第一篇：流體機(jī)械原理課后解答

作業(yè)解答 p41習(xí)題一：

一、為了滿(mǎn)足一個(gè)規(guī)劃中的企業(yè)用電高峰的需要，擬在有利地形處建一座具有一臺(tái)泵及一臺(tái)水輪機(jī)的抽水蓄能電站，該企業(yè)每天對(duì)電能的需要為：14h為P1=8MW；10h為P2=40MW。假定該企業(yè)可以從電網(wǎng)中獲得的電功率Pv是常數(shù)，已知：水輪機(jī)的總效率??P／PT電水，泵的總效率??P／P?0.86，壓力管道的損失?H?6m，電站的?0.91P水電st靜水頭Hst?200m。為簡(jiǎn)單計(jì)，假定?H和H

為常數(shù)，其它損失忽略不計(jì)。假定該裝置中水的總量為常數(shù)（上游無(wú)來(lái)水，下游不放水，并忽略蒸發(fā)泄漏），試求：①必需的P值。

V②泵與水輪機(jī)的工作參數(shù)qV，H，P水。③上游及下游水池的最小容積V。

解：

從電網(wǎng)中獲得的電能不足時(shí)，用水輪機(jī)發(fā)電補(bǔ)充；從電網(wǎng)中獲得的電能有多余時(shí)，用于泵去抽水蓄能。

P?P?P2V水輪機(jī)軸功率＝?g(H??H)*q?stV2stV1T

P?P?PV1V11水泵軸功率＝?g(H＋?H)*q／?P

V＝qt=qtV2VV2

40?P194*14*0.91*0.86??1.032

P?8206*10P?V40?8*1.032?23.75MW 1?1.032q?V2(40?23.76)*1000?9.39m3/s，qV19.8*194*0.91?6.71 m3/s 對(duì)水輪機(jī)：qV2水軸T?40?23.75?16.25MW，?9.39m3/s；H2?194m，P軸P=P／?＝17.85MW，對(duì)于泵：qV1?6.71m3/s；H1?206m，P=(PV?P)*?P＝(23.76-8)*0.86=13.55MW，1水P?15.76MW 軸V＝6.71*3600*14?3.38*10m3

二、水輪機(jī)效率實(shí)驗(yàn)時(shí)在某一導(dǎo)葉開(kāi)度下測(cè)得下列數(shù)據(jù)：蝸殼進(jìn)口處壓力表讀數(shù)

5p?22.16?104Pa，壓力表中心高程Hm?88.7m，壓力表所在鋼管直徑D?3.35m，電站下游水位??84.9m，流量qv?33m/s，發(fā)電機(jī)功率Pg?7410kW，發(fā)電機(jī)效率?g?0.966，試求水輪機(jī)效率及機(jī)組效率。

解：

pi?ici2 Ei?Zi???g2gqvpi22.16?1044?33??3.744 Zi?88.7，??22.612，ci?2???3.35?g1000?9.8D2422po?ocopo?oco；而Zo?84.9，=0，=0 Eo?Zo???g2g?g2g3.7442H?Ei?Eo?88.7?84.9?22.612??3.8?22.612?0.715?27.127m

2?9.8水輪機(jī)的效率?t?Pg/?g?gqvH?7410/0.9667670.807??87.438%

9.8?33?27.1278772.871機(jī)組效率???g??t?0.966?0.874?0.844

三、某泵裝置中，進(jìn)口管直徑Ds?150mm，其上真空表讀數(shù)V?6.665?10Pa（500mmHg），出口管路直徑Dp?125mm，其上壓力表讀數(shù)p?0.22MPa，壓力表位置比真空表高1m，輸送介質(zhì)為礦物油，其密度??900kg/m3，泵的流量為qv?0.053m3/s，試求泵的揚(yáng)程。

解：泵的揚(yáng)程

46.665?1040.22?1061?0.053?420.053?42?H?h?V?M??1???()?()?222g900?9.8900?9.82g???0.125??0.15??1 ?1?7.557?24.943?(4.319)2?(2.999)22g ?1?7.557?24.943?0.493?33.9932c2p?cs??

某泵裝置中，進(jìn)出口管直徑相同D?150cm，進(jìn)口真空表讀數(shù)V?450mmHg，出口管路上壓力表讀數(shù)M?1.8kg·f/cm2，壓力表位置比真空表高1m，輸送介質(zhì)為礦物油，其密度??900kg/m3，泵的流量為Q?53 L/s，試求泵的揚(yáng)程。答案：

2g ?1?6.8?20?0 ?27.8 四、一臺(tái)送風(fēng)機(jī)的全壓為1.96kPa，風(fēng)量為40m3/min，效率為50％，試求其軸功率。H?h?V?M?c2?cs2p13.6?4501.8?9.8?1041?0.053?420.053?42??1???()?()2900900?9.82g???0.152????0.15?40?1.96?1000qvp601.307?103P????2.614?103W ?50%50%

p103習(xí)題二

四、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)某一圓柱流面D1=2m，n=150r/min，在某一流量下cm=4m/s。試求： a)當(dāng)葉片轉(zhuǎn)到使?b2=10°時(shí)，作出口速度三角形。此時(shí)轉(zhuǎn)輪出口水流的動(dòng)能是多少？其中相對(duì)于cu2的部分又是多少？

b)為了獲得法向出口，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片使?b2為多少？此時(shí)出口動(dòng)能又為多少？

c)設(shè)尾水管回能系數(shù)?v=0.85，且假定尾水管只能回收相應(yīng)于cm2的動(dòng)能，則上面兩種情況下出口動(dòng)能損失各為多少？ a)u2??D1n60???2?15060?15.708m/s cu2?u2?cmctg10??15.708?4?ctg10???6.977m/s 22c2?cu6.9772?42?64.679?8.042m/s 2?cm? 2c264.679??3.300m 2g2?9.82cu6.97722??2.484m 2g2?9.8b)?b2?arctg4?14.287?

15.7082c242??0.816m 2g2?9.822cuc2c)回收的能量：?v??2?85%?3.30?2.484?0.321

2g2g22cuc2損失的能量： ?回收的能量?3.3?0.321?2.979或85%?2?2.111

2g2g4215%??0.122

2g

五、在進(jìn)行一臺(tái)離心泵的能量平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得下列數(shù)據(jù)：軸功率P=15kW；流量qv=0.013m3/s；揚(yáng)程H=80m；轉(zhuǎn)速n=2900r/min；葉輪密封環(huán)泄漏量?qv=0.0007m3/s；圓盤(pán)摩擦功率?Pr=1.9kW；軸承與填料摩擦功率?Pm=0.2kW；另外給定了泵的幾何尺寸：輪直徑D=0.25m；出口寬度b2=6mm；葉片出口角?b2=23°。試求： a)泵的總效率及水力、容積和機(jī)械效率。b)葉輪出口速度三角形。（不計(jì)葉片厚度，cu1=0）c)滑移系數(shù)?、反作用度?

6.977?cu215.70810°?u24?cm2?c2?w2 a)???gqvHP?9.8?0.013?8010.5056??0.7004

1515?M?P?(?Pr??Pm)15?(1.9?0.2)??0.86

P15?q??h?qv0.013??0.95

qv??qv0.013?0.0007?0.7??0.857

?M?q0.86?0.95qvT0.013?0.0007??2.992 m/s

?D2b2??0.25?0.006?b)cm2??u2??D2n60??0.25?290060?37.961m/s 2.99223°?cm2?30.91237.961?cu2??c2??w2??u2 c)cu2??u2?cm2?ctg?2??37.961?2.992?ctg23??37.961?7.049?30.912

cu2?gH9.8?80??24.099 ?hu20.857?37.961??1??cu230.912?24.099?1??0.82 u237.96122222c2.5?31.562 ??cu2??cm2??30.912?2.992?964

2c2?2g??1?1u2cu2?g31.562?1??0.589

2?37.961?30.912或

??1?cu2?30.912?1??0.593 2u22?37.961

p103習(xí)題四 四、一臺(tái)泵的吸入口徑為200mm，流量為qv=77.8L/s，樣本給定?Hv?=5.6m，吸入管路損失?Hs=0.5m。試求：

1）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下抽送常溫清水時(shí)的Hsz值。

2）如此泵在拉薩（pa=64922.34Pa）使用，從開(kāi)敞的容器中抽吸80℃溫水，其Hsz值又為多少？

（注：80℃清水的pVa=47367.81Pa，?g=9530.44N/m3）1）列進(jìn)水池面與泵進(jìn)口斷面

pepscs2?Hsz?0????Hs ?g?g2gpapspapecs2?Hs??????Hsz???Hs

?g?g?g?g2gpepacs2Hsz??Hs??????Hs

?g?g2gcs?4qv4?77.8/1000??2.476 ?Ds2??0.222.4762Hsz?5.6??0.5?5.6?0.313?0.5?4.787

2g?p?pcs2pv??a?s 2）由汽蝕余量和真空度的定義：?ha?，Hs?????2g?ps?cs2pv? Hs????ha??2g??pacs2p[Hs]???[?h]?v

?2g?pacs2p?[Hs]????[?h]?v

?2g??pa[Hs]??[Hs]??pa??pa???pv??pv?

[Hs]??5.6?64922.3447367.81?10.33??0.249530.449530.44 ?5.6?6.81?10.33?4.97?0.24 ??2.65???Hs?Hsz??cs2pepa?????Hs??2.65?0.313?0.5??3.463m ?g?g2g

五、雙吸離心泵的轉(zhuǎn)速為1450r/min，最優(yōu)工況的揚(yáng)程為43m，流量為1.36m3/s，臨界空化余量為?hcr=3.17m，最大流量工況?hcr為10.06m，吸水管路的水力損失為0.91m，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?0.36m，所輸送的冷水的汽化壓力為Hva=0.31m。試確定：

1）最優(yōu)工況的比轉(zhuǎn)速nq、空化比轉(zhuǎn)速S、臨界空化系數(shù)?cr和允許的吸入高度是多少？ 2）最大流量工況的允許吸入高度是多少？（提示：計(jì)算nq和S時(shí)應(yīng)取總流量的二分之一）

1）nq?nqv/2H3/4??14501.36/21195.7259.9 ??71.207?3/416.7923.6543S?nqv/23/4?hcr14501.36/21195.7??503.3 2.3763.173/4?cr??hcr3.17??0.0737 H43列進(jìn)水池面與泵進(jìn)口斷面

pecs2?Hg???hw??2g psps由汽蝕余量的定義

???cs2pvpp??ha????e?Hg?hw?v?2g???pp? Hg?e???h??hw?v?? ?10.36?(3.17?0.3)?0.91?0.31 ?5.672）同前有 ?H??p???h??h?egw??pv? ?10.36?(10.06?0.3)?0.91?0.31 ??1.22

第二篇：流體機(jī)械原理課程安排（定稿）

《流體機(jī)械原理》課程教學(xué)大綱

適用對(duì)象：

1）能源與動(dòng)力工程學(xué)院：熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)；核工程與核技術(shù)專(zhuān)業(yè)；

制冷與低溫工程專(zhuān)業(yè)；過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)。

2）建筑工程與人居環(huán)境學(xué)院：建筑環(huán)境與設(shè)備工程專(zhuān)業(yè)。先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)。使用教材及參考書(shū)：

教

材：徐忠，離心壓縮機(jī)原理（第三版），北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998。

李超俊，余文龍，軸流壓縮機(jī)原理與氣動(dòng)設(shè)計(jì)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998。

參考書(shū)：朱報(bào)禎，郭濤，離心壓縮機(jī)，西安：西安交通大學(xué)出版社，1999。

常鴻壽，離心式制冷壓縮機(jī)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。

A Whitfield, N.C.Baines.Design of radial Turbomachines, New York：

Longman Scientific & Technical, 1996

一、本課程的性質(zhì)、目的及任務(wù)

《流體機(jī)械原理》是能源與動(dòng)力工程學(xué)院流體機(jī)械專(zhuān)業(yè)高年級(jí)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)必修課程，也是上述相關(guān)專(zhuān)業(yè)的必修或選修課程。課程的主要任務(wù)是給學(xué)生講授離心式和軸流式壓縮機(jī)的基本工作原理，包括氣體在壓縮機(jī)中流動(dòng)的基本方程和基本概念，能量損失的機(jī)理及分析，葉輪和固定元件，壓縮機(jī)的流動(dòng)相似，壓縮機(jī)的性能曲線(xiàn)與調(diào)節(jié)，壓縮機(jī)熱力設(shè)計(jì)等。另外，將實(shí)際氣體和三元流動(dòng)基礎(chǔ)作為機(jī)動(dòng)或選學(xué)內(nèi)容。

本門(mén)課程教學(xué)的目的和要求可分為三個(gè)層次。基本要求是培養(yǎng)學(xué)生掌握和運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)，第二個(gè)層次是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)到具體專(zhuān)業(yè)知識(shí)背后具有共性的東西：即正確的思維方法及獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，最高層次是啟發(fā)學(xué)生具有創(chuàng)新意識(shí)，并懂得創(chuàng)新是為了更好地解決問(wèn)題而不是標(biāo)新立異，應(yīng)能夠腳踏實(shí)地地從小的改進(jìn)做起。

二、課程各章節(jié)的主要內(nèi)容和學(xué)時(shí)：

第一章 氣體流動(dòng)的基本方程和基本概念（10學(xué)時(shí)）

第一節(jié) 速度三角形、歐拉方程 第二節(jié) 能量方程，伯努利方程

第三節(jié) 氣體壓縮過(guò)程，壓縮功，級(jí)總耗功和總功率 第四節(jié) 級(jí)中氣體狀態(tài)參數(shù)變化。級(jí)效率

第五節(jié) 流量和流量系數(shù)，能量頭和能里頭系數(shù)。第二章 級(jí)中能量損失（4學(xué)時(shí)）

第一節(jié) 摩擦損失，分離損失

第二節(jié) 二次流損失，尾跡損失 第三節(jié) Re數(shù)與M數(shù)對(duì)流動(dòng)損失的影響

第四節(jié) 級(jí)性能曲線(xiàn)，密封的工作原理

第五節(jié) 內(nèi)漏氣損失及輪阻損失系數(shù)的計(jì)算 附 實(shí)驗(yàn)：離心壓縮機(jī)級(jí)性能試驗(yàn) 第三章 葉 輪（4學(xué)時(shí)）

第一節(jié) 葉輪分類(lèi)，葉輪典型結(jié)構(gòu)比較

第二節(jié) 周速系數(shù)計(jì)算，葉道中粘氣體速度分布

第三節(jié) 葉輪中氣體流動(dòng)特點(diǎn)及主要參數(shù)對(duì)性能的影響。

第四節(jié) 半開(kāi)式與混流式葉輪 第四章 固定元件（4學(xué)時(shí)）

第一節(jié) 吸氣室

第二節(jié) 無(wú)葉擴(kuò)壓器，葉片擴(kuò)壓器 第三節(jié) 彎道，回流器，蝸殼 第五章 相似理論及基應(yīng)用（6學(xué)時(shí)）

第一節(jié) 流動(dòng)相似的基礎(chǔ)知識(shí)，透平壓縮機(jī)的相似條件

第二節(jié) 相似理論的應(yīng)用 第三節(jié) 相似模化設(shè)計(jì) 第四節(jié) 性能換算

第六章 離心壓縮機(jī)性能曲線(xiàn)與調(diào)節(jié)（6學(xué)時(shí)）

第一節(jié) 離心壓縮機(jī)的性能曲線(xiàn)，級(jí)數(shù)對(duì)性能的影響

第二節(jié) 壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作，喘振

第三節(jié) 離心壓縮機(jī)的串聯(lián)與并聯(lián)

第三節(jié) 離心壓縮機(jī)調(diào)節(jié) 第七章 實(shí)際氣體

第一節(jié) 實(shí)際氣體的P-V-T關(guān)系，實(shí)際混合體的混合法則。

第二節(jié) 實(shí)際氣體的熱力學(xué)性質(zhì)

第三節(jié) 實(shí)際氣體的熱力學(xué)過(guò)程 第八章 三元流動(dòng)基礎(chǔ) 共計(jì)課內(nèi)34學(xué)時(shí)，試驗(yàn)2學(xué)時(shí)

三、課程的教學(xué)要求及輔助教學(xué)環(huán)節(jié)：

第一章：氣體流動(dòng)的基本概念 教學(xué)要求：

1、掌握歐拉方程二種形式。物理意義，適用條件

2、掌握級(jí)（包括葉輪）及固定元件中的能量方程及伯努利方程式的不同形式和物理意義。

3、不同效率定義。及物理意義

4、靜參數(shù)和滯止參數(shù)，沿流道的變化規(guī)律，能熟練地運(yùn)用能量方程。伯努利方程等計(jì)算級(jí)中各主要截面上的氣功與熱力參數(shù)。

5、流量系數(shù)。能量頭系數(shù)的概念，軸向渦概念。輔助教學(xué)環(huán)節(jié)：

（1）看離心壓縮機(jī)模型，增加對(duì)離心壓縮機(jī)中元件的觀性認(rèn)識(shí)。（2）軸向渦小試驗(yàn)

（3）習(xí)題及思考題，以及小測(cè)驗(yàn)，解答

第二章：級(jí)中能量損失

教學(xué)要求：

（1）、了解級(jí)中氣體流動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的流動(dòng)損失：摩擦、分離、二次流及尾跡損失產(chǎn)生的機(jī)理。

（2）、Recr.Men,Mmax的基本概念

（3）掌握離心壓縮機(jī)級(jí)性能試驗(yàn)（Qin-?.Qin-?pot Qin-Ni）（4）旋轉(zhuǎn)脫離，喘振。滯止流量的概念。

（5）一般梳齒密封的基本工作原理，以及計(jì)算漏氣及輪阻損失方法。輔助教學(xué)環(huán)節(jié)：

（1）級(jí)學(xué)生看離心壓縮機(jī)葉輪中內(nèi)部流場(chǎng)的實(shí)測(cè)圖片（2）習(xí)題及思考題 第三章：葉輪 教學(xué)要求：

（1）掌握反作用度?與滑移系數(shù)?的概念

（2）使學(xué)生對(duì)不同型式葉輪在作功能力（hth）.效率及工況范圍之間有一個(gè)辯認(rèn)來(lái)選擇葉輪的型式。同時(shí)對(duì)各種型式葉輪的特點(diǎn)有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。（3）了解葉輪的進(jìn)口截面。出口截面氣流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，初步了解葉道中無(wú)粘氣體的速度分布規(guī)律。

（4）了解周速系數(shù)的概念。掌握周速系數(shù)的計(jì)算 輔助教學(xué)環(huán)節(jié)：

（1）看各種樣本，擴(kuò)大對(duì)離心壓縮機(jī)以及各種不同型式的葉輪的觀性認(rèn)識(shí)（2）看葉輪模型以及解葉輪型式和結(jié)構(gòu)參數(shù)（3）作習(xí)題及思考題 第四章：固定元件 教學(xué)要求：

（1）掌握氣體在固定元件、吸氣室、擴(kuò)壓器（無(wú)葉、有葉）彎道，回流器及蝸 殼中的氣流運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

（2）流道型線(xiàn)或結(jié)構(gòu)尺寸變化時(shí)對(duì)氣體流動(dòng)損失的影響。輔助教學(xué)環(huán)節(jié) 作習(xí)題及思考題； 第五章：相似理論及其應(yīng)用 教學(xué)要求：

（1）理解何為流動(dòng)相似。相似準(zhǔn)則。（決定性相似準(zhǔn)則，和非決定性相似準(zhǔn)則）（2）掌握離心壓縮機(jī)相似條件（重點(diǎn)在K=K`，Mu=Mu′）.（3）掌握如何應(yīng)用相似理解決C.C設(shè)計(jì)及試驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，（相似模化設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足相似條件下性能換算，不滿(mǎn)足相似條件下，似性能換算）。輔助教學(xué)環(huán)節(jié) 思考題和習(xí)題

第六章：離心壓縮機(jī)的性能曲線(xiàn)和調(diào)節(jié) 教學(xué)要求；

（1）級(jí)數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)壓縮機(jī)性能曲線(xiàn)的影響

（2）壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作的平衡工況瞇與變工況的概念（3）離心壓縮機(jī)串、并聯(lián)特性曲線(xiàn)的變化趨勢(shì)（4）離心壓縮機(jī)的喘振與防止（5）離心壓縮機(jī)的變工況調(diào)節(jié)原理 輔助教學(xué)環(huán)節(jié) 思考題及習(xí)題 第七章、實(shí)際氣體 教學(xué)要求；

（1）實(shí)際氣全的P-U、T關(guān)系與理想氣體

狀態(tài)方程偏離的原因。對(duì)比態(tài)原理，實(shí)際混合氣體的混合法則。

（2）實(shí)際氣體的I,s.Cp與理想氣體的I,s.Cp主要差異。（3）實(shí)際氣體的熱力學(xué)過(guò)程與理想氣體的異同。（4）實(shí)際氣體熱力過(guò)程的計(jì)算 輔助環(huán)節(jié)： 思考題

透平壓縮機(jī)原理教學(xué)大綱（軸流式部分）

一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)：

（一）課程的性質(zhì)與對(duì)象

本課程系流體機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的專(zhuān)業(yè)課題之一，通過(guò)本課程學(xué)習(xí)使學(xué)生了解軸流式壓縮機(jī)的基本工作原理，熱力空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)計(jì)算方法，為今后完成畢業(yè)設(shè) 4 計(jì)及從事壓縮機(jī)事業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

（二）課程的基本要求：

1、掌握軸流壓縮機(jī)的基本工作原理

2、掌握軸流壓縮機(jī)各特性參數(shù)對(duì)級(jí)性能的影響

3、了解軸流壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的基本方法

（三）課程與其他課程的聯(lián)系與分工：

本課程以工程熱力學(xué)，機(jī)械原理，理論力學(xué)，流體力學(xué)為基礎(chǔ)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)課。并與離心式壓縮機(jī)配合進(jìn)行，為以后選修課相銜接，為這方面的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。

二、主要內(nèi)容：

第一章 概述

1、分類(lèi)

2、軸流式壓縮機(jī)典型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

3、軸流式壓縮機(jī)發(fā)展概況 第二章 熱力學(xué)基礎(chǔ)

1、氣體狀態(tài)方程式

2、穩(wěn)定流動(dòng)的能量方程式

3、熱力學(xué)第一定律方程式

4、伯努利方程式

5、混合氣體、濕空氣 第三章 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

1、連續(xù)性方程式

2、理想流體的運(yùn)動(dòng)微分方程

3、渦度

4、速度環(huán)理

5、動(dòng)量方程與動(dòng)量矩方程

6、氣動(dòng)力函數(shù)

7、相似理論 第四章 基元級(jí)

1、概述

2、流量、流量系數(shù)

3、能量頭、能量頭系數(shù)

4、反應(yīng)度與預(yù)扭

5、氣體繞流葉柵的氣動(dòng)力方程

6、基元級(jí)的效率

第五章 葉柵設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

1、翼型及葉柵參數(shù)

2、按孤立翼型吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方法設(shè)計(jì)葉柵

3、按平面葉柵吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方法設(shè)計(jì)葉柵

4、按平面葉柵吹風(fēng)數(shù)據(jù)的翼葉造型

5、葉柵中的損失

6、馬赫數(shù)和雷諾數(shù)的限制

7、葉柵負(fù)荷或擴(kuò)壓變限制

8、超音速葉柵

第六章 級(jí)的理論—簡(jiǎn)化三元流動(dòng)設(shè)計(jì)

1、徑向平衡方程式

2、等環(huán)理級(jí)

3、等環(huán)理級(jí)設(shè)計(jì)中的某些問(wèn)題

4、等反應(yīng)度等值功的級(jí)

5、等am的級(jí)

6、強(qiáng)迫渦流級(jí)

7、一般設(shè)計(jì)規(guī)律

第七章 多級(jí)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算（平面葉柵法）

1、通流部分形式

2、多級(jí)壓縮機(jī)工作特點(diǎn)

3、主要參數(shù)選擇

4、亞音速軸流式壓縮機(jī)氣動(dòng)力計(jì)算（平面葉柵法）第八章 多級(jí)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算（模擬級(jí)法）

1、軸流式壓縮機(jī)氣流相似條件

2、單級(jí)模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介

3、某些結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)壓縮機(jī)特性的影響

4、亞音速軸流式壓縮機(jī)級(jí)模型法計(jì)算 第九章 軸流式壓縮機(jī)特性

1、軸流式壓縮機(jī)特性線(xiàn)

2、壓縮機(jī)的不穩(wěn)定工況—阻塞、旋轉(zhuǎn)失速和喘震

3、多級(jí)軸流式壓縮機(jī)的喘震及防止方法

4、軸流式壓縮機(jī)的通用特性線(xiàn)

三、課程的教學(xué)要求

各章內(nèi)容的重點(diǎn)及深廣度 第一章 概述

重點(diǎn)為軸流式壓縮機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的作用。共筒圖、壓縮機(jī)分類(lèi) 第二章 熱力學(xué)基礎(chǔ)

復(fù)習(xí)熱力學(xué)應(yīng)用的一些基本概念 第三章 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

復(fù)習(xí)氣體動(dòng)力學(xué)應(yīng)用到的一些方程的基本概念 第四章 基元級(jí)

重點(diǎn)為基元級(jí)的概念、各特性參數(shù)的意義。不同反應(yīng)度級(jí)（?=0：5，?=1：0）的比較，葉柵舉力產(chǎn)生的機(jī)理。

第五章 葉柵設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

重點(diǎn)為葉柵實(shí)驗(yàn)的正常特性線(xiàn)及額定特性線(xiàn)的來(lái)由及應(yīng)用，氣流參數(shù)與葉柵幾何參數(shù)的關(guān)系，葉柵損失的物理現(xiàn)象。

第六章 級(jí)的理論—筒化三元流動(dòng)設(shè)計(jì)

重點(diǎn)為怎樣簡(jiǎn)化三元流動(dòng)。為何要保證徑向平衡，幾種典型流型的特點(diǎn)。特別是等環(huán)。等反慶度及等am 級(jí)。流型與幾何制造型的關(guān)系。

第七章 多級(jí)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算（平面葉柵法）

重點(diǎn)為多級(jí)壓縮機(jī)工作特點(diǎn)。通流部分形式。平面葉柵法計(jì)算的特點(diǎn)及主要步驟。

第八章 多級(jí)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算法（模擬級(jí)法）

重點(diǎn)為模型的設(shè)計(jì)方法特點(diǎn)及某些結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)級(jí)特性的影響 第九章 軸流壓縮機(jī)特性

重點(diǎn)為壓縮機(jī)變工況特性、阻塞、旋轉(zhuǎn)失速和喘震的物理現(xiàn)象及防喘震方法。

三、學(xué)時(shí)數(shù)安排：

第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章

離心式壓縮機(jī)課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱

一、本課程的性質(zhì)。目的及任務(wù)

離心式壓縮機(jī)課程設(shè)計(jì)是動(dòng)力機(jī)械工程系流體機(jī)械專(zhuān)業(yè)高年級(jí)學(xué)生的必修課

2學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)（自學(xué)為主）2學(xué)時(shí)（自學(xué)為主）3學(xué)時(shí) 3學(xué)時(shí) 2學(xué)時(shí) 2學(xué)時(shí) 2學(xué)時(shí) 2學(xué)時(shí)

總計(jì)20學(xué)時(shí),試驗(yàn)2學(xué)時(shí)

程，在完成離心式壓縮機(jī)原理課程教學(xué)基礎(chǔ)上，本課程進(jìn)一步講述離心式壓縮機(jī)的熱力設(shè)計(jì)（內(nèi)容包括壓縮機(jī)分段。段最佳壓力比的分配。設(shè)計(jì)參數(shù)的整理。主要?dú)鈩?dòng)參數(shù)及幾何尺寸的確定，方案設(shè)計(jì)，逐漸詳細(xì)計(jì)算及流道圖的繪制等）。同時(shí)在教師指導(dǎo)下，每個(gè)學(xué)生應(yīng)獨(dú)立完成一臺(tái)離心式壓縮機(jī)的熱力與氣動(dòng)設(shè)計(jì)說(shuō)算并繪制流道圖。

本課程的目的是使學(xué)生掌握離心式壓縮機(jī)的一般計(jì)算方法。、了解設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)方案設(shè)計(jì)，和逐級(jí)計(jì)算使學(xué)生對(duì)壓縮機(jī)參數(shù)選擇。參數(shù)匹配。參數(shù)迭代計(jì)算法等有一定認(rèn)識(shí)。從而鞏固。加深了已學(xué)的透平壓縮機(jī)原理基礎(chǔ)。所以離心式壓縮機(jī)課程設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分的問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的極為重要的環(huán)節(jié)。

二、課程各章節(jié)的主要內(nèi)容和學(xué)時(shí) 第一部分。以講課方式（課內(nèi)6學(xué)時(shí)）

第一節(jié)：中間冷卻與分類(lèi)

第二節(jié)：熱力設(shè)計(jì)

第三節(jié)：氣動(dòng)參數(shù)和主要幾何尺寸的確定原則 第二部分：學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成（36學(xué)時(shí)）

第一階段：由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)整理設(shè)計(jì)參數(shù)，作方案設(shè)計(jì)作方案比較（12學(xué)時(shí)）

第二階段：逐漸計(jì)算（16學(xué)時(shí)）

第三階段：畫(huà)制流道示意圖（4學(xué)時(shí)）

第四階段：整理課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。寫(xiě)心得體會(huì)（4學(xué)時(shí)）

三、課程的教學(xué)要求及輔助教學(xué)環(huán)節(jié)

第一部分：課內(nèi)教學(xué)的要求：

第一節(jié)：（1）要求學(xué)生認(rèn)識(shí)中間冷卻次數(shù)與節(jié)省功的辨證關(guān)系從而正確理解和掌握最佳分段數(shù)的確定。

（2）要求學(xué)生了解最佳壓力的分配原則。計(jì)算方法。通過(guò)最終設(shè)計(jì)。使學(xué)生體會(huì)到壓力分配要綜合分析單從總耗功最小原則考慮是不全面的。第一節(jié)：要求

（1）掌握方案設(shè)計(jì)中主要參數(shù)的選擇及調(diào)整

（?pot ?2A Do/D2.D1/D2.?1A.沖角1。等確定原則，與做功能力，與損失的關(guān)系。

（2）葉輪進(jìn)口部分的設(shè)計(jì)，輪殼直徑d的確定。（3）主要?dú)鈩?dòng)參數(shù)Mw1.Mc2 W1/W2的控制與調(diào)整。（4）擴(kuò)壓器、彎道、回流器的設(shè)計(jì)。（5）蝸殼型線(xiàn)的設(shè)計(jì)； 第二部分：（學(xué)生作課程設(shè)計(jì)）要求：（1）按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)整理設(shè)計(jì)參數(shù)

（2）完成方案計(jì)算

以表形式作方案比較。拖出合理的方案。并講出該方案的特點(diǎn)。（組織一次全班討論。由優(yōu)秀學(xué)生發(fā)言。學(xué)生進(jìn)行討論、教師作總結(jié)）。

（3）完成逐級(jí)計(jì)算。并要說(shuō)明逐級(jí)計(jì)算結(jié)果氣功，熱力參數(shù)的合理性。

（4）按比例畫(huà)制流道示意圖

（5）寫(xiě)出設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，合同圖紙及總結(jié)設(shè)計(jì)中的心德體會(huì)及意見(jiàn)交教師審閱。

第三篇：流體機(jī)械總結(jié)

離心式水泵主要由葉輪、葉片、外殼、泵軸和軸承等組成。離心式水泵工作原理：水泵啟動(dòng)前，應(yīng)先用水注滿(mǎn)泵腔和吸水管，以排除空氣，稱(chēng)為灌引水。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，通過(guò)軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，位于葉輪中的水在離心力的作用下被甩向葉輪周?chē)鷫合虮脷ぃㄟ^(guò)排水管排至地面。與此同時(shí)葉輪中心進(jìn)水口處，由于水被拋至輪緣而形成真空，吸水井中的水在大氣壓的作用下，通過(guò)濾水器、底閥及吸水管進(jìn)入水泵，填補(bǔ)葉輪中心的真空，葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，吸水井中的水就不斷被吸入和甩出，形成了連續(xù)不斷的排水。離心式水泵分類(lèi)：1按葉輪數(shù)目分：①單級(jí)水泵，泵軸上僅裝有一個(gè)葉輪。②多級(jí)水泵，泵軸上裝有幾個(gè)葉輪。2按水泵吸水方式：①單吸水泵，葉輪上僅有一個(gè)進(jìn)水口②雙吸水泵，葉輪兩側(cè)各有一個(gè)進(jìn)水口。3按泵殼結(jié)構(gòu)分①螺殼式水泵②分段式水泵，垂直泵軸心線(xiàn)的平面上有泵殼接縫③中開(kāi)式水泵，在通過(guò)泵軸心線(xiàn)的水平面上有泵殼接縫。4按泵軸的位置分：①臥式水泵，泵軸呈水平位置②立式水泵，泵軸呈垂直位置。5按比轉(zhuǎn)數(shù)分：①低比轉(zhuǎn)數(shù)水泵，比轉(zhuǎn)數(shù)ns=40-80②中比轉(zhuǎn)數(shù)水泵，比轉(zhuǎn)數(shù)ns=80-150③高比轉(zhuǎn)數(shù)水泵，比轉(zhuǎn)數(shù)ns=150-300 流量：水泵在單位時(shí)間內(nèi)所排出水的體積，用符號(hào)Q表示，單位m3/s、m3/h。

楊程：?jiǎn)挝恢亓康乃ㄟ^(guò)水泵后所獲得的能量，用符號(hào)H表示，單位m。

水泵的允許吸上真空度：在保證水泵不發(fā)生汽蝕的情況下，水泵吸水口處所允許的真空度，用符號(hào)Hs表示，單位為m。

水泵的汽蝕余量：水泵吸入口處單位重量的水超出水的汽化壓力的富余能量，用符號(hào)△h表示，單位m。離心式水泵的理論壓頭方程，由于水流經(jīng)葉輪情況復(fù)雜，先作假設(shè)：①水在葉輪內(nèi)的流動(dòng)為穩(wěn)定流動(dòng)，即速度圖不隨時(shí)間變化②水是不可壓縮的，即密度ρ為一常數(shù)③水泵在工作時(shí)沒(méi)有任何能量損失，即原動(dòng)機(jī)傳遞給水泵軸的功率完全用于增加流經(jīng)葉輪水的能量④葉輪葉片數(shù)目無(wú)限多且為無(wú)限薄。這樣水流的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向恰好與葉片相切，葉片的厚度不影響葉輪的流量，在葉輪同一半徑處的流速相等、壓力相同。

離心式水泵理論壓頭方程又稱(chēng)歐拉方程：HL=1/g（u2c2cosα2-u1c1cosα1）由速度圖知，c2cosα2=c2u

c1cosα1=c1u 所以HL=1/g（u2c2u-u1c1u）由此方程可以看出：①水從葉輪中所獲得的能量，僅與水在葉輪進(jìn)口及出口處的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，與水在流道中的流動(dòng)過(guò)程無(wú)關(guān)。如果水在葉輪進(jìn)口時(shí)沒(méi)有扭曲，即a1=900，則c1u=0，這時(shí)公式HL=1/g（u2c2u-u1c1u）可改寫(xiě)為HL=1/g u2c2u②理論楊程HL與u2有關(guān)，而u2=πD2n/60。因此，增加轉(zhuǎn)速n和加大葉輪直徑D2，可以提高水泵的理論楊程。③流體所獲得的理論楊程HL與流體種類(lèi)無(wú)關(guān)。對(duì)于不同流體，只要葉輪進(jìn)、出口處流體的速度三角形相同，都可以得到相同的HL。

葉輪流道與效率的關(guān)系：就葉輪流道阻力而言，后彎葉片因流道長(zhǎng)，斷面變化的擴(kuò)散角小，流動(dòng)結(jié)構(gòu)變化緩慢，所以流動(dòng)能量損失最小，效率最高。相反前彎葉片的流道短而寬，斷面變化的擴(kuò)散角大，流動(dòng)結(jié)構(gòu)變化劇烈，流動(dòng)阻力較大，流動(dòng)損失也大，是三種葉片中效率最低的，徑向葉片的葉輪效率居中。

根據(jù)能量損失的形式不同，可將離心式水泵的損失分為機(jī)械損失、容積損失和水力損失。

水泵的工況點(diǎn)：把水泵特性曲線(xiàn)和管路特性曲線(xiàn)按同一比例畫(huà)在同一坐標(biāo)圖上，所得的交點(diǎn)M就是水泵的工作點(diǎn)。

水泵發(fā)生汽蝕的根本原因：葉輪入口處的壓力低于水在當(dāng)時(shí)水溫下的汽化壓力。一旦發(fā)生汽蝕，水泵的特性將嚴(yán)重惡化。因此，要按照不發(fā)生汽蝕的條件確定水泵的吸水高度。

水泵串聯(lián)的主要目的是為了增加楊程，并聯(lián)的主要目的是為了增加流量。

改變轉(zhuǎn)速的方法：①皮帶輪調(diào)速 泵與電動(dòng)機(jī)采用三角帶式傳動(dòng)，通過(guò)改變泵或電動(dòng)機(jī)的帶輪的大小來(lái)調(diào)速。這種方法使用廣泛，但調(diào)速范圍有限，且不能隨時(shí)自動(dòng)調(diào)速，需要停機(jī)換輪②變頻調(diào)速 利用變頻調(diào)速器，通過(guò)改變電流頻率來(lái)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變泵的轉(zhuǎn)速。該方法優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)泵轉(zhuǎn)速的無(wú)極調(diào)速。但是由于變頻調(diào)速器的價(jià)格較高，目前應(yīng)用尚不普遍③采用變速電動(dòng)機(jī) 由于這種電動(dòng)機(jī)較貴，且效率低，故應(yīng)用不廣泛。

如何評(píng)價(jià)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性？提高水泵運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性的主要方法有那些？水泵運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性可用噸水百米電耗和排水系統(tǒng)效率的大小進(jìn)行評(píng)價(jià)。方法：提高水泵的運(yùn)行效率、降低排水管路阻力、改善吸水管路的特性和實(shí)行科學(xué)管理。

水泵房管子道的作用是什么？水倉(cāng)的作用是什么？至少要幾個(gè)？管子道作用：若因突然涌水淹沒(méi)了井底車(chē)場(chǎng)和運(yùn)輸大巷，管子道可作為安全出口，必要是撤離人員和搬運(yùn)設(shè)備。水倉(cāng)作用：一是遇到突然斷電或排水設(shè)備發(fā)生事故暫時(shí)停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，容納無(wú)法排水期間的涌水，二是具有減小水流速度，沉淀礦水中的泥沙，防止排水系統(tǒng)堵塞和減少排水設(shè)備磨損。主倉(cāng)和副倉(cāng)。

D型泵是單吸、多級(jí)、分段式離心泵。主要有轉(zhuǎn)動(dòng)部分、固定部分。軸承部分和密封部分等組成。

葉輪是離心式水泵的主要部件，作用是將電動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能傳遞給水，使水的壓力能和動(dòng)能得到提高。D型水泵第一級(jí)葉輪的入口直徑大于其余各級(jí)葉輪的入口直徑，這樣可以減少水進(jìn)入首級(jí)葉輪的速度，提高水泵的抗汽蝕性能，同時(shí)，D型水泵葉輪葉片的入口邊緣呈扭曲狀，以保證全部葉片入口斷面都適應(yīng)入口水流，從而減少水流對(duì)入口的沖擊損失，這是這種水泵初始楊程較高和效率曲線(xiàn)平坦的原因之一。

固定部分主要包括進(jìn)水段（前段）、出水段（后段）和中間段等部件，并用拉緊螺栓將它們連接在一起。吸水口位于進(jìn)水段，為水平方向，出水口位于出水段，為垂直向上。導(dǎo)水圈葉片數(shù)應(yīng)比葉輪葉片數(shù)多一片或少一片，使其互為質(zhì)數(shù)，否則會(huì)出現(xiàn)葉輪葉片與導(dǎo)水圈葉片重疊的現(xiàn)象，造成流速脈動(dòng)，產(chǎn)生沖擊和震動(dòng)。

填料裝置，吸水側(cè)填料裝置的作用是防止空氣進(jìn)入泵內(nèi)，排水側(cè)填料裝置的作用是防止高壓水向外泄漏。平衡盤(pán)法廣泛地應(yīng)用在多級(jí)離心式水泵上，使用平衡盤(pán)時(shí)，不能同時(shí)使用推力軸承，并應(yīng)保證回水管暢通。離心式水泵啟動(dòng)前必須向泵灌注引水，并在關(guān)閉閘閥的情況下進(jìn)行啟動(dòng)。停止水泵時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉閘閥，而后停機(jī)。噸水百米電耗，即水泵將1t的水提高100m所消耗的電量。礦山排水系統(tǒng)有單水平開(kāi)采直接排水系統(tǒng)和單水平開(kāi)采分段排水系統(tǒng)以及多水平同時(shí)開(kāi)采的排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)中主要有水泵房、管子道、水倉(cāng)等硐室，它們一般都布置井底車(chē)場(chǎng)附近。水泵房尺寸大小與水泵機(jī)組的數(shù)量和外型尺寸有關(guān)。

什么叫通風(fēng)機(jī)的全壓、靜壓和動(dòng)壓，它們之間有何關(guān)系？通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓；一部分用于克服網(wǎng)路阻力，另一部分則消耗在空氣排入大氣時(shí)的速度能的損失上。通常，將通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的全部風(fēng)壓稱(chēng)為全壓；用于克服網(wǎng)路阻力的有益

風(fēng)壓稱(chēng)為靜壓。通風(fēng)機(jī)出口斷面的速度能為動(dòng)壓。通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的全壓包括靜壓和動(dòng)壓兩部分，靜壓所占比例越大，這臺(tái)通風(fēng)機(jī)克服網(wǎng)路阻力的能力也就越大。因此，在設(shè)計(jì)和使用通風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)努力提高通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生靜壓的能力。通風(fēng)機(jī)的噪聲是如何產(chǎn)生的？常見(jiàn)的消聲措施有哪些？通風(fēng)機(jī)的噪聲包括氣動(dòng)噪聲、機(jī)械噪聲和電磁性噪聲。①氣動(dòng)噪聲是通風(fēng)機(jī)噪聲的主要部分，它又包括旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲是由于葉輪告訴旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片作周期性運(yùn)動(dòng)，引起空氣壓力脈動(dòng)而產(chǎn)生的。渦流噪聲主要是由于葉輪葉片與空氣互相作用時(shí)，在葉片周?chē)臍饬饕饻u流，這種渦流在粘性力作用下又分裂成一系列小渦流，使氣流壓力脈動(dòng)而產(chǎn)生的。②機(jī)械噪聲包括通風(fēng)機(jī)軸承、皮帶及傳動(dòng)的噪聲，轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動(dòng)噪聲。③電磁性噪聲，電磁性噪聲主要產(chǎn)生于電動(dòng)機(jī)。消聲措施：吸聲。消聲器、隔聲和減振。

礦山常用的通風(fēng)機(jī)，按氣體在通風(fēng)機(jī)葉輪中流動(dòng)情況，分為離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)兩大類(lèi)。

離心式通風(fēng)機(jī)：氣體沿軸向進(jìn)入葉輪，并沿徑向流出的通風(fēng)機(jī)。

軸流式通風(fēng)機(jī)：氣體沿軸向進(jìn)入葉輪，仍沿軸向流出的通風(fēng)機(jī)。

離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)的工作原理都是由于氣流通過(guò)葉輪時(shí)，受到葉輪作用而獲得能量，從而實(shí)現(xiàn)通風(fēng)的目的，但因結(jié)構(gòu)不同，兩者間又有區(qū)別：在離心式通風(fēng)機(jī)中，氣流都是徑向流動(dòng)，而在軸流式通風(fēng)機(jī)中，氣流是沿軸向流動(dòng)。

風(fēng)量就是指單位時(shí)間內(nèi)通風(fēng)機(jī)排出氣體的體積。風(fēng)壓是指單位體積的空氣流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后所獲得的能量用H表示，單位為Pa。

描述離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)特性的理論風(fēng)壓方程式和理論風(fēng)壓與理論流量的關(guān)系式，同意表示為：理論風(fēng)壓方程式：HL=ρ（u2c2u-u1c1u理論風(fēng)壓與理論流量關(guān)系式：HL=ρu22-ρu2cotβ2Q1/S

等積孔就是設(shè)想在薄壁上開(kāi)一面積為Ac的理想孔口，流過(guò)該孔口的流量等于網(wǎng)路的風(fēng)量，孔口兩側(cè)的壓差等于網(wǎng)路的阻力。

當(dāng)網(wǎng)路風(fēng)量一定時(shí)，等積孔面積愈大，網(wǎng)路阻力愈小，則通風(fēng)愈容易。反之等積孔面積愈小，網(wǎng)路阻力愈大，則通風(fēng)愈困難。

工業(yè)利用區(qū)：在通風(fēng)機(jī)的特性曲線(xiàn)上，找出一個(gè)即滿(mǎn)足穩(wěn)定性又滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性的工作范圍，此范圍就稱(chēng)為通風(fēng)機(jī)的工業(yè)利用區(qū)。

通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的基本方法有串聯(lián)工作和并聯(lián)工作兩種，串聯(lián)工作的主要目的是為了增大風(fēng)壓，并聯(lián)工作的主要目的是為了增大風(fēng)量。

3通風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)與停止，對(duì)于風(fēng)壓特性曲線(xiàn)沒(méi)有不穩(wěn)定段的離心式通風(fēng)機(jī)，因流量為零時(shí)功率最小，故應(yīng)在閘門(mén)完全關(guān)閉的情況下進(jìn)行啟動(dòng)。對(duì)于風(fēng)壓特性曲線(xiàn)上有不穩(wěn)定段的軸流式通風(fēng)機(jī)，若由于不穩(wěn)定而產(chǎn)生的風(fēng)壓波動(dòng)量不大時(shí)，也可以選擇功率最低點(diǎn)為啟動(dòng)工況，此時(shí)閘門(mén)應(yīng)半開(kāi)，流量約為正常流量的30-40%，若不穩(wěn)定時(shí)風(fēng)壓波動(dòng)太大，也允許在全開(kāi)閘門(mén)情況下啟動(dòng)，啟動(dòng)工況應(yīng)落在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。停止操作為啟動(dòng)操作逆過(guò)程。

離心式通風(fēng)機(jī)應(yīng)在關(guān)閉閘門(mén)的情況下啟動(dòng)，而軸流式通風(fēng)機(jī)應(yīng)在閘門(mén)半開(kāi)或全開(kāi)的情況下啟動(dòng)。

4離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線(xiàn)，反映的是某臺(tái)通風(fēng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的特性，而離心式通風(fēng)機(jī)的類(lèi)型特性曲線(xiàn)，則反映了同類(lèi)型的所有通風(fēng)機(jī)，在不同轉(zhuǎn)速下的特性。只要是同類(lèi)型通風(fēng)機(jī)，在相似工況下，各類(lèi)型系數(shù)必為定值。

5通風(fēng)機(jī)在網(wǎng)路中工作時(shí)，所產(chǎn)生的風(fēng)壓H包括靜壓Hj和動(dòng)壓Hd兩部分。前者用于克服網(wǎng)路阻力，后者則隨氣流消耗在大氣中。通風(fēng)網(wǎng)路的阻力大小，可用網(wǎng)路阻力損失常數(shù)R或Rj和等積孔AC的大小來(lái)表示。R或Rj越大，AC越小，說(shuō)明通風(fēng)越困難，反之越容易。

6在確定通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意，若通風(fēng)機(jī)的特性曲線(xiàn)是全壓特性曲線(xiàn)（如離心式通風(fēng)機(jī)），則網(wǎng)路特性曲線(xiàn)也應(yīng)為全阻力特性曲線(xiàn)；若通風(fēng)機(jī)的特性曲線(xiàn)是靜壓特性曲線(xiàn)（如軸流式通風(fēng)機(jī)）則網(wǎng)路特性曲線(xiàn)也應(yīng)當(dāng)采用靜阻力特性曲線(xiàn)。

煤礦常用離心式通風(fēng)機(jī)有4-72-11型，G4-73-11型和K4-73-01型，它們的主要部件包括葉輪、進(jìn)風(fēng)口集流器、機(jī)殼、傳動(dòng)軸、進(jìn)氣箱、前導(dǎo)器等組成。前兩種通風(fēng)機(jī)的葉輪為單側(cè)進(jìn)風(fēng)，后者為雙側(cè)進(jìn)風(fēng)。這些通風(fēng)機(jī)的葉輪葉片都是后彎?rùn)C(jī)翼型，具有良好的空氣動(dòng)力性能，效率較高，葉輪都經(jīng)過(guò)了動(dòng)、靜平衡校正，故運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，噪音低。為了便于調(diào)節(jié)工況，G4-73-11型通風(fēng)機(jī)還配置了前導(dǎo)器，為將外界空氣導(dǎo)入通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口，K4-73-01型通風(fēng)機(jī)還沒(méi)有進(jìn)氣箱。

4-72-11型通風(fēng)機(jī)主要由葉輪機(jī)殼、進(jìn)風(fēng)口和傳動(dòng)部分等組成。葉輪是離心式通風(fēng)機(jī)的關(guān)鍵部件，它由前盤(pán)、后盤(pán)、葉片和輪轂等零件焊接或鉚接而成。集流器的作用是保證氣流均勻、平穩(wěn)地進(jìn)入葉輪入口，減少流動(dòng)損失，降低進(jìn)口渦流噪音。機(jī)殼的作用：將葉輪進(jìn)出口的氣體匯集起來(lái)，導(dǎo)致通風(fēng)機(jī)的出口，并將氣體的部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。因氣流速度轉(zhuǎn)向，會(huì)使葉輪進(jìn)口的氣流很不均勻。在進(jìn)口集流器之前安裝進(jìn)氣箱，可改善這種狀況。進(jìn)口導(dǎo)流器（前導(dǎo)器）的作用：擴(kuò)大適用范圍，提高調(diào)節(jié)性能。2K60型軸流式通風(fēng)機(jī)的葉輪采用了機(jī)翼扭曲葉片葉輪，從而避免了氣流的徑向流動(dòng)。

離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)比較：1結(jié)構(gòu)比較，軸流式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，重量較輕；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且各部件都裝在筒式機(jī)殼內(nèi)，故障較多，維護(hù)困難。2性能比較①風(fēng)量，軸流式通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量較大而風(fēng)壓較低，離心式通風(fēng)機(jī)則相反。②效率，軸流式通風(fēng)機(jī)的平均效率比離心式通風(fēng)機(jī)高，但最高效率比離心式通風(fēng)機(jī)低③特性曲線(xiàn)，軸流式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性曲線(xiàn)呈馬鞍型，且在工業(yè)利用區(qū)內(nèi)很陡斜，適用于礦井阻力變化大而風(fēng)量變化較小的礦井。離心式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性曲線(xiàn)較平緩，適用于風(fēng)量變化大而通風(fēng)阻力變化較小的礦井。3傳動(dòng)方式比較，軸流式通風(fēng)機(jī)允許的圓周速度一般比離心式允許的圓周速度大，故前者可用高速電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)（高速電動(dòng)機(jī)效率高、價(jià)格低），而后者只有部分型號(hào)的通風(fēng)機(jī)（如G4-73-11型）采用電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)。4啟動(dòng)方式和運(yùn)轉(zhuǎn)比較，軸流式通風(fēng)機(jī)應(yīng)在閘門(mén)半開(kāi)或全開(kāi)的情況下啟動(dòng)，而離心式通風(fēng)機(jī)則應(yīng)在閘門(mén)全閉的情況下啟動(dòng)。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)風(fēng)量突然增加時(shí)，軸流式通風(fēng)機(jī)的功率增加不多，不易過(guò)載，而離心式通風(fēng)機(jī)則相反。5工況調(diào)節(jié)方法比較，軸流式通風(fēng)機(jī)可通過(guò)改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速、葉片安裝角度、減少葉輪級(jí)數(shù)和葉片數(shù)目，調(diào)節(jié)前導(dǎo)器等多種方法以及使用閘門(mén)節(jié)流法進(jìn)行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)礦井風(fēng)量、風(fēng)壓的變化。但是離心式通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)方法較少，一般只能采用閘門(mén)節(jié)流法或改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速和前導(dǎo)器調(diào)節(jié)法。因此，軸流式通風(fēng)機(jī)可調(diào)性?xún)?yōu)于離心式通風(fēng)機(jī)。6并聯(lián)工作的穩(wěn)定性方面比較，軸流式通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的穩(wěn)定性比較差，而離心式通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的穩(wěn)定性較好。7反風(fēng)方面比較，軸流式通風(fēng)機(jī)即可用反

風(fēng)道反風(fēng)，也能反轉(zhuǎn)反風(fēng)，但離心式通風(fēng)機(jī)只能采用反風(fēng)道反風(fēng)。8噪音比較，軸流式通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生很大的噪音，如不采取消音措施，大都超過(guò)相關(guān)規(guī)定，而采用消音裝置時(shí)，則會(huì)增加相應(yīng)費(fèi)用，同時(shí)增大通風(fēng)阻力。離心式通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪音較小，一般不超過(guò)國(guó)家的有關(guān)規(guī)定。但大型高速離心式風(fēng)機(jī)，也應(yīng)增設(shè)消音裝置。反風(fēng)：像這種根據(jù)實(shí)際需要，人為地臨時(shí)改變通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)流方向，叫做反風(fēng)。

主要通風(fēng)系統(tǒng)必須裝置兩套同等能力的通風(fēng)機(jī)(包括電動(dòng)機(jī))其中一套工作，一套備用。備用通風(fēng)機(jī)必須能在10min內(nèi)開(kāi)動(dòng)。若選用軸流式通風(fēng)機(jī)，應(yīng)計(jì)算出通風(fēng)機(jī)必須產(chǎn)生的靜壓，若選用離心式通風(fēng)機(jī)，則應(yīng)計(jì)算出通風(fēng)機(jī)必須產(chǎn)生的全壓，同時(shí)作出擴(kuò)散器設(shè)計(jì)。所選通風(fēng)機(jī)應(yīng)既能滿(mǎn)足礦井生產(chǎn)需要，又能滿(mǎn)足穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性要求。礦井通風(fēng)的方法：①自然通風(fēng)，是利用井上下的氣溫差和兩井口位于不同水平所造成的壓力差，而使空氣流動(dòng)的。②機(jī)械通風(fēng)，是利用通風(fēng)機(jī)，強(qiáng)迫井上下的空氣按一定的方向進(jìn)行交流。

礦井通風(fēng)方式：①抽出式通風(fēng)②壓入式通風(fēng)

通風(fēng)機(jī)分類(lèi)：①按工作原理：葉片式和容積式②按風(fēng)機(jī)出口壓力：通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)機(jī)、真空泵

1.水泵正常工作條件：①穩(wěn)定工作條件②泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)條件③泵不發(fā)生汽蝕的條件。

2.水泵相似的條件是什么？彼此相似的水泵在相應(yīng)工況下的參數(shù)間存在怎樣的關(guān)系？同一臺(tái)水泵參數(shù)間又有怎樣的關(guān)系？相似條件①幾何相似②運(yùn)動(dòng)相似③動(dòng)力相似。相似水泵參數(shù)關(guān)系：①流量關(guān)系Q/Q‘

=λ

3n/n’

②楊程關(guān)系

H/H’=λ2(n/n’)2③功率關(guān)系PZ/P’’

Z=λ5(n/n’)3γη’/γη 同一臺(tái)水泵①流量關(guān)系Q/Q‘

=n/n’

② 楊程關(guān)系

H/H’=(n/n’)2③功率關(guān)系P’Z/PZ=(n/n’)3

3.水泵工況點(diǎn)條件的目的？有那些調(diào)節(jié)方法？目的：一是使水泵的工況點(diǎn)始終滿(mǎn)足正常工作條件，二是使水泵的流量和楊程滿(mǎn)足實(shí)際工作的需要。方法：1改變管路特性曲線(xiàn)調(diào)節(jié)法①閘門(mén)節(jié)流法②管路并聯(lián)調(diào)節(jié)法③旁路分流調(diào)節(jié) 2改變水泵特性曲線(xiàn)調(diào)節(jié)法①減少葉輪數(shù)目調(diào)節(jié)法②切割葉輪外徑調(diào)節(jié)法③改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法 4.軸向推力是如何產(chǎn)生的？有那些平衡軸向推力的方法？①由于作用在葉輪前、后輪盤(pán)上的壓力不平衡而產(chǎn)生軸向推力②由于葉輪內(nèi)水流動(dòng)量發(fā)生變化而產(chǎn)生的軸向推力③由于大小口環(huán)磨損嚴(yán)重，泄漏量增加，使前后輪盤(pán)上的壓力分布規(guī)律發(fā)生變化，從而引起軸向推力的增加。方法：平衡孔法、對(duì)稱(chēng)布置葉輪法、雙吸葉輪法、平衡葉片法、平衡鼓法、平衡盤(pán)法、推力軸承法。

5.離心式水泵為什么要在關(guān)閉調(diào)節(jié)閘閥的情況下啟動(dòng)和停止？關(guān)閉閘閥啟動(dòng)水泵的原因，是由于離心式水泵零流量時(shí)軸功率最小，這樣可降低啟動(dòng)電流。但水泵也不能長(zhǎng)時(shí)間在零流量情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，否則會(huì)強(qiáng)烈發(fā)熱。一般空轉(zhuǎn)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)3min。停泵時(shí)，先逐漸關(guān)閉排水管上的閘閥，使水泵進(jìn)入空轉(zhuǎn)狀態(tài)，而后關(guān)閉真空表的旋塞，在按停電按鈕，停止電動(dòng)機(jī)。若不如此，則會(huì)因逆止閥的突然關(guān)閉，使水流速度發(fā)生突變，產(chǎn)生水擊。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)擊毀水泵。6.等積孔與網(wǎng)路阻力的大小有何關(guān)系？當(dāng)網(wǎng)路風(fēng)量一定時(shí)，等積孔面積愈大，網(wǎng)路阻力愈小，則通風(fēng)愈容易。反之等積孔面積愈小，網(wǎng)路阻力愈大，則通風(fēng)愈困難。7.如何確保通風(fēng)機(jī)工作的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性？通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)有那些的調(diào)節(jié)方法？穩(wěn)定工作條件：HM≤0.9Hjmax

經(jīng)濟(jì)工作條件：ηM≥0.8η

jmax

和ηM≥0.6 1改變網(wǎng)路特性曲

線(xiàn)，可通過(guò)閘門(mén)節(jié)流法來(lái)實(shí)現(xiàn)；2改變通風(fēng)機(jī)的特性曲線(xiàn)

①改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法②前導(dǎo)器調(diào)節(jié)法③改變?nèi)~輪葉片安裝角調(diào)節(jié)法④改變?nèi)~片數(shù)目調(diào)節(jié)⑤各種調(diào)節(jié)方法比較 8.軸流式通風(fēng)機(jī)有哪些主要部件？各起什么作用？軸流式風(fēng)機(jī)主要?dú)鈩?dòng)零部件有葉輪、導(dǎo)葉、機(jī)殼、集流器（集風(fēng)器）。疏流器（流線(xiàn)體）和擴(kuò)散器、傳動(dòng)部分等。葉輪用來(lái)對(duì)流體做功以提高流體能量的關(guān)鍵部件。主要由葉片和輪轂組成，葉片多為機(jī)翼扭曲葉片。導(dǎo)葉：導(dǎo)葉的作用是確定流體通過(guò)葉輪前或后的流動(dòng)方向，減少氣流流動(dòng)的能量損失。對(duì)于后導(dǎo)葉還有將葉輪出口旋繞速度的動(dòng)壓轉(zhuǎn)換成靜壓的作用。集流器和疏流器：集流器和疏流器改善氣體進(jìn)入風(fēng)機(jī)的條件，使氣體在流入葉輪的過(guò)程中過(guò)流斷面變小，以減少入口流動(dòng)損失，提高風(fēng)機(jī)效率。擴(kuò)散器的作用是將流體的部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)換為靜壓，以提高風(fēng)機(jī)靜效率。其結(jié)構(gòu)形式有筒型和錐型兩種。

9.為什么離心式通風(fēng)機(jī)要在閘門(mén)關(guān)閉的情況下啟動(dòng)，而軸流式通風(fēng)機(jī)則應(yīng)在閘門(mén)全開(kāi)或半開(kāi)的情況下啟動(dòng)？對(duì)于風(fēng)壓特性曲線(xiàn)沒(méi)有不穩(wěn)定段的離心式通風(fēng)機(jī)，因流量為零時(shí)功率最小，故應(yīng)在閘門(mén)完全關(guān)閉的情況下進(jìn)行啟動(dòng)。對(duì)于風(fēng)壓特性曲線(xiàn)上有不穩(wěn)定段的軸流式通風(fēng)機(jī)，若由于不穩(wěn)定而產(chǎn)生的風(fēng)壓波動(dòng)量不大時(shí)，也可以選擇功率最低點(diǎn)為啟動(dòng)工況，此時(shí)閘門(mén)應(yīng)半開(kāi)，流量約為正常流量的30-40%，若不穩(wěn)定時(shí)風(fēng)壓波動(dòng)太大，也允許在全開(kāi)閘門(mén)情況下啟動(dòng)，啟動(dòng)工況應(yīng)落在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。停止操作為啟動(dòng)操作逆過(guò)程。

10.4-72-11型離心式通風(fēng)機(jī)由哪幾部分組成？這種通風(fēng)機(jī)效率較高的原因是什么？葉輪、機(jī)殼、進(jìn)風(fēng)口、皮帶輪、機(jī)軸、軸承、出風(fēng)口、軸承架。4-72-11型通風(fēng)機(jī)的葉輪由10個(gè)中空后彎?rùn)C(jī)翼型葉片、雙曲線(xiàn)型前盤(pán)和平板型后盤(pán)組成。為使氣流以較小的阻力進(jìn)入葉輪，有一用鋼板制成的收斂形進(jìn)風(fēng)口。該通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口為錐弧形整體結(jié)構(gòu)，前部分為圓錐形的收斂段，后部分（接葉輪進(jìn)口部分）是近似雙曲線(xiàn)的擴(kuò)散段，中間部分為收斂較大的喉部。氣流在進(jìn)風(fēng)口中流動(dòng)時(shí)，在進(jìn)風(fēng)口前部氣流加速，在喉部形成高速氣流，在進(jìn)風(fēng)口后部速度降低并均勻擴(kuò)散，進(jìn)入葉輪，這種風(fēng)口阻力小，進(jìn)入葉輪的空氣擴(kuò)散均勻，是通風(fēng)機(jī)高效的一個(gè)原因。為收集從葉輪甩出的氣體，并使其動(dòng)力轉(zhuǎn)為靜壓，設(shè)一蝸形機(jī)殼，葉輪用優(yōu)質(zhì)錳鋼制成，并經(jīng)靜平衡和動(dòng)平衡校正，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、高效，全壓效率可達(dá)91%。

第四篇：機(jī)械原理課后答案-高等教育出版社

機(jī)械原理作業(yè)

第一章 結(jié)構(gòu)分析作業(yè)

1.2 解：

F = 3n－2PL－PH = 3×3－2×4－1= 0

該機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)，修改方案如下圖：1.2 解：

（a）F = 3n－2P1= 1 A點(diǎn)為復(fù)合鉸鏈。

L－PH = 3×4－2×5－（b）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×6－2= 1

B、E兩點(diǎn)為局部自由度, F、C兩點(diǎn)各有一處為虛約束。

（c）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×7－0= 1

FIJKLM為虛約束。

1.3 解：

F = 3n－2PL－PH = 3×7－2×10－0= 1

1）以構(gòu)件2為原動(dòng)件，則結(jié)構(gòu)由8－

7、6－

5、4－3三個(gè)Ⅱ級(jí)桿組組成，故機(jī)構(gòu)為Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)(圖a)。

2）以構(gòu)件4為原動(dòng)件，則結(jié)構(gòu)由8－

7、6－

5、2－3三個(gè)Ⅱ級(jí)桿組組成，故機(jī)構(gòu)為Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)(圖b)。

3）以構(gòu)件8為原動(dòng)件，則結(jié)構(gòu)由2－3－4－5一個(gè)Ⅲ級(jí)桿組和6－7一個(gè)Ⅱ級(jí)桿組組成，故機(jī)構(gòu)為Ⅲ級(jí)機(jī)構(gòu)(圖c)。

(a)

(b)

(c)

第二章

運(yùn)動(dòng)分析作業(yè)

2.1 解：機(jī)構(gòu)的瞬心如圖所示。

2.2 解：取?l?5mm/mm作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖所示。

1.求D點(diǎn)的速度VD VD?VP13 VD而

2.求ω1

VE?AEP14P13?2425，所以

VD?VE2425?150?2425?144mm/s

3.求ω2

?2?1?1?VElAE?150120?1.25rad/s

?2??13898?1.25?3898?0.46rad/s?P12P14P12P24?3898 因，所以4.求C點(diǎn)的速度VC

??1mm/mm

VC??2?P24C??l?0.46?44?5?101.2mm/s

2.3 解：取l作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖a所示。1.求B2點(diǎn)的速度VB2

VB2 =ω1×LAB =10×30= 300 mm/s 2.求B3點(diǎn)的速度VB3

VB3 ＝ VB2 ＋

VB3B2

大小？

ω1×LAB

？ 方向 ⊥BC

⊥AB

∥BC 取?v?10mm/smm作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得：

VB3?pb3??v?27?10?270mm/spb3?22mm，所以

mm 由圖a量得：BC=123 mm , 則

lBC?BC??l?123?1?123

3.求D點(diǎn)和E點(diǎn)的速度VD、VE

利用速度影像在速度多邊形，過(guò)p點(diǎn)作⊥CE，過(guò)b3點(diǎn)作⊥BE，得到e點(diǎn)；過(guò)e點(diǎn)作⊥pb3，得到d點(diǎn) , 由圖量得：所以 VD?pd??v?15?10?150mm/spd?15mm，pe?17mm，； VE?pe??v?17?10?170mm/s VB3B2?b2b3??v?17?10?170mm/s 4.求ω

?V3?B3?270l?2.2rad/sBC123

5.求anB2

an22B2??1?lAB?10?30?3000mm/s2

6.求aB3

aB3 ＝ aB3n ＋ aB3t ＝ aB2 ＋

aB3B2k ＋

aτB3B

2大小 ω32LBC ？

ω12LAB

2ω3VB3B2

？

方向

B→C ⊥BC

B→A

⊥BC

∥BC n22 aB3??3?l2BC?2.2?123?595mm/s

ak?2?2B3B23?VB3B2?2?2.2?270?1188mm/s 5

取

?a?50mm/s2mm作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得： ,所以

mm/s2?b'3?23mm，n3b'3?20mmaB3??b'3??a?23?50?1150t

7.求?3

taB3?n3b'3??a?20?50?1000mm/s

lBC123

8.求D點(diǎn)和E點(diǎn)的加速度aD、aE ?3?aB3?1000?8.13rad/s2利用加速度影像在加速度多邊形，作??b'3e∽?CBE, 即

?b'3CB ??eCE?b'3eBE，得到e點(diǎn)；過(guò)e點(diǎn)作⊥?b'3，得到d點(diǎn) , 由圖量得：?e?16mm，?d?13mm，aD??d??a?13?50?650mm/s2所以，a2E??e??a?16?50?800mm/s。

2.7 解：取?l?2mm/mm作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖a所示。

一、用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法進(jìn)行分析 1.求B2點(diǎn)的速度VB2

VB2 =ω1×LAB =20×0.1 = 2 m/s 2.求B3點(diǎn)的速度VB3

VB3 ＝ VB2 ＋

VB3B2

大小？

ω1×LAB

？

方向 水平

⊥AB

∥BD 取?v?0.05m/smm作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得：

pb3?20mm，所以

而VD= VB3= 1 m/s

nVB3?pb3??v?20?0.05?1m/s

3.求aB2

aB2??1?lAB?20?0.1?40m/sn222

4.求aB3

τ

a B3 ＝ aB2n

＋

a B3B

2大小

？

ω12LAB

？

方向

水平

B→A

∥BD 取?a?1m/s2

mm作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得：

aB3??b'3??a?35?1?35m/s2，所以

二、用解析法進(jìn)行分析

2?b'3?35mm。

2VD3?VB2?sin?1??1?lAB?sin?1?20?0.1?sin30??1m/s21aD3?aB2?cos?1???lAB?cos?1?20?0.1?cos30??34.6m/s

第三章 動(dòng)力分析作業(yè)

3.1 解：

根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分別畫(huà)出滑塊1、2所受全反力的方向如圖a所示，圖b中三角形①、②分別為滑塊2、1的力多邊形，根據(jù)滑塊2的力多邊形①得：

FrFR12R12cos?sin(60??2?)?sin(90???)?Fcos?，F(xiàn)R?F12rsin(60??2?)

由滑塊1的力多邊形②得：

Fd?FR21sin(60??2?)sin(90???)?FR21cos?，F(xiàn)sin(60??2?)cos?sin(60??2?)sin(60??2?)d?FR21cos??Frcos?sin(60??2?)?Frsin(60??2?)

而 ??tg?1f?tg?1(0.15)?8.53?

所以 F60??2?)d?Fsin(rsin(60??2?)?1000sin(60??2?8.53?)sin(60??2?8.53?)?1430.7N3.2 解：取?l?5mm/mm作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，機(jī)構(gòu)受力如圖a)所示；

取

?F?50N/mm作機(jī)構(gòu)力多邊形，得：

FR65?60?50?3000N，F(xiàn)R45?67?50?3350N，F(xiàn)R45?FR54?FR34?FR43?3350N，F(xiàn)R23?35?50?1750FR63?50?50?2500N，F(xiàn)R23?FR32?FR12?FR21?1750N

Mb?FR21lAB?1750?100?175000N?mm?175N?m

3.2 解：機(jī)構(gòu)受力如圖a)所示

N，由圖b)中力多邊形可得：FR65?tg?4F5?tg45??1000?1000N

FR545?FR43?Fsin??1000.2N

4sin45??1414 FR43?FR63FR23sin116.6?sin45??sin18.4?

Fsin45?sin45?R63?sin116.6?FR43?sin116.6??1414.2?1118.4N

FR23?sin18.4?sin116.6?Fsin18.4?R43?sin116.6??1414.2?500N 所以 FR21?FR23?FR61?500N

Mb?FR21lAB?500?100?50000N?mm?50N?m

3.3 解：機(jī)構(gòu)受力如圖所示

由圖可得：

對(duì)于構(gòu)件3而言則：Fd?FR43?FR23?0，故可求得 FR23 對(duì)于構(gòu)件2而言則：FR32?FR12

對(duì)于構(gòu)件1而言則：Fb?FR41?FR21?0，故可求得

Fb

3.7 解：

1.根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分別畫(huà)出滑塊1所受全反力的方向如圖a所示，圖b為滑塊1的力多邊形，正行程時(shí)Fd為驅(qū)動(dòng)力，則根據(jù)滑塊1的力多邊形得：

Fdsin(??2?)?FR21sin?90??(???)??FR21cos(???)，F(xiàn)R21?Fd

cos(???)sin(??2?)

則夾緊力為：Fr?FR21cos??Fdcos(???)cos?sin(??2?)2.反行程時(shí)?取負(fù)值，F(xiàn)'R21為驅(qū)動(dòng)力，而F'd為阻力，故

F'R21

?F'dcos(???)sin(??2?)，cos?sin??F'dtg?而理想驅(qū)動(dòng)力為：F'R210?F'd所以其反行程效率為：

?'?F'RF'd21

0F'R?F'dtg?21cos(???)sin(??2?)?sin(??2?)tg?cos(???)

sin(??2?)當(dāng)要求其自鎖時(shí)則，?'?tg?cos(???)?0，故 sin(??2?)?0，所以自鎖條件為：??2?

3.10 解：

1.機(jī)組串聯(lián)部分效率為：

?'??23?2?9821?0.9?0.?0.95?0.8

212.機(jī)組并聯(lián)部分效率為：

?''?PA?A?PB?B2?0.8?3?0.7P2?3?A?P??B2?3?0.98?0.95?0.688 3.機(jī)組總效率為：

???'?''?0.821?0.688?0.565?56.5%

4.電動(dòng)機(jī)的功率

輸出功率：Nr?PA?PB?2?3?5kw 電動(dòng)機(jī)的功率：Nd?Nr?5?0.565?8.85kw

第四章平面連桿機(jī)構(gòu)作業(yè)

4.1 解：

1.① d為最大，則

a?d?b?c

故 d?b?c?a?280?360?120?520mm

② d為中間，則

a?c?b?d

故 d?a?c?b?120?360?280?200mm

200mm?d?520mm所以d的取值范圍為：

2.① d為最大，則

a?d?b?c 故 d?b?c?a?280?360?120?520mm

② d為中間，則

a?c?b?d 故 d?a?c?b?120?360?280?200mm

③ d為最小，則

c?d?b?a 故 d?b?a?c?280?120?360?40mm

④ d為三桿之和，則

d?b?a?c?280?120?360?760mm

所以d的取值范圍為：40mm?d?200mm和520mm?d?760mm 14

3.① d為最小，則

c?d?b?a 故 d?b?a?c?280?120?360?40mm

4.3 解：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示，其為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。

4.5 解：

1.作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示；由圖量得：??16?，??68?，?max ?min?155?，?min?52?，所以 ?180???max?180??155??25?，行程速比系數(shù)為：2.因?yàn)?l1是擺轉(zhuǎn)副。K?180???180????180??16?180??16??1.20

?l3?28?72?100?l2?l4?52?50?102

所以當(dāng)取桿1為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)演化為雙曲柄機(jī)構(gòu)，C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副3.當(dāng)取桿3為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)，A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是周轉(zhuǎn)副。4.7 解：1.取?l?6mm/mm作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示；由圖量得：

180???180????180??5?180??5??1.05??5?，故行程速比系數(shù)為：

K?

由圖量得：行程：h?40??l?40?6?240mm

2.由圖量得：?min?68?，故?min?68??????40? 3.若當(dāng)e?0，則K= 1，無(wú)急回特性。4.11 解： 1.取2.由圖中量得： ?l?4mm/mm，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)如圖所示。

lAB?AB??l?70?4?280mm。lCD?C1D??l?25?4?100mmlAD?AD??l?78.5?4?314mm 16

4.16 解： 1.取?l?1mm/mm，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)如圖所示。

2.由圖中量得：

lAB?AB1??l?21.5?1?21.5mm，lBC?B1C1??l?45?1?45mm。

?63?，圖中AB”C” 為 3.圖中AB’C’為?max的位置，由圖中量得?max ?max的位置，由圖中量得?max?90?。

4.滑塊為原動(dòng)件時(shí)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置為AB1C1和AB2C2兩個(gè)。

4.18 解： 1.計(jì)算極位夾角：??K?1K?1?180??1.5?11.5?1?180??36?

2.取?l?2mm/mm，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)如圖所示。

3.該題有兩組解，分別為AB1C1D和AB2C2D由圖中量得：

lAB1?AB1??l?24?2?48mm，lB1C1?B1C1??l?60?2?120mm ；

lABlB2?AB2??l?11?2?22mm。2C2?B2C2??l?25?2?50mm

第五章 凸輪機(jī)構(gòu)作業(yè)

5.1 解：

圖中(c)圖的作法是正確的，(a)的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過(guò)程的位置應(yīng)該與凸輪的轉(zhuǎn)向相反,圖中C’B’為正確位置；(b)的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過(guò)程的位置應(yīng)該與起始從動(dòng)件的位置方位一致，圖中C’B’為正確位置；(d)的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件的位移不應(yīng)該在凸輪的徑向線(xiàn)上量取，圖中CB’為正確位置。

5.4 解：如圖所示。

5.5 解： 凸輪的理論輪廓曲線(xiàn)、偏距圓、基圓如圖所示；

第五篇：機(jī)械原理課后答案第6章

第6章作業(yè)

6—1什么是靜平衡?什么是動(dòng)平衡?各至少需要幾個(gè)平衡平面?靜平衡、動(dòng)平衡的力學(xué)條件各是什么?

6—2動(dòng)平衡的構(gòu)件一定是靜平衡的，反之亦然，對(duì)嗎?為什么?在圖示（a）（b）兩根曲軸中，設(shè)各曲拐的偏心質(zhì)徑積均相等，且各曲拐均在同一軸平面上。試說(shuō)明兩者各處于何種平衡狀態(tài)?

答：動(dòng)平衡的構(gòu)件一定是靜平衡的，反之不一定。因各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的合慣性力為零時(shí)，合慣性力偶不一定為零。（a）圖處于動(dòng)平衡狀態(tài)，（b）圖處于靜平衡狀態(tài)。

6一3既然動(dòng)平衡的構(gòu)件一定是靜平衡的，為什么一些制造精度不高的構(gòu)件在作動(dòng)平衡之前需先作靜平衡?

6—4為什么作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件和作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件不能在構(gòu)件本身內(nèi)獲得平衡，而必須在基座上平衡?機(jī)構(gòu)在基座上平衡的實(shí)質(zhì)是什么?

答

由于機(jī)構(gòu)中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件不論其質(zhì)量如何分布，質(zhì)心和加速度瞬心總是隨著機(jī)械的運(yùn)動(dòng)周期各沿一條封閉曲線(xiàn)循環(huán)變化的，因此不可能在一個(gè)構(gòu)件的內(nèi)部通過(guò)調(diào)整其質(zhì)量分布而達(dá)到平衡，但就整個(gè)機(jī)構(gòu)而言．各構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力可合成為通過(guò)機(jī)構(gòu)質(zhì)心的的總慣性力和總慣性力偶矩，這個(gè)總慣性力和總慣性力偶矩全部由機(jī)座承受，所以必須在機(jī)座上平衡。機(jī)構(gòu)在基座上平衡的實(shí)質(zhì)是平衡機(jī)構(gòu)質(zhì)心的總慣性力，同時(shí)平衡作用在基座上的總慣性力偶矩、驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩。

6—5圖示為一鋼制圓盤(pán)，盤(pán)厚b=50 mm。位置I處有一直徑φ=50 inm的通孔，位置Ⅱ處有一質(zhì)量m2=0.5 kg的重塊。為了使圓盤(pán)平衡，擬在圓盤(pán)上r=200 mm處制一通孔，試求此孔的直徑與位置。(鋼的密度ρ=7.8 g／em3。)解

根據(jù)靜平衡條件有: m1rI+m2rⅡ+mbrb=0 m2rⅡ=0.5×20=10 kg.cm m1r1=ρ×(π/4)×φ2×b×r1=7.8 ×10-3×(π/4)×52×5 ×l0=7.66 kg.cm

取μW=4(kg.cm)／cm，作質(zhì)徑積矢量多邊形如圖所示，所添質(zhì)量為:

m b=μwwb／r=4×2.7／20=0.54 kg，θb=72o，可在相反方向挖一通孔 其直徑為：

6—6圖示為一風(fēng)扇葉輪。已知其各偏心質(zhì)量為m1=2m2=600 g，其矢徑大小為r1=r2=200 mm，方位如圖。今欲對(duì)此葉輪進(jìn)行靜平衡，試求所需的平衡質(zhì)量的大小及方位(取rb=200 mm)。

(注：平衡質(zhì)量只能加在葉片上，必要時(shí)可將平衡質(zhì)量分解到相鄰的兩個(gè)葉片上。)解

根據(jù)靜平衡條件有:

m1r1+m2r2+mbrb=0 m1r1=0.6×20=1 2 kg.cm m2r2=0.3×20=6 kg.cm 取μW=4(kg.cm)/cm作質(zhì)徑積矢量多邊形如圖 mb=μWWb/r=4×2.4／20=0.48 kg，θb =45o

分解到相鄰兩個(gè)葉片的對(duì)稱(chēng)軸上

6—7在圖示的轉(zhuǎn)子中，已知各偏心質(zhì)量m1=10 kg，m2=15 k，m3=20 kg，m4=10 kg它們的回轉(zhuǎn)半徑大小分別為r1=40cm，r2=r4=30cm，r3=20cm，方位如圖所示。若置于平衡基面I及Ⅱ中的平衡質(zhì)量mbI及mbⅡ的回轉(zhuǎn)半徑均為50cm，試求mbI及mbⅡ的大小和方位(l12=l23=l34)。m?sin45?0.39kg????sin(180?45?45?30)m??mb3?sin(45?30)?0.58kg?sin60 mb2? 解

根據(jù)動(dòng)平衡條件有

21m1r1?mr?mr3?3mbrb?22103

321m4r4?mr?mr2?2mbrb1?331033

以μW作質(zhì)徑積矢量多邊形，如圖所示。則

mbI=μWWbI/rb=5.6 kg，θbI =6o

mbⅡ=μWWbⅡ/rb=5.6 kg，θbⅡ=145o

6—8圖示為一滾筒，在軸上裝有帶輪現(xiàn)已測(cè)知帶輪有一偏心質(zhì)量。另外，根據(jù)該滾筒的結(jié)構(gòu)知其具有兩個(gè)偏心質(zhì)量m2=3 kg，m3=4，各偏心質(zhì)量的方位如圖所示（長(zhǎng)度單位為）。若將平衡基面選在滾筒的兩端面上，兩平衡基面中平衡質(zhì)量的回轉(zhuǎn)半徑均取為，試求兩平衡質(zhì)量的大小和方位。若將平衡基面Ⅱ改選在帶輪寬度的中截面上，其他條件不變，兩平衡質(zhì)量的大小和方位作何改變？

解

(1)以滾筒兩端面為平衡基面時(shí)，其動(dòng)平衡條件為

3.51.59.5mr?mr?mr?11223031111114.59.51.5mb11rb1?mr?mr?mr?30311122111111

mb1rb1?以μW作質(zhì)徑極矢量多邊形．如圖(a)，(b)，則

mbI=μWWbI/rb==1.45 kg，θbI =145o

mbⅡ=μWWbⅡ/rb=0.9kg，θbⅡ=255o

(2)以帶輪中截面為平衡基面Ⅱ時(shí)，其動(dòng)平衡條件為

以μw=2 kg.crn／rnm，作質(zhì)徑積矢量多邊形，如圖(c)，(d)，則

mbI=μWWbI/rb==2×27/40=1.35 kg，θbI =160o

mbⅡ=μWWbⅡ/rb=2×14/40=0.7kg，θbⅡ=-105o

6—9 已知一用于一般機(jī)器的盤(pán)形轉(zhuǎn)子的質(zhì)量為30 kg，其轉(zhuǎn)速n=6 000 r／min，試確定其許用不平衡量。

解

(1)根據(jù)一般機(jī)器的要求，可取轉(zhuǎn)子的平衡精度等級(jí)為G6.3，對(duì)應(yīng)平衡精度A=6.3。

(2)n=6000 r／min，ω=2πn/60=628.32 rad/s [e]=1 000A／ω=10.03μm [mr]=m[e]=30×10.03×10-4=0.03 kg.cm

6—10 圖示為一個(gè)一般機(jī)器轉(zhuǎn)子，已知轉(zhuǎn)子的質(zhì)量為15 kg，其質(zhì)心至兩平衡基面I及Ⅱ的距離分別為l1=100 mm，12=200 mm，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n=3 000 r／min，試確定在兩個(gè)平衡基面I及Ⅱ內(nèi)的許用不平衡質(zhì)徑積。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高到6 000 r／min時(shí)，其許用不平衡質(zhì)徑積又各為多少? 513mr?mr3?301114.514.59.51.5mb11rb1?mr?mr?mr?3031112214.514.5

mb1rb1?

解(1)根據(jù)一般機(jī)器的要求，可取轉(zhuǎn)子的平衡精度等級(jí)為G6.3，對(duì)應(yīng)平衡精度A=6.3mm／s。(2)n=3000r／min, ω=2πn/60= 314.16 rad／s

[e]=1 000A／ω=20.05μm [mr]=m[e]=15×20.05×10-4=0.03 kg.cm 可求得兩平衡基面I及Ⅱ中的許用不平衡質(zhì)徑積為

l2200?30??20g.cml1?l2200?100

l100[m11r11]?[mr]2?30??10g.cml1?l2200?100

[m1r1]?[mr](3)n=6000 r／min，ω=2πn/60=628.32 rad/s [e]=1 000A／ω=10.025μm [mr]=m[e]=15×10.025×10--4=15g.cm

可求得兩平衡基面I及Ⅱ中的許用不平衡質(zhì)徑積為

6—11 有一中型電機(jī)轉(zhuǎn)子其質(zhì)量為m=50 kg，轉(zhuǎn)速n=3 000 r／min，已測(cè)得其 不平衡質(zhì)徑積mr=300 g·mm，試問(wèn)其是否滿(mǎn)足平衡精度要求?

6—12在圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為lAB=100 mm, lBC=400 mm；連桿2的質(zhì)量m2=12 kg，質(zhì)心在s2處，lBS2=400／3 mm；滑塊3的質(zhì)量m3=20 kg，質(zhì)心在C點(diǎn)處；曲柄1的質(zhì)心與A點(diǎn)重合。今欲利用平衡質(zhì)量法對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行平衡，試問(wèn)若對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行完全平衡和只平衡掉滑塊3處往復(fù)慣性力的50％的部分平衡，各需加多大的平衡質(zhì)量mC`和mC``(取lBC``=1AC``=50 mm)? l2200?15??10g.cml1?l2200?100

l100[m11r11]?[mr]2?15??5g.cml1?l2200?100 [m1r1]?[mr]

解

(1)完全平衡需兩個(gè)平衡質(zhì)量，各加在連桿上C’點(diǎn)和曲柄上C``點(diǎn)處，平衡質(zhì)量的大小為：

mC` =(m2lBS2+m3lBC)/lBC`=(12×40／3+20×40)／5=192 kg

mC``=(m`+m2+m3)lAB/lAC``=(1 92十12+20)×10／5=448 kg(2)部分平衡需一個(gè)平衡質(zhì)量。應(yīng)加在曲柄延長(zhǎng)線(xiàn)上C``點(diǎn)處。平衡質(zhì)量的大小為： 用B、C為代換點(diǎn)將連桿質(zhì)量作靜代換得

mB2=m2lS2C/lBC=1 2×2／3=8 kg

mC2=m2lBS2.lBC=1 2×4=4 kg

mB=mB2=8kg, mC=mC2+m3=24 kg 故下衡質(zhì)量為

mC``=(mB+mC/2)lAB/lAC``=(8+24/2)×10/5=40kg

6—13在圖示連桿一齒輪組合機(jī)構(gòu)中，齒輪a與曲柄1固連，齒輪b和c分別活套在軸C和D上，設(shè)各齒輪的質(zhì)量分別為m。=10 kg，m b=12 kg，m。=8 kg，其質(zhì)心分別與軸心B、c、D重合，而桿1、2、3本身的質(zhì)量略去不計(jì)，試設(shè)法平衡此機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中的慣性力。

解

如圖所示，用平衡質(zhì)量m’來(lái)平衡齒輪a的質(zhì)量，r`=lAB；

m`=malAB/r`=10kg 用平衡質(zhì)量，m”來(lái)平衡齒輪b的質(zhì)量，r``=lCD

m``=mblCD/r`` 齒輪c不需要平衡。

6—14 圖a所示為建筑結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的振動(dòng)發(fā)生器。該裝置裝在被試建筑的屋頂。由一電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪拖動(dòng)兩偏心重異向旋轉(zhuǎn)(偏心重的軸在鉛垂方向)，設(shè)其轉(zhuǎn)速為150 r／min，偏心重的質(zhì)徑積為500kg.m求兩偏心重同相位時(shí)和相位差為180o時(shí)，總不平衡慣性力和慣性力矩的大小及變化情況。

圖b為大地重力測(cè)量計(jì)(重力計(jì))的標(biāo)定裝置，設(shè)r=150 mm，為使標(biāo)定平臺(tái)的向心加速度近似于重力加速度(9.81 m／s2)，同步帶輪的角速度應(yīng)為多大?為使標(biāo)定平臺(tái)上升和下降均能保持相同的勻速回轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意什么事項(xiàng)?