过程流体机械
名词解释:
1.过程流体机械:是以流体或流体与固体的混合体为对象进行能量转换、处理,也包括提高其压力进行输送的机械,是过程装备的重要组成部分。
2.容积流量:单位时间内压缩机最后一级排出的气体,换算到第一级进出口状态的压力和温度是的气体容积值单位是m/min
3.行程:活塞从一个止点到另一个止点的距离。
4.理论工作循环:压缩机完成一次进气、压缩、排气的过程称为一个工作循环。
5.余隙容积:是由气缸盖断面与活塞断面所留必要的间隙而形成容积,气缸至进气,排气阀之间通道所形成德容积,以及活塞与气缸径向间隙在第一道活塞之间形成的容积等三部分构成。
6.多级压缩:是将气体的压缩过程分在若干级中进行,并在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。
7.灌泵:离心泵在启动之前,应关闭出口阀门,泵内应灌满液体,此过程称为灌泵。
8.有效气蚀余量:是指液流自吸液罐经吸入管路到达泵吸入口后,高出汽化液体Pv所富余的那部分能量头。
9.一元流动:指气流参数仅沿主流方向有变化,而垂直于主流方向的截面上无变化。
10.离心压缩机:结构操作原理与鼓风机相似,是多级式的能使气体获得较大压强,处理量大,效率较高。
11.排气量(容积流量):指在所要求的排气压力下,压缩机最后一级单位时间内排出的气体容积折算到第一级进口压力和温度是的容积值。
12.理想气体:不考虑分子间作用力与其占有体积,这样的气体称为理想气体。
13.综合活塞力:压缩气体的气体力与惯性力与摩擦力的合力。
14.级:是离心压缩机使气体增压的基本单元。
15.欧拉方程:是用来计算原动机通过轴和叶轮将机械能转换给流体的能量,他是叶轮机械的基本方程。
16.比功率:是指单位排气量所消耗的轴功率。
17.排气量:是经压缩机压缩并在标准排气位置排出气体的容积流量换算到第一级进口标准吸气位置的全温度全压力及全组分状态的气体容积值。
18.离心泵总效率:他等于有效功率与轴功率之比。
19.离心液压:离心机工作时,处于转鼓中的液体和孤日物料层,在离心立场的作用下降给转鼓内壁相当大的压力,称为离心液压。
20.分离因数:物料受到向离心力与物料受到的重力之比,表示离心立场特性,是代表离心性能的重要因数。
21.扬程:单位重量液体从泵进口处到出口处能量的增值,也就是1N液体通过泵获得的有效能量。
22.活塞平均速度:2倍的压缩机转速与压缩机行程的乘积。
23.压缩机工作循环:活塞在气缸内往复一次气体经过一系列状态变化又恢复到原状态期间所有工作状态的总和。
24.能量方程:流体微元的内能增量等于热传导进入微元体的热量,微元体产生的热量及周围流体对微元体所做功之和。
25.泵:是把机械能转换成流体的能量,用来增压输送液体的机械。
26.压缩机:将机械能转换成气体的能量,用来给气体增压与输送气体的机械。
27.分离机:用机械能将混合介质分离开来的机械。
3
1.按工作介质的不同,流体机械可分为(压缩机)(泵)(分离机)。
2.往复式压缩机的工作腔部分主要由(气缸)(活塞)(气阀)构成。
3.往复式压缩机的传动部分是把电动机的(旋转)运动转化为活塞的(往复)运动。
4.泄露系数表示(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。
5.活塞环的切口形式主要有直切口,斜切口和塔切口。其中(直接扣)制造简单,但泄漏量大,(塔切口)虽然制造复杂,但泄漏量小。
6.若被压缩的气体含有水蒸汽,随着气体压力的提高水蒸气得分压力也提高,若经过(冷却器)后,其分压力大于冷却后气体温度所对应的(饱和蒸汽压)时,便有水蒸气从气体中(析)出来。
7.压缩机中的惯性力可分为(往复)惯性力和(旋转)惯性力。
8.惯性力平衡通常有两类,一类(曲柄销相反方向设置平衡重),另一类()
9.分离因数是表示离心机分离能力的重要指标,分离因数值(越大),物料受到的离心力(越大),分离效果也就(明显)。
10.离心压缩机的中间级由(叶轮1)(扩压器2)(弯道3)(回转器)组成。
11.叶轮结构型式按使叶片弯曲型式可分为(后弯叶片式)(径向叶片式)(前弯叶片式)叶轮。
12.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(越高),因此应合理选取级数。
13.飞轮因(惯性)的作用。
14.级是离心压缩机使气体(增压)的基本单元。
15.离心机转鼓的最大需用圆周速度仅取决于转鼓材料的(几何尺寸)(结构形式)。 流体机械按流体介质可以分为(压缩机)(泵)(分离机)。
一.压缩机设计时,压力的分配除考虑最省功(等比压)这一原则,还应考虑其他哪些原则?
1.为提高压缩机的总体容积效率,一般第一级的压力也要选择小一些,比其他级低约5%-10%
2.如果第一级的进行温度很低,有时为了控制整个压缩机的排温,还故意把第一级的压比取得比其他级高5%-10%
3.压缩机排气压力变化时,末级压力比所受的影响较大,如果排气?压提高末级压比和排温首先升高,所以有时为控制末级排温,最后一级的压力比也取得比其他级低5%-10%
4.对于气体在瓶用压缩机,当气瓶压力一旦达到设定值便停止工作,所以设计时末级压比可取得比其他级高10%-20%
5.有时考虑到活塞力平衡的需要,其他级次的压力比可适当调整容积流量(排气量)
二.与往复式压缩机相比,回转式压缩机的优缺点?
优点:结构简单,易损件少,操作容易,运动件的动力平衡性能好,机器转速高,机级尺寸小,重量轻,机器的进气、排气间歇小,压力脉动小
缺点:许多回转式机器运动件密封比较困难,因此回转压缩机很难达到很高的终了压力;由于泄露的原因,其热效率一般低于往复式压缩机
三.压缩机的调节方式
1.从驱动机构调节 2.从气体管路调节
3.从气阀进行调节 4.从气缸余隙调节
四.减少分离损失的措施
1.设计扩张通道时,限制其扩张角θ不大于6度到8度
2.适当增加叶轮及叶片扩压器的叶片数,可减少叶轮的当量扩张角其扩压度一般为ω1ρ2f2=≤1.6ω2ρ1f1-1.8
五.减少冲击损失的措施
1.选择压缩机时,尽量使操作流量与额定流量相差不大
2.在叶轮前设置可转力的导向叶片,以适应入口气流角的变化
六.减少二次流损失的措施
1.适当增加叶片数,以减少工作表面和非工作表面的压力梯度
2.避免气流方向的急剧转弯
七.减少尾迹损失的措施
1.采用机翼式叶片 2.使用等厚度叶片时,将叶片尾部削薄
八.采用多级串联和多缸串联的必要性
离心压缩机的压力比一般都在3以上,有的高达150,甚至更高。离心压缩机的单级压缩比,较活塞式的低,所以一般离心压缩机多为多级串联式的结构。考虑到结构的紧凑性与机器的安全可靠性,一般主轴不能过长。对于要求高增压比或输送轻气体的机器需要两缸或多缸离心压缩机串联起来形成机组。
九.叶轮对气体做功的大小与圆周速度比的平方成正比,如能尽量提高比,就可减少级数。但是提高叶轮圆周速度2却受因素的限制。
1.叶轮材料强度的限制 2.气流马赫数的限制 3.叶轮相对宽度的限制
十.喘振的危害?
它不仅使压缩机的性能恶化,压力和效率显著降低,机器出现异常的噪声,吼叫和爆声,而且使机器出现强烈的振动,致使压缩机的轴承密封遭到破坏,甚至发生转子和固定部件的碰撞
十一.影响容积系数的因素
11∆V1V0ρ1mmλv==1-=1-[()-1]=1-(ε-1)VsV0VSV1 1VVs
V0α=Vsρ2ε=ρ1 名义压力比 m:膨胀系数 相对余隙容积
十二.实行多级压缩的理由
1.节省压缩气体的指示功 2.降低排气温度 3.提高容积系数
4.降低活塞上的气体力
十三.提高活塞压缩机生产能力的方法有哪些?
1.提高转速n 2.适当增加气缸行程容积 3.提高容积系数λv
4.改善吸气温度,提高温度系数T 5.提高压力系数p
十四.离心压缩机的工作原理
利用机器的做功元件对气体做功,使气体在离心力场中压力得到提高,同时动能也大为提高,随后子扩压流道中流动时这部分动能又转化为静压能,而使气体压力进一步提高
十五.级数选择原则
从省功角度,整个机器的等温指示效率最高,对于大中型压缩机最省功原则,小型压缩机以同级允许的排气温度或结构紧凑原则,特殊气体(易燃易爆等),取决于同级允许的排气温度。
十六.往复式压缩机的特点
1.排气压力与流量的关系不大,工作稳定性较好 2.工作性能与气体性质关系不大,故适应性较强 3.容易达到较高的压力 4.热效率较高 5.结构较复杂,易损坏零件较多
6.气体吸入和排出是间歇的,容易引起气柱和管道的振动
十六.欧拉方程的物理意义
22u2-u12c2-c12ω12-ω22L=Hth=++Lth=Hth=c2uu2-c1uu1 th222 λλ
1.欧拉方程指出的是叶轮与流体之间的能量转换关系,它遵循能量转换与守恒定律
2.只要知道叶轮进出口的流体速度,即可计算出一千克流体与叶轮之间机械转换的大小,而不管叶轮内部的流动情况
3.该方程适用于任何气体或液体,既适用于叶轮式的压缩机,也适用于叶轮式的泵
4.推而广之只需将等式右边各项的进出口符号调换一下,亦适用于叶轮式的原动机、燃气轮机等。
十七.影响临界转速的因素有哪些
1.转子材料 2.几何尺寸 3.结构形式 4.支撑情况 5.循环因素
6.圆移效应,臂长效应,弹性支撑轴。 7.轻轴轴向力矩。
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