泵第一临界转速计算(能量法)
临界转速的计算
一、临界转速分析的目的临界转速分析的主要目的在于确定转子支撑系统的临界转速，并按照经验或有关的技术规定，将这些临界转速调整，使其适当的远离机械的工作转速，以得到可靠的设计。
例如设计地面旋转机械时，如果工作转速低于其一阶临界转速Nc1，应使N<0.75Nc1, 如果工作转速高于一阶临界转速，应使 1.4Nck<N<0.7Nck+1,而对于航空涡轮发动机，习惯做法是使其最大工作转速偏离转子一阶临界转速的10~20%。
二、选择临界转速计算方法要较为准确的确定出转子支撑系统的临界转速，必须注意以下两点1.所选择的计算方法的数学模型和边界条件要尽可能的符合系统的实际情况。
2.原始数据的（系统支撑的刚度系数和阻尼系数）准确度，也是影响计算结果准确度的重要因素。
3.适当的考虑计算速度，随着转子支撑系统的日益复杂，临界转速的计算工作量越来越大，因此选择计算方法的效率也是需要考虑的重要因素。
三、常用的计算方法2.Prohl-Myklestad莫克来斯塔德法传递矩阵法基本原理：传递矩阵法的基本原理是，去不同的转速值，从转子支撑系统的一端开始，循环进行各轴段截面状态参数的逐段推算，直到满足另一端的边界条件。
优点：对于多支撑多元盘的转子系统，通过其特征值问题或通过建立运动微分方程的方法求解系统的临界转速和不平衡响应，矩阵的维数随着系统的自由度的增加而增加，计算量往往较大：采用传递矩阵法的优点是矩阵的维数不随系统的自由度的增加而增大，且各阶临界转速计算方法相同，便于程序实现，所需存储单元少，这就使得传递矩阵法成为解决转子动力学问题的一个快速而有效的方法。
缺点：求解高速大型转子的动力学问题时，有可能出现数值不稳定现象。
今年来提出的Riccati 传递矩阵法，保留传递矩阵的所有优点，而且在数值上比较稳定，计算精度高，是一种比较理想的方法，但目前还没有普遍推广。
轴段划分：首先根据支撑系统中刚性支撑（轴承）的个数划分跨度。
临界转速的计算资料
一、临界转速分析的目的临界转速分析的主要目的在于确定转子支撑系统的临界转速，并按照经验或有关的技术规定，将这些临界转速调整，使其适当的远离机械的工作转速，以得到可靠的设计。
例如设计地面旋转机械时，如果工作转速低于其一阶临界转速Nc1，应使N<0.75Nc1, 如果工作转速高于一阶临界转速，应使 1.4Nck<N<0.7Nck+1,而对于航空涡轮发动机，习惯做法是使其最大工作转速偏离转子一阶临界转速的10~20%。
二、选择临界转速计算方法要较为准确的确定出转子支撑系统的临界转速，必须注意以下两点1.所选择的计算方法的数学模型和边界条件要尽可能的符合系统的实际情况。
2.原始数据的（系统支撑的刚度系数和阻尼系数）准确度，也是影响计算结果准确度的重要因素。
3.适当的考虑计算速度，随着转子支撑系统的日益复杂，临界转速的计算工作量越来越大，因此选择计算方法的效率也是需要考虑的重要因素。
三、常用的计算方法2.Prohl-Myklestad莫克来斯塔德法传递矩阵法基本原理：传递矩阵法的基本原理是，去不同的转速值，从转子支撑系统的一端开始，循环进行各轴段截面状态参数的逐段推算，直到满足另一端的边界条件。
优点：对于多支撑多元盘的转子系统，通过其特征值问题或通过建立运动微分方程的方法求解系统的临界转速和不平衡响应，矩阵的维数随着系统的自由度的增加而增加，计算量往往较大：采用传递矩阵法的优点是矩阵的维数不随系统的自由度的增加而增大，且各阶临界转速计算方法相同，便于程序实现，所需存储单元少，这就使得传递矩阵法成为解决转子动力学问题的一个快速而有效的方法。
缺点：求解高速大型转子的动力学问题时，有可能出现数值不稳定现象。
今年来提出的Riccati 传递矩阵法，保留传递矩阵的所有优点，而且在数值上比较稳定，计算精度高，是一种比较理想的方法，但目前还没有普遍推广。
轴段划分：首先根据支撑系统中刚性支撑（轴承）的个数划分跨度。
《过程流体机械第二版》思考题答案_完整版
《过程流体机械》思考题参考解答2 容积式压缩机☆思考题 往复压缩机的理论循环与实际循环的差异是什么☆思考题 写出容积系数λV 的表达式，并解释各字母的意义。
容积系数λV （最重要系数）λV ＝1－α（n1ε－1）＝1－⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫⎝⎛110ns d S p p V V （2-12）式中：α ——相对余隙容积，α ＝V 0（余隙容积）/ V s （行程容积）；α ＝～（低压），～（中压），～（高压），＞(超高压)。
ε ——名义压力比（进排气管口可测点参数），ε ＝p d / p s ＝p 2 /p 1 ，一般单级ε ＝3～4；n ——膨胀过程指数，一般n ≤m （压缩过程指数）。
☆思考题 比较飞溅润滑与压力润滑的优缺点。
飞溅润滑（曲轴或油环甩油飞溅至缸壁和润滑表面），结构简单，耗油量不稳定，供油量难控制，用于小型单作用压缩机；压力润滑（注油器注油润滑气缸，油泵强制输送润滑运动部件），结构复杂（增加油泵、动力、冷却、过滤、控制和显示报警等整套供油系统油站），可控制气缸注油量和注油点以及运动部件压力润滑油压力和润滑油量，适用大中型固定式动力或工艺压缩机，注意润滑油压和润滑油量的设定和设计计算。
☆思考题 多级压缩的好处是什么多级压缩优点：①.节省功耗（有冷却压缩机的多级压缩过程接近等温过程）；②.降低排气温度（单级压力比小）；③.增加容积流量（排气量，吸气量）（单级压力比ε降低，一级容积系数λV 提高）；④.降低活塞力（单级活塞面积减少，活塞表面压力降低）。
缺点：需要冷却设备（否则无法省功）、结构复杂（增加气缸和传动部件以及级间连接管道等）。
☆思考题分析活塞环的密封原理。
活塞环原理：阻塞和节流作用，密封面为活塞环外环面和侧端面（内环面受压预紧）；关键技术：材料（耐磨、强度）、环数量（密封要求）、形状（尺寸、切口）、加工质量等。
☆思考题动力空气用压缩机常采用切断进气的调节方法，以两级压缩机为例，分析一级切断进气，对机器排气温度，压力比等的影响。
转子动力学有限元法计算及编程
三、有关软件
• NX Nastran转子动力学案例
轴：2023mm 外径：100 mm 内径：88 mm 毂：96 kg 自转角速度： 0-24000 RPM 弹簧与阻尼支撑
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转子模型示意图
三、有关软件
• NX Nastran转子动力学案例
一维梁单元仿真模型
三、有关软件
• NX Nastran转子动力学案例
谢谢大家！
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临界转速的计算
一、临界转速分析的目的临界转速分析的主要目的在于确定转子支撑系统的临界转速，并按照经验或有关的技术规定，将这些临界转速调整，使其适当的远离机械的工作转速，以得到可靠的设计。
例如设计地面旋转机械时，如果工作转速低于其一阶临界转速Nc1，应使N<0.75Nc1, 如果工作转速高于一阶临界转速，应使 1.4Nck<N<0.7Nck+1,而对于航空涡轮发动机，习惯做法是使其最大工作转速偏离转子一阶临界转速的10~20%。
二、选择临界转速计算方法要较为准确的确定出转子支撑系统的临界转速，必须注意以下两点1.所选择的计算方法的数学模型和边界条件要尽可能的符合系统的实际情况。
2.原始数据的（系统支撑的刚度系数和阻尼系数）准确度，也是影响计算结果准确度的重要因素。
3.适当的考虑计算速度，随着转子支撑系统的日益复杂，临界转速的计算工作量越来越大，因此选择计算方法的效率也是需要考虑的重要因素。
三、常用的计算方法2.Prohl-Myklestad莫克来斯塔德法传递矩阵法基本原理：传递矩阵法的基本原理是，去不同的转速值，从转子支撑系统的一端开始，循环进行各轴段截面状态参数的逐段推算，直到满足另一端的边界条件。
优点：对于多支撑多元盘的转子系统，通过其特征值问题或通过建立运动微分方程的方法求解系统的临界转速和不平衡响应，矩阵的维数随着系统的自由度的增加而增加，计算量往往较大：采用传递矩阵法的优点是矩阵的维数不随系统的自由度的增加而增大，且各阶临界转速计算方法相同，便于程序实现，所需存储单元少，这就使得传递矩阵法成为解决转子动力学问题的一个快速而有效的方法。
缺点：求解高速大型转子的动力学问题时，有可能出现数值不稳定现象。
今年来提出的Riccati 传递矩阵法，保留传递矩阵的所有优点，而且在数值上比较稳定，计算精度高，是一种比较理想的方法，但目前还没有普遍推广。
轴段划分：首先根据支撑系统中刚性支撑（轴承）的个数划分跨度。
水泵基本参数及特性曲线讲解_图文
3.3 扬程与密度无关，但消 耗功率不同
第二章
42
3.4 用余弦定律推导扬程的另一种表达式
由相对运动能量方程，可得右式前两项为势扬程：
第一项是离心力对单位重量液体所作之功，使经过叶轮 的液体压能增加
=90°——径向式叶片
>90°——叶片背面向叶片工作面呈前弯式
<90°——叶片工作面向叶片背面呈后弯式
前弯式叶片的缺点：
流道短、弯度大，水力损失大；
后弯式叶片的优点（P17、18）：
流道平缓、长、弯度小，液槽水损小
（流速梯度变化小） 一般为20°至30°。
第二章
46
出口叶片角对性能的影响
第二章
依靠叶轮高速旋转完成能量转换
三、叶片泵的分类 根据水流通过叶轮时的受力方向：
径向流→离心泵→主力为离心力 轴向流→轴流泵→主力为轴向升力 斜向流→混流泵→主力为离心力和轴向升力的合力
第二章
12
一、工作原理
P4图2-1
转速↑△H↑ 半径↑△H↑
质点绕定位的中心轴作圆 周运动时受到离心力作用
作用: 轴封装置，泵轴穿出泵壳 时，轴与泵壳之间的缝隙
组成:
填料又叫盘根（阻水、阻气）； 压盖（压紧填料）；
水封环、水封管（水封水有水封 管流入轴与填料的间隙，起冷却 与润滑的作用）
第二章
21
五、减漏环
作用:
减少叶轮入口的外圆与泵壳内壁接缝处高低压的交界面的泵壳内 高压水向吸水口回流、承磨（承磨环）
转速——水泵叶轮每分钟的转速
水泵值班员技能试卷(第103套)
一、选择题（共 40 题，每题 1.0 分）：【1】在220V电源上串联四个灯泡，最亮的是（）的灯泡。
A．100WB．200WC．60WD．40W【2】火力发电厂主要以（）作为工质。
A．空气B．烟气C．水蒸气D．燃气【3】离心泵轴端密封摩擦阻力最大的为（）。
A．填料密封B．机械密封C．浮动环密封D．迷宫密封【4】火力发电厂处于负压运行的设备是（）。
A．省煤器B．过热器C．凝汽器D．除氧器【5】离心泵的性能曲线一般是用（）方法得到的。
A．理论B．计算C．试验D．近似估计【6】液体在管内的临界流速与液体的（）成正比，与管道的内径成反比。
A．压缩性B．膨胀性C．运动状态D．运动黏度【7】油系统多采用（）阀门。
A．暗B．明C．铜制D．铝制【8】液力调速离合器是一种以油为工作介质，依靠（）传递功率的变速传动装置。
A．摩擦力B．液体动能C．液体热能D．液体压力能【9】火力发电厂生产过程的三大主要设备有锅炉、汽轮机、（）。
A．主变压器B．发电机C．励磁变压器D．厂用变压器【10】蒸汽流经喷管的过程可看作是（）过程。
A．等压B．等洽C．绝热D．等容【11】诱导轮实际上是一个（）。
A．离心式叶轮B．轴流式叶轮C．混流式叶轮D．涡流式叶轮【12】三相异步电动机的转子，根据构造上的不同可分为（）式和鼠笼式两种。
A．永磁B．绕线C．电磁D．线圈【13】给水泵平衡盘密封面的轴向间隙一般调整为（）mm。
A．0.10B．0.20C．0.30D．0.40【14】目前各工业国使用最广泛的除尘器是（）。
A．水膜式除尘器B．文丘里除尘器C．静电除尘器D．布袋除尘器【15】从理论上分析，循环热效率最高的是（）。
A．朗肯循环B．卡诺循环C．回热循环D．再热循环【16】凝结水泵盘根密封水选用（）。
A．循环水B．工业水C．消防水D．凝结水【17】火力发电厂的蒸汽参数一般是指蒸汽的（）。
A．压力、比体积B．温度、比体积C．焓、熵D．压力、温度【18】电动机两相运行时，电流表指示（）。
水泵值班员技能试卷(第121套)
一、选择题（共 40 题，每题 1.0 分）：【1】（）是将机械密封与迷宫密封原理结合起来的一种新型密封形式。
A．填料密封B．浮动环密封C．金属填料密封D．螺旋密封【2】电阻温度计是根据电阻阻值随（）变化而变化这一原理测量温度的。
A．电压B．电阻率C．温度D．温差【3】汽包锅炉运行中，当（）时，锅炉应紧急停运。
A．再热器爆管B．过热器爆管C．所有水位计损坏D．省煤器泄漏【4】采用平衡孔与平衡管可以有效地平衡水泵的轴向推力，但不足之处是（）。
A．影响泵的效率B．影响泵的功率C．影响泵的流量D．结构复杂，不变维护【5】电动给水泵启动前，首先启动（）。
A．主油泵B．辅助油泵C．前置泵D．凝结水泵【6】给水泵装置在除氧器下部的原因是为了防止（）。
A．振动B．汽蚀C．噪声D．冲击【7】造成火电厂效率低的主要原因是（）。
A．锅炉效率B．汽轮机排汽损失C．发电机损失D．汽轮机机械损失【8】采用中间再热机组可提高电厂的（）。
A．出力B．热经济性C．煤耗D．热耗【9】汽蚀比转速大的水泵，抗汽蚀性能（）。
A．反而小B．不一定就大C．小D．大【10】火力发电厂主要以（）作为工质。
A．空气B．烟气C．水蒸气D．燃气【11】在泵的启动过程中，下列中的（）应进行暖泵。
A．循环水泵B．凝结水泵C．给水泵D．疏水泵【12】异步电动机的启动特点是（）。
A．启动电流大B．启动转矩大C．启动电流大，启动转矩小D．启动电流小，启动转矩大【13】多级离心泵的级间泄漏称为（）。
A．容积损失B．机械损失C．水力损失D．摩擦损失【14】火力发电厂采用（）作为国家考核指标。
A．全厂效率B．厂用电率C．发电煤耗率D．供电煤耗率【15】循环水泵在运行中出口压力异常降低，是由于（）。
A．水泵电流减小B．循环水入口温度降低C．机组负荷较低D．循环水入口过滤网被堵或入口水位过低【16】交流电（）mA为人体安全电流。
A．10B．20C．30D．50【17】离心泵在流量大于或小于设计工况下运行时，冲击损失（）。
水泵复习资料及答案
泵与泵站复习思考题第一章1什么叫泵。
将外加的机械能转化为被输送液体的能量，使液体获得动能或势能的机械设备叫做泵2．水泵的分类，叶片泵的分类。
3.泵的发展趋势第二章1．离心泵的基本构造，各部分的作用。
叶轮，泵轴，泵壳（泵体），吸水口（进水口），压水口（出水口），灌水漏斗，泵座，填料（盘根）闸阀，底阀。
2.离心泵的工作原理。
高速旋转的叶轮拨动水，使的水也高速旋转，进而使水产生离心力，在离心力的作用下，由叶轮中部甩向轮外缘。
离心泵的工作过程，实际上是一个能量传递和转化的过程，它把电动机高速旋转的机械能转化为被抽升液体的动能和势能。
3．叶片泵的基本性能参数。
流量Q ，扬程H，轴功率N ，效率η，有效功率Nu，转速，允许吸上真空高度（HS）及气蚀余量（HSV）4．离心泵基本方程式的物理意义。
5．理论扬程与实际扬程的差别，及形成差别的原因。
实际工程中的水泵扬程：①将水由吸水井提升至水塔。
（静扬程）②克服管路中阻力的水头损失。
注：如泵装置出口是自由出流，应加上流速水头。
6．什么叫离心泵装置？什么叫水泵装置的极限工况点？水泵配上管路以及一切附件后的系统称为“装置”，水泵的H—Q曲线和管道损失特性曲线Q-∑相交于M点，若装置在此点工作时，管道上的所有闸阀是全开着的，则M点就称为水泵装置的极限工况点。
7．什么叫离心泵的特性曲线？什么叫高效段（高效段如何确定的）。
在离心泵的6个基本性能参数中，把转速（n）选定为常量，将扬程（H）、轴功率（N）、效率（η）、以及允许吸上真空高度（Hs）等随流量（Q）而变化的函数关系用曲线的方式来表示，就称这些曲线为离心泵的特性曲线。
在最高效率点两侧效率下降10%左右的区段，在水泵样本中，用两条波形线“︴”标出称为泵的高效段。
8．（QT —HT）理论特性曲线与实际（Q—H）特性曲线的差别，及形成差别的原因。
理论上偏差较大，我们常用性能实验来求特性曲线。
理论上（即理想条件下），扬程与流量的关系为一条直线。
泵与泵站第五版答案
泵与泵站第五版答案【篇一：泵与泵站(第五版)课后答案_第二章】1】．（1）已知，出水水箱内绝对压强p1=3.0atm，进水水箱绝对压强p2=0.8atm以泵轴为0-0线，大气压pa=1atm出水水箱测压管水头：h1??p1?pa??10??3?1??10?20m进水水箱测压管水头：h2??p2?pa??10??0.8?1??10??2m（“-”表示在泵轴以下）hst?h1?h2?20?(?2)?22m【2】．解答：如图（a），hss(a)?3m据题意：hss(b)?hss(c)?hss(a)?3m 以泵轴为基准面（1）b水泵位置水头：zb?hab水泵吸水池测压管水柱高度：h??0.5?1??10??5m b水泵吸水池测压管水头：h测?zb?h?ha???5?m b水泵hss(b)?0?h测?0??ha?5??5?ha?3m 解得：ha?2m（2）c水泵位置水头：zc??5m（在泵轴以下）c水泵吸水池测压管水柱高度：h??pc?1??10?10pc?10c水泵吸水池测压管水头：h测?zc?h??5?10pc?10?10pc?15(m)c水泵hss(c)?0?h测?0??10pc?15??15?10pc?3mh 解得：pc?1.2atm【3】．解答：（1）根据给定的流量和管径，查《给水排水设计手册》第一册，得：吸水管沿程水头损失系数i1?5.7‰ 压水管沿程水头损失系数i1?11.6‰ （2）泵的吸水地形高度：hss?h2??2m （3）泵的压水地形高度：hsd?h1?20mv12?z真空表读数：hv?hsd??hs? （见p24，公式2-30） ?2g2真空表安装在泵轴处，?z?0 2v12则：hv?hss??hs?2g计算水泵的吸水管流速：v1?qq0.16???1.27m/s a1?ds23.14?0.42)()(44泵吸水地形高度：hss?35?32?3m吸水管水头损失：?hs?i1?l1?1?0.0057?30?1?1.17m1.272?4.25mh2o 则：真空表读数hv?3?1.171?2?9.8∵1atm?10mh2o?760mmhg则：4.25mh2o?4.25?76?323mmhg% 真空度=pa?pv10mh2o?4.25mh2o?100%??100%?57.5% pa10mh2o（2）泵的静扬程：hst??74.5?32???2?1??10?52.5m压水管水头损失：?hd?i2?l2?1?0.0116?200?1?3.32m 管道总水头损失：?h??hs??hd?1.17?3.32?4.49m 总扬程：h?hst??h?52.5?4.49?56.99m（3）轴功率：n??gqh1000?9.8?0.16?56.99??127.66kw1000?1000?0.7【4】．解答：以吸水池水面为基准面列0-0，1-1，2-2，3-3断面能量方程如下：2v0pp0-0断面：e0?z0??0?0?0?a2g?g?gv12pv12p?z11-1断面：e1?z1???(hss?)??12g?g22g?g22v2p2v2p?z2-2断面：e2?z2???(hss?)??22g?g22g?g22v3p3v3p??hst??a 3-3断面：e3?z3?2g?g2g?g吸水管水头损失：pa?p?z?v12?1?hs?e0?e1???hss????hv?g2?2g??z?v12?得：hv??hs??hss? ??2?2g??z?v12???hss???2?2g?压水管水头损失：2222p2?pa??v3?v3?z?v2?z?v2??hd?e2?e3???hss????hst?hd??hss????hst?g2?2g2?2g??22?v3?z?v2?得：hd??hd??hss??hst ??2?2g?∵泵装置总扬程h?hv?hd22?v3?z?v12?z?v2??则：h?hv?hd??hs??hss???hd??hss????hst ??2?2g2?2g??22v3v12?v2???hs??hd???z???hst（总水头损失?h??hs??hd）2g2g??h?hst22?v12?v2?v3? ?????z??2g?2g?2v12?v2?0；忽略流速差，即v1?v2，2g压力表和真空表沿泵轴安装，即?z?0 则最后：h?hst2v3??h?2g【5】．解答：泵的基本方程式：ht?叶轮出口牵连速度：u2?u112c2u?u2?2(u2?c2rctg?)?(u2?u2c2rctg?2) gggn?d21450?3.14?0.28??21.25（m/s）6060叶轮出口面积：f2??d2?b2?3.14?0.28?0.04?0.035 （m2）径向流速：c2r?qtq?t?28.57q（ tm/s）f20.035代入基本方程式，得理论特性曲线： ht?1(21.252?21.25?28.57qt?ctg30?)?46.08?107.04qt 9.8【6】．解答：（1）q-h关系曲线不变；相同工况下，需要的功率增加为原来的1.3倍。