试卷代号： 顺德职业技术学院2005一2006学年度第一学期期末考试 04级制冷工程专业《制冷流体机械》试卷(A) 2005年12月 班级： 姓名： 学号： 题 日 三 总分 分数 得分 得卷人 一、筒答题（每小题8分，共40分） 1、写出稳定液体流能量方程，并解释方程中各项的物理意义。 答：稳定流能量方程：g+凸+公 p+3-g+B++月n- P 2 式中各项的量蜗为m公，其物理意义如下： g一过流斯面中心相对于基准面的高度。实质为流体在高度z具有的比位能，单位为m。 卫-流体的比压力能。单位为m。方程两边的P应同时取相对压力或绝对压力： 一新面上单位膜最的流体具有的平均动能。 v H。-2一表示断面12间单位质量流体损失的机械能。 2、简单阐述离心式和轴流式泵的做功原理和性能区别。 答：离心泵的工作原理是：流体沿离心方向流出叶轮进入螺蒙形机壳，将一部分动能转化为 压能，再通过排水管排出。叶轮连续靛转，在叶轮入口处不断形成真空，从而使流体连续不断地 被泵吸入和排出。 轴流泵的原理：轴流泵的叶轮和泵轴一起安核在圆简型的机壳中，机壳浸没在液体中。 琴伯的伸出端通过联轴器与电动机联接。当电动机带动叶轮作高速旋转时，由于叶片对流体的推 力作用，迫使进入机壳的流体产生回转及向前的运动，从而使面体的压力和速度都有所增加。增 速和增压后的流体经过固定在机壳上的导叶，旋转运动转化为轴向运动，于是旋转的动能便转化 为压能，然后流体再通过出水口流出。 性能区别：在同样功率情况下： 04级冷工程专业《冷流体肌碱)试卷(A》第1页其5页
04 级制冷工程专业《制冷流体机械》试卷（A）第1页 共5页 试卷代号： 顺德职业技术学院 2005～2006 学年度第一学期期末考试 04 级制冷工程专业《制冷流体机械》试卷（A） 2005 年 12 月 班级： 姓名： 学号： 题 目 一 二 三 总 分 分 数 一、简答题（每小题 8 分，共 40 分） 1、写出稳定液体流能量方程，并解释方程中各项的物理意义。 答：稳定流能量方程： 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 + + = + + + Hl − p z g p z g 式中各项的量纲为 m2 /s2，其物理意义如下： zg − 过流断面中心相对于基准面的高度，实质为流体在高度 z 具有的比位能，单位为 m。 − p 流体的比压力能，单位为 m。方程两边的 p 应同时取相对压力或绝对压力。 − 2 2 断面上单位质量的流体具有的平均动能。 Hl1−2 —表示断面 1-2 间单位质量流体损失的机械能。 2、简单阐述离心式和轴流式泵的做功原理和性能区别。 答：离心泵的工作原理是：流体沿离心方向流出叶轮进入螺旋形机壳，将一部分动能转化为 压能，再通过排水管排出。叶轮连续旋转，在叶轮入口处不断形成真空，从而使流体连续不断地 被泵吸入和排出。 轴流泵的原理：轴流泵的叶轮和泵轴一起安装在圆筒型的机壳中，机壳浸没在液体中。 泵轴的伸出端通过联轴器与电动机联接。当电动机带动叶轮作高速旋转时，由于叶片对流体的推 力作用，迫使进入机壳的流体产生回转及向前的运动，从而使流体的压力和速度都有所增加。增 速和增压后的流体经过固定在机壳上的导叶，旋转运动转化为轴向运动，于是旋转的动能便转化 为压能，然后流体再通过出水口流出。 性能区别：在同样功率情况下： 得分 评卷人
离心系：扬程高，流量小。 轴流泵：扬程低，流量大。 3、生活中什么地方用到了相似理论，试举一例说明。 答：可随意举一相似理论的实例，关健是要说明清楚： 4、空气压缩机常见的类型是螺杆式和往复式，请结合制冷压缩机的相关知识内容分 析这两种空气压缩机的区别。 答：螺杆机：)与往复活塞式制冷压缩机相比，螺杆式制冷压缩机具有转速高，重量轻， 体积小，占地面积小以及排气脉动低等一系列优点。 2)螺杆式制冷压缩机没有往复质量惯性力，动力平衡性能好。运转平稳，机座振动小，基础 可作得较小， 3)螺杆式制冷压缩机结构简单，机件数量少，没有像气网、活塞环等易损件，它的主要摩擦 件如转子、轴承等，强度和耐磨程度都比较高。而且润滑条件良好，因而机加工量少。材料消耗 低，运行周期长，使用比较可章，维修简单，有利于实现操纵自动化。 4)与速度式压缩机相比。螺杆式压缩机具有强制输气的特点，即排气量几乎不受排气压力的 影响，在小排气量时不发生骗振现象。在宽广的工况范围内，仍可保持较高的效率， 5)采用了滑铜调竹，可实现能量无级调竹。 6)螺杆压缩机对进液不敏感，可以采用喷油冷却，故在相同的压力比下，排温比活塞式低得 多，因此单级压力比高。 )没有余障容积。因而容积效率高。 螺杆式制冷片锦机尚存在以下缺陷： 1)制冷剂气体圆期性地高速通过吸，排气孔口，通过缝厦的清漏等源因，使压缩机有很大噪 声。需要采取消音诚吸错施。 2)螺整形转子的空间曲面的加工精度要求高，需用专用设备和刀具来加工。 )由干间隙密封和转子刚度等的限制，目前螺杆式压缩机还不能像住复式压缩机郑样达到较 高的终了压力。 注：学生回答时不需要说明全部，只要能将主要区别说明清楚即可。 往复机： 1)能适应较厂国的压力范围和制冷量要求： 2)热效率较高，单位耗电量较少，特别是在偏离设计工况运行时更为明显。 3)对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工比较容号，造价也较低康。 4)技术上款为成熟，生产使川上积累了丰高的经险， 5)装置系统比较简单。相比之下，螺杆式制冷系统中雷要装设大容量油分离器：离心式制冷 机系统中要配置工艺要求高的增速齿轮箱、复杂的洞滑油系统和密封油系统等。 活塞式压缩机的上述优点使它在各种制冷用途，特别是在中小制冷量意围内，成为制冷机中 应用最广，生产批量最大的一种机重。是，与此网时，也要看到活塞式压缩机也有其不足之处： 1)转速受到限制。单机输气量大时，机器显得笨重。电动机体积也相应增大。 2)站构复杂，易损件多，推修工作量大。 3)运转时有银动。 4)输气不连续，气体压力有波动等。 04报冷工程专业《冷道体肌城)试看(A》第2页共5页
04 级制冷工程专业《制冷流体机械》试卷（A）第2页 共5页 离心泵：扬程高，流量小。 轴流泵：扬程低，流量大。 3、生活中什么地方用到了相似理论，试举一例说明。 答：可随意举一相似理论的实例，关键是要说明清楚。 4、空气压缩机常见的类型是螺杆式和往复式，请结合制冷压缩机的相关知识内容分 析这两种空气压缩机的区别。 答：螺杆机：1)与往复活塞式制冷压缩机相比，螺杆式制冷压缩机具有转速高，重量轻， 体积小，占地面积小以及排气脉动低等一系列优点。 2)螺杆式制冷压缩机没有往复质量惯性力，动力平衡性能好，运转平稳，机座振动小，基础 可作得较小。 3)螺杆式制冷压缩机结构简单，机件数量少，没有像气阀、活塞环等易损件，它的主要摩擦 件如转子、轴承等，强度和耐磨程度都比较高，而且润滑条件良好，因而机加工量少，材料消耗 低，运行周期长，使用比较可靠，维修简单，有利于实现操纵自动化。 4)与速度式压缩机相比，螺杆式压缩机具有强制输气的特点，即排气量几乎不受排气压力的 影响，在小排气量时不发生喘振现象，在宽广的工况范围内，仍可保持较高的效率。 5)采用了滑阀调节，可实现能量无级调节。 6)螺杆压缩机对进液不敏感，可以采用喷油冷却，故在相同的压力比下，排温比活塞式低得 多，因此单级压力比高。 7)没有余隙容积，因而容积效率高。 螺杆式制冷压缩机尚存在以下缺陷： 1)制冷剂气体周期性地高速通过吸、排气孔口，通过缝隙的泄漏等原因，使压缩机有很大噪 声，需要采取消音减噪措施。 2)螺旋形转子的空间曲面的加工精度要求高，需用专用设备和刀具来加工。 3)由于间隙密封和转子刚度等的限制，目前螺杆式压缩机还不能像往复式压缩机那样达到较 高的终了压力。 注：学生回答时不需要说明全部，只要能将主要区别说明清楚即可。 往复机： 1)能适应较广阔的压力范围和制冷量要求。 2)热效率较高，单位耗电量较少，特别是在偏离设计工况运行时更为明显。 3)对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工比较容易，造价也较低廉。 4)技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验。 5)装置系统比较简单。相比之下，螺杆式制冷系统中需要装设大容量油分离器；离心式制冷 机系统中要配置工艺要求高的增速齿轮箱、复杂的润滑油系统和密封油系统等。 活塞式压缩机的上述优点使它在各种制冷用途，特别是在中小制冷量范围内，成为制冷机中 应用最广、生产批量最大的一种机型。但是，与此同时，也要看到活塞式压缩机也有其不足之处： 1)转速受到限制。单机输气量大时，机器显得笨重，电动机体积也相应增大。 2)结构复杂，易损件多，维修工作量大。 3)运转时有振动。 4)输气不连续，气体压力有波动等
5、往复式压绪机的输气系数受哪些因素影响，用公式如何表示。 答：影响因素：容积系数A压力系数。，温度系数A灌漏系数A, 入=入1入 )容积系数它反映了压缩机中余隙容积的存在对压缩机输气量的影响。 2)压力系数它反晚了吸气压力履失对压增机输气量的影响。 3功温度系数λ，它反肤在吸气过程中，因气体的顶热对输气量的影响。 4)漫漏系数它反晚压缩机工作过程中由于液漏所引起的对输气量的影响。 得分 评卷人 二、填空题（每空1分，共20空） 1、有一种压缩机型号表示为：G204377D2。其中B指的是半封闭式·LG表示 螺杆式压缩机，20表示螺杆转子直径为20cm,A的含义是创冷剂为氨，377 指配用电动机功率为377水。，D表示使用环境为低温环境，最后的2表示改机 型为第二次改型 2、从工作原理出发，泵与风机和压缩机都可以分为速度式和容积式两种，其中离心 式属于速度式，而活塞式为容积式。 3、对于压缩机常采用两个能耗指标，分别是①P和服·中一般用CP表示 开启式压缩机的运行特性，而用旺R表示封闭式压缩机的运行特性。 4、制冷流体机械常用的轴承形式有滚动轴承和番动轴承，其中转速高、压力小的 情况适合采用滚动轴承：压力大、转速低的情况适合采用滑动轴承· 5、填写下面话塞式压缩机结构图中数字标示的零部件名称。 1(活塞)2（连杆）3（曲轴）4（排气管） 04级冷工程专业《冷流体机械)试垂(A)第3页共5真
04 级制冷工程专业《制冷流体机械》试卷（A）第3页 共5页 5、往复式压缩机的输气系数受哪些因素影响，用公式如何表示。 答：影响因素：容积系数λv、压力系数λp、温度系数λT、泄漏系数λl = V pT l 1)容积系数 它反映了压缩机中余隙容积的存在对压缩机输气量的影响。 2)压力系数 它反映了吸气压力损失对压缩机输气量的影响。 3)温度系数λT 它反映在吸气过程中，因气体的预热对输气量的影响。 4)泄漏系数 它反映压缩机工作过程中由于泄漏所引起的对输气量的影响。 二、填空题（每空 1 分，共 20 空） 1、有一种压缩机型号表示为：BLG20A377D2。其中 B 指的是 半封闭式 ；LG 表示 螺杆式压缩机 ， 20 表示 螺杆转子直径为 20cm ，A 的含义是制冷剂为氨 ，377 指 配用电动机功率为 377Kw ,D 表示 使用环境为低温环境 ，最后的 2 表示 改机 型为第二次改型 。 2、从工作原理出发，泵与风机和压缩机都可以分为速度式和容积式两种，其中离心 式属于 速度式，而活塞式为 容积式 。 3、对于压缩机常采用两个能耗指标，分别是 COP 和 EER ，其中一般用 COP 表示 开启式压缩机的运行特性，而用 EER 表示封闭式压缩机的运行特性。 4、制冷流体机械常用的轴承形式有滚动轴承和 滑动 轴承。其中转速高、压力小的 情况适合采用 滚动 轴承；压力大、转速低的情况适合采用 滑动轴承 。 5、填写下面活塞式压缩机结构图中数字标示的零部件名称。 1（ 活塞） 2（ 连杆 ） 3（ 曲轴） 4（ 排气管 ） 得分 评卷人
气红套及进排 缓冲 气阀组合件、 弹簧水套气缸盖 油医推杆机构 进气腔 2 轴封 曲轴箱 三计算题：（共40分） 1、断面为0.2m2和0.1m2的两根管道组成的水管如图所示。《15分) (1)若不计水头损失，(a)求断面流速山和，(b)求进口点A的压力P4 (2)计入水头损失：第一段为4丝，第二段为兰，（求和，：)求各段中点的压力. 2g 2g 11)不计损失时，先列出能量方程式1g+B+g+凸++H P 2 P 2 计算结果：V1-4425ms-885mkPA-1402kPa (2)记入损失时，结果，V=5.11msV=2.56m的中点压力分别为！第一段中点130Kp照，第二 段中点94.5K四 2、解板矩形风道，其断面尺寸为500×400mm,风量Q=800m2h,空气p=1205Kgm3,运 动粘度￥=0.157cms。求(1)当量直径和雷诺数：(2)判断其流态：(3)若管长为85m,且查 表得到沿程阳力系数A一0.025，求该沿程压力损失。(15分) 解：(1)当量直径：0.8m Re=56600 (2) 流态为：紊流 (3) 压力损失：0.177Pa (该圈主要看计算公式是否正确，如果公式正确而计算不准仍可以得大部分分数幻 04级刺冷工程专业《冷流体肌械)试卷(A》第4页其5面
04 级制冷工程专业《制冷流体机械》试卷（A）第4页 共5页 三 计算题：（共 40 分） 1、断面为 0.2 m2 和 0.1 m2 的两根管道组成的水管如图所示。（15 分） （1）若不计水头损失，（a）求断面流速 1 和 2 ，（b）求进口点 A 的压力 A p 。 （2）计入水头损失：第一段为 2g 4 2 1 ，第二段为 2g 2 2 ，（a）求 1 和 2 ；（b）求各段中点的压力。 解：（1）不计损失时：先列出能量方程式： 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 + + = + + + Hl − p z g p z g 计算结果：V1=4.425m/s v2=8.85m/s PA=140.2kPa (2) 记入损失时：结果：V2=5.11m/s V1=2.56m/s 中点压力分别为：第一段中点 130Kpa;第二 段中点 94.5Kpa 2、钢板矩形风道，其断面尺寸为 500×400mm，风量 Q = 800 m3 /h，空气 = 1.205 Kg/m3，运 动粘度ν＝0.157cm2 /s。求（1）当量直径和雷诺数；（2）判断其流态；（3）若管长为 85m，且查 表得到沿程阻力系数λ＝0.025，求该沿程压力损失。（15 分） 解：（1）当量直径：0.8m Re=56600 (2) 流态为：紊流 (3) 压力损失:0.177Pa (该题主要看计算公式是否正确，如果公式正确而计算不准仍可以得大部分分数)
3、压缩机的指示功率为100kW,轴功率为120kw。(10分) (1)试计算压缩机的机械效率。 (2)若压缩机的沿轴传动效率为0,9，试计算压缩机的电机输入功率。 (3)若压缩机的制冷量为300kw,试计算压缩机的COP和EER值. 解：(1)机械效零：083 (2)电机输入功率：133.3Kw (3)c0p2.5EER-225 04级刺冷工程专业《制冷流体肌城)试看(A)第5页共5页
04 级制冷工程专业《制冷流体机械》试卷（A）第5页 共5页 3、压缩机的指示功率为 100kw，轴功率为 120kw。(10 分) （1）试计算压缩机的机械效率。 （2）若压缩机的沿轴传动效率为 0.9，试计算压缩机的电机输入功率。 （3）若压缩机的制冷量为 300kw，试计算压缩机的 COP 和 EER 值。 解：（1）机械效率：0.83 (2) 电机输入功率：133.3Kw (3) cop=2.5 EER=2.25