過程流體機械復習資料

1、過程流體 機械復習資料第1章緒論.流體機械按其能量的轉(zhuǎn)換形式可分為（原動機）和（工作機）二大類。.按工作介質(zhì)的不同，流體機械可分為（壓縮機）、（泵）和（分離機）。.按流體機械工作原理的不同，可分為（往復式）和（旋轉(zhuǎn)式）流體機械，.符機械能轉(zhuǎn)變?yōu)椋怏w）的能量，用來給（氣體）增壓與輸送的機械稱為壓縮機:，.將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)椋ㄒ后w）的能量，用來給（液體）增壓與輸送的機械稱為泵。.用機械能符（混合介質(zhì)）分離開來的機械稱為分離機。.過程是指事物狀態(tài)變化在時間上的持續(xù)和空間上的延伸，它描述的是事物發(fā)生狀態(tài)變化的經(jīng)歷。第2章容積式壓縮機.容積式壓縮機的工作原理是依靠工作腔容積的變化來壓縮氣體，因為它具有容積

2、可周期變化的工作腔。.容積式壓縮機的主要特點：工作腔的容積變化規(guī)律只取決于機構(gòu)的尺寸，機器的壓力與流量關(guān)系不大，工 作的穩(wěn)定性較好；，氣體的吸入、排出與氣體性質(zhì)無關(guān)，故適應性強、易達到較高壓力；機器熱效率高（因為泄漏少）；,結(jié)構(gòu)復雜，往復式的易損件較多；，氣體脈動大，易引起氣柱、管道振動：，.容積式壓縮機按結(jié)構(gòu)型式的不同分為往復式）和（回轉(zhuǎn)式）壓縮機。.往復式壓縮機由（工作腔）、：傳動部分）、【機身部分）和（輔助設(shè)備）四部分組成。,往復式壓縮機的工作腔部分主要由（氣缸）、（活塞；和（氣閥I構(gòu)成。.活塞通過（活塞桿）由傳動部分驅(qū)動，活塞上設(shè)有（活塞環(huán)）以密封活塞與氣缸的間隙。.（填料密封）用來密

3、封活塞桿通過氣缸的部位。,往復式壓縮機的傳動部分是把電動機的1旋轉(zhuǎn)）運動轉(zhuǎn)化為活塞的（往復）運動:，.往復式壓縮機的傳動部分一般由（曲柄）、（連桿）和（十字頭）構(gòu)成3.汽缸的基本形式：單作用：活塞只有一個工作面，活塞和汽缸構(gòu)成一個工作腔。雙作用：活塞有兩個工作而，活塞和汽缸構(gòu)成兩個工作腔（兩個:作腔進行相同級次的壓縮）級差式：活塞和汽缸構(gòu)成兩個或兩個以上工作腔（工作腔內(nèi)進行不同級別的壓縮）.級：完成一次氣體壓縮稱為一級。.平衡腔：不進行氣體的壓縮的容積腔，其中通入適當壓力的氣體，以便活案件返行拜中的活塞力比較均衡。-列：把一個連桿對應的一組汽缸及相應動靜部件稱為一列。幾個汽缸。根據(jù)汽缸中心線與

4、地平面的相應位置，可分為：.級的理論循環(huán)的特點：氣閥無壓力攪失，且進、排氣壓力無波動。壓縮過程為絕然或等溫過程。所壓縮氣體為理想氣體，壓縮過程指數(shù)為定值。.被壓縮氣體全部排出汽缸。無泄漏，.級的實際循環(huán)與理想循環(huán)的差別：氣缸有余隙容積存在進、排氣通道及氣閥有阻力v v -AV1345氣體與氣缸各接觸壁面間存在溫差4 =方=七=1 氣缸容積不下蟒遍反_ 閥室容積不是無限大Z3實際氣體性質(zhì)不同于理想氣體在特殊的條件下使用壓縮機.理想容積系數(shù)：.實際氣體容積系數(shù)：.實行多級壓縮的理由：節(jié)省壓縮氣體的指示功；降低排氣溫度；提高容積系數(shù)；降低活塞上的氣體力。.他級的最佳壓力比（P23）級的等溫指示效率。

5、.吸氣/排氣壓力：往復壓縮機的吸氣和排氣壓力分別指第一級吸入管道處和末級排出接管處的氣體壓力，因為 壓縮機采用的是自動閥，氣缸內(nèi)的壓力取決于進、排氣系統(tǒng)中的壓力，即由“背壓決定。所以吸、排氣壓力是 可以改變的。（壓縮機銘牌上的吸、排氣壓力是指額定值，實際上只要機器強度、排氣溫度、電機功率和氣 閥工作許可，他們是可以在很大范圍內(nèi)變化的。）,排氣量也稱為容積流量或輸氣量，指在單位時間內(nèi)經(jīng)壓縮機壓縮后在壓縮機最后一級排出的氣體，換算到第 一級進口狀態(tài)的壓力和溫度時的氣體容積值，單位是M3/min或M3/h0.供氣量也稱標準容積流量，是指壓縮機單位時間內(nèi)排出的氣體容積折算到基準狀態(tài)時的干氣體容積值。.

6、壓縮機的然效率：等溫指示效率壓縮機理論等溫指示循環(huán)功與實際循環(huán)指示功之比，反映了壓縮機實際耗功與最小接近程 度，即經(jīng)濟性。等溫軸功率理論等溫指示功與軸功之比。絕熱指示效率理論絕然循環(huán)指示功與實際循環(huán)指示功之比C絕熱軸效率理論絕熱循環(huán)指示功與軸功之比，簡稱絕熱效率。一比功率：壓縮機單位排氣量消耗的功率之比，（比轉(zhuǎn)速是離心泵中的概念、.壓縮機中的慣性力可分為（旋轉(zhuǎn)）慣性力和（往豆）慣性力。.壓縮機正常運轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的作用力主要有三類：（1）（氣體力）：（2）（慣性力）：（3）（摩擦力）。.往夏慣性力可看作為（一階往更）慣性力和（二階往更）慣性力之和。一階往更慣性力的變化周期為（曲軸 旋轉(zhuǎn)一周的時間）

7、：二階往更慣性力的變化周期為（一階之半）。.往豆慣性力始終作用于該氣缸（軸線）的方向，僅其大小隨曲軸轉(zhuǎn)角周期地變化。.旋轉(zhuǎn)慣性力的作用方向始終沿曲柄半徑方向（向外），故其方向隨曲軸旋轉(zhuǎn)而（變化），而大小（不變?yōu)槎?值）。.慣性力平衡主要目的是解決和減輕壓縮機與基硼的振動問題。.慣性力的平衡問題：a.旋轉(zhuǎn)慣性力可以通過在曲柄反方向上加裝平衡質(zhì)量m0來平衡。b.他列往夏壓縮機的往且慣性力不能用平衡重的方法平衡。c.多列往夏壓縮機，可以通過合理布置壓縮機的整體結(jié)構(gòu)，使往更慣性力和力矩得到全部或部分平衡。（合 理地配置各列曲拐間的錯角：在同一曲拐上配置幾列氣缸，合理配置各列氣缸中心線間的夾角，使合 成

8、往復慣性力為一個大小不變的徑向力，然后用加裝平衡質(zhì)量的方法解決。）.飛輪設(shè)計的原因：為r使樂縮機的旋轉(zhuǎn)不均勻度適當，必須在壓縮機設(shè)計時采取相應的措施，除了合理配置 多列壓縮機各列的排列外，通常還采用加裝飛輪平衡重的方法，以增大機器的轉(zhuǎn)動慣量.壓縮機的容積流量調(diào)節(jié)（論述題）（調(diào)節(jié)依據(jù)，原理方法P57）用氣部門的耗氣量可能是變化的，當耗氣殳與壓縮機容積流量不相等時，就要對壓縮機進行流量調(diào)節(jié)，以使壓縮機的容積流量適應耗氣殳的需求。氣量調(diào)節(jié)的理論基礎(chǔ)：qv=n*Vs* X v* X p* X t* X 1。壓縮機的容積流量調(diào)節(jié)主要包括（從驅(qū)動機構(gòu)【轉(zhuǎn)速】調(diào)節(jié)）、（從氣體管路調(diào)節(jié)）和（壓開進氣閥調(diào) 節(jié)）

9、、（從氣缸余隙調(diào)節(jié)）。從驅(qū)動機構(gòu)（轉(zhuǎn)速）調(diào)節(jié)：降低壓縮機轉(zhuǎn)速，可以減少排氣量，功率也按比例降低。此方法經(jīng)濟方便，關(guān) 鍵驅(qū)動機轉(zhuǎn)速可調(diào)：，從氣體管路調(diào)節(jié)：在壓縮機進氣管上設(shè)置減荷閥，用調(diào)節(jié)減荷閥的開度來控制進氣量。這種調(diào)節(jié)方法結(jié)構(gòu)簡 單，經(jīng)濟性較好，主要用于中、小型壓縮機的氣量的間歇調(diào)整。壓開進氣閥調(diào)節(jié)（從氣閥進行調(diào)節(jié)）:頂開進氣閥，增加氣缸的外泄漏量口分為完全頂開進氣閥和部分頂開 進氣閥兩種調(diào)節(jié)方法。調(diào)節(jié)方便，功耗較小，但閥片頻繁受沖擊，氣閥壽命下降。從氣缸余隙調(diào)節(jié)：通過增加氣缸的余隙容積從而減小容積系數(shù)的方法來調(diào)節(jié)進氣量。余隙容積可分為固定容 積式和可變?nèi)莘e式。此調(diào)節(jié)方法基本不增加功耗，結(jié)構(gòu)

10、較簡單，是大型壓縮機氣量調(diào)節(jié)經(jīng)常采用的方法。第3章離心式壓縮機2.3.4.5.7.8.9.10.11.14.15速度式壓縮機通常借助做高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，使氣體獲得很高的速度，然后讓氣體急劇降速，使氣體的功能轉(zhuǎn) 變?yōu)閴毫δ堋０礆怏w在葉輪內(nèi)的流動方向不同，可分為離心式和軸流式。離心式壓縮機按照零部件的運動方式可概括為（轉(zhuǎn)子）和（定子）兩大部分。轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸，固定在軸上的葉輪、軸套、平衡盤、推力盤及聯(lián)軸器等零件。定子是壓縮機的固元件，F(xiàn)h擴壓器、彎道、回流器、蝸殼及機殼組成，也稱固定部件。離心壓縮機的級：是離心壓縮機實現(xiàn)氣體壓力升高的基本單元，由一個葉輪和一組與其相配合的固定元件組 成。離心壓縮機的段

11、：每一進氣口到排氣口之間的“級”組成一 “段”，每個“段”通常由一個或幾個“級”組 成。（“段”之間設(shè)置中間冷卻器，以減少功耗）。離心壓縮機的級分為三種型式，即（首級）、（末級）和（中間級）。離心壓縮機的中間級由（葉輪1）、（擴壓器2）、i彎道3）、（回流器）組成。離心壓縮機的首級由（吸氣管）和（中間級）組成。離心壓縮機的末級由（葉輪）、（擴壓器）和（排氣蝸殼）組成。特征截面:in-吸氣管進口截面,0-葉輪進口截面：-葉輪葉道進口截面:一葉輪出口截面:-擴壓器進口截Ifll:-擴壓器出口截面，也即彎道進口被向：-彎道出口截面，也即回流器進口截面：-回流器出口截 而：0-本級出口截面，也即下一級

12、的進口截【耐：-排氣渦室進口截而。葉輪是外界（原動機）傳遞給氣體能量的部件，也是使氣體增壓的主要部件，不是唯一是氣體增壓的部件， 是唯一對氣體做功的部件。離心葉輪的常見型式有（閉式葉輪）、（半開式葉輪）和（雙面進氣葉輪）葉輪。葉輪明構(gòu)暨,2A91） iWo-埠輪% 口速展11f中形由擴壓器的作用是讓4時0 離心壓縮機的流動屬于二片式可分為速度和（絕對）速度構(gòu)成。速度、（機90）葉輪、（徑向型B 2A = 90）葉輪和（前彎型B牝為壓力能。:元、不穩(wěn)定的流動。片布4】上程有連續(xù)性方程（P102）、歐拉方程（P103） 18壓縮機級中的能量損失;要有流動損失、漏氣損失和/阻損失。醬占樂縮優(yōu)級內(nèi)的流

13、動4失分為鎮(zhèn)陽攸,火、力離挑失!沖擊損失、二次損失和尾跡損失。.漏氣損失的原因：葉輪出口壓力大于進口壓力：級出口壓力大于葉輪出口壓力：在葉輪兩側(cè)與固定部件之間 存在間隙。.級的總能量頭分配示意圖.能量頭的含義是什么，總能量頭包含哪幾部分1kg氣體從葉輪中獲得的能獻施量頭。總能量頭包含理論 能量頭、輪限損失能量頭和葉輪漏氣損失能量頭三部分。Hdf ：輪阻損失：Hth ：氣體的理論能量頭： AC2/2：氣體獲得的動能； Hhyd ：氣體的流動損失； Hpol :氣體的多變能量頭（錚壓能頭增 量）。4.離心泵的命名c IS80-65-160：吸入口直徑為80mm,壓出口直徑為65mm,葉輪直徑為16

14、0mm的單級單吸清水泵。（P155）5,離心泵的性能參數(shù)揚程：泵使單位重量（N）的液體獲得的有效能量頭，即泵抽送液體的液咿度。符號H,單位為m。有效功率：單位時間內(nèi)液體從泵中獲得的有效能量，用Ne表示鬻#卬）1UUU泵的能量損失:容積損失；水力損失；機械攪失。. 汽蝕的機理：泵內(nèi)的壓力變化，在葉片入口附近K處存在低壓區(qū)：當K處壓力低于液體相應溫度下飽和蒸汽 樂時，液體汽化，產(chǎn)生氣泡：隨著葉輪做功壓力上升，高于飽和蒸汽壓時氣泡凝結(jié)潰滅：周圍液體瞬間沖擊 空穴，形成水擊：金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。.汽蝕的危害：使過流部件（主要是葉輪）表面被剝蝕破壞：使泵的性能下降：產(chǎn)生噪聲和振動：是水利機 械向高

15、速發(fā)展的障礙。. 汽蝕余里：又叫凈正吸入樂頭，是表示汽蝕性能的主要參數(shù)，用NPSH表示，那位是叫吸入裝置一一有效汽 蝕余量NPSHa：泵本身一一必需汽蝕余型NPSHr。H,=Lh +A/. c.當液體一定時，泵發(fā)生汽蝕是由吸入裝置和泵本身兩方面決定的.有效汽蝕余型是指液體自吸液罐到達吸入口（S-S）后，高出汽化壓力pv所富余的部分能量頭，用PSHa表示。NPSHa與泵的吸入裝置有關(guān)，而與泵本身無關(guān)。.必需逐他解也是指泵入口（ S-S ）到葉輪最低壓力力.泵發(fā)生氣蝕的判別式二：當PSHa大于NPSHr時，不發(fā)1Ps吸入口 S-S處的壓力；吸入口 S-S處的液體速度PA為吸入裝置壓力；Hg為泵的安

16、裝高度：AHA-S為吸 入管的流動損失。NPSHa小于NPSHr時，發(fā)生嚴重汽蝕。.提高離心泵抗汽蝕性能的措施：（1）提高離心泵本身抗汽蝕的性能：A改進泵的吸入口至葉輪葉片入口附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計：B采用前更誘導輪：C采用雙吸式葉輪：D設(shè)計工況采用稍大的正沖角：E采用抗汽蝕的材料。（2）提高進液裝置汽蝕余量的措施：A增加泵前儲液罐中液面上的壓力：B減小泵前吸上裝置的安裝高度：C將 吸上裝置改為倒罐裝置：.吸上真空度：泵入口 S-S處的真空度，用Hs表示?？赏ㄟ^安裝在泵入口法蘭處的真空壓力表測曳。.泵的特性曲線：H-qv曲線：平坦狀、陡降狀、駝峰狀：X-qv曲線：是選擇原動機和啟動泵的依據(jù)：。-qv曲

17、 線：衡量泵工作的經(jīng)濟性;PSHr-qv曲線：是否發(fā)生汽蝕的依據(jù)。（P163）.離心泵運行工況的調(diào)節(jié)：改變泵的特性曲線：調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速一一n增大，特性曲線向右上方移動：切割葉輪外徑一一特性曲線向左下方 移動：改變前置導葉葉片的角度：泵的串連或并聯(lián),改變管網(wǎng)的特性曲線：閥調(diào)節(jié)：如：調(diào)節(jié)閥門A的開度，曲線由I變?yōu)镠液位調(diào)節(jié)：如：調(diào)節(jié)閥門B使 液位升高，曲線由H變?yōu)樯剑号月贩至髡{(diào)節(jié)。1）同時改變泵和管網(wǎng)的特性曲線：.離心泵的相似條件：兩泵流動相似應具備幾何相似和運動相似。幾何相似：是指泵過流元件的對應線性尺寸 比值相等，無量綱值相同。運動相似：是指對應點上同名速度的方向一致，比值相等，表現(xiàn)為進出口速度三

18、角形相似。.通常取泵最佳工況下的比轉(zhuǎn)數(shù)作為泵的比轉(zhuǎn)數(shù)，我國泵的比轉(zhuǎn)數(shù)計算式表示為：說明：_彳 ns定義為比轉(zhuǎn)數(shù)，它是判別離心泵是否相似的相似準數(shù)；即：若泵幾何招我x蝎;出&輸工況為相似工 況。H第5章 由于一臺泵只有一個設(shè)計工況點（即最隹工況點），故幾何相似泵的比轉(zhuǎn)數(shù)具有唯一值；比轉(zhuǎn)速是有量綱的，計算時注意單位統(tǒng)一：L 離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)大小與輸送液體性質(zhì)無關(guān)，而與葉輪形狀和泵的特性曲線形狀有關(guān)。故可按比轉(zhuǎn)速對泵的幾何1沉降：混合物在某種裝置中，由于兩相在力場中所受力的大小不同而沉淀分層，輕相在上層形成澄清 液，重相在下層形成沉淀物而實現(xiàn)分離。最簡單的例子就是帶有沙子的水的澄清過程， 過濾：混合物在多孔材料層裝重中，由于受力場的作用，液體通過多孔材料層流出形成濾液，固體被留 在材料層上形成濾渣而實現(xiàn)分離。.離心機分離原理 沉降離心機組成：無孔轉(zhuǎn)鼓，軸和其它部件。