过程流体机械习题及课程设计指导书
10．后弯型叶轮，叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相反，叶片出口角?2A__B____。 A. >90° B. <90° C. >180° D.<180° 11．径向型叶轮，叶片出口角?2A___A___。 A. =90° B. <90° C. >90° D.<180°
12．前弯型叶轮，叶片弯曲方向与叶轮旋转方向相同，?2A______。 A. >90° B. <90° C. >180° D.<180° 六、作图分析
1．图I-3-1中标出级中关键截面统一规定的序号，并在横线处注明各序号代表的截面名称。
1、叶轮叶道进口截面；2、叶轮出口截面 3、扩压器进口截面4、扩压器出口截面；5、弯道出口截面；
图I-3-1
图I-3-2
6、回流器出口截面；7、本级出口截面；8、叶轮进口截面也即中间级和末级进口截面
2．图I-3-2为某级的功耗分配图，请在图中标出各能量头的符号，并在横线处注明各能量头符号代表的能头名称。
总能量头；漏气损失；轮阻损失；欧拉功； 动能增加量；流动损失；静压能。
3．某离心式压缩机原进气温度为30℃，工作点在A点，因生产中冷却器故障，使来气温度剧增到10℃，这时，压缩机突然喘振，试借助图I-3-3分析其原因。
图I-3-3
图I-3-4
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第I篇 过程流体机械习题
4．某压缩机原在图I-3-4所示的A点正常运转，后来由于某种原因，进气管被异物堵塞而出现喘振，试借助图I-3-4分析其原因。
5．某压缩机原在转速为n1下正常运转，工作点为A点，后作为驱动机的蒸汽轮机的高压蒸汽供应不足，转速下降，导致压缩机喘振，试借助图I-3-5分析其原因。
6．某压缩机原在A点正常工作，后来因用户需气量的减少而导致发生喘振，试借助图I-3-6分析其原因。 7．作出离心式压缩机三种形式的管网特性曲线。
图I-3-5
七、计算题 1．已知丙烯
图I-3-6
0C3H6的R=197.57J/kg×K，k=CP=1.1548首级进口压力0.12MPa，温度-41.7C，若选取
CVu2?235.6m/s,?2r?0.31,?2A?500,z?24,
?l??df?0.04,?pol?0.76,试求首级的压力比???级出口压力pout??
2．已知某压缩机的第四级进口容积流量
qvin?1.543m3/s，该级D2=0.65m，
u2?170m/s,?2A?300，
?2?4mm,?2r?0.134,?2?0=1.094，Z=22片，试计算该级叶轮出口相对宽度b2=？该值是否符合要求？
D23．已知某化工厂空气压缩机流量27000m3/h，进口压力
pin?16.1MPa，温度tin=54℃，要求出口压力pout=0.303MPa，
b2,?等参数选多少合适？应选输出功率为多少的电动D2试通过初步方案计算，选用一台几级离心压缩机？其各级的u2,D2,机？
4．已知某石化公司需要一台氢气压缩机，流量为28200m3/h，进口压力pin=16.1MPa，温度tin=54℃，要求出口压力pout=18.66MPa，选用一台几级离心压缩机？该离心压缩机应采用什么样的结构，有何特殊要求？
5．某炼油厂催化裂化装置需要一台主风机，流量140×103m3/h，进口压力0.0998MPa，温度25℃，要求出口压力0.297MPa，试选一台什么型号的压缩机？ 14
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第5章 离心机
一、填空题
1．在实际生产中，可将需要进行分离的物料分为（ 均一系）分离和（非均一系）分离两类。
2．均一系混合物的分离基本属于传质的内容，其基本方法就是在均一系溶液中设置第二个相，使要分离的物质转移到该相中来。其力学过程是（ 微观的内力 ）作用过程。
3．对非均一系混合物的分离，一般是采用（机械 ）方法，其基本原理就是将混合物置于一定的力场中，利用混合物的各个相在力场中受到不同的力从而得到较大的“相重差”使其分离，其力学过程是（宏观场合外力？ ）作用过程。
4．液体非均一系——悬浮液和乳浊液的分离是一种非均一系分离的典型情况，其分离形式按照分离机理的不同分为（沉降 ）和（过滤 ）两种。
5．无论是沉降还是过滤，实现分离的效果和速度与所在的力场密切相关，力场越（强 ），其分离效果越好，分离速度越（快 ）。
6．离心沉降主要是用于分离含固体量（较少 ），固体颗粒（ 较细 ）的悬浮液。 7．离心分离主要用于分离（乳浊液 ）。相应的机器常叫做（分离机 ）。 8．离心过滤主要用于分离含固体量（ 较多 ），固体颗粒（较大 ）的悬浮液。
9．离心过滤与离心沉降的区别是离心沉降中所用转鼓为（回转箱 ）转鼓；而在离心过滤中所用转鼓必须（ 开孔 ），转鼓内必须设有网状结构的滤网或滤布。
10．分离因数表示离心力场的特性，是代表离心机性能的重要因数。分离因数值越大，离心机的分离能力（ 越高 ），因此，分离体系的分散度（越大 ）。
11．分离因数的极限取决于制造离心机转鼓材料的（ 强度 ）及（密度 ）。 12．在离心机工作过程中，由于离心力大大超过（重力 ），因此在设计时（ 重力 ）可以忽略，这样，离心机转鼓轴线在空间可以任意布置，均不影响物料在转鼓内的分布，而主要取决于结构的合理和操作的方便。 13．离心沉降一般由三个物理过程组成，即：（固体沉），按照介质对其中物体运动阻力的流体力学进行；（沉降压实），按照分散物系的力学规律进行；从沉渣中排出部分由分子力所保持的液体。 14．固相粒子的沉降情况分为两种，一是（集团 ）沉降，一是（ 自由 ）沉降。 15．过滤离心机操作循环一般包括（加速），加料，（ 第二加速），加料空运转，洗涤，洗涤空运转，（甩干 ），减速和卸料等九个阶段。
16．过滤离心机的离心过程分为三个主要阶段：滤渣的（形成 ），滤渣的（压紧 ）和滤渣的（机械干燥 ）。
17．目前工业用过滤式离心机有（间歇 ）和（ 连续 ）操作两大类。 18．分离机械的分离任务主要包括（？ ），（ 操作方式）和（分离目的 ）。 19．分离机械的操作方式分为（间歇 ）操作和（连续 ）操作。 20．分离机械的分离目的主要包括（ 液相澄清）和（固液回收）。 21．固相回收分为（ 分离后不再处理 ）、（ 洗涤 ）和（机内干燥）。
22．分离机械的物料特性是指处理介质的固相颗粒、密度、液相密度、粘度、悬浮液浓度等。而对离心机和过滤机的选型而言，需要的是综合性即物料的（ 沉降 ）性和（ 过滤 ）特性。
23．当工业生产过程的工艺操作条件已确定时，具体选择何种分离机械主要依据（分离任务）和（ 物料特
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第I篇 过程流体机械习题
性 ）而定。
四、简答分析
1．简述离心过滤和普通过滤的区别？
其过滤的目的都是一样的，是为了分离浑浊溶液中不同的成分（不溶物与溶解物）。
（1）普通滤纸过滤一般都是过滤不溶物和溶解物易分离的溶液；
（2）离心机的原理是利用转子高速旋转时所产生的引力将样品中不同的成分加以分离，一般都是过滤不溶物和溶解物不易分离的溶液而采取的比较强制性的分离手段而已。
（3）如果不溶物和溶解物易分离的溶液采用离心机离心分离肯定没问题，如果需要采用离心机离心分离的采用普通滤纸过滤就不一定能够分离，所以需要离心操作的溶液一般不可以用普通过滤取代。
2． 简述过滤离心机操作循环包括哪几个阶段？
1一次加速;2.加料;3.二次加速;4.空转;5.洗涤;6.空转洗涤;7.干燥;8.刹车;9.卸料。
3．列举常用过滤离心机和沉降离心机的型式（每类不少于5种）？ 4．简述分离机械选型的原则？
5．什么是分离因数？提高分离因数的主要途径是什么？
分离因数是离心分离机转鼓内的悬浮液或乳浊液在离心力场中所受的离心力与其重力的比值，即离心加速度与重力加速度的比值。
6．离心机的生产能力与哪些条件有关，蝶片式离心机的生产能力为什么与蝶片数有关？
7．离心机转鼓中，悬浮流相对转鼓产生轴向速度时，对悬浮流的轴向速度和颗粒的沉降速度影响如何？ 8．离心机对流体流动状态的基本要求时什么？ 五、计算题
1． 已知离心机转速为3000r/min，分离物料密度为1500kg/m，离心机转鼓内半径为0.8m，转鼓内物料环的内表面半径
为0.7m，求此时的离心液压。
2． 有一澄清型蝶片离心机，内有蝶片20个，蝶片小端半径为0.05m，大端半径为0.3m，蝶片母线与轴线成30°夹角，在
转速5000r/min，下分离固体颗粒密度为2000kg/m的水悬浮液，要使径粒大于1.0?m的颗粒都得到分离，计算此时的生产能力。
3． 在上题中，若蝶片间h=5mm，f=0.5，求此时大于1.0?m的颗粒不被液流带出的条件？向蝶片大端移动的条件？并与上
题计算结果比较。
4． 已知柱型转鼓离心机生产能力qv33?10m3/h，转鼓内半径r2=0.5m，自由叶面半径0.3m，在长转鼓条件下，液体流动
状态不随时间改变，求此时的液流轴向速度分布，并绘图表示。 16
