陕西科技大学过程流体机械期末考试复习资料汇总

第四章 泵 气蚀的机理

在泵内K点，静压pk (叶片入口附近)最低。

若pk≈ pv，接近液体温度下的饱和蒸汽压，液体汽化、气体逸出，会产生气泡。 气泡进入高压区域时，周围液体高速冲击气泡，使局部压力剧增，可达数百大气压。 液体相互撞击，严重阻碍液体正常流动。

如果气泡在叶轮壁面撞击溃灭，金属表面会受到疲劳和剥裂。 如果气泡/液体存在氧化气体，会产生电化学腐蚀作用。

上述液体汽化凝结、高压高频冲击，造成金属材料机械剥裂和电化学腐蚀的综合现象称为气蚀。

气蚀的严重后果

汽蚀是水力机械的特有现象，后果很严重。 使过流部件出现剥蚀破环，能造成叶轮破裂。 叶片入口→叶轮出口

表面麻点→槽沟→蜂窝→鱼鳞→叶轮盖板穿孔 使泵性能下降

汽蚀使泵性能下降明显 使泵产生噪音和振动

气泡溃灭时，液体相互撞击，产生噪音(噼啪)。 是水力机械向高速发展的障碍

液体流速越高，静压越低，容易产生汽蚀。汽蚀的机理还没有彻底搞清楚。 汽蚀余量及判别式

发生汽蚀取决于泵以及吸入装置。pk≤pv时，产生汽蚀 汽蚀机理

在叶片入口附近K点，若pk≈ pv，会产生气泡。

在高压区域，周围液体高速冲击气泡，使局部压力/温度剧增，产生化学/电化学反映。 汽蚀危害

对叶轮/泵壳产生冲击/疲劳/腐蚀。 使泵性能下降。 产生噪音、振动。

提高泵抗汽蚀能力的措施

(1)提高离心泵本身抗汽蚀的性能 ②采用前置诱导轮，如图所示。 ③采用双吸式叶轮。

④设计工况采用稍大的正冲角。 ⑤采用抗汽蚀的材料。 (2)提高进液装置汽蚀余量 ①增加储液罐液面上的压力。 ②减小泵前吸上的安装高度。 (2)提高进液装置汽蚀余量 ③将吸上装置改为倒罐装置。 ④减小泵前管路上的流动损失。

缩短管路；尽量减少弯道和阀门，以减少流动阻力。 离心泵的特性曲线有：

H-Q特性曲线； N-qV曲线； η-qV曲线； NPSHr-qV曲线；

离心泵的特性曲线—H-Q曲线 是选择和使用泵的主要依据。

“平坦型”—扬程随流量变化不大； “陡降型”—扬程随流量变化较大； “驼峰型”—容易发生不稳定； 离心泵的特性曲线—N-qV曲线

N-qV曲线是选择原动机和操作启动泵的依据。 原动机功率应在最大功率上留有余量。

要启动泵时，应关闭出口调节阀，此时泵功率最小。 离心泵的特性曲线—η-qV曲线 是检查泵工作经济性的依据。 泵尽量在高效区工作。

最高效率点，也称额定点，或设计工况点。 最高效率以下7%区域，称为高效工作区。 离心泵的特性曲线—NPSHr-qV曲线 是检查泵是否发生汽蚀的依据。 通常取最大流量下的NPSHr。

根据吸入装置，考虑安全余量，确定安装高度。

泵工作时，注意监控吸入口的真空压力读数。使之不得超过允许吸上真空度。 4.8 泵的选用 按照用户要求；

根据现有的泵系列谱；

性能要求、安全可靠、经济性能； 操作维护方便；

尽量不重新设计和制造； 选用原则

根据所输送的流体性质选择不同用途、不同类型的泵。 流量、扬程必须满足工作中所需要的最大负荷。 从节能观点选泵，一方面要尽可能选用效率高的泵，另一方面必须使泵的运行工作点长期位于高效区之内。

为防止发生汽蚀，要求泵的必须汽蚀余量NPSHa小于装置汽蚀余量NPSHa。 按输送工质的特殊要求选泵，考虑易燃、易爆、有毒。

所选择的泵应具有结构简单、易于操作与维修、体积小、重量轻、设备投资少等特点。 当符合用户要求的泵有两种以上的规格时，应以综合指标高者为最终选定的泵型号 性能要求

扬程变化大的，选用扬程曲线斜率大的混流泵、轴流泵较适宜； 流量变化大的宜选用扬程曲线平缓、压力变化小的离心泵。

如果考虑吸水性能，双吸泵较为优越。选用立式泵，并把叶轮部位置于水下，对防止汽蚀是有利的。 介质要求

根据输送流体的性质（粘性、易燃、易爆、腐蚀、温度）选用不同类型的泵； 叶片泵输送粘性流体，μ↑时，q↓，H ↓，N ↑； 容积泵输送粘性流体， μ↑时， q ↑，η ↓； 输送含气液体时， q↓， H ↓， η ↓； 输送低温液化气时，密封要严格且耐低温；

不允许泄露的液体输送，考虑选用磁力驱动泵或屏蔽泵； 输送腐蚀介质时，可以考虑非金属泵，或金属防护泵； 利用“泵型谱”选择

要求的流量、扬程的在系列型谱上的交点M。 如果落在四边形内，可以确定泵型号。

如果在四边形外，采用切割叶轮直径或降低转速改变性能。 偏离较大时，采用串、并联或出口阀调节。 利用“泵性能表”选择

根据初步确定的泵的类型，查找与所需要的流量和扬程相一致或接近的一种或几种型号泵。 若有两种或两种以上都能满足基本要求，再对其进行比较，权衡利弊，最后选定一种。 如果在这种型式泵系列中找不到合适的型号，则可换一种系列或暂选一种比较接近要求的型号，通过改变叶轮直径或改变转速等措施，使其满足适用要求。 选型方法及步骤

收集原始数据：针对选型要求，搜集所输送介质、流量、扬程参数以及泵前后设备的有关参数的原始依据。

泵参数的选择及计算：根据原始数据和实际需要，留出合理的裕量，合理确定运行参数，作为选择泵的计算依据。

选型：按照工作要求和运行参数，采用合理的选择方法，选出均能满足适用要求的几种型式，然后进行全面的比较，最后确定一种型式。

核算：型式选定后，进行有关校核计算，验证所选的泵是否满足使用要求。如所要求的工况点是否落在高效工作区，NPSHa 是否大于NPSHr 等。 《过程流体机械》考试大纲 第一章、绪论 掌握的内容：

① 熟练掌握过程流体机械的概念； ② 掌握流体机械的分类及特点； 了解的内容

① 流体机械的用途及地位； ② 流体机械的发展趋势。 第二章、容积式压缩机 掌握的内容：

① 往复式压缩机的组成；

② 熟练掌握压缩功和多级压缩，以及相关计算； ③ 气阀，密封的基本结构和工作原理；

④ 容积式压缩机的主要热力性能与各结构参数； ⑤ 熟练掌握容积式压缩机的调节方式及其控制； ⑥ 压缩机的分类。 了解的内容

① 辅助设备组成和特点；

② 动力性能；

③ 可靠性的基本概念；

④ 螺杆压缩机，单螺杆压缩机与滑片压缩机的基本结构和工作原理。 ⑤ 往复式压缩机的选型。 第三章、离心压缩机 掌握的内容：

① 离心压缩机的典型结构与特点；

② 熟练掌握离心压缩机的基本工作原理，以及相关计算； ③ 级内的各种能量损失；

④ 多级压缩的必要性和原理；

⑤ 功率与效率的概念，以及相关计算； 2 ⑥ 离心压缩机的性能；

⑦ 压缩机的各种调节方法及其特点； ⑧ 轴向推力的产生和平衡措施；

⑨ 抑振轴承，轴端密封的工作原理和典型结构； ⑩ 压缩机的选型分类及选型的基本设计计算。 了解的内容

① 工质为实际气体时的计算方法； ② 三元叶轮的应用；

③ 相似理论在离心压缩机中的应用； ④ 附属系统；压缩机的控制； ⑤ 叶轮强度和转子临界转速； ⑥ 离心压缩机机械故障诊断。

⑦ 选型的基本原则和选型方法。 第四章、泵 掌握的内容：

① 离心泵的典型结构、分类及命名方式； ② 离心泵的工作原理及基本方程；

③ 熟练掌握离心泵的汽蚀及预防措施； ④ 离心泵的性能及调节； ⑤ 泵的选用原则。 了解的内容

① 泵的分类与泵的用途； ② 离心泵的启动与运行； ③ 相似理论在泵中的应用； ④ 泵的选型方法及计算步骤；

⑤ 轴流泵，旋涡泵，杂质泵，往复活塞泵，螺杆泵，滑片泵，齿轮泵的结构、工作原 理，以及各自的特点。

过程流体机械试题1

一、单项选择题(每题1分，共10分)

1.液体从泵入口流到出口的过程中，通常存在的三种损失有流动损失、流量损失和（ A ）。

A.机械损失 B.尾迹损失