能源与动力装置基础复习题.docx

1、能源与动力装置基础复习题试卷一闭卷部分 一、 填空题（10分）1、回转式压缩机有 滑片式压缩机滚动转子式压缩机 、涡旋式压缩机螺杆式压缩机 四种结构形式。（2分）2、热质交换设备按其传热传质机理不同可分为表面式换热器 、 混合式换热器 、蓄热式换热器 三种结构形式。（2分）3、采用半分开式、球形油膜、复合式三种燃烧室的柴油机，其起动性能由好到差的顺序排列应为半分开式 、 复合式 、 球形油膜（2分）4、根据汽油喷射的部位，汽油机燃油喷射方式有进气管喷射 、 进气道喷射 、 气缸内直喷 三种。（2分）5、列举出四种间壁式换热器5、管壳式换热器 、 板式换热器 、 翅片管式换热器二、简答题（40分

2、）1、列出你在实习基地所见到的任意两种压缩机、任意两种换热器和任意两种制冷系统。(6分)答：活塞压缩机、滚动转子压缩机、涡旋压缩机、螺杆压缩机之任意两种。管壳式换热器、板式换热器、翅片管式换热器之任意两种窗式空调系统、冰箱制冷系统、风冷热泵之任意两种2、当一台正在运行的风机，通过变速装置使其转速增加，在其它条件不变的情况下，其全压、流量、功率将如何变化？试用图形表示并解释。(5分)答：全压、功率增加，流量不变。3、写出叶轮机械欧拉方程的数学表达式，解释其物理意义。（至少说出两点作用）（5分）1、方程表示单位质量流体与叶轮的功能转换关系，表示功能转换的总效果。2、只与叶片进、出口参数有关，使用方

3、便。3、理论能量头与u、cu有关。4、工作机与原动机。5、不同型式叶轮的应用4、请画出汽轮机单个级的热力过程曲线，并在图中注明有关符号（包括各个焓降及各项损失）。（6分）级的热力过程曲线5、往复活塞机械有哪三个主要运动部件？它们各有何作用？（4分）答：往复活塞机械主要有曲轴、连杆和活塞这三个主要运动部件。活塞的作用是与气缸盖和气缸等组成内燃机的燃烧室或压缩机的压缩腔。连杆的作用是把活塞和曲轴相连，使活塞的往复运动与曲轴的旋转运动相互转换。曲轴的作用是通过连杆将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。6、什么是制冷系数？什么是热力完善度？他们各有何作用？（4分）答：制冷系数是制冷机制冷量与输入功率之

4、比，表征了制冷机在给定工况下的技术经济性。热力完善度是指制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环的制冷系数之比，它表示了制冷循环与理想循环的接近程度，可以作为不同工作温度下制冷循环经济性的衡量指标。7、请解释火电厂的蒸汽动力循环回热循环，并说明回热循环的意义。（5分）答：给水回热加热是指在汽轮机某些中间级抽出部分蒸汽，送入回热加热器中加热锅炉给水，与之相应的热力循环叫回热循环。（1）回热抽汽可使汽轮机进汽量增加，而排汽量减少。二者对提高机组效率、改善末级的设计（强度）都是有好处的；（2）由于热效率的提高，锅炉热负荷减少，可以减少锅炉的受热面，节约部分金属材料；（3）由于凝汽量的减少，可以减少凝汽器的换热

5、面，节约大量的铜材。8、请写出汽轮机发电s机的输出功率Pel与汽轮机的进汽量D0（或与锅炉的燃料消耗量B）之间的关系式。（5分）答： 试卷一开卷部分 1、已知通风机的流量qv20m3/s，压力p15000Pa和功率P270KW；叶轮直径d20.90m，圆周速度n2900rpm，求压力系数、流量系数和比转速。（10分）答：流量系数：压力系数：比转数：2、 一台离心泵的吸入室为直锥管，画出其叶轮进口速度三角形。其它条件不变。如果泵转速减小其速度三角形如何变化?如果流量减小其速度三角形如何变化？（7分）答： 3、往复活塞机械的曲柄连杆机构受到哪些力的作用？它们都会产生什么影响？（6分）答：往复活塞机

6、械的曲柄连杆机构主要受到以下力的作用：气体力：它只使气缸、中体、机身及相关的螺栓等受到交变的拉伸和压缩，是内力。往复摩擦力：成对出现，也是内力。惯性力：包括往复惯性力和旋转惯性力，是自由力，会引起机器和基础的震动。倾覆力矩：由侧向力引起，属自由力矩，会引起机器的震动。阻力矩：阻止曲轴旋转，而且随转角周期变化，会引起转速的周期变化。4、提高内燃机的整机功率有哪些方法？（6分）答：由内燃机的整机功率计算式可知提高内燃机的整机功率可通过如下措施：（1）通过增压、改进燃烧过程和减少机械损失等方法提高平均有效压力；（2）提高气缸排量（或：气缸直径与行程）（3）高内燃机转速（4）加气缸数（5）四冲程机改成

7、二冲程机5、自然循环汽包锅炉中工质的流动方式是怎样的？同时说明工质依次流经的相关设备。 （4分）答：作为锅炉受热面工质的给水由给水泵送入省煤器，给水在省煤器中吸热后进入汽包，并沿炉墙外的下降管经下联箱流入炉膛水泠壁。水在水冷壁中吸收炉膛辐射热，使部分水蒸发形成汽水混合物上升并流入汽包。汽水混合物在汽包中经汽水分离器分离后，蒸汽由汽包上部送入对流式过热器、半辐射式过热器等吸热并形成过热蒸汽，达到额定温度后由过热器出口联箱送往汽轮机中做功。6、电站锅炉的煤粉制备系统有那些形式？请分析各自的优缺点。（5分）答：煤粉制备系统由磨煤机及辅助设备构成。可分为中间储仓式和直吹式两种。中间储仓式制粉系统原煤由

8、给煤机送出和干燥用热风一起进入磨煤机，磨成的煤粉由干燥剂携带至粗粉分离器进行分离，不合格的煤粉沿回粉管返回磨煤机再磨，合格的煤粉在细粉分离器中与干燥剂分离后送入煤粉仓，然后经给粉机由气流携带经由燃烧器喷入炉膛直吹式制粉系统比中间储仓式系统减少了细粉分离器、煤粉仓等设备。磨煤机磨制的煤粉直接送入炉膛内燃烧，因此磨煤机的制粉量随锅炉负荷大小而变化。7、在汽轮机调节系统中，同步器的作用是什么？（4分）答：同步器能使汽轮机在相同的转速下有不同的功率，或者在相同的功率下有不同的转速。同步器是汽轮机调速系统的重要部件，它是汽轮机功率给定装置。同步器的另外一个作用就是在机组启动时，利用同步器增加进汽量，调整

9、机组转速，使之与电网频率同步。8、一台空调器在夏季制冷时，如果室外环境温度升高了，请分析其性能的变化；如果室内热负荷变小了，请分析其性能的变化。（8分）答：如果室外环境温度升高，会使冷凝温度升高，如图1所示，系统循环从1-2-3-4-5-6变成1-2-2-3-4-5-6，从而导致单位制冷量减少，单位耗功增大，制冷系数减少，运行经济性降低，而吸气比容不变，又会使总制冷量减少，消耗功率增大。同时，由于室外环境温度升高，向室内的漏热量增大，也会引起系统耗功的增加。 图1 室外环境温度升高，制冷循环的变化如果室内热负荷变小，蒸发温度有降低的趋势，如图2所示，系统循环从1-2-3-4-5-6变成1-2-

10、2-3-4-5-6-6，从而导致单位制冷量减少，单位耗功增大，制冷系数减少，运行经济性减低，而吸气比容增大，制冷剂流量减少，总制冷量也减少。图2 室内热负荷变小，制冷循环的变化试卷二及答案1、试写出你在实习基地所见到过的不同结构、不同用途的容积式压缩机的名称。（4分）活塞式压缩机：开启式活塞式压缩机、半封闭式活塞式压缩机、全封闭式活塞式压缩机；滚动转子式压缩机：全封闭式滚动转子式压缩机；涡旋式压缩机：全封闭式涡旋式压缩机；螺杆式压缩机：双螺杆式压缩机、半封闭式螺杆式压缩机；L型压缩机、空气压缩机等任意四项。2、 写出比转速的计算公式，试解释为什么比转速是一个相似准则。(3分) 或 比转速是由流

11、量系数和压力系数两个相似准则派生出来的，所以它本质上仍是一个相似准则。但由于两台机器的流量系数和压力系数都不相等，但比转速可能相等，所以比转速是工况相似的必要条件，而不是充分条件。3、 两台几何相似的泵与风机，在相似工况下运行，其性能参数如何按比例关系变化？（5分） 4、 泵与风机的QH曲线、QN曲线、Q曲线分别叫什么曲线？是在什么条件下得到的？泵与风机的工作点是如何确定的？（5分） QH曲线、QN曲线、Q曲线分别叫流量扬程曲线、流量功率曲线和流量效率曲线。它们是在转速等于常数时，通过试验获得。泵与风机的工作点是QH曲线与管网特性曲线的交点。5、 有一离心泵叶轮外径D2220mm，叶轮出口宽度

12、b210mm，叶轮出口安放角2b22，转速n2900rpm，理论流量Q0.025m3/s，假设液体径向流入叶轮，即190，试计算无限多叶片叶轮的理论扬程。（7分） 出口圆周速度： 轴面速度： 出口角222速度三角形： 190 有 欧拉方程：6、 对于定转速的同一台后弯式离心式风机，当流量大于或小于设计流量时，进、出口速度三角形如何变化？绘图表示。（7分）参考答案：7、 分别绘制纯冲动级和反动级的热力过程线，并简述其工作过程。（6分）参考答案：纯冲动级的热力过程线见图1，反动级的热力过程线见图2。 图1 纯冲动级 图2 反动级在纯冲动级中，蒸汽在喷嘴中膨胀加速，获得高速动能；蒸汽流过动叶通道时，

13、只改变流动方向，而不发生膨胀加速，将高速汽流的动能转变为旋转机械能；在反动动级中，蒸汽在喷嘴中膨胀加速，获得高速动能；蒸汽流过动叶通道时，既改变流动方向，同时又膨胀加速，将高速汽流的动能转变为旋转机械能。8、汽轮机级的轮周有效焓降与级的实际焓降有何区别？（4分）答：级的轮周有效焓降是指蒸汽流过汽轮机级时1kg蒸汽在动叶片上所作的有效机械功，可由级的滞止焓降减去喷嘴损失、动叶损失、余速损失计算；级的实际焓降是指蒸汽流过汽轮机级时1kg蒸汽所具有的理想能量最后转化为有效功的能量，可由级的滞止焓降减去喷嘴损失、动叶损失、余速损失及其它级内损失计算得到。9、 活塞由哪几部分组成？各部分的作用及其工作机

14、理？（6分）活塞由活塞顶部、活塞环部和活塞裙部三部分构成。活塞顶部与气缸盖和气缸等组成燃烧室或压缩室。活塞环槽部是安装气环和油环的部位。活塞裙部是活塞与气缸壁面直接接触的部分，起导向和承受连杆传给的侧压力的作用，是活塞磨损最严重的部位，也是安装连接活塞与连杆的部件活塞销的部位。10、试述柴油机与汽油机工作原理主要有何不同。（4分）柴油机与汽油机工作原理上的不同点有： （1）可燃混合气形成方式不同：柴油机的可燃混合气在气缸内部形成，燃油在压缩行程接近终了时开始高压喷入气缸内，并占小部分做功行程，时间较短；汽油机的燃油在气缸外部（进气管或进气道中）喷入进气气流，开始与空气混合形成可燃混合气，该过程

15、延续到进气和压缩过程结束，时间较长。 （2）着火方式不同：柴油机是自燃着火；汽油机的可燃混合气必须用电火花点燃。所以柴油机又称为压燃式内燃机，汽油机又称为点燃式内燃机。11、根据内燃机循环指示功计算式，推导四冲程内燃机有效功率计算公式，并说明提高四冲程内燃机单机功率的途径。（6分）内燃机一个循环所作的指示功为： kJ 式中：为平均指示压力，MPa ，为单个气缸工作容积，m3 四冲程内燃机一个工作循环所用时间为 s ，n为内燃机转速，r/min 四冲程内燃机单缸指示功率为 kW 四冲程内燃机单缸有效功率为 kW 上式中：为机械效率，为平均有效压力，MPa 四冲程内燃机整机功率为 Kw上式中i为气

16、缸数。上式即为四冲程内燃机有效功率计算式。由此式可以看出，提高四冲程内燃机单机功率的途径有：提高平均有效压力（如采用增压技术）、增大单个气缸工作容积（增大气缸直径和行程）、提高内燃机转速和增加气缸数等。12、容积式压缩机有哪些主要的类型，试简述其各自的特点及应用场合。（6分）活塞压缩机：主要运动部件为活塞，做往复运动，应用广泛，特别是在化工、煤炭、石油、海洋工程中。滚动转子式压缩机：主要运动部件为转子，做旋转运动，广泛用于家用空调器、冰箱、商用制冷设备。单螺杆压缩机有一个做旋转运动的螺杆，它的螺槽同时与几个星轮啮合。可应用于中大型制冷系统、空气动力系统中。双螺杆压缩机则有两个做旋转运动的、相互

17、啮合的螺杆。主要应用于中大型制冷系统、气体动力系统中。涡旋压缩机的主要由两个结构完全相同的错置180度的动、静涡旋盘组成。目前主要大型家用及商用空调系统中。滑片式压缩机主要由气缸、转子、滑片组成。在汽车空调中有应用。13、表面式换热器有哪些主要的类型，试简述其各自的特点。（6分）管壳式换热器，有一圆形外壳，内装平行管束，冷热流体分别在管程或壳程流动，通过管壁换热，其优点是结构简单、造价低廉、选材范围广、耐高温耐压、适用范围广。板式换热器主要由若干长方形薄金属片相互叠置压紧而成，其传热效率高、有效传热温差大、结构紧凑，但刚性较差，难以适应高压或高压差工况，对介质要求也较高。翅片管式换热器，通过带

18、肋的壁面扩展换热面积和促进湍流，以强化换热能力较弱的一侧。板翅式换热器，由翅片、隔板和封条三种元件组成的单元体叠积而成，传热能力强、结构紧凑，可以实现多种介质在不同流道内同时换热，结构复杂，造价高，难以承受高温高压，对介质要求高。14、锅炉效率的物理意义是什么？在电站煤粉炉中，影响锅炉效率的关键因素是什么？（5分）锅炉效率表征燃料送入锅炉的热量最终被工质有效利用的程度，可由正平衡或反平衡法计算。正平衡：反平衡：15、锅炉中蒸汽温度调节的手段有那些？什么手段能实现快速、灵敏地调节温度？（4分）蒸汽温度调节的手段有：喷水减温、烟气再循环、分割烟道挡板、摆动式燃烧器。喷水减温由于直接将低温水喷入蒸汽

19、中，因而能迅速灵敏地调节蒸汽温度。16、试简述在实际的蒸汽压缩制冷循环中为什么必须要有一定的过冷度和过热度。试画图分析冷凝温度下降，蒸发温度上升对制冷系统的影响。（7分）过冷能够避免制冷剂液体进入膨胀阀前就产生闪发气体，使系统工作失稳，并且有利于提高q。、qv、；过热可以保证制冷剂进入压缩机之前完全蒸发，避免压缩机因吸入过多液滴而造成液击。当冷凝温度下降、蒸发温度上升时，系统循环由如图的1234变为1234，可见单位制冷量q。增加，单位理论功w0怖减少，制冷系数上升，而吸气比容v1减少，制冷剂循环量增人，总制冷量增大。17、蒸汽压缩式制冷系统与吸收式制冷系统的工作原理和工作介质有什么异同点。（

20、6分）蒸汽压缩式与吸收式制冷系统均是通过制冷剂在低温低压下蒸发吸收热量来制冷，它们都有冷凝器、节流装置和蒸发器。其主要区别在于低压蒸气变为高压蒸汽的方法不同，压缩式制冷系统通过压缩机消耗机械功来实现，而吸收式制冷机则通过消耗热能使溶液在吸收器、溶液泵、发生器和溶液节流阀中发生浓度变化来实现。 压缩式制冷机只需要制冷剂，如氟利昂，作为工作介质，而吸收式制冷机除了制取冷量的制冷剂外，还有用于吸收制冷剂的吸收剂，二者组成工质对，如水溴化锂工质对，其中前者为制冷剂，后者为吸收剂。18、回热循环为什么能提高蒸汽动力循环的热效率？（5分）在朗肯循环中，造成热效率低的主要原因是工质平均吸热温度不高。 为了提

21、高蒸汽平均吸热温度，除了提高蒸汽初参数之外，另一种办法是改善吸热过程。改进的最好的办法是采用给水回热。 就是把汽轮机中作过功的蒸汽，逐级抽出来加热给水，减少冷源损失，同时提高锅炉给水温度(提高蒸汽平均吸热温度)，则提高了循环热效率。19、当汽轮机甩负荷时，高压缸主汽阀应立即关闭，此时锅炉中再热器会出现什么问题，如何解决该问题？（4分）此时高压缸无排汽，再热器中将无工质流过，会造成再热器的干烧。为解决该问题，需设置旁路系统，如设置高压旁路，将新蒸汽进行减温减压后引入再热器。一、流体机械（叶轮机械）1什么叫单级单吸悬臂式离心泵？它在结构型式方面有什么特点？2S型泵由哪些主要零部件组成？哪些属于转动

22、部分？哪些属于固定部分？3叶轮起什么作用？它由哪几个部分组成？液体在叶轮内的流向如何？4泵体有何作用？它的内流道是什么形状？液体从何处进入？又从何处流出？5哪些零件属于密封件？各自处在什么位置？6密封环起什么作用？结构上对密封环有什么要求？7何谓轴封？它由哪些零件组成？各自起什么作用？8在装配泵时，对轴封部分有何要求？9单级单吸悬臂式离心泵的轴承一般是什么类型？承受哪些力？10挡水圈起什么作用？没有它行不行？11试述单级单吸悬臂式离心泵的装配过程。12D型泵与IS型泵最本质的差别是什么？13D型泵由哪些主要零件组成？过流部件的各个零件分别起什么作 用？14液体在D型泵内是怎样流动的？哪一边是进

23、水段？哪一边是出水段？对于一台已经装好即将出厂的D型泵，你如何判断这台泵的进口和出口？15D型泵的压水室由什么零件组成？各自起什么作用？中段起什么作用？ 16D型泵采取什么方式平衡轴向力？其平衡原理怎样？平衡盘后面的压力应该和哪里的压力相平衡？ 17各种叶轮机械在子午面和径向面上是如何表示的？ 18轴流风机主要由哪些部件组成？哪些属于转动部件？哪些属于静止部件？ 19轴流风机有何用处？叶轮主要由几部分组成？叶轮有何作用？静止叶片又有何作用？ 20轴流风机的级由哪些元件组成？什么是基元级？ 21叶轮叶片截面是什么形状？不同截面、形状是否相同？ 22什么是基元级叶片的弦长？安装角？进口角？出口角？

24、 23叶轮的叶片为什么是扭曲的？24离心式、向心式机械的相同点和不同点有哪些？25如何判断已有机器的旋转方向和进、出口？26分类列出径流机械和轴流机械、水力机械和气动机械中有相同功能的部件名称。27根据金工实习和有关课程所掌握的知识，试列出某一个另件的加工工艺。二、流体机械（容积压缩机、泵，包括制冷压缩机） 1往复活塞压缩机工作时，哪些是热力学过程？哪些不是热力学过程？2叙述自动阀的工作原理？3往复活塞压缩机(除制冷工质之外的各种气体)的排气压力是由什么决定的？4水冷气缸壁(或风冷气缸壁)的主要作用是什么？为什么？5画出机器的润滑点、润滑路径？6了解调节阀和调节器是如何工作的？7飞轮的作用是什

25、么？8找出全封闭压缩机中的减振、降噪元件？9为什么要向回转压缩机的气缸中喷液？喷液对压缩机有哪些影响？喷液时，对气体排气温度有限制吗？10螺杆压缩机、滚动转子压缩机、涡旋压缩机的工作原理？11什麽是开启式制冷压缩机？它与原动机是怎样连接的？12什麽是封闭式制冷压缩机？它有几种类型？各有何特点？13哪种类型的制冷压缩机需要装轴封？轴封的作用是什麽？它由哪些零件组成？14活塞式制冷压缩机主要有哪些零部件组成？它们各有何作用？画出它们的结构简图。15活塞环的作用是什麽？画出它的结构并说明采用这样的结构的原因？16你所装拆的压缩机的活塞上有没有活塞环？有几道？这些活塞环各有什麽作用？17压缩机中的润滑

26、油有什麽作用？它一般在压缩机的什麽部位？18压缩机的曲轴连杆机构是如何进行润滑的？画出润滑油的油道示意图？19压缩机的活塞与汽缸是如何润滑的？20压缩机气阀的作用是什麽？所装拆的压缩机的气阀是哪种气阀？结构怎样？三、制冷装置和系统（一）空调器结构、试压、检漏等1了解和掌握窗式空调器的整体结构、系统组成，画出系统流程示意图。2了解空调器用冷凝器的结构形式，画出冷凝器的结构示意图，特别注意制冷剂的流通路径。3了解空调器用蒸发器的结构形式，画出蒸发器的结构示意图，特别注意制冷剂的流通路径。4了解空调器用制冷压缩机及节流机构的类型。5了解空调器中其它部件的安装位置、结构及作用。6了解空调器气密性试验的

27、方法、步骤及注意事项。7了解空调器检漏的方法、所用设备、工具等。8了解空调器抽真空的方法、步骤、所用设备、真空泵与空调器的连接。9了解空调器所充灌的氟里昂的种类，充氟方法及步骤、空调器与氟瓶的连结。10空调器为什麽要进行气密性实验？可采用哪些方法进行气密性实验？11空调器在进行气密性实验后为什麽还要进行抽真空实验？可采用哪些方法抽真空？12热泵型空调器在制冷与制热时，制冷剂的流向有何不同？（二）冰箱、空调器多功能实验台结构、故障设置与排除1了解冰箱、空调器多功能实验台整体结构及系统组成，画出循环系统示意图。2了解故障设置的方法，当故障产生后所产生的现象。3了解多功能实验台中压缩机、蒸发器、冷凝

28、器、节流机构的类型，画出蒸发器，冷凝器的结构示意图。4实际冰箱和空调器的结构与多功能实验台有哪些不同？5排气压力升高（过高）产生的原因有哪些？6吸气压力降低（过低）产生的原因有哪些？（三）热力膨胀阀的结构及零部件1了解热力膨胀阀的结构组成，各零部件在热力膨胀阀中的装配位置及作用。2了解热力膨胀阀在制冷系统中的位置、作用及其工作原理。3热力膨胀阀中，制冷剂的进出口分别在阀的什么位置？其孔径大小有无区别。4进气状态压力不变时，若感温包感受的温度升高t，阀芯将如何动作？5调节阀杆压缩弹簧，在（2）题条件下，阀芯动作有何不同？6如何调节热力膨胀阀阀芯开始动作的过热度大小。（四）螺杆制冷压缩机冷凝机组1

29、了解螺杆制冷压缩机冷凝机组的系统组成，画出机组系统示意图，并标出制冷剂及油的流程方向。2了解螺杆制冷压缩机冷凝机组中冷凝器的型式以及冷凝器在机组中的安装位置。3你所见到的螺杆制冷压缩机冷凝机组中螺杆制冷压缩机是什么型式？4螺杆制冷压缩机冷凝机组中冷凝器的进气口与何部件（设备）连结。5螺杆制冷压缩机冷凝机组是否就是一套完整的制冷装置。（五）活塞制冷压缩机冷凝机组1了解小型活塞制冷压缩机冷凝机组的结构组成，画出机组系统示意图。2了解和分析此冷凝机组与螺杆制冷压缩机冷凝机组的主要区别。3了解高低压控制器在机组中的连接。4了解此冷凝机组中活塞式制冷压缩机的型式。5高、低压控制器在机组中的作用是什么？6干燥过滤器安装在什么位置？（六）热泵空调系统1了解热泵空调系统的整体构成，画出热泵空调系统的构成示意图。2了解热泵空调系统夏天供冷、冬天供热的工作原理。3了解热泵空调系统中辅助部件的作用。4风机盘管是否是热泵空调系统中的蒸发器？5在热泵空调系统中，夏天产生冷量的蒸发器与冬天产生热量的冷凝器是否是同一设备？6使用风机盘管的空调系统与家用分体式空调器有什么不同？四、内燃机 1简要叙述发动机的系统组成及各系统的作用。