离心压缩机思考题

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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b2/D2小,Dh小,hf, hsep, hsec, hmix;(2分) 2)后面级P大,hdf(1分);qV小,hL(1分)。 3)由于设计误差,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。(加1分)2有人提出:“级的等温效率定义为,因为是等温过程,T1=T2,所以=。”上述说法对吗?请说明原因。答:上述说法不对。(2分)原因: = WT/Wtot中的Wtot是实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

2、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S = 0.8,这是否意味着能量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P1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

3、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。答:多变压缩功公式,其中R为单位质量气体常数,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

4、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:, 。测得第一级叶轮有关参数为:,叶轮出口滞止温度,空气物性参数为:,;求: 1)吸气室多变效率;2)叶

5、轮多变效率;3)叶轮损失 。 ( 提示: 1)环境参数是速度为零时测得的参数; 2)规定:吸气室进口为截面,出口为截面; 叶轮进口为截面,出口为截面。 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 ; (.5分) ; (1分)2. 叶轮效率 ; (1.5分)共 8 页 第 页 ; (1分) 3. 叶轮损失: ; (1.5分) (1.5分) (1分)方法一: ; (1分) (1分) (1分)方法二: 根据叶轮效率定义: ; (1分) (1分) (1分)共 8 页 第 页方法三: 根据叶轮效率定义: ; (1分)经推导可得 (1分) (1分)

6、方法四: 根据伯努利方程 (1分) 和能量方程 (1分) 有 (1分+1分) (+1分) 试题答案结束 1. DA120-61型空气离心压缩机第1级,已知:级进口容积流量,进口压力,级进口温度,叶轮出口的比容比为,级多变效率,转速,给定气体常数,定熵指数。级几何参数如下:级进口面积,叶轮出口有效流通面积,级出口有效通流面积,叶轮外径,叶片出口安装角,叶片数。另外:取,。试求:级的理论能量头Hth和总耗功率N【解】 , (得1分)级进口速度: (得1分)叶轮出口圆周速度: (得1分)由连续性方程: (得1分) 周速系数:(得2分)理论能量头: (得1分)总耗功: (得1分) ,而, 质量流量 (

7、得1分)总功率: 已知某化工用离心压缩机级,其中:气体常数R=197.57 J/kgK,绝热指数k=1.1548,级进口压力Pin=0.12 MPa,进口温度Tin=41.7,若选取:叶轮出口圆周速度u2=235.6 m/s, 流量系数2r=0.31,叶轮叶片的出口安装角 2A=50,叶片数Z24,轮阻损失系数和漏气损失系数的和为 l+df = 0.004,级的多变效率pol=0.76,假定叶轮进口无预旋,试求:该级多变压缩功Wpol,欧拉功hth,总耗功Wtot,级的压比,级出口压力pout 。【答】, ,m=1.214 (1分), 公式:,,(2分),(1分)(1分)(1分);(2分),(1分) MPa(1分)

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