过程流体机械

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,过程流体机械,13,917779816,zh,ao,jun,usst,.,edu,.cn,1,Contents,第一章,绪论,第二章,离心压缩机*,第三章,容积式压缩机*,第四章,泵*,第五章,离心机,2,References,1.,沙毅，闻建龙,.,泵与风机,.,合肥：中国科学技术大学出版社，,2005,2.,西安交通大学透平压缩机教研室,.,离心式压缩机原理,.,北京：机械工业出版社，,1980,3.,郁永章,.,活塞式压缩机,.,北京：机械工业出版社，,1982,4.,孙启才,.,离心机原理结构与设计计算,.,北京：机械工业出版社，,1987,3,第一章 绪 论,1.1,过程流体机械,1.2,流体机械的分类,1.3,流体机械的用途,1.4,流体机械的发展趋势,4,1.1,过程流体机械,1.1.1,过程与生产过程,*,过程 与 生产过程,过程：事物状态变化在,时间上,的持续和,空间上,的延伸。,生产过程： 劳动对象,进入,生产领域到,制成,产品的全部过程。,* 现代产品生产过程的特点,大型化、管道化、连续化、快速化、自动化。,生产加工场地,A,流体机械,+,管道,生产加工场地,B,5,*,过程工业,过程装备与控制专业主要以,过程工业,为专业背景。,过程工业：,以,流程性物料,（如气体、液体、粉体等） 为主要对象，,以 改变 物料的状态和性质 为 主要目的,工业，,包括 化工、石油化工、生物化工、化学、炼油、制药、食品、,冶金、环保、能源、动力等。,* 改进生产过程的主要目的,节能,；,生产率；生产成本；优化控制；,环保, ,污染。,1.1.2,过程装备,生产过程中所使用的,生产工具,（设备与机器）。,6,1.1.3,过程流体机械,*,流体机械,以,流体,为工质进行能量转换、处理与输送的机械。,如：管道化生产。,* 流体机械的特点,流体机械的许多零部件处于,高速,运动状态，,并与其中的,流体,发生,相互作用,。,7,1.2,流体机械的分类,1.2.1,按能量转换分类,*,原动机,将,流体的能量,机械能,，输出轴功率。,如 汽轮机、燃气轮机、水轮机等。,轴流式水轮机,8,汽轮机,锅,炉,汽轮机,发电机,给水泵,凝汽器,过热器,9,真实,10,真实,11,船用燃气轮机,12,燃气轮机发电机组,13,*,工作机,将,机械能,流体 的能量,，改变流体的状态（压力势能和动能）。,如 压缩机、泵、分离机等。,1.2.2,按流体介质分类,*,Definition of fluid,A fluid is a substance that will begin to deform when,a shear force,is applied to it and,continue,to deform,as long as,force is applied.,single-phase fluid,two-phase fluid,multiphase fluid,工作机,压缩机、泵、分离机,14,(1),压缩机（压气机、风机、气泵）,将机械能 ,气体,的能量。,* 分类（按压力大小）,通风机：,全压,p 15kPa,鼓风机：,全压,p 15kPa340kPa,压气机：,全压,p 340kPa,* 管道式排风机：,15,(2),泵,将机械能,液体,的能量。,单级单吸卧式离心清水泵 单级单吸卧式离心杂质泵,16,(3),分离机,用机械能将,混合介质分离,开来的机械。,17,1.2.3,按流体机械结构特点分类,(1),往复式结构的流体机械,特点：单级压升较高，输送流体的流量较小。,往复式空气压缩机,(2),旋转式结构的流体机械,特点：单级压升较小，输送流体的流量较大。,18,往复式结构的流体机械,旋转式结构的流体机械,19,1.3,流体机械的用途,广泛应用于国民经济的各个行业；与人们的生活密不可分。,流体机械的耗电量占全国总用电量的,30%,以上,（,1,）火力发电,* 汽水循环：,水,锅炉,蒸汽,推动汽轮机旋转 带动发电机旋转发电,*,汽轮机,锅炉给水泵,：由加热器向,锅炉供水。,冷凝泵,：汽轮机排出的废汽,在冷凝器中凝结成水，,由冷凝泵打入加热器,进行再循环。,循环水泵,：供给冷凝器用的,冷却循环水。,灰渣泵,：用于锅炉排灰。,20,工业锅炉给水泵,21,（,2,）水利工程,（,3,）化学工业,化工流程中，原料、中间产品常为液体或气体，固体物料也经常,以溶液或熔液的形态参与化学反应，输送流体的泵和压缩机被称为,化工厂的心脏,。且输送介质常有特殊要求。如,乙烯流程 用泵,：,22,（,4）,石油工业,泵与压缩机是石油和天然气的钻探、开采、运输和加工过程中的,重要设备。,* 潜油泵,：将原油从很深的油井输送到地面。,叶轮直径很小，泵的级数达数百级，固液混合物。,* 油田注水泵,：采用高压向油层中注水，油层压力，实现自喷。,大庆油田，注水,6,t/1t,油。,*,注气压缩机,：海洋油田伴生气代替水注入油层， 油层压力。,注气量较小,活塞式压缩机；,注气量较大,离心式压缩机。（压力可达,71,MPa）,*,水下油气混输泵,：将原油和共生的天然气一起输出。,（,5,）钢铁工业,钢铁冶炼过程中，需要大量的空气和氧气支持燃烧 风机；,生产过程中需要消耗大量的水 泵。,* 高炉鼓风机,：轴流式压缩机。,风量大：高炉容积,4000,m,3,时，风量,10000,m,3,/min，,功率,60,MW。,23,*,氧气压缩机,：氧气顶吹转炉炼钢设备。,典型参数：流量,72000,m,3,/h，,压力,3.75,MPa，,功率,12.15,MW。,防爆。,（,6,）城市给排水及废水处理,给水排水系统是现代化城市最主要的基础设施之一。,* 自来水厂,：一级泵站，抽吸江河之水，沉淀，消毒；二级泵站，,将水送往用户。,* 工业用水,* 废水排放、处理及再利用,（,7,）动力工程,* 燃气轮机压缩机,大型和移动式燃气轮机（如喷气式发动机）中，轴流式压缩机；,小型固定式燃气轮机，离心式压缩机。,* 涡轮增压器,内燃机气缸 废气 涡轮机 压缩机 进入气缸的空气压力,功率增加,50% 100%,* 动力风源,：风动工具等。,24,（,8,）制冷与低温工程,制冷装置在工业和科学领域，以及生活领域中起着重要作用。,低温低压的制冷剂液体,低温低压的制冷剂蒸气,低压制冷剂蒸气,较高,温度,和,压力,的制冷剂蒸气,高压制冷剂液体,25,*,作为工作机的流体机械,压缩机,：,小型制冷装置中，容积式压缩机；,大型制冷装置中，离心式压缩机；丙烯冷冻压缩机（世界上最大,的离心式压缩机），功率,53.7,MW.,*,作为原动机的流体机械,膨胀机,（透平膨胀机和活塞式膨胀机）,：,气体（制冷介质）绝热（等熵膨胀）,气体温度，且可输出,功率，节约能源。,26,（,9,）采矿工业,排水、通风、矿物远距离水力输送。,（,10,）航天技术,燃料输送泵,火箭发动机的重要组成部分。,离心泵,火箭和飞船控制导航系统中,液压执行元件,的动力源。,27,1.4,流体机械的发展趋势,1.4.1,创造新的机型,1.4.2,流体机械内部流动规律的研究与应用,1.4.3,高速转子动力学的研究与应用,1.4.4,新型制造工艺技术的发展,1.4.5,流体机械的自动控制,1.4.6,流体机械的故障诊断,1.4.7,实现国产化和参与国际市场竞争,28,