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1、References1.1.沙毅，闻建龙.泵与风机.合肥：中国科学技术大学出版社，20052.2.西安交通大学透平压缩机教研室.离心式压缩机原理.北京：机械工业出版社，19803.3.郁永章.活塞式压缩机.北京：机械工业出版社，19824.4.孙启才.离心机原理结构与设计计算.北京：机械工业出版社，1987第1页/共27页第一章第一章第一章第一章 绪绪绪绪 论论论论 1.1 1.1 过程流体机械 1.2 1.2 流体机械的分类 1.3 1.3 流体机械的用途 1.4 1.4 流体机械的发展趋势 第2页/共27页1.1 1.1 1.1 1.1 过程流体机械过程流体机械过程流体机械过程流体机械 1
2、.1.1 1.1.1 1.1.1 1.1.1 过程与生产过程过程与生产过程过程与生产过程过程与生产过程*过程过程过程过程 与与与与 生产过程生产过程生产过程生产过程 过程：事物状态变化在 时间上时间上时间上时间上 的持续和 空间上空间上空间上空间上 的延伸。生产过程：劳动对象 进入进入 生产领域到 制成制成 产品的全部过程。*现代产品生产过程的特点现代产品生产过程的特点现代产品生产过程的特点现代产品生产过程的特点 大型化、管道化、连续化、快速化、自动化。生产加工场地生产加工场地 A A 流体机械流体机械 +管道管道 生产加工场生产加工场地地 B B 第3页/共27页*过程工业过程工业过程工业过
3、程工业 过程装备与控制专业主要以 过程工业过程工业 为专业背景。过程工业：以 流程性物料流程性物料（如气体、液体、粉体等）为主要对象，以 改变 物料的状态和性质 为 主要目的 工业，包括 化工、石油化工、生物化工、化学、炼油、制药、食品、冶金、环保、能源、动力等。*改进生产过程的主要目的改进生产过程的主要目的改进生产过程的主要目的改进生产过程的主要目的 节能节能节能节能；生产率；生产成本；优化控制；环保环保环保环保 污染。1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 过程装备过程装备过程装备过程装备 生产过程中所使用的生产工具生产工具（设备与机器）。第4页/共27页1.1.3 1.1.3 1
4、.1.3 1.1.3 过程流体机械过程流体机械过程流体机械过程流体机械*流体机械流体机械流体机械流体机械 以 流体流体流体流体 为工质进行能量转换、处理与输送的机械。如：管道化生产。*流体机械的特点流体机械的特点流体机械的特点流体机械的特点 流体机械的许多零部件处于高速高速运动状态，并与其中的流体发生相互作用相互作用。第5页/共27页1.2 1.2 1.2 1.2 流体机械的分类流体机械的分类流体机械的分类流体机械的分类1.2.1 1.2.1 1.2.1 1.2.1 按能量转换分类按能量转换分类按能量转换分类按能量转换分类*原动机原动机原动机原动机 将 流体的能量流体的能量流体的能量流体的能量
5、 机械能机械能机械能机械能，输出轴功率。如 汽轮机、燃气轮机、水轮机等。轴流式水轮机轴流式水轮机第6页/共27页汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器第7页/共27页 真实第8页/共27页 真实第9页/共27页船用燃气轮机船用燃气轮机第10页/共27页燃气轮机发电机组燃气轮机发电机组第11页/共27页*工作机工作机工作机工作机 将 机械能机械能机械能机械能 流体流体流体流体 的能量的能量的能量的能量 ，改变流体的状态（压力势能和动能）。如 压缩机、泵、分离机等。1.2.2 1.2.2 按流体介质分类按流体介质分类*Definition of fluidDefinition
6、of fluid A fluid is a substance that will begin to deform when a shear force is applied to it and continue to deform as long as force is applied.single-phase fluidsingle-phase fluid two-phase fluidtwo-phase fluid multiphase fluidmultiphase fluid 工作机 压缩机、泵、分离机压缩机、泵、分离机压缩机、泵、分离机压缩机、泵、分离机第12页/共27页 (1)(
7、1)(1)(1)压缩机（压气机、风机、气泵）压缩机（压气机、风机、气泵）压缩机（压气机、风机、气泵）压缩机（压气机、风机、气泵）将机械能 气体气体的能量。*分类（按压力大小）分类（按压力大小）分类（按压力大小）分类（按压力大小）通风机：通风机：全压 p p 15kPa15kPa 鼓风机：鼓风机：全压 p 15kPa340kPap 15kPa340kPa 压气机：压气机：全压 p p 340kPa340kPa *管道式排风机：管道式排风机：管道式排风机：管道式排风机：第13页/共27页(2)(2)(2)(2)泵泵泵泵 将机械能液体液体的能量。单单级级单单吸吸卧卧式式离离心心清清水水泵泵 单单级级
8、单单吸吸卧卧式式离离心心杂杂质泵质泵第14页/共27页(3)(3)(3)(3)分离机分离机分离机分离机 用机械能将 混合介质分离混合介质分离 开来的机械。第15页/共27页1.2.3 1.2.3 1.2.3 1.2.3 按流体机械结构特点分类按流体机械结构特点分类按流体机械结构特点分类按流体机械结构特点分类 (1)(1)(1)(1)往复式结构的流体机械往复式结构的流体机械往复式结构的流体机械往复式结构的流体机械 特点：单级压升较高，输送流体的流量较小。往复式空气压缩机往复式空气压缩机往复式空气压缩机往复式空气压缩机(2)(2)(2)(2)旋转式结构的流体机械旋转式结构的流体机械旋转式结构的流体
9、机械旋转式结构的流体机械 特点：单级压升较小，输送流体的流量较大。第16页/共27页往复式结构的流体机械往复式结构的流体机械往复式结构的流体机械往复式结构的流体机械 旋转式结构的流体机械旋转式结构的流体机械旋转式结构的流体机械旋转式结构的流体机械 第17页/共27页 1.3 1.3 1.3 1.3 流体机械的用途流体机械的用途流体机械的用途流体机械的用途 广泛应用于国民经济的各个行业；与人们的生活密不可分。流体机械的耗电量占全国总用电量的 30%30%以上（1 1 1 1）火力发电）火力发电）火力发电）火力发电*汽水循环：水水 锅炉 蒸汽蒸汽 推动汽轮机旋转 带动发电机旋转发电 *汽轮机汽轮机
10、 锅炉给水泵锅炉给水泵：由加热器向 锅炉供水。冷凝泵冷凝泵：汽轮机排出的废汽 在冷凝器中凝结成水，由冷凝泵打入加热器 进行再循环。循环水泵循环水泵：供给冷凝器用的 冷却循环水。灰渣泵灰渣泵：用于锅炉排灰。第18页/共27页 工业锅炉给水泵工业锅炉给水泵工业锅炉给水泵工业锅炉给水泵 第19页/共27页（2 2 2 2）水利工程）水利工程）水利工程）水利工程（3 3 3 3）化学工业）化学工业）化学工业）化学工业 化工流程中，原料、中间产品常为液体或气体，固体物料也经常以溶液或熔液的形态参与化学反应，输送流体的泵和压缩机被称为 化工厂的心脏化工厂的心脏化工厂的心脏化工厂的心脏。且输送介质常有特殊要
11、求。如 乙烯流程乙烯流程 用泵用泵：序号序号123456液体种类液体种类油油油油水水汽油汽油碱液碱液H.C.C2等等泵型式泵型式卧式单级卧式单级卧式单级卧式单级离心离心离心离心卧式单级卧式单级卧式单级卧式单级离心离心离心离心卧式单级卧式单级卧式单级卧式单级离心离心离心离心卧式单级卧式单级卧式单级卧式单级离心离心离心离心卧式单级卧式单级卧式单级卧式单级离心离心离心离心卧式单级卧式单级卧式单级卧式单级离心离心离心离心温度温度高温高温序号序号789101112液体种类液体种类H.C.甲烷甲烷H.C.乙烷等乙烷等H.C.乙烯乙烯H.C.丙烷等丙烷等H.C.丙烯丙烯H.C.C4泵型式泵型式卧式单级卧式单
12、级卧式单级卧式单级离心离心离心离心卧式或立式卧式或立式卧式或立式卧式或立式单级离心单级离心单级离心单级离心卧式或立式卧式或立式卧式或立式卧式或立式单级离心单级离心单级离心单级离心卧式单级卧式单级卧式单级卧式单级离心离心离心离心卧式单级卧式单级卧式单级卧式单级离心离心离心离心卧式单级卧式单级卧式单级卧式单级离心离心离心离心温度温度低温低温低温低温第20页/共27页（4 4 4 4）石油工业）石油工业）石油工业）石油工业 泵与压缩机是石油和天然气的钻探、开采、运输和加工过程中的重要设备。*潜油泵潜油泵：将原油从很深的油井输送到地面。叶轮直径很小，泵的级数达数百级，固液混合物。*油田注水泵油田注水泵
13、：采用高压向油层中注水，油层压力，实现自喷。大庆油田，注水6t/1t油。*注气压缩机注气压缩机：海洋油田伴生气代替水注入油层，油层压力。注气量较小 活塞式压缩机；注气量较大 离心式压缩机。（压力可达71MPa）*水下油气混输泵水下油气混输泵：将原油和共生的天然气一起输出。（5 5 5 5）钢铁工业）钢铁工业）钢铁工业）钢铁工业 钢铁冶炼过程中，需要大量的空气和氧气支持燃烧 风机；生产过程中需要消耗大量的水 泵。*高炉鼓风机高炉鼓风机：轴流式压缩机。风量大：高炉容积4000m3时，风量10000m3/min，功率60MW。第21页/共27页*氧气压缩机氧气压缩机：氧气顶吹转炉炼钢设备。典型参数：
14、流量72000m3/h，压力3.75 MPa，功率 12.15MW。防爆。（6 6 6 6）城市给排水及废水处理）城市给排水及废水处理）城市给排水及废水处理）城市给排水及废水处理 给水排水系统是现代化城市最主要的基础设施之一。*自来水厂自来水厂：一级泵站，抽吸江河之水，沉淀，消毒；二级泵站，将水送往用户。*工业用水工业用水*废水排放、处理及再利用废水排放、处理及再利用（7 7 7 7）动力工程）动力工程）动力工程）动力工程*燃气轮机压缩机燃气轮机压缩机 大型和移动式燃气轮机（如喷气式发动机）中，轴流式压缩机；小型固定式燃气轮机，离心式压缩机。*涡轮增压器涡轮增压器 内燃机气缸 废气 涡轮机 压
15、缩机 进入气缸的空气压力 功率增加 50%100%*动力风源动力风源：风动工具等。第22页/共27页（8 8 8 8）制冷与低温工程）制冷与低温工程）制冷与低温工程）制冷与低温工程 制冷装置在工业和科学领域，以及生活领域中起着重要作用。低温低压的制冷剂液体低温低压的制冷剂液体低温低压的制冷剂液体低温低压的制冷剂液体低温低压的制冷剂蒸气低温低压的制冷剂蒸气低温低压的制冷剂蒸气低温低压的制冷剂蒸气低压制冷剂蒸气低压制冷剂蒸气低压制冷剂蒸气低压制冷剂蒸气较高较高较高较高温度温度温度温度和和和和压力压力压力压力的制冷剂蒸气的制冷剂蒸气的制冷剂蒸气的制冷剂蒸气高压制冷剂液体高压制冷剂液体高压制冷剂液体高
16、压制冷剂液体第23页/共27页*作为工作机的流体机械作为工作机的流体机械压缩机压缩机：小型制冷装置中，容积式压缩机；大型制冷装置中，离心式压缩机；丙烯冷冻压缩机（世界上最大 的离心式压缩机），功率53.7MW.*作作为为原原动动机机的的流流体体机机械械膨膨膨膨胀胀胀胀机机机机（透透平平膨膨胀胀机机和和活活塞塞式式膨膨胀胀机机）：气体（制冷介质）绝热（等熵膨胀）气体温度，且可输出 功 率，节约能源。第24页/共27页（9 9 9 9）采矿工业）采矿工业）采矿工业）采矿工业 排水、通风、矿物远距离水力输送。（10101010）航天技术）航天技术）航天技术）航天技术 燃料输送泵燃料输送泵火箭发动机的
17、重要组成部分。离离心心泵泵火箭和飞船控制导航系统中液液压压执执行行元元件件的动力源。第25页/共27页1.4 1.4 1.4 1.4 流体机械的发展趋势流体机械的发展趋势流体机械的发展趋势流体机械的发展趋势 1.4.1 1.4.1 创造新的机型创造新的机型 1.4.2 1.4.2 流体机械内部流动规律的研究与应用流体机械内部流动规律的研究与应用 1.4.3 1.4.3 高速转子动力学的研究与应用高速转子动力学的研究与应用 1.4.4 1.4.4 新型制造工艺技术的发展新型制造工艺技术的发展 1.4.5 1.4.5 流体机械的自动控制流体机械的自动控制 1.4.6 1.4.6 流体机械的故障诊断流体机械的故障诊断 1.4.7 1.4.7 实现国产化和参与国际市场竞争实现国产化和参与国际市场竞争第26页/共27页感谢您的观看！第27页/共27页