离心压缩机计算例题
离心压缩机考题
离心压缩机考题离心压缩机一、问答1．同一台压缩机转速相同，分别压缩空气和二氧化碳气（进气状态相同，进口容积流量相同），试比较叶轮所提供的叶片功和压缩机的出口压力哪个大？若要求这两种气体有相同的压力比时，比较所需的级数。
2.当离心式压缩机中的理想气体分别为绝热压缩过程和可变压缩过程时（对于每千克气体，压缩机产生的热量非常小，可以忽略），写出压缩机每千克气体的压缩功公式。
哪个流程的工作量更大？并解释原因（介质的初始入口条件和最终压力相等）。
3．da140―61硝酸气压缩机，气体主要成分是氮气、一氧化碳、氧气和空气，设计流量qs0=140m/min，出口压力pd0=3.5×10pa（绝），但在某工厂实际操作中流量q=120m/min，出口压力pd=3.0×105pa（绝），达不到设计要求，试定性分析：（1）流量和压力不能满足设计要求的可能原因是什么？（2）．若该厂在实际操作中降低出口管网压力而其他条件不变时，流量和出口压力能否达到要求？4.分析离心式压缩机冲击损失的原因及影响冲击损失的因素。
5.临界马赫数MCR是多少？最大马赫数mmax是多少？6．离心压缩机完全相似的三个先决条件是什么？在性能换算中有两种近似相似情况是哪两种？7.在离心压缩机的设计中，入口相对速度马赫数mw1通常取在临界马赫数MCR和最大马赫数mmax之间。
为什么？8．在同温度下空气和氢气哪个音速大？哪种气体更难于压缩？如果在mw1=0.85下压缩气体，以同一叶轮在同样进气温度下工作，压缩空气和氢气哪个允许的叶轮圆周速度大？9．离心压缩机常采用的叶轮型式有哪几种？其中最常用的是哪一种？其叶片出口安放角大致范围是多少？10.在浮环密封装置中，浮环可分为高压侧和大气侧。
浮动环和轴之间的哪一侧间隙小？为什么？什么用于控制机器中密封油和介质之间的压差？11．同一离心压缩机的绝热效率和多变效率哪个值大，为什么？12．叶片扩压器的优点是什么？它适用于叶轮出口气流角α什么？对于2个较大或较小的场合，3五313.当离心压缩机中的流量大于或小于设计流量时，迎角是正的还是负的？叶轮中的涡流区主要出现在工作面还是非工作面？14.试着写出离心式压缩机常用的下列方程式和表达式：（1）定常流动焓方程；（2）伯努利方程；（3）．多变压缩功（多变能头）；（4）．特征马赫数。
离心式压缩机题目与答案
离心式压缩机试题一、填空题1.压缩机按其工作原理可分为速度型和容积型两种。
2.变速机原理：采用齿轮啮合结构，靠大小齿轮的齿数比达到变速的目的。
3.高位油箱作用：在油泵跳车后机组惰走时间内持续为机组供油防止轴承因无油润滑而磨损。
4.2BCL528压缩机离心压缩机型号意义：为2段8级，机壳垂直剖分结构，叶轮名义直径Φ520mm；5.隔板的作用：把压缩机每一级隔开，将各级叶轮分隔成连续性流道，隔板相邻的面构成扩压器通道，来自叶轮的气体通过扩压器把一部分动能转换为压力能。
6.航天炉离心式压缩机的支撑轴承，选用可倾瓦轴承。
7.止推轴承的作用：承受压缩机没有完全抵消的残余的轴向推力，定位转子。
8.在结构上,叶轮典型的有三种型式：闭式叶轮、半开式叶轮、双面进气式叶轮。
9.平衡盘作用：抵消压缩机转子因叶轮的轮盖和轮盘上有气体产生的压差而受到朝向叶轮入口端的轴向推力的作用。
10.推力盘作用：平衡盘平衡后的残余推力，通过推力盘作用在推力轴承上。
二、问答题：1.叙述离心式压缩机工作原理答：具有叶片的工作轮在压缩机的轴上旋转，进入工作轮的气体被叶片带着旋转,增加了速度和压力,然后出工作轮进入扩压器内,气体的速度降低、进一步提高压力,经过压缩的气体再经弯道和回流器进入下一级叶轮进一步压缩至所需的压力。
2.定转子部分分别有哪些零部件组成？答：离心式压缩机主要由定子(机壳、隔板、级间密封、口圈密封、平衡盘密封、端盖) 、转子(主轴、叶轮、平衡盘、联轴器、轴套、隔套、等)及支撑轴承、推力轴承、轴端密封等组成。
3.叙述汽轮机的工作原理。
答：当具有一定温度和压力的蒸汽通过汽轮机级时，首先在喷嘴叶栅中将蒸汽所具有的热能转变成动能，然后在动叶栅中将其动能转变成机械能，从而完成汽轮机利用蒸汽热能作功的任务。
4.汽轮机定转子部分分别有哪些零部件组成？答：汽轮机定子部分由：汽缸、喷嘴组、导叶持环（或隔板）、汽封、轴承及紧固件等组成。
汽轮机转子部分由：主轴、叶轮或转鼓、动叶片、平衡活塞、止推盘、联轴器、危急保安器、盘车器等部件组成。
离心压缩机计算例题
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面 （１１）验算出口流量系数
c2r
Qin
D2b2 2Kv2
1.64
0.5 0.0145 0.09151.068
73.8m/s
2r
c2r u2
73.8 273.2
0.27
与假定值相等
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面 （１２）叶轮压比，出口压力
m
1
t2 Tin
2 m
/ D22 )
0.7 260 1000 0.4 273.2 3 (1 2582 / 5002 )
500 500
44
0.019
100014.5 0.915 0.27 273.22 1.068
500
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面
（１４）轮阻损失系数（校核）
bdf
0.172
1000 22 r 2u
离心压缩机计算例题
4 轮盖倾角和进口半径
tan1 2(b1 b2 ) /(D2 D1)
r
r b1
b1
r b1
0.5
离心压缩机计算例题
二、固定部件结构尺寸和气动参数计算 1 扩压器
离心压缩机计算例题
1 无叶扩压器 （1）进口 （A）进口直径
（B）进口宽度
（C）进口气流角
D3
b2 D2
0.172
1000 0.915 0.27 186 14.5
273.2 500
0.04
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面 （１５）出口马赫数
Mac2
c2 zkRT2
200
0.3
1.014 1.4 970 320.9
2020年中国石油大学网络教育040107泵与压缩机-20考试试题及参考答案
《泵与压缩机》课程综合复习资料一、简述题1．简述离心泵工况调节方法，说明较为节能实用的工况调节措施。
2．简述往复活塞式压缩机的主要性能参数，说明较为重要的性能参数。
3．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。
4．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。
二、计算题1．一台离心泵流量Q1＝50.0 m3/h，扬程H1＝32.0 m，功率N1＝6.4 kW，转速n1＝2900 r/min。
求离心泵转速调节至n2＝1450 r/min时的流量Q2（m3/h）、扬程H2（m）和功率N2（kW）。
2．一台离心水泵，泵装置吸液面压力p A＝90000 Pa，水饱和蒸汽压力p v＝4240 Pa，泵安装高度H g1＝4.0 m，水密度ρ＝1000 kg/m3，吸入管阻力损失h A-S＝2.751 m，泵本身汽蚀余量Δh r＝2.5 m。
求泵装置有效汽蚀余量Δh a（m），并判断离心泵装置是否发生汽蚀现象。
3．一台多级离心式空气压缩机，第一级理论能头H T＝45113.0 J/kg，内漏气损失系数βl＝0.015，轮阻损失系数βdf＝0.030，有效气体流量m＝25200 kg/h。
求离心压缩机第一级的总功率H tot（kW）。
4．一台多级离心式空气压缩机，第一级进口气体温度t s＝20.0 ℃，进口气体速度c s＝30.0 m/s，出口气体速度c d＝70.0 m/s，级总能头H tot＝47355 J/kg，空气绝热指数k＝1.40，气体常数R＝288 J/kg·K。
求离心压缩机第一级出口温度t d（℃）。
5．一台往复活塞式空气压缩机，单级三缸单作用结构型式，压缩机容积系数λv＝0.739，系数λp λT λl ＝0.850，转速n＝1460 r/min，气缸直径D＝0.115 m，活塞行程S＝0.070 m。
求往复压缩机的排气量Q（m3/min）。
离心式压缩机习题
二、离心式压缩机习题2-1 DA120-61空气离心式压缩机，低压级叶轮外径 D 2=380 mm ，叶片出口安装角βA 2=42°，出口叶片数 Z=16，叶轮转速n=13800 r/min ，选用流量系数ϕr 2=0.233。
试求：（1）叶轮出口速度三角形及各分速度？ （2）对1kg 气体所做的理论能量头h th ?2-2 DA450-121离心式压缩机，第一级叶轮外径D 2=655 mm ，叶片出口安装角βA 2=45°,叶片数 Z=22,出口绝对速度 C 2=200 m/s,气流方向角α2=21.1°，叶轮转速 n=8400 r/min 。
试求：（1）叶轮出口速度W 2，C U 2，C r 2 ，C u 2? （2）叶轮对每公斤气体所做的功h th ?（3）若取ββL df +=0.03，叶轮对每公斤气体的总耗功h tot ?2-3 一台离心式压缩机，一级叶轮有效气体的质量流量 G=6.95 kg/s ，漏气损失系数 βL =0.012，轮阻损失系数 βdf =0.03，叶片功 h th =45864 J/kg 。
试求： （1）1kg 有效气体下的总耗功 h tot ? 泄漏损失功 h L ? 轮阻损失功 h df ？ （2）G 公斤气体时，总功率 N tot ，各损失功率 N L ，N df ？（3）若多变指数M=1.42 (k=1.4),其多变压缩功 h pol ，功率 N pol ？2-4 一台风机，在标准状态下工作，转速 n=1450 r/min ，流量 Q=49400 m h 3/ ，压头 H=3 kPa ，功率 N=52 kW ， 试求：（1）当转速为 n’=2900 r/min 时，Q’,H’,N’ 各为多少？（2）当N=1450 r/min,叶轮直径由 D 2=1 m 改为 D 2’=1.2 m 时，则Q’,H’, N’ 各为多少？（3）当 n=2900 r/min ，D 2=1.2 m 时，Q’,H’,N’ 各为多少？2-5 已知某离心式空气压缩机的第一级叶轮直径mm D 3802=，mm D 2021=，o A 402=β，16=z ，叶轮转速min13800rn =，流量系数233.02=r ϕ，o 901=α。
第二章 离心压缩机
σ =
（1） 叶轮叶道进口“1”截面气流参数计算
3014 × 0.405 × 7714 = 163.0m / s 60 60 z1 s1 22 × 3.5 = 1− = 0.889 τ1 = 1− πD1 sin β 1 A 3.14 × 405 × sin 33°
2 2
k − 1 c1 − c s 108.52 2 − 6.22 2 1 .4 − 1 ) = −5.751K (− (− )= kR 2 × 9.81 1.4 × 29.72 2g
验算 k v1 ：
5
k v1 = (1 +
∆T σ −1 5.751 2.87 −1 ) = (1 + ) = 0.9648 3.03 Ts
与假设相符。
T1 = Ts + ∆Ts = 303 − 5.751 = 297.25K w1 = c1 + u1 = 108.52 2 + 163.12 = 196.32m / s Mm = w1 196.32 = = 0.56 < 0.78 ~ 0.85 1.4 × 9.81 × 29.22 × 297.25 kgRT1 c1 108.52 = tan −1 = 33.56°冲角 u1 163.6
则叶片无限多时的理论能头 H T∞ =
µ
【2-2】 已知离心式空气压缩机的有效流量 G=6.95kg/s,漏气损失系数 β l = 0.013 ,轮阻损失系 数 β df = 0.03 。叶轮对单位质量气体作功 H T = 45895 J / kg 。试计算叶轮作功时消耗的理 论功率、漏气损失功率、轮阻损失功率、总功率及叶轮对单位质量有效气体的总耗功。 解：由式（2-2.11）求叶轮作功时消耗的总功率
化工原理流体输送机械习题
化工原理流体输送机械习题1. 一个水泵的输出功率为10 kW，流量为0.5 m3/s。
若泵的效率为0.8，请计算泵的扬程。
2. 一台离心压缩机的进口直径为0.5 m，出口直径为0.3 m，转速为3000 rpm。
若空气的密度为1.2 kg/m3，进口压力为1 bar，出口压力为2 bar，请计算压缩机的流量。
3. 一根长度为10 m，内径为0.2 m的水平管道中有水流动。
若管道内的摩擦系数为0.02，水的密度为1000 kg/m3，流量为0.1 m3/s，请计算管道中的压力损失。
4. 一台离心泵的特性曲线如下表所示，请根据曲线确定泵的最大扬程和最大流量。
| 流量 (m3/s) | 扬程 (m) ||------------|---------|| 0.1 | 60 || 0.2 | 50 || 0.3 | 40 || 0.4 | 30 || 0.5 | 20 || 0.6 | 10 |5. 一台柱塞泵每分钟工作100次，每次排量为0.1 L。
若柱塞直径为5 cm，请计算泵的输出流量。
6. 一段水平管道的长度为100 m，直径为0.5 m，摩擦系数为0.03，流量为0.1 m3/s。
若管道一端的压力为2 bar，请计算管道另一端的压力。
7. 一台离心风机的进口直径为0.4 m，出口直径为0.6 m，转速为1500 rpm。
若空气的密度为1.2 kg/m3，进口压力为0.5 bar，出口压力为0.2 bar，请计算风机的流量。
8. 一台容积泵的缸径为15 cm，行程为20 cm，每分钟工作100次。
若泵的排量效率为0.9，请计算泵的输出流量。
9. 一段水平管道的长度为50 m，直径为0.4 m，摩擦系数为0.02，流量为0.15 m3/s。
若管道一端的压力为2 bar，请计算管道另一端的压力损失。
10. 一台离心泵每分钟工作1200次，每次排量为0.05 L。
若泵的效率为0.7，请计算泵的输出功率。
常州大学过程流体机械习题集及参考答案（离心压缩机和泵部分）
常州大学过程流体机械习题集及参考答案（离心压缩机和泵部分）《过程过程流体流体流体机械机械机械》》补充习题补充习题及参考答案及参考答案第三章离心压缩机习题3-1 DA450-121裂解气离心式压缩机，第一级叶轮外径D 2=655mm,叶片出口安装角βA2=35°, 出口叶片数Z 2=22, 出口绝对速度 C 2∝=200m/s,气流方向角α2∝=21.1°, 叶轮工作转速n=8400rpm. 求该级叶轮对每kg 气体所作的理论功H th (α1=90°)参考答案参考答案：：① u 2=287.94287.94m/s m/s m/s②φr2=0.25 =0.25 ③③ H th =46886.9J/Kg 3-2 DA350-61型离心式压缩机，第一级叶轮外径D 2=600mm，叶片出口安装角βA2=45°，出口叶片数Z=18 选用流量系数φr2=0.248，叶轮工作转速n=8600rpm，求第一级叶轮对每kg 气体所作的叶片功H th (α1=90°)参考答案参考答案：：① u 2=270.04m/s =270.04m/s ② H th =45845.8J/Kg3-3丙烯离心式制冷压缩机PLS-2000的第三级叶轮，其叶片进出口速度分别为：C 1=62.25m/s, α1=90°,C 2=136.4m/s, α2=18°24ˊ, 叶轮工作转速n=12000rpm, 进出口直径分别为：D 1=0.180m,D 2=0.330m，求：叶轮给予500kg 有效流量的理论能量头H th 参考答案参考答案：：① u 1=113.04m/s =113.04m/s u 2=207.24m/s =207.24m/s ②C u1=0m/s C u2=129.43m/s,=129.43m/s,③ H th =26823.07J/Kg*500Kg=1.34×104 KJ3-4 已知某离心式空气压缩机的第一级叶轮D 2=380mm, D 1=202mm,，βA2=40°,Z=16,叶轮转速n=13800rpm，流量系数φr2=0.233,α1=90°,求叶轮对单位质量气体所提供的理论能头H th 及叶片无限多时的理论能头H th ∝？参考答案参考答案：：① u 1=145.88m/s =145.88m/s u 2=274.6m/s =274.6m/s ② H th ∞=54454.68J/Kg ③ H th =44940.7J/Kg3-5一台离心式压缩机，一级叶轮的叶片功H th =45864J/kg,ηpol =78%, 级的进口速度C j =74m/s ，出口速度C c =96m/s ，轮阻损失系数βdf =0.03，漏气损失系数βL =0.012，求实际耗功H tot 及H pol 、H hyd 、 H l 、H df ？参考答案参考答案：：① H tot =47790.29 J/Kg ② H pol =37276.43J/Kg ③ H hyd =6717.57J/Kg ④H l =550.37 J/Kg ⑤H df =1375.92 J/Kg 3-6 已知丙烯C 3H 6的R=197.57J/Kg ·k ，k=Cp/Cv=1.1548，首级进口压力0.12MPa ，温度为－41.7℃，若选取u 2=235.6m/s，φr2=0.31，βA2=50°，Z=24，βL +βdf =0.04，ηpol =0.76,试求：首级的压力比ε=？，级的出口压力Pout=？（Pg：143）参考答案参考答案：：① H th =35505.6 J/Kg ② H tot =36925.8J/Kg ③ H pol =28063.6J/Kg ④ε=1.6141.614⑤⑤Pout=Pout=0.193680.193683-7 已知某压缩机的第四级进口容积流量Qin=1.543 m 3/s，该级的D 2=0.65m ，u 2=170m/s，βA2=30°，δ2=4mm，φr2=0.134，ρ2/ρ0=1.094，Z=22，试计算该级叶轮出口相对宽度，b 2/D 2=？该值是否符合要求？（Pg：143）参考答案参考答案：：① τ=0.914 =0.914 ②② b 2/D 2=0.05106 =0.05106 ③∵③∵③∵ 0.025 0.025 0.025≤≤b 2/D 2≤0.065 0.065 ∴∴ 合理3-8 已知某离心式空气压缩机的有效流量G=6.95Kg/s，漏气损失系数βL =0.013，轮阻损失系数βdf =0.03，叶轮对单位质量气体作功H th =49895J/kg,试计算叶轮作功时消耗的理论功率N th 、漏气损失功率N l 、轮阻损失功率N df 、总功率N tot 及叶轮对单位质量有效气体的总耗功H tot 。
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2
tan 1
c2r c2u
tan1 74.5 186
tan1 0.4
（６）欧拉功
hth =u2c2u =273.2 186=50764m2/s2
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面
（７）总功（选取bl,bdf)
htot =(1+bl bdf )hth =(1 0.019 0.04)50764m2/s2
c2r 2ru2 0.273 273.2 74.5m/s
（４）绝对速度
c2 c22u c22r 1862 74.52 200m/s
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面
（５）相对速度
w2 (u2 c2u )2 c22r (273.2 186)2 74.52 115m/s
（５’）绝对气流角
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面
（１）圆周速度
u2
D2n
60
0.510440 60
273.2m/s
（２）圆周分速度
c2u
u2 (12rctgb2A
z
sin b2A )
273.2(1 0.273ctg55 sin 55 ) 186m/s
20
2r 先选取后校核
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面 （３）径向分速度
b2 D2
0.172
1000 0.915 0.27 186 14.5
273.2 500
0.04
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面 （１５）出口马赫数
Mac2
c2 zkRT2
200
0.3
1.014 1.4 970 320.9
（１６）扩压度
w1 166.2 1.445 w2 115
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面 （１７）级的反作用度
u22 u12 w12 w22 2hth
273.22 1412 166.22 1152 0.68 2 50764
离心压缩机计算例题
3 叶轮叶片形状
R
4(cos
1 (D1 / D2)2
b2A (D1 / D2)
cos
b1A
)
D2
R0 RR D2 cos b2A (D2 / 2)2
d1=5.5mm
d2=5.5mm
D0=238 mm d=166mm 进口气流条件及性质
Pin=25.8kg/cm2 Tin=311K Qin=1.64m3/s
R=97.24 k=1.4 z=1.014 试确定叶轮进出口的有关参数
离心压缩机计算例题
离心压缩机计算例题
离心压缩机计算例题
１ 叶轮进口参数
=53759m2/s2
（８）出口温度
t2
[htot
(c22 ZR
ci2n ) / k
2]
53759 2002 / 2 1.014 970 1.4
9.9o C
k 1
1.4 1
T2 Tin t2 311 9.9=320.9K
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面
（９）出口比容比
m m 1
k
k
1
pol
1.4 0.88 1.4 1
3.08
1
m 1
Kv2
vin v2
T2 Tin
m1
1
t2 Tin
m1
1
9.9 311
3.081
1.068
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面 （１０）叶片阻塞系数
2
1 z2d D2 sin b2A
1
20 5.5 500 sin 55
0.915
（２）１－１截面
（Ｄ）气流入口角
b1
tan 1
c1r u1
tan1 88 32 141
i b1A b1 30 32 2
离心压缩机计算例题
（２）１－１截面
（Ｅ）温度
t1
Байду номын сангаас
c12 2ZR
ci2n k
882
21.014970 1.4
1.14o C
k 1
1.4 1
T1 Tin t1 3111.14=309.86K
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面 （１１）验算出口流量系数
c2r
Qin
D2b2 2Kv2
1.64
0.5 0.0145 0.09151.068
73.8m/s
2r
c2r u2
73.8 273.2
0.27
与假定值相等
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面 （１２）叶轮压比，出口压力
m
1
t2 Tin
m1
1
9.9
3.08
311
1.113
p2 pin 1.113 25.8 28.76kg/cm2
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面
（１３）漏气损失系数（校核）
Ds 260mm Zs 4
s 0.4mm
bl
Ds D2
1000s D2
u2
3 4Zs
(1
D12
1000
b2 D2
22ru22
2 m
/ D22 )
0.7 260 1000 0.4 273.2 3 (1 2582 / 5002 )
500 500
44
0.019
100014.5 0.915 0.27 273.22 1.068
500
离心压缩机计算例题
２ 叶轮出口截面
（１４）轮阻损失系数（校核）
bdf
0.172
1000 22 r 2u
离心压缩机计算例题
（２）１－１截面
（Ａ）绝对速度
c1 ' Kcc0 1.07 71.3 76m/s (Kc 1.02 1.08)
1
1 z1d D1 sin b1A
1
10 5.5 258 sin 30
0.864
c1 c1 '/1 76 / 0.864 88m/s
c1r c1 88m/s
离心压缩机计算例题
（２）１－１截面
（Ｂ）圆周速度
u1
D1n
60
0.25810440 60
141m/s
（Ｃ）相对速度（马赫数校核）
w1 c12r u12 882 1412 166.2m/s
Maw1
w1 ZkRT1
166.2
0.254
1.014 1.4 970 309.86
离心压缩机计算例题
（１）０－０截面
F0
4
(D02
d2)
4
(0.2382
0.1662 )
0.023m2
c0
Qin Kvin F0
1.64 1 0.023
71.3m / s
t0
c02 ci2n 2ZR k
71.32
21.014970 1.4
0.753o C
k 1
1.4 1
T0 Tin t0 311 0.753=310.25K
离心压缩机计算例题
一、 叶轮进出口气体参数的确定
在离心压缩机运行和检修时，经常需要对压缩机的一些部件进行性能验算，
考核它们的各项参数（注意气动和结构参数范围是否合理）
某叶轮结构尺寸如下：
D1＝258 mm b1＝26.3 mm
D2＝500 mm b2=14.5 mm
b1A =30o z1 = 10
b2A=55o z2=20