泵与压缩机综合复习

《泵与压缩机》综合复习资料
一、简述题
1．简述离心泵的性能曲线，说明性能曲线的主要用途。

2．简述离心压缩机的基本方程式，说明基本方程的主要用途。

3．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。

4．简述离心泵的抗汽蚀措施，说明较为有效实用的抗汽蚀措施。

5．简述离心压缩机的单级压缩和多级压缩的性能特点。

6．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。

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）。

4．一台两级单吸离心水泵，流量Q＝50.0 m3/h，扬程H＝200.85 m，转速n＝2950 r/min。

求离心泵的比转数n s。

5．一台离心水泵，离心泵样本允许汽蚀余量[H s]＝6.0 m，使用当地大气压p a′＝0.08 MPa，使用当地饱和蒸汽压p v′＝1602 Pa，水密度ρ＝1000 kg/m3。

求离心泵在当地使用的允许真空度[H s]′（m）。

6．一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；级出口气体温度t d＝67.95 ℃，出口气体速度c d＝65.06 m/s，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总能头H tot（J/kg）。

7．一台多级离心式空气压缩机，第一级进口气体压力p s＝100000 Pa，级进口气体温度t s ＝20 ℃，级出口气体压力p s＝155980 Pa，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的绝热压缩功H ad（J/kg）。

8．一台单级离心式空气压缩机，压缩机叶轮圆周速度u2＝255.235 m/s，流量系数φ2r＝0.28，
叶片出口安装角β2A＝50º，叶片数z＝20。

求离心压缩机的理论能头H T（J/kg）。

9．一台多级离心式空气压缩机，第一级进口气体温度t s＝25.0 ℃，进口气体速度c s＝35.0 m/s，出口气体速度c d＝75.0 m/s，级总能头H tot＝47560 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（℃）。

10．一台单级往复活塞式空气压缩机，名义吸气压力p1＝0.1 MPa（当地大气压），名义排气压力p2＝0.4 MPa（表压），膨胀过程指数m′＝1.20，相对余隙容积α＝12.4％。

求往复压缩机的容积系数λv。

11．一台单级往复活塞式空气压缩机，吸气压力p1＝0.10 MPa，排气压力p2＝0.40 MPa，吸气温度t1＝19.80℃，多变压缩过程指数m＝1.33。

求往复压缩机的排气温度t2（℃）。

12．一台两级往复活塞式空气压缩机，第I级吸气压力p1I＝0.10 MPa，吸气温度下饱和蒸汽压p v I＝5620 Pa，吸气相对湿度φI＝0.85；第II级吸气压力p1 II＝0.30 MPa，吸气温度下饱和蒸汽压p v II＝8500 Pa，吸气相对湿度φII＝1.0。

求往复压缩机的第二级凝析系数μd II。

三、综合题
1．某平原地区石化装置输送粘油介质，选用冬季经常使用的高扬程小流量油泵设备。

试选择适当类型的泵设备，说明选型理由和使用注意问题。

2．某室外工业装置选用大排气量和低排气压力的移动式空气压缩机设备。

试选择适当类型的压缩机设备，说明选型理由和使用注意问题。

参考答案
一、简述题
1．简述离心泵扬程、功率、效率和吸入（汽蚀）性能曲线的名称、基本形状和主要用途。

2．简述离心压缩机欧拉方程、热焓方程和伯努利方程的表达形式和主要参数，说明基本方程的主要用途（叶轮做功、热量形式和机械能形式）。

3．简述往复压缩机的排气量、功率和效率等主要性能参数，指出较为重要的性能参数。

4．简述离心泵增大装置有效汽蚀余量、减小泵本身汽蚀余量和改进叶轮材料等措施，指出较为有效实用的抗汽蚀措施。

5．简述离心压缩机多级性能曲线和单级性能曲线的相似处和差异点，说明多级性能曲线陡，稳定工作区窄，喘振和堵塞流量改变等特点。

6．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。

二、计算题
1．解：比例定律
Q 2＝Q 1(n 2/n 1)＝50.0×(1450/2900)＝25.00 m 3/h H 2＝H 1(n 2/n 1)2＝32.0×(1450/2900)2＝8.00 m N 2＝N 1(n 2/n 1)3＝6.4×(1450/2900)3＝0.80 kW
2．解：s A g v A a h H g
p p h ----=∆1ρ＝(90000－4240)/(1000×9.8)－4.0－2.751＝2.00 m ∵ Δh a ＝2.00 m ＜Δh r ＝2.50 m ∴ 离心泵装置发生汽蚀现象。

3．解：G ＝25200/3600＝7.00 kg/s
)1(1000
df l T tot m H N ββ++=＝(7.0×45113)/1000×(1＋0.015＋0.030)＝330.0 kW 4．解：两级离心泵，计算扬程H ＝200.85/2＝100.43 m 4/34/343
.1003600/50295065.365.3⨯⨯==H Q n n s ＝40.0 5．解：p ′a ＝0.08×1000000＝80000 Pa g p p H H v a S S ρ'-'+
-='10][][＝6.0－10＋(80000－1602)/(1000×9.8)＝4.0 m 6．解：2
)(122s d s d tot c c T T k kR H -+--= ＝(1.4×288)/(1.4－1)×(67.95－20.0)＋(65.062－30.02)/2＝50000.0 J/kg
7．解：T s ＝t s ＋273＝20＋273＝293 K
p d /p s ＝155980/100000＝1.560
()⎥⎦
⎤⎢⎣⎡--=-1/11k k s d s ad p p RT k k H ＝1.4/(1.4-1)×288×293×(1.56(1.4-1)/1.4-1)＝40000 J/kg 8．解：)sin ctg 1(22222A A r T z u H βπ
βϕ--=
＝255.2352×[1―0.28×ctg50°―(π/20)×sin50°]＝42000.4 J/kg
9．解：⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛---=-=∆2122s d tot s d d c c H kR k t t t ＝(1.4－1)/(1.4×288)×[47560－(75.02－35.02)/2]＝45.0 ℃ t d ＝t s ＋Δt d ＝25.0＋45.0＝70.0 ℃
10．解：p 2/p 1＝(0.4＋0.1)/0.1＝5.0
α＝12.4％＝0.124
]1)/[(1/112--='m v p p αλ＝1―0.124×(5.01/1.20―1)＝0.650
11．解：T 1＝t 1＋273＝19.80＋273＝292.80 K
()()33.11
33.111211121.0/4.080.292/---⨯===m m m m p p T T T ε＝413.0 K
t 2＝T 2―273＝413.0―273＝140.0 ℃
12.解：p 1I ＝0.10×1000000＝100000 Pa
p 1II ＝0.30×1000000＝300000 Pa 100000
30000085000.1300000562085.0100000I 1II 1II II II 1I I I 1II ⨯⨯-⨯-=--=p p p p p p v v d ϕϕμ＝0.980 三、综合题
1.不设标准选型答案。

可选用多级离心泵、往复泵或回转泵，阐述所选泵的高扬程和小流量
等性能优点，并说明冬季输送粘油介质泵的粘度换算、动力消耗和操作维护等应用问题。

2．不设标准选型答案。

可选用离心压缩机、轴流压缩机或回转压缩机，阐述所选压缩机的
排气量和排气压力方面的性能优点，说明室外移动式压缩机设备的结构特点，动力、冷却和维护等应用问题。