流体机械教学讲义1

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1、绪论0－1课程的地位、作用及任务流体机械广泛应用于国民经济的各个部门，是许多工业生产过程中重要或关键设备，是电力、化工、冶金等工业部门的重要辅助机械，也是工业与民用暖通空调、供水、供热系统中的动力机械。其安全、可靠、经济运行严重地影响着许多工业部门的生产状况，以及人们的生活和工作条件。本课程是能源与环境学院热能工程专业、建筑环境与设备工程专业的一门重要的专业主干课程，以流体机械中最为广泛应用的泵与风机为主要研究对象，讲述典型泵与风机的工作原理、主要结构、设计基础，重点研究其运行特性与系统设计。通过本课程的学习，培养学生在泵与风机运行分析、系统设计与选型、试验测试、技术改

2、造等方面的综合能力。为今后从事专业技术工作和进行科学研究打下必要的基础。0－2泵与风机在国民经济及热力发电厂中的作用与地位一、泵与风机的定义泵与风机是用于提高流体机械能（压力势能和动能）并使之被输送的机械设备。输送液体（或以液体为主的多相流体）的称为泵；输送气体（或以气体为主的多相流体）的称为风机。二、泵与风机在国民经济中的作用与地位（概述）农业与水利、工业（冶金、化工）、市政与民用、其它（交通运输、造船、水泥、制造业等）。13一、泵与风机在热力发电厂中的作用与地位结合热力发电厂的主要生产过程，简要介绍各种主要泵与风机的作用与特点，以及热力发电厂中泵与风机的重要性（安全

3、性、经济性）。1313131313130－3泵与风机的分类及其工作原理一、按工作原理的分类1．叶片式（又称“动力式”）利用旋转叶轮中的叶片对流体的作用，来提高流体的压力势能或动能。主要用于流量较大至很大、能头较低至较高的场合。可进一步细分为：2．容积式利用工作室中一个或几个运动边界的推、挤、压等作用，周期性地将能量施加于流体，来提高流体的压力势能或动能。主要用于流量较小至很小、但能头较高乃至很高的场合。可进一步细分为：3．其它或特殊型式喷射式、水环真空泵、水锤泵等。二、主要几种泵与风机的基本工作原理观看ppt1。13一、按产生的压力分类1．压力范围的界线是人为设定的，不

4、是绝对的；2．通风机、鼓风机、压气机统称为风机—广义风机；通常所说的风机多指通风机—狭义风机。二、本课程主要学习的类型与特点考虑到各种类型的泵与风机在国民经济以及本专业中的应用情况，本课程主要以叶片式泵与风机为对象，其中风机主要是指通风机。由于通风机的风压较低，气体密度在通风机中的变化不大，通风机的许多特性与泵比较接近，因此，本课程将泵与风机合并起来进行教学，又将两者特殊性的方面分开进行教学。0－4泵与风机的主要性能参数一、流量单位时间内泵与风机所输送出的流体数量，称为泵与风机的流量。可分为质量流量、体积流量（又称容积流量），泵与风机常用体积流量（以后未加注明均指体积流

5、量）。l质量流量的常用符号为、G、M等，标准单位为kg/s，常用单位有：t/h、kg/min、t/min、lb/min等。l体积流量的常用符号为、Q、q等，标准单位为m3/s，常用单位有：m3/h、km3/h、m3/min、L/min、L/s、gal/min、gal/s、ft3/h等。l泵与风机的流量多指出口流量。出口流量或多或少地小于进口流量（因泵与风机内部存在一定泄漏－尤其是泵13；因流体的压缩性－尤其是风机）。l在风机设计计算、风机制造厂家提供的技术数据（曲线、表格）中，其风机流量常是指气体状态为基准状态（或进口状态）时的风机出口体积流量。l风机的基准状态为：20

6、℃、1个标准大气压（101.325kPa，即760mmHg）、相对湿度为50%的空气，此时空气的密度为1.2kg/m3。对于通风机，在众多气体参数中，最主要是气体的密度。因此，基准状态也可以简单理解为密度为1.2kg/m3时的状态。l其实，泵也有基准状态，它多指20℃、1个标准大气压下的清水，此时水的密度约1000kg/m3。定义、形式、符号、单位、基准状态。一、能头1．泵的能头（扬程）l单位重量液体在通过泵时所获得的机械能，称为泵的扬程，也称泵的能头，常用H表示，标准单位为m（不是mH2O，另外，西方国家常用ft－英尺）。教材P16中的定义有问题。l单位重量液体所具有

7、的机械能称为液体的能头。液体能头包括三项，即压头（反映单位重量液体所具有的压力势能）；速度头（反映单位重量13液体所具有的动能）；位置头（即相对某基准面的垂直高度，反映单位重量液体所具有的重力势能）。这些能头的标准单位均为m。l根据泵扬程的定义可知（参见下图）：上述定义式是计算扬程的最基本公式，工程上在该式基础上可以推导出简化计算式或其它计算公式。计算中上式压力为绝对压力，并注意其单位。（p的单位是Pa、v的单位是m/s、的单位是kg/m3、g的单位是m/s2、z的单位是m）。扬程定义；液体能头的组成；泵扬程的符号、单位、定义式、其它计算