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1、1一般讲，多级离心压缩机中前面级还是后面级的损失大？为什么？答：后面级损失大（1 分）。原因：1）后面级b /D小，D小，h t , h t , h t , h 仁 （2分）22hfsepsecmix2）后面级P大，h t（1分）；q小，h t（1分）。3）由于设计误差，df后面级累计误差大，工况变化时后面级变化最大，因此各 种损失t。（加1分）2有人提出：“级的等温效率定义为t = WtotRTln f P2 k 1 I、 巴 R（T -T ） k-12 i为是等温过程，“=口，所以nT=8。”上述说法对吗？请说明原因。答：上述说法不对。（2分）原因：nT = wt/wtot中的wtot是实
2、际多变压缩过程的总耗功，不是等温过程的压缩功，所以不存在 T1=T2 。 （3分）3. 离心压缩机的总耗功与欧拉功（理论功）有什么区别？答：离心压缩机的总耗功包括理论功、内漏气损失和轮阻损失。（说清楚两者的相互关系 2分，总耗功的三项内容3分）4. 假设某透平压缩机级的等熵效率为n = 08,这是否意味着能量S损失占实际总耗功的 20%？为什么？答：不对，因为定熵效率是指气体压力由P增至压力P2时，定熵压缩功与实际所耗功之比,它只反映实际无冷却多变压缩过程接近理想等熵压缩过程的程度，并不定量反映损失的大小。实际的压缩过程是多变过程，熵总是增加的，理想的绝热定熵压缩过程是不能实现的，所以实际损失
3、小于 20%。指明定熵效率的意义 3分，正确说出两者不同，得2分）5. 什么是压缩机叶轮进口气流的正预旋？试以欧拉方程说明，当进口气流从无预旋变化到正预旋时，压缩机的出口压力如何变化？然后用无预旋和正预旋两种速度三角形的对比，分析在性能曲线图上，最高效率工况点是向大流量区域还是向小流量区域移动？（要求用离心压缩机进口速度三角形进行说明）6. 同样的进口条件下，达到同样的压比，为什么工质为轻气体时需 要消耗更多的压缩功？为了压缩机同样压比要求的轻气体，是否需要 压缩机采用更多的级，这是为什么？请用公式解释此现象。/、m1p答：多变压缩功公式W l = TRT1 = m -1 其中R为单位质量po
4、i m 一 11 I p 丿气体常数，气体越轻，即摩尔质量越小，单位质量的气体常数R就越大，在其他条件相等的前提下，消耗的压缩功就越大6、 高压离心压缩机为什么要采用中间冷却？答：主要作用是省功， 有时也是出于安全考虑。1. 为什么同样的两台离心压缩机串联使用，其合成的特性曲线要比原来的单级的特性曲线流量范围要窄？答：这是因为经过第一台压缩机的压缩，气体的压力和密度都增加，而两台压缩机的质量流量时相等，故第二台进口处的体积流 量比第一级减小，特别是当第一台压缩机的体积流量减小时，当 第一台尚未达到喘振流量时，第二台早到喘振流量了。而同样当 第一台的流量增大时，压缩机可能进入气体膨胀状态，可能出
5、现 第一台尚未达到堵塞流量时，第二台先达到堵塞工况点。2. （12分）一台空气离心压缩机进行实验，环境参数为：p. = 100400 Pa ,inT = 290 K。测得第一级叶轮有关参数为：T = 285 K , p二94000 Pa ,in00T = 379.3 K , p = 232000Pa，叶轮出口滞止温度T = 455 K，空气物性参2 22st数为：R 二 287 J /（kg K），k = 1.4 ；求：1）吸气室多变效率耳；pol in-02 ）叶轮多变效率耳；pol 0-23）叶轮损失hloss 0-2（提示：1）环境参数是速度为零时测得的参数；2 ）规定：吸气室进口为in
6、截面，出口为0截面；叶轮进口为0截面，出口为2截面。3）要求：计算中过程指数、效率请保留4位小数，功、损失、速度请保留2位小数。）答：1.吸气室效率Inmm -1(p 0In(94000 pol in-0(FTInlT丿InI p.丿1100400丿-3.7872814 ;(285 A1290 丿ink1.4-1 -14二1= 0.92415 ；3.7872814(1.5 分)（1分）2.叶轮效率mm -1InIn(232000AInI 285 丿- 3-1606775 ；(1.5 分)pol 0-23.叶轮损失:-皿-3.1606775 = 0.90305 ；1.4（1分）1.4 -1W =
7、竺（Ttot k 12 st-T ）in瞌（455 - 290）=1657425J / kg（1.5 分）空（T- T ）=k 12 st22 X 1.4 X 287（455 - 379.3）= 389.976 m/s （1.5 分）V 1.4 -1竺（T - T ）=k 1 in 0F2 （290 - 285）=10022474 m / s（分Wpolm fRT m 10二 3.1606775 x 287 x 285（232000二 85540.893I p0丿J / kgloss 0-2totpol=165742.5 - 85540.893 - 389.9762 二100.224742I
8、94000 丿13.1606775 1（1分）（1分）=9183.465 J /kg（1分）方法二：根据叶轮效率定义:pol 0-2WtotWpolC 2 - C 202hloss0-2pol 0-2tot=（1 - 0.90305）W - C2 - C0 - h tot2loss 0-2w - C2- C0tot2Wtothloss 02C 2 - C 2e-2165742.5 -（1分）（1分）389.9762 -100.224742）二 9183.5644 J /kg（1分）方法三：根据叶轮效率定义:pol 0-2WpolW + hpolloss 0-2经推导可得W Mh 二一ploss
9、 0-2npol 0-2-n)pol 02=8554.893 X(】一 .90305)= 9183.5331J/kg0.90305方法四：根据伯努利方程Wtot=W + C2 - Co + hpol imp2loss imp和能量方程Wtot=C (T - T ) +P 20（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）C (T - T ) + C2 - Co = WP 202C 2 - C 27H20 + hpol imp2loss imphloss imp二 C (T - T ) - WP 20pol imp二(占-mb) r (t2 - t0)二(3.5 - 3.1607) x 287 x (
10、379.3- 285)二 9182.849(1分+1分) g(+1 分)试题答案结束1. DA12061型空气离心压缩机第1级,已知级进口容积流量q = 2.085m3s , vin进口压力p二0.95x 105Pa，级进口温度t = 20。C叶轮出口的比容比为inin，K =p.p = 1.2，级多变效率耳=0.78，转速n = 13800 r min，给定气体 v 22 inpol常数 R = 288.4 J （kg k），定熵指数 k = 1.4。级几何参数如下： 级进口面积F = 0.094m2，叶轮出口有效流通面积F = 0.0272m2，级出口in2有效通流面积F = 0.022m
11、2，叶轮外径D = 0.38m，叶片出口安装角out2卩=42。，叶片数 Z = 16。另外：取 P = 0.015，卩=0.03。2Aldf试求：级的理论能量头Hh和总耗功率Nm【解】耳pol =宁k -1mk耳m - 1polk - 10.78 x 上 2.731.4-11 分）级进口速度：q2.085 vin in F0.094in22.812( ms)分）叶轮出口圆周速度：u =空上-兀 x0.38x 13800/60- 274.58（m/s）2 60分）由连续性方程： q p q p qm in vin 2 v 2q p c F pvin in 2 r 2 2_ q P _11Cvi
12、n inq2 rF p vin k F22v222.085 x 0.0272 x 吉63.88( m / s)得1得1（得周速系数：申2 分）1 -卑 ctg P - sin P2r2Az 2 A1 分） 2r =计=畿=0.232621 - 0.2326 x ctg42 - sin 42 0.625 (得 。18 。理论能量头：H 7 u2 = 0.625 x 274.582 = 47.121(kJ / kg)th2u 21 分)总耗功：W = (1 +卩 +卩)H = (1 + 0.015 + 0.03) x 47.121 = 49.241(kJ /kg)tot l df th1 分)t
13、N = q W , q 二 q pPinRTin2.085 x 0.95 x 105288.4 x (273 + 20)= 2.344(kg /s)m tot m vin in而 p = p RT , pin in in in质量流量q = qPim vin RT in得1分）总功率： N = q W = 2.334 x 49.241 = 114.93(kW )m tot已知某化工用离心压缩机级，其中：气体常数R=197.57 J/kgxK,绝热指数k=1.1548,级进口压力Pi =0.12 MPa，进口温度丁 = 41.7C，若选取：叶轮出口圆周速度 ininu2=235.6 m/s,流量系数02r=0.31,叶轮叶片的出口安装角62A=50,叶片数Z= 24,轮阻损失系数和漏气损失系数的和为耳+% = 0.004,级的多变效率囲p|=0.76, 假定叶轮进口无预旋，试求：该级多变压缩功W ，欧拉功此h，总耗功Wtt，级的压比,级
