器進口截面；⑥-回流器出口截面；0'-本

級出口截面，也即下一級的進口截面；⑦-排氣渦室進口截面。

12.葉輪是外界（原動機）傳遞給氣體能量的部件，也是使氣體增壓的主要部件，不是唯一是氣體增壓的部件，是唯一

對氣體做功的部件。

13.離心葉輪的常見型式有（閉式葉輪）、（半開式葉輪）和（雙面進氣葉輪）葉輪。

14.葉輪結(jié)構(gòu)型式按葉片彎曲型式可分為（后彎型B2A<90）葉輪、（徑向型B2A=90）葉輪和（前彎型B2A>90）葉輪。

15.葉輪出口速度三角形由（牽連）速度、（相對）速度和（絕對）速度構(gòu)成。

16.擴壓器的作用是讓氣流的動能有效地轉(zhuǎn)化為壓力能。

17.離心壓縮機的流動屬于三元、不穩(wěn)定的流動。其基本方程有連續(xù)性方程（P102）、歐拉方程（P103）。

18.壓縮機級中的能量損失主要有流動損失、漏氣損失和輪阻損失。

19.離心壓縮機級內(nèi)的流動損失分為摩阻損失、分離損失、沖擊損失、二次損失和尾跡損失。

20.漏氣損朱的原因壓力大于進出口壓力大于葉輪出口壓力：/在葉輪兩側(cè)與固定部件之間

2：.及峭螢員頭那叫意圖2r

居°,老僦頭的含義是什么，曙酒求頭包有哪幾|分？1kg氣M卜葉輪中獲得的能編件藪斃M頭。總能討頭包含理論能量

頭、輪阻損失能顯頭和葉輕漏包損失能片頭三部分Up。］Hdf：輪阻損失;

23.產(chǎn)心壓縮機的工作特性可［要地表示為，在?定轉(zhuǎn)速和4口條件下的駐局J版俄爵燃軸姿裝率）與流用的性能

AC2/2:氣體獲得的動能;

24.就壓力比與流量的性能曲線而言，在一定轉(zhuǎn)速下，增大流量，壓縮機臨柝力比將體腌流勵卷則上升。

25.通常將曲線上的效率最高點稱為最佳工況點。從節(jié)能的觀點出發(fā)，要殂陽U機淵怫的蓼覦蛹蝴超的育凝［皆馳。

點上）或盡量靠近（最佳工況點.上〉，以減小能量的消耗與浪費。

26.壓縮機的踹振機理："旋轉(zhuǎn)脫凄（P115）；"壓縮機的踹振（P116）。旋轉(zhuǎn)脫離是踹振的前奏，而踹振是旋轉(zhuǎn)脫離進

一步惡化的結(jié)果。發(fā)生踹振的內(nèi)在因素是葉道中幾乎充滿了氣流的脫離，而外在條件與管網(wǎng)的容積和特性曲線有關(guān)。

27.踹振的危害：壓縮機的性能惡化，壓力效率顯著降低，機器出現(xiàn)異常噪聲、吼叫和爆聲：使機器出現(xiàn)強烈振動，致

使機耕的軸承、密封遭到損壞，甚至發(fā)生轉(zhuǎn)子和固定部件的碰撞，造成機器的嚴(yán)重破壞。

28.防踹振的措施：由于踹振對機器的危害嚴(yán)重，應(yīng)嚴(yán)格防止壓縮機進入踹振丁.況，一旦發(fā)生踹振，應(yīng)立即采取措施消

除或停機。

①操作者應(yīng)具備標(biāo)注踹振線的壓縮機性能曲線，隨時了解壓縮機工況點處在性能曲線圖上的位置。為便于運行安

全，可在比踹振線的流量大出5%—1既的地方加注一條防踹振線，已提峨和舞肆狀W）

②降低運行轉(zhuǎn)速，可使流量減少為不致進入踹振狀態(tài)，但出口壓力隨之耀

③在首級或各級設(shè)置導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動機構(gòu)以調(diào)節(jié)導(dǎo)葉角度，是流口減少時的進氣沖角不致太大，從而避免發(fā)生踹振。

④在壓縮機出口設(shè)置旁通管道。

⑤在壓縮機進口安置.溫度、流戰(zhàn)監(jiān)視儀表，出口安置壓力監(jiān)視儀表，一旦出現(xiàn)異常貨踹振及時報警，最好還能與

防踹振控制操作聯(lián)動或緊急停車聯(lián)動。

⑥運行操作人員應(yīng)了解壓縮機的工作原理，隨時注意機器所在的工況位置，熟悉各種監(jiān)測系統(tǒng)和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的

操作，盡量使機器不致于進入踹振狀態(tài)。，

29.壓縮機與管網(wǎng)聯(lián)合工作（P117）:壓縮機工況點：壓縮機特性曲線與管網(wǎng)特用逑血斗著忤

30.管網(wǎng)特性曲線決定于管網(wǎng)本身的（結(jié)構(gòu)）和用戶的要求。2g

31.流動相似的相似條件處模型與實物機之間（幾何）相似、（運動）相似、（動力）相似和（熱力）相似。

32.符合流動相似的機器其相似工況的（效率）相等。

33.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時壓力和流量的變化都較大，從而可顯著擴大（穩(wěn)定工況區(qū)），且并不引起其他附加（損失），亦不附加其

他（結(jié)構(gòu)），因而它是一種經(jīng)濟衙便的方法。

34.通過改變管網(wǎng)特性曲線的位置來調(diào)節(jié)壓縮機的工況（P121-P122）,

35.油膜振蕩：當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高到2倍于第1階臨界轉(zhuǎn)速時，此時半速渦動的角速度恰好等于第1階臨界轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子

-軸承等于發(fā)生共振性振蕩。

36.油膜振蕩的危害：轉(zhuǎn)子一軸承系統(tǒng)振動，油膜破裂，軸承溫度突然升高，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和軸承損壞。?

3工防止油膜振蕩的方法：①提高轉(zhuǎn)子剛度。主要是提高轉(zhuǎn)子第一階臨界轉(zhuǎn)速。②采用抑振性能良好的軸承，改變軸承

的結(jié)構(gòu)或參數(shù)，不涉及整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，相對來說較易實現(xiàn)，這包不：增加軸承壓比：減小軸承間隙：采用抗振性

好的結(jié)構(gòu)型式。

第4章泵

1.泵：將機械能轉(zhuǎn)變成液體（包括氣液、固液、氣固液等）的能量，用來增壓輸送液體的機械。

2.泵的分類：按工作原理：N葉片式泵：離心式、軸流式、混流式、旋渦泵：N容積式泵：往復(fù)泵（活塞泵、柱塞泵

等）、回轉(zhuǎn)泵（齒輪泵、螺桿泵、滑片泵等）：W其它：噴射泵、水錘泵、真空泵。按流體壓力：低壓泵（低于2MPa）：

中壓泵（2?6MPa）；高壓泵（高于1GMPa）。

3.離心泵的主要部件有吸入室、葉輪、蝸殼和軸，其他的還有軸向推力平衡裝置和密封裝置等。

4.離心泵的命名。￡眇65-160:吸入口直徑為80mm,壓出口直徑為55mm,葉輪直徑為160mm的單級單吸清水泵。

（P155）

5.離心泵的性能參數(shù)

>揚程：泵使單位重吊（N）的液體獲得的有效能儲頭，即泵抽送液體的液柱高度。符號H,單位為m。

>有效功率：單位時間內(nèi)液體從泵中獲得的有效能量，用Nc表示。

>泵的能量損失：容積損失；水力損失；機械損失.

6.汽蝕的機理：泵內(nèi)的壓力變化，在葉片入口附近K處存在低壓區(qū)：當(dāng)K處壓力低于液體相應(yīng)溫度下飽和蒸汽壓時,

液體汽化，產(chǎn)生氣泡：隨著葉輪做功壓力上升，高于飽和蒸汽壓時氣泡凝結(jié)潰滅；周圍液體瞬間沖擊空穴，形成水

擊；金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。

7.汽蝕的危害：好使過流部件（主要是葉輪）表面被剝蝕破壞："使泵的性能下降："產(chǎn)生噪聲和振動：④是水利機

械向高速發(fā)展的障礙。

8.汽蝕余量：又叫凈正吸入壓頭，是表示汽蝕性能的主要參數(shù)，用NPSH表示，單位是m°吸入裝置一一有效汽蝕余

MNPSHa：泵本身——必需汽蝕余星NPSHr。

9.當(dāng)液體一定時，泵發(fā)生汽蝕是由吸入裝置和泵本身兩方面決定的。

10.有效汽蝕余量是指液體自吸液罐到達吸入口（S-S）后，高出汽化壓力pv所富余的部分能量頭，用NPSHa表示。NPSHa

與泵的吸入裝置有關(guān)，而與泵本身無關(guān)。

Ps吸入口S-S處的壓力；吸入口S-S處的液體速度

11.必需汽蝕余量：是指泵入口（S-S）到葉輪最低壓力點PA為吸入裝置壓力；11g為泵的安裝高度；AHA-S為吸

12.泵發(fā)生氣蝕的判別式二：當(dāng)NPSHa大于NPSHr時，不發(fā)！入管的流動損失。

小于NPSHr時，發(fā)生嚴(yán)肅汽蝕。

13.提高離心泵抗汽蝕性能的措施：

（1）提高離心泉本身抗汽蝕的性能：A改進泵的吸入口全葉輪葉片入口附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計：B米用前置誘導(dǎo)輪：C來用

雙吸式葉輪：D設(shè)計工況采用稍大的正沖角；E采用抗汽蝕的材料。

（2）提高進液裝置汽蝕余量的措施：A增加泵前儲液罐中液面上的壓力；B減小泵前吸上裝置的安裝高度：C將吸上

裝置改為倒罐裝置：

14.吸上真空度：泵入口S-S處的真空度，用Hs表示。可通過安裝在泵入口法蘭處的真空壓力表測量。

15.泵的特性曲線：H-qv曲線：平坦?fàn)睢⒍附禒睢Ⅰ劮鍫睿籒-qv曲線：是選擇原動機和啟動泵的依據(jù)：「-qv曲線：

衡量泵工作的經(jīng)濟性:NPSHr-qv曲線：是否發(fā)生汽蝕的依據(jù)。（P163）