第一章流體機(jī)械的定義及分類

1、2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授1流體機(jī)械原理及結(jié)構(gòu)西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院宋文武 教授Tel:引引 言言 1 流體機(jī)械所占的地位流體機(jī)械所占的地位 流體機(jī)械與我們的生活有著密切的關(guān)系。例如自來水和管道煤氣需要用水泵和壓縮機(jī)加壓以便輸送到用戶；汽車上裝備的燃料泵；石油工業(yè)采用的潛水泵；油田用的注水泵 ，即用高壓油向油層中注水，提高油層壓力，實(shí)現(xiàn)原油自噴；空氣壓縮機(jī)以及大家常見的抽油煙機(jī)等都屬于流體機(jī)械。2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授3 另外，在高新技術(shù)領(lǐng)域中也廣泛地應(yīng)用另外，在高新技術(shù)領(lǐng)域中也廣泛地應(yīng)用流體機(jī)械，如流體機(jī)械，如人工心臟泵人工心臟泵

2、、液體火箭燃料泵液體火箭燃料泵等。所以流體機(jī)械的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。等。所以流體機(jī)械的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授4第一章第一章 流體機(jī)械的定義及分類流體機(jī)械的定義及分類一）、流體機(jī)械的定義一）、流體機(jī)械的定義流體機(jī)械流體機(jī)械指在流體具有的機(jī)械能和機(jī)械指在流體具有的機(jī)械能和機(jī)械所作的功之間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的機(jī)械。所作的功之間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的機(jī)械。 注意：一般教材中把流體機(jī)械定義為：指在流注意：一般教材中把流體機(jī)械定義為：指在流體和機(jī)械之間進(jìn)行能量交換的機(jī)械的總稱。這種體和機(jī)械之間進(jìn)行能量交換的機(jī)械的總稱。這種定義并不嚴(yán)密，比如內(nèi)燃機(jī)是從流體所帶來的化定義并不嚴(yán)密，比如內(nèi)

3、燃機(jī)是從流體所帶來的化學(xué)能中獲取機(jī)械能的，但它并不屬于流體機(jī)械。學(xué)能中獲取機(jī)械能的，但它并不屬于流體機(jī)械。 2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授5舉例說明舉例說明水輪機(jī)水輪機(jī) 水流流經(jīng)轉(zhuǎn)輪，水流把能量傳給水輪機(jī)水流流經(jīng)轉(zhuǎn)輪，水流把能量傳給水輪機(jī) 轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，即流體能量轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，即流體能量 機(jī)械能。機(jī)械能。 驅(qū)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)（或其它機(jī)械設(shè)備）動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)（或其它機(jī)械設(shè)備）。 轉(zhuǎn)化成2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授6泵泵 從電動(dòng)機(jī)（原動(dòng)機(jī)從電動(dòng)機(jī)（原動(dòng)機(jī) ）得到能量，葉輪吸入）得到能量，葉輪吸入流體，并使流體的能量得到增加（壓能，動(dòng)流體，并使流體的能量得到增加（壓能，動(dòng)能），即機(jī)械能

4、能），即機(jī)械能 流體的能量，流體的能量， 可將流可將流體輸送到一定高度或輸送到遠(yuǎn)處。體輸送到一定高度或輸送到遠(yuǎn)處。 轉(zhuǎn)化成2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授7 上面兩個(gè)例子中的機(jī)器都是以能量轉(zhuǎn)換為目的，但水輪機(jī)是接受流體的能量產(chǎn)生動(dòng)力的機(jī)械，通常把這種流體機(jī)械稱作原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)；泵是給予流體以能量，通常把這種流體機(jī)械稱作工作機(jī)工作機(jī)。 對(duì)于流體機(jī)械的工作介質(zhì)，可分為液體對(duì)于流體機(jī)械的工作介質(zhì)，可分為液體和氣體。根據(jù)情況有時(shí)也可以是液體和固體和氣體。根據(jù)情況有時(shí)也可以是液體和固體的混合物（如熱電廠鍋爐燃燒，需要由風(fēng)機(jī)的混合物（如熱電廠鍋爐燃燒，需要由風(fēng)機(jī)輸送煤和空氣等）輸送煤和空氣等）。

5、2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授8二）、分類二）、分類 流體機(jī)械的分類方法很多，可按：流體機(jī)械的分類方法很多，可按：1）、按能量傳遞方向分）、按能量傳遞方向分 原動(dòng)機(jī)：流體通過機(jī)器其本身能量減少，原動(dòng)機(jī)：流體通過機(jī)器其本身能量減少，即將流體的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能用于驅(qū)動(dòng)其它機(jī)即將流體的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能用于驅(qū)動(dòng)其它機(jī)械。械。）機(jī)械向流體傳遞能量流體輸送機(jī)械（工作機(jī)）流體能量傳遞給機(jī)械流體動(dòng)力機(jī)械（原動(dòng)機(jī)2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授9 例：例： 熱力發(fā)電廠（汽輪機(jī)）熱力發(fā)電廠（汽輪機(jī)） 燃料化學(xué)能燃料化學(xué)能熱能熱能機(jī)械能機(jī)械能電能電能 燃料在鍋爐設(shè)備中通過燃燒和傳熱，轉(zhuǎn)燃料在鍋

6、爐設(shè)備中通過燃燒和傳熱，轉(zhuǎn)換成水蒸氣形成的熱能，再借助汽輪機(jī)將熱換成水蒸氣形成的熱能，再借助汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，最后通過發(fā)電機(jī)將機(jī)能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，最后通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。械能轉(zhuǎn)換成電能。2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授10 水力發(fā)電廠（水輪機(jī)）水力發(fā)電廠（水輪機(jī)） 水能水能機(jī)械能機(jī)械能電能電能 工作機(jī)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體的能量，工作機(jī)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體的能量，以便將流體輸送到需要的高度和遠(yuǎn)處。以便將流體輸送到需要的高度和遠(yuǎn)處。例例: 泵（水泵、油泵、渣漿泵等）泵（水泵、油泵、渣漿泵等）2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授112）、按工作介質(zhì)分）、按工作

7、介質(zhì)分 兩種介質(zhì)的區(qū)別：兩種介質(zhì)的區(qū)別： 一般的應(yīng)用場(chǎng)合，液體為不可壓縮，氣體為可壓縮。一般的應(yīng)用場(chǎng)合，液體為不可壓縮，氣體為可壓縮。constconst，可壓縮）（以氣體作為工作介質(zhì)氣體機(jī)械（熱力機(jī)械）水、油等）壓縮流體工作介質(zhì)，液體為不可水力機(jī)械（以液體作為2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授123）、按流體與機(jī)械相互作用方式）、按流體與機(jī)械相互作用方式 葉片式：葉片式： 能量轉(zhuǎn)換是在帶有葉片的葉輪及連續(xù)繞能量轉(zhuǎn)換是在帶有葉片的葉輪及連續(xù)繞流葉片的介質(zhì)之間進(jìn)行的；葉片與流體的相流葉片的介質(zhì)之間進(jìn)行的；葉片與流體的相互作用力是慣性力?；プ饔昧κ菓T性力。 包括葉片泵、風(fēng)機(jī)、水輪機(jī)、汽輪機(jī)

8、等。包括葉片泵、風(fēng)機(jī)、水輪機(jī)、汽輪機(jī)等。容積式流體機(jī)械葉片式流體機(jī)械2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授13 容積式：容積式： 利用封閉工作腔中容積周期變化來輸送流利用封閉工作腔中容積周期變化來輸送流體的機(jī)械（機(jī)械與流體間的相互作用力主要是體的機(jī)械（機(jī)械與流體間的相互作用力主要是靜壓力）。靜壓力）。 風(fēng)機(jī)、滑片泵等回轉(zhuǎn)式：齒輪泵、羅茨、活塞泵。往復(fù)式：活塞式壓縮機(jī)容積式2021-11-25西華大學(xué) 宋文武 教授14 例如往復(fù)活塞式壓縮機(jī)。活塞與缸體形成例如往復(fù)活塞式壓縮機(jī)?；钊c缸體形成了封閉的工作腔，介質(zhì)與機(jī)械間的相互作用力了封閉的工作腔，介質(zhì)與機(jī)械間的相互作用力為活塞表面的壓力。當(dāng)介質(zhì)推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)為活塞表面的壓力。當(dāng)介質(zhì)推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)原動(dòng)機(jī)；活塞推動(dòng)介質(zhì)流動(dòng)原動(dòng)機(jī)；活塞推動(dòng)介質(zhì)流動(dòng)工作機(jī)。工作機(jī)。 容積式流體機(jī)械又可按運(yùn)動(dòng)方式分為：容積式流體機(jī)械又可按運(yùn)動(dòng)方式分為： 往復(fù)式往復(fù)式：活塞或柱塞在缸體中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；：活塞或柱塞在缸體中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；