流體機(jī)械原理課件-參考

流體機(jī)械原理西安交通大學(xué)流體機(jī)械研究所西安交通大學(xué)流體機(jī)械國家專業(yè)實驗室聞蘇平

2010年授課于西安交通大學(xué)B72班流體機(jī)械原理西安交通大學(xué)流體機(jī)械研究所可編輯流體機(jī)械原理（離心壓縮機(jī)部分）可編輯流體機(jī)械原理（離心壓縮機(jī)部分）可編輯課程重點講授的內(nèi)容離心壓縮機(jī)原理★離心壓縮機(jī)的研究現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展流體機(jī)械的設(shè)計方法流體機(jī)械的應(yīng)用可編輯課程重點講授的內(nèi)容離心壓縮機(jī)原理★可編輯流體機(jī)械流體機(jī)械的定義流體機(jī)械是以流體（液體或氣體）為工作介質(zhì)與能量載體的機(jī)械設(shè)備流體機(jī)械的分類流體機(jī)械分為原動機(jī)與工作機(jī)原動機(jī)：將流體的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)械設(shè)備。水輪機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)力機(jī)、氣動工具等工作機(jī)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體的能量。各類風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)等可編輯流體機(jī)械流體機(jī)械的定義可編輯緒論

第一節(jié)壓縮機(jī)的分類第二節(jié)離心式壓縮機(jī)的應(yīng)用第三節(jié)離心式壓縮機(jī)的工作原理★第一章氣體流動的基本方程和基本概念★第一節(jié)歐拉方程式第二節(jié)能量方程式第三節(jié)伯努利方程式第四節(jié)氣體壓縮過程和壓縮功第五節(jié)級的總耗功和功率第六節(jié)級中氣體狀態(tài)參數(shù)的變化第七節(jié)級的效率第八節(jié)流量及流量系數(shù)第九節(jié)能量頭及能量頭系數(shù)可編輯緒論可編輯第二章級中能量損失★第一節(jié)摩擦損失第二節(jié)分離損失第三節(jié)二次流損失第四節(jié)尾跡損失第五節(jié)Re數(shù)和Ma數(shù)對流動損失的影響第六節(jié)級的性能曲線第七節(jié)漏氣損失第八節(jié)輪阻損失第三章葉輪第一節(jié)葉輪典型結(jié)構(gòu)比較★第二節(jié)葉輪的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)★第三節(jié)能量頭、周速系數(shù)的計算★第四節(jié)葉輪主要參數(shù)對級性能的影響第五節(jié)半開式．混流式葉輪可編輯第二章級中能量損失★可編輯第四章固定元件第一節(jié)吸氣室第二節(jié)無葉擴(kuò)壓器★第三節(jié)葉片擴(kuò)壓器★第四節(jié)葉輪主要參數(shù)對級性能的影響★第五節(jié)半開式、混流式葉輪第五章相似原理在離心壓縮機(jī)中的應(yīng)用★第一節(jié)相似原瑗的基礎(chǔ)知識第二節(jié)離心壓縮機(jī)的相似條件第三節(jié)相似原理的應(yīng)用第四節(jié)相似?；O(shè)計第五節(jié)性能換算可編輯第四章固定元件可編輯第六章離心式壓縮機(jī)的性能曲線和調(diào)節(jié)★

第一節(jié)離心式壓縮機(jī)的性能曲線第二節(jié)壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作第三節(jié)旋轉(zhuǎn)失速和喘振第四節(jié)壓縮機(jī)的串聯(lián)和并聯(lián)第五節(jié)離心式壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)第七章三元流動第一節(jié)運動參數(shù)第二節(jié)基本方程式第三節(jié)簡化計算模型第四節(jié)流線曲率法第五節(jié)絕對無旋運動可編輯第六章離心式壓縮機(jī)的性能曲線和調(diào)節(jié)★可編輯第八章實際氣體第一節(jié)實際氣體的壓縮性系數(shù)第二節(jié)實際混合氣體第三節(jié)實際氣體的熱力學(xué)性質(zhì)第四節(jié)實際氣體的壓縮過程第九章離心式壓縮機(jī)熱力設(shè)計第一節(jié)中間冷卻與分段第二節(jié)熱力設(shè)計概述第三節(jié)壓縮機(jī)中各段各級主要參數(shù)的選擇第四節(jié)級通流部分基本尺寸的確定第五節(jié)計算例題可編輯第八章實際氣體可編輯緒論離心壓縮機(jī)的分類與應(yīng)用可編輯緒論離心壓縮機(jī)的分類與應(yīng)用可編輯

氣體壓力定義：

單位面積所承受的氣體分子的撞擊力。根據(jù)分子撞擊的形式可以分為以下兩種提高壓力的方法：①減容壓縮過程：壓縮機(jī)為一定容積的氣體聚集在容器內(nèi)，通過減小容器的容積，增加單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)量，增加了氣體分子撞擊單位面積的次數(shù)，以增加氣體的壓力。所產(chǎn)生的壓力滿足方程：P2=P1（V1/V2）。②加速流體壓縮過程:增加氣體分子的動能，提高氣體分子撞擊單位面積的力量提高壓力。根據(jù)動能轉(zhuǎn)換為勢能的原理，為流體加速到高速然后降低速度，通過改變氣流流動方向，把氣體所具有的動能轉(zhuǎn)化為勢能（壓力能）。

可編輯氣體壓力定義：可編輯壓縮機(jī)的分類

壓縮機(jī)可編輯壓縮機(jī)的分類壓可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯活塞壓縮機(jī)可編輯活塞壓縮機(jī)可編輯空氣濾清器進(jìn)氣閥氣缸活塞散熱片排氣閥單級活塞式壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖可編輯空氣濾清器進(jìn)氣閥氣缸活塞散熱片排氣閥單級活塞式可編輯4.13External-DriveCompressors可編輯4.13External-DriveCompress可編輯可編輯可編輯4.15.1ReciprocatingCompressor可編輯4.15.1ReciprocatingCompres可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯4.15.3ScrollCompressorOperation可編輯4.15.3ScrollCompressorOpe可編輯螺桿壓縮機(jī)可編輯螺桿壓縮機(jī)可編輯螺桿壓縮機(jī)的運行可編輯螺桿壓縮機(jī)的運行可編輯4.15.3ScrewCompressorOperation可編輯4.15.3ScrewCompressorOper可編輯

螺桿式制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理可編輯螺桿式制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理可編輯4.15.3ScrollCompressorOperation可編輯4.15.3ScrollCompressorOpe可編輯透平壓縮機(jī)的分類軸流式離心式混流式可編輯透平壓縮機(jī)的分類軸流式可編輯軸流式壓縮機(jī)可編輯軸流式壓縮機(jī)可編輯可編輯可編輯離心式可編輯離心式可編輯混流式可編輯混流式可編輯軸流離心混合式可編輯軸流離心混合式可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯CentrifugalFans離心風(fēng)機(jī)9-19DhighpressureG\Y4-73boilerfanDKT-2lownoisefanB30axesflowfanhightemperature可編輯CentrifugalFans離心風(fēng)機(jī)9-19Dh可編輯多翼風(fēng)機(jī)wheel可編輯多翼風(fēng)機(jī)wheel可編輯羅茨風(fēng)機(jī)（泵）ThetworotatingcomponentsconfineavolumeofgasThevolumeofthepocketdecreasesinrotationsopressureincreases可編輯羅茨風(fēng)機(jī)（泵）Thetworotatingcom可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯可編輯透平壓縮機(jī)和容積式壓縮機(jī)比較透平式壓縮機(jī)容積式（以活塞式為例）壓縮機(jī)1、流量大。如果與活塞式的具有相同流量的壓縮機(jī)相比較，透平式壓縮機(jī)的尺寸要小得多。1、排氣壓力可以在較大的范圍內(nèi)波動，高壓力、小流量區(qū)域尤為合適。氣體成分變化對機(jī)組性能影響不大。2、輸氣均勻，無脈動，氣體無油污染。2、輸氣脈動，排氣流速低、機(jī)組熱效率高。3、結(jié)構(gòu)簡單，易損件少，連續(xù)運轉(zhuǎn)周期長。因為運轉(zhuǎn)時無不平衡力，基礎(chǔ)較小，基建投資少。3、外形尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運行不平穩(wěn)。基礎(chǔ)大，易損件多，運行周期短。4、以用汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)直接拖動，便于整個裝置的熱力平衡。運行轉(zhuǎn)速對材料及零部件制造精度要求高。4、運行速度低，零部件多用普通材料制成。可編輯透平壓縮機(jī)和容積式壓縮機(jī)比較1、流量大。如果與活塞式的可編輯離心壓縮機(jī)的特點優(yōu)點：排氣量大，氣體流經(jīng)離心壓縮機(jī)是連續(xù)的，其流道截面積較大，葉輪轉(zhuǎn)速很高，氣流速度很大，因而流量很大。結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小。它比同氣量的活塞式小得多；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，連續(xù)運轉(zhuǎn)時間長，維護(hù)費用小，操作人員少；不污染被壓縮的氣體，這對化工生產(chǎn)是很重要的；轉(zhuǎn)速較高，適宜用蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直接拖動。缺點：單級壓力比不高，不適用于較小的流量；穩(wěn)定工況區(qū)較窄，盡管氣量調(diào)節(jié)較方便，但經(jīng)濟(jì)性較差可編輯離心壓縮機(jī)的特點優(yōu)點：可編輯SingleStageCentrifugalCompressorApplicationFlowrateis500,000m3/hrandhavingcompressionratio3withdischargepressure80bar可編輯SingleStageCentrifugalCo可編輯MultistageIntegrallyGearedCompressorApplicationsFlowraterangingfrom1,000to500,000

m3/hrHavingpressureupto100bar可編輯MultistageIntegrallyGeare可編輯PipelineCompressorApplications

Thisisthenaturalgascompressorforpipelinetransportationhavingpressureratiorangingfrom1.05to1.5,shaftspeedrangingfrom3,000to13,500rpmanddischargepressurerangingfrom80to125bar可編輯PipelineCompressorApplica可編輯離心壓縮機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域電力工業(yè)石油工業(yè)冶金工業(yè)動力工程制冷與低溫工程航空和航天采礦工業(yè)生物醫(yī)學(xué)工程環(huán)境工程采暖與通風(fēng)污水處理空氣凈化氣力輸送可編輯離心壓縮機(jī)電力工業(yè)制冷與低溫工程環(huán)境工程可編輯離心壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

壓縮過程主要在離心壓縮機(jī)的級中進(jìn)行，級由以下六個元件組成：進(jìn)氣室（吸氣室）：把氣體均勻地引入葉輪。葉輪：在葉輪內(nèi)進(jìn)行能量傳遞，提高氣體的動能和壓力能。擴(kuò)壓器：把葉輪出口流體的較高動能轉(zhuǎn)換為壓力。彎道：在多級離心壓縮機(jī)中，引導(dǎo)氣體進(jìn)入下一級，繼續(xù)進(jìn)行壓縮，提高氣體壓力?；亓髌鳎菏箽饬靼此璧姆较蚓鶆虻剡M(jìn)入下一級蝸室：把擴(kuò)壓器或葉輪后面的氣體匯集起來引到壓縮機(jī)處可編輯離心壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)與應(yīng)用壓縮過程主要在離心壓縮可編輯葉輪擴(kuò)壓器彎道回流器主軸蝸殼進(jìn)氣室密封平衡盤機(jī)殼隔板可編輯葉輪擴(kuò)壓器彎道回流器主軸蝸殼進(jìn)氣室密封平衡盤機(jī)殼隔板可編輯離心壓縮機(jī)水平剖分面可編輯離心壓縮機(jī)水平剖分面可編輯閉式葉輪葉輪進(jìn)口輪蓋密封輪蓋shroud輪盤hub葉片葉輪進(jìn)口c1w1u1c2w2u2可編輯閉式葉輪葉輪進(jìn)口輪蓋密封輪蓋shroud輪盤hub葉片可編輯半開式三元葉輪三元葉片輪盤(Hub）葉片工作面壓力嗎（PS）葉片非工作面吸力面（SS)可編輯半開式三元葉輪三元葉片輪盤(Hub）葉片工作面葉片非工可編輯離心壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)

組成：離心式壓縮機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子：又稱固定元件。它主要指吸氣室、擴(kuò)壓器、彎道、回流器、蝸殼等。轉(zhuǎn)子：包括軸、軸套、葉輪、平衡盤等?？删庉嬰x心壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)組成：離心式壓縮機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩可編輯離心壓縮機(jī)的工作原理

氣體由吸氣室吸入。通過葉輪對氣體作功，使氣體壓力，速度，溫度提高然后流入擴(kuò)壓器，使速度降低，壓力提高，彎道，回流器主要起導(dǎo)向作用。使氣流流入下一級繼續(xù)壓縮。最后由未級出來的高壓氣體級蝸室和出氣管輸出?？删庉嬰x心壓縮機(jī)的工作原理氣體由吸氣室吸入。通過葉輪對可編輯級的典型結(jié)構(gòu)

級定義：

級是離心壓縮機(jī)使氣體增壓的基本單元，由一個葉輪及其附屬的固定元件組成。級的三種型式：中間級:由葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器組成；首級：由吸氣管和中間級組成；末級：由葉輪、擴(kuò)壓器和排氣蝸室組成?？删庉嫾壍牡湫徒Y(jié)構(gòu)級定義：可編輯可編輯可編輯in—吸氣管進(jìn)口截面，即首級進(jìn)口截面，或整個壓縮機(jī)的進(jìn)口截面0—葉輪進(jìn)口截面，中間級、末級的進(jìn)口截面；1—葉輪葉道進(jìn)口截面；2—葉輪出口截面3—擴(kuò)壓器進(jìn)口截面4—擴(kuò)壓器出口截面（即彎道入口截面）5—彎道出口截面（即回流器進(jìn)口截