流体机械概述.ppt

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1、流体机械太原理工大学机械工程学院绪论流体机械概述流体机械的定义流体机械的分类流体机械的应用流体机械——以流体（气体或液体）为工作介质与能量载体的机械设备。流体机械的工作过程——流体所具有的能量与机械的机械能相互转换或具有不同能量的流体之间进行能量的传递。一、流体机械概述1流体机械的定义根据流体传递的方向：分为工作机和原动机2流体机械的分类工作机：将机械能转变成流体的能量，将流体送到高处，或压力更高的空间，或克服管路阻力将流体送到远处。水泵、油泵、风机、压缩机均属工作机。原动机：将流体的能量转换为机械能用于驱动其他的机械设备。如水轮机、汽轮机、燃气轮机、风力机、各种液压马达和各种汽动工具（汽

2、马达）。根据流体与机械的相互作用方式：分成容积式和叶片式流体机械。(1)容积式流体机械特点：①工作介质处于工作腔，工作腔可以是一个或几个。②工作腔的容积是变化的。③机械和流体之间的作用主要是静压力。举例：蒸汽机车—原动机风箱、打气筒—是工作机工作机：转动，平移、吸气、压气、推动介质流动。原动机：介质以一定的压力推动活塞的运动——转动。图0-1往复活塞式流体机械（2）叶片式流体机械：①能量转换是连续绕流叶片的介质与叶轮之间进行的。②叶片使介质的速度（大小和方向）都发生变化，产生这种变化叶片要克服流体的惯性力，从而引起对叶片的反作用力。③可逆式水泵水轮机是最典型的叶片式流体机械：工作机方向——泵

3、动力机方向——水轮机。图0-2水泵水轮机图图0-3轴流式水轮机图按工作介质的性质水力机械、热力机械水力机械：以液体如油、水等为工作介质。热力机械：以气体为工作介质。可压缩性是一个相对的概念：高压下要考虑液体的可压缩性如水锤问题，低压下或压力变化不大时，气体也可不考虑其压缩性。如风机。液体和气体主要区别在于：一般液体是认为不可压缩的，气体是可以压缩的。（3）容积式流体机械根据运动方式可分为往复式和回转式两类。图0-4往复式回转式图0-7液力偶合器二流体机械的应用（1）流体机械广泛应用在：国民经济各部门，社会生活各领域。（2）科学技术越发展流体机械应用越广泛，起的作用越大。①如现代电力工业

4、中，发电量的3/4由汽轮机承担，1/4由水轮机承担，近年来西电东送，水电发展越来越多；②工农业生产中水泵、风机和压气机；用电量中1/3用于驱动水泵、风机、压缩机。特别是水泵占的比例很大；③各种应用场合对流体机械的性能参数和可靠性提出更高的要求；流体机械理论研究、设计水平及制造技术提出了更高的要求。1.水利工程(1)大型引水提水工程：大型高扬程（离心泵）、大型大流量可调泵（轴流混流泵）。(2)排水排涝：低扬程大流量泵的应用，矿井排水，生活供水。节水灌溉技术，大量用泵或其他形式的流体机械。2.化学工业(1)输送各种流体（包括各种液流和气流和多相流）的泵和压缩机是化工厂的心脏，化工装置大型化—

5、—对泵和压缩机的性能参数的要求越来越高。(2)高温、低温、高压、易燃、剧毒、易结晶、易汽化、易分解等介质的输送，对泵和压缩机的设计制造提出了各种特殊要求。3.石油工业泵和压缩机是石油天然气钻探、开采、传输和加工过程中的重要设备，对于沙漠和海洋油田，由于环境的不同对几种流体机械有着特殊的要求：潜油泵：潜水式电机，位于井下，叶轮半径小，泵的级数可达数百，输送液固混合物，要有耐磨性。油田潜水泵：向油层供水，提高油层压力——自喷，提高效率——节能油气压缩机：直接利用油田伴生气体注入油层以提高压力。注气量大，用离心式压缩机——压力可达70MPa；注气量小，用活塞式压缩机。4．钢铁工业高炉鼓风机

6、：轴流压缩机，风量大，10000m3/min，功率60MW空气压缩机：流量72000m3/min，压力3.5mpa，功率12.15MW。5.动力工程(1)燃气轮机压缩机其作用是将空气压入燃烧室，产生高温、高压燃气，推动燃气轮机的叶轮转动。大型移动式燃气轮机——轴流式压缩机。小型固定式燃气轮机——离心式压缩机(4)液力传动装置原动机（电动机，内燃机等）一般定速驱动泵轮，将功率传给液体介质，液体介质推动在同一壳体内的涡论（起水轮机的作用）——推动工作机，转速适应力矩的变化适用于战车等车辆的使用。(3)动力风源用活塞式或离心式压缩机，产生压缩空气，做动力风源。(2)涡轮增压器其作用是利用内燃

7、机汽缸排出的废气驱动涡轮机——驱动压缩机将空气增压进入汽缸，增加空气量，可增加燃油，提高功率。6.制冷与低温工程压缩机是制冷装置中的重要设备。另一种设备为膨胀机，其作用是使气体（制冷剂）实现绝热等熵膨胀，其能量可以拖动泵式发电机，介质稳度降低，有节约能源。7．采矿工业矿井的排水与通风，用大量的泵和风机，碴浆泵输送物料，用耐磨材料制造。8．航天技术燃料输送泵，特殊的离心泵作为液压系统动力源。结束10