泵与压缩机作业(4)

2019-09-01 10:17

答:离心泵的驱动方式有电动机驱动、柴油机驱动、燃气轮机驱动和蒸汽轮机驱动;

电动机驱动方式的优点:结构简单、容易制造、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高且适应性强;

电动机驱动方式的缺点:功率因数较低,不适合在电力供应不足的地区;

柴油机驱动方式的优点:热效率高,结构紧凑、质量小、尺寸小、便于安装和维护保养;功率范围宽广、适应性强,适用操作方便启动性能好;

柴油机驱动方式的缺点:对燃料要求高,构造复杂,易损件多,噪声大。

离心压缩机思考题

1. 离心压缩机的级由哪些部件组成,每个部件的作用是什么? 答:其主要部件有

(1)叶轮 是离心压缩机中唯一对气体介质做功的部件。它随轴高速旋转,气体在叶轮中 受旋转离心力和扩压作用,因此气体流出叶轮时的压力和速度都得到明显提高。

(2)扩压器 是离心压缩机中的转能部件。气体从叶轮流出时速度很高,为此在叶轮出口 后设置流通截面逐渐扩大的扩压器,以将这部分速度能有效地转变为压力能。

(3)弯道 是位于扩压器后的气流通道。其作用是将扩压器后的气体由离心方向改为向心 方向,以便引入下一级叶轮去继续进行压缩。

(4)回流器 它的作用是为了使气流以一定方向均匀地进入下一级叶轮入口。回流器中一 般都装有导向叶片。

(5)吸气室 其作用是将气体从进气管(或中间冷却器出口)均匀地引入叶轮进行压缩。 (6)蜗壳 其主要作用是把从扩压器或直接从叶轮出来的气体收集起来,并引出机外。在 蜗壳收集气体的过程中,由于蜗壳外径及通流截面的逐渐扩大,因此它也起着一定的降速扩 压作用。

2. 离心压缩机中多变过程指数m 大于还是小于绝热指数k ,为什么?

答:当气体在压缩过程中吸热时,则多变过程指数m > k ,m值的大小既与k值有关, 又与吸热量大小有关,离心压缩机的实际压缩过程接近这种多变过程。 3. 同一离心压缩机的绝热效率和多变效率哪个值大,为什么?

答: 同一台压缩机的级用不同的效率表示,其结果是不同的。离心压缩机的多变效率 总是大于绝热效率,更大于等温效率。

4.离心压缩机的总能头 Htot 包括哪儿部分?为什么泄漏损失能头Ht和轮盘阻力损失能头 H df 都要计入总能头? 答: Htot2Cd?Cs2??vdp??(Htot)sd

2pxpd上式中的 (Hlos)sd包括轮阻损失Hdf 、内漏气损失 Hl 以及气体在流道中流动所引起的各

种流动损失Hhyd ,即

Htot?Hdf?Hl?Hhyd

5. 离心压缩机中的流动损失包括哪儿项?

答:流动损失大致分为:摩阻损失、冲击损失、分离损失、二次涡流损失、尾迹损失以 及当气速超过音速后产生激波所引起的波阻损失。

6. 离心压缩机中流量大于和小于设计流量时,其冲角是正值还是负值?叶轮内涡流区主要 出现在工作面还是非工作面?

答:流量小于设计值时,相当于i > 0,在叶片非工作面前源缘发生分离,并在通道中向

叶轮逐渐造成很大的分离损失。

而流量大于设计流量,相当于冲角i < 0,在叶片工作面前缘发生分离,但它不明显扩散。 此外,在任何流量下,由于边界层逐渐增厚和轴向漩涡造成的滑移影响,在叶片出口附近工 作面上往往有一点分离区。

7. 离心压缩机中的分离损失主要产生在哪些部位,如何控制分离损失?

答:在离心压缩机中,有很多减速扩压的流道,就可能出现边界层分离,产生旋涡,引 起很大的能量损失--分离损失。为了减少分离损失,对压缩机级中扩压形通道,常常限制 其扩张角的大小。 8. 什么叫喘振工况?

答:离心压缩机级的性能曲线不能达到 Qs =0 的点。当流量减小到某一值(称为最小流 量 Qmin)时,离心压缩机就不能稳定工作,气流出现脉动,振动加剧,伴随着吼叫声,这种

不稳定工况称为“喘振工况”,这一流量极限Qmin 称为“喘振流量”。 9. 离心压缩机中阻塞工况在什么情况下产生的? 答:“阻塞现象”存在两种情况:第一,在压缩机内流道中某个截面出现声速,已不可 能再加大流量;第二,流量加大,摩擦损失及冲击损失都很大,叶轮对气体作的功全部 用来克服流动损失上,使级中气体压力得不到提高,即ε =1 。

10. 多级离心压缩机的特性曲线与单级离心压缩机特性曲线有何不同?

答:两级串联后的性能曲线的喘振流量(QⅠ+Ⅱ)min变大,比单级时向右移了,而两级串联后的最大流量(QⅠ+Ⅱ)max 则小于第Ⅰ级单独工作时的(QⅠ)max。也就是说,两级串联工作后,使喘振流量增大,而堵塞流量减小,ε — Qs 曲线变陡,稳定工况区变窄。

图2-19 两级串联性能曲线的形成

显然,级数越多,密度变化越大,稳定工况区也就越窄,因此多级离心压缩机稳定工况区的宽窄,主要取决于最后几级的特性。为了扩大多级压缩机的稳定工况区,应尽量使后面几级叶轮的 βA2 较小,具有较平坦的性能曲线。

11. 离心压缩机流量调节可用哪些方法,最常用的是哪些方法,有何特点?

答:a.出口节流调节;b.进口节流调节;c.改变转速调节;d.转动进口导叶调节(又

称进气预旋调节);e.可转动的扩压器叶片调节方法。

12. 离心压缩机的进口节流调节是调节压缩机特性还是调节管路特性,这种调节方法有何利 弊?

答:所以进口节流调节,实际上是改变了压缩机的性能曲线。这是一种比较简便而常用 的调节方法。另外,关小进口阀,会使压缩机性能曲线向小流量方向移动,减小极限喘振流 量,因而可使压缩机在更小的流量下稳定运行,这是进口节流的另一优点。但它还是有一定 的节流损失,同时工况变化后对压缩机级效率也有影响。

13. 离心压缩机的流量调节中改变转速、进口节流、进气预旋三种调节方法的经济性哪种最 好,哪种最差?

答:图3-27 表示了进口节流、进气预旋和改变转速三种调节方法的经济性对比。其中 以进口节流为比较基础,曲线1 表示进气预旋比进口节流所节省的功率;曲线2 表示改变转速比进口节流所节省的功率。显然改变转速的经济性最佳。

图3-27 各种调节方法的经济性比较 曲线1-进气预旋与进口节流之比较 曲线2-改变转速与进口节流之比较

14. 离心压缩机完全相似条件是什么?在性能换算中有哪两种近似相似情况? 答:要保持两离心压缩机流动过程完全相似,必须具备以下相似条件: a.几何相似;

b.进口速度三角形相似; c.特征马赫数相等;

d.气体等熵绝热指数相等。

?u的近似换算 近似相似:a.k?k?,特征马赫数M2u?M2 b. 绝热指数 k?k? 时的近似换算

15. 在离心压缩机性能近似相似的换算中如何保证比容比相等? 答:根据压力比与比容比的关系有

?1m???

1m16. 简述离心压缩机驱动方式的种类和特点

答:除了选用电动机作为离心压缩机的驱动机外,在电网电力相对短缺地区,对于大功 率离心压缩机选用热力原动机驱动往往更有利,在远离电网的区域,如边区、农村、山区等,可选用有燃气轮机和汽轮机,汽轮机的运行需要水量供应,而在水源紧张地区, 燃气轮机则更具有优势。

表3-8 驱动方式技术性能对比表

序号 1 项目 输出功率 环境温度再升高10℃ 气压降10kPa 2 3 4 5 6 转速调节范围,% 转速调节精度 噪声(距机罩1m),dB 污染物排放 运行可靠性,% 开车时间 开车到满载时间 动态制动 7 8 运行特点 维修 燃气轮机 受环境条件的影响 输出功率减少10%,效率下降12% 输出功率减少10% 50~105 一般 ≦89 NO排放浓度≦25mL/m3 CO排放浓度≦20mL/m3 97.5 分级 约15min 不可能 高温1000℃以上, 腐蚀,高速直接驱动 燃料器约4×104h整机更换, 返厂大修,维修费用高 10~100 较高 ≦85 无 环境条件影响可忽略 电动机 99.4 秒级 瞬时 可以 通常增加变速齿轮增速 现场维修,时间短,维修费用较低

17.简述离心压缩机润滑油系统的主要组成和作用

答:其润滑系统主要由润滑油箱、主油泵、辅助油泵、油冷却器、油过滤器、高位油箱、阀 门以及管路等组成。正常工作时,油箱里的润滑油通过泵吸入过滤器,由润滑油泵加压,再 经油冷却器、油过滤器、调节阀,提供清洁的润滑油供系统使用,满足压缩机组中各摩擦副 润滑及工作容积密封的需要。

作用:离心压缩机润滑的主要作用是:

(1)在相对运动的摩擦表面之间形成稳定的润滑油膜以隔离摩擦表面的直接接触从而 减少磨损、降低摩擦功耗,延长摩擦元件的使用寿命;

(2)以物理吸附或化学吸附方式在金属表面形成保护膜,防止摩擦表面发生锈蚀; (3)以润滑液体循环方式带走产生于摩擦表面的绝大部分热量从而起到冷却摩擦表面 的作用;

(4)通过润滑流动带走着附于零件表面的污物以及磨损产生的磨屑,达到清洁摩擦表 面的效果;

(5)密封压缩气体的工作容积。

泵与压缩机作业5(P248)

1比较活塞式压缩机理论工作循环和实际工作循环的区别,定性画出相应的工作循环图。

答:(1)由于存在余隙容积,实际工作循环由膨胀、吸气、压缩和排气四个过程组成,而理论循环则无膨胀过程,这就使实际吸气量比理论值少。

(2)实际吸气和排气过程存在阻力损失,使实际气缸内吸气压力低于吸气管内压力Ps , 实际气缸内排气压力高于排气管内压力Pd,而且压力有波动,温度有变化。 (3)压缩机工作中,活塞环、填料和气阀等不可避免会有泄漏。

(4)在膨胀和压缩过程中,气体与缸壁间的热交换使膨胀过程指数m?和压缩过程指数m 不断变化。

2用简图说明压缩机吸气阀和排气阀的原理。 答:压缩机气阀主要靠缸内外气体压力差控制启闭,只有当缸内气体膨胀到压力低于吸气管内压力P1并足以客服流动阻力时,才能顶开吸气阀,开始吸气。在吸气过程中缸内压力有波动,活塞到内止点A时吸气终了,吸气阀关闭。活塞自内止点回行时,缸内容积减小,气体进行压缩过程。当缸内压力P高于排气管内压力P2并足以克服阻力而顶开排气阀时才开始排气过程。 3分析影响活塞式压缩机吸气量和排气量的因素。 答:(1)带动压缩机的原动机(通常为电机)的转速的降低(由于电压过低或电网频率降低)或皮带过松而造成压缩机转速降低,均会使排气量减少; (2)余隙容积超过设计值过大,排气量将明显下降; (3)吸入阻力(包括空气滤清器阻力、吸入管路和气阀阻力)增加,会使吸入气缸内的气体压力降低,吸气量减少,从而排气量也相应减少;

(4)气缸冷却不充分,缸壁温度升高,使吸入气体被加热,体积膨胀而造成吸气量减少,最后自然也影响到排气量的减少;

(5)压缩机外泄漏的增加将直接使排气量减少。外泄漏分为两类:其一是气体直接漏入大气或第一级进气管道中,这部分泄漏直接漏到压缩机之外,显然属于外泄漏;其二是在第一级气缸膨胀或吸气过程中,由于排气阀关闭不严所造成的高压级通过一级排气阀漏向一级气缸的气体,也属于外泄漏。外泄漏常常发生在填料函、活塞环、吸排气阀等位置。所以,这些部位密封不严,将造成压缩气体发生外泄漏,影响压缩机的排气量。 4何为活塞式压缩机的标准排气量和实际排气量? 答:实际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容量,换算到第一级进口标准吸气位置的全温度、全压力及全组分的状态的气体容积值。 标准排气量是将压缩压缩在标准排气位置的实际容积容量,换算到标准工况(760mmHg,0℃)的气体容积值称为标准排气量。

5了解活塞式压缩机的功率和效率的定义方法。 答:(1)指示功率

压缩机中直接消耗于压缩气体的功即由示功器记录的压力—容积图所对应的功称为指示功。

(2)轴功率


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