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过程流体机械发展史

过程流体机械发展史
过程流体机械发展史

离心式压缩机的相关发展、类型及新型压缩机

学号:1202034312

姓名:南志捷

0.引言

随着科技的不断进步,越来越多的行业发展需要依赖离心压缩机。它作为提供能量、降低温度、冶炼金属、气体分离及天然气的输送等工业部门的重要仪器,离心压缩机缘于其体积小、流量大、质量轻、运行高效、零件不易受损、输送气体无油气污染等一系列优点,因而得到了广泛的应用。为了这些行业日后的发展,对离心压缩机的研究是很有必要性的。

1.离心压缩机的发展史

第一台工业上使用的离心压缩机是在人类迈人20世纪时与早期的燃气轮机一同出现的。其中一些工作是由发明第一台燃气轮机的E11ing在1903年完成的。在20世纪初期,这些压缩机也被应用在过程工业中。最早应用的是钢铁厂中的高炉鼓风机。例如,某设备制造商(OEM)将第一台7系列的离心压缩机在1912年销售给了位于美国密苏里州圣路易斯的Scullin 钢铁公司。即使按照现在的标准衡量,这些鼓风机也是大型的设备。虽然在功能上相同,但是以前压缩机中的基本部件如:轴承、密封、叶轮和扩压器等与现在压缩机中复杂内部部件相比,还是有很大的不同。

提高制造方法是发展现代高性能离心压缩机的一个重要因素。如果不能精确加工出为了提高性能所设计的复杂型线,那么应用现代尖端分析和设计技术就显得意义不大。能够取得当前的高效率水平,与现在的制造方法是密不可分的。不过,这种看法最初并不被认同。

在离心压缩机发展的初期阶段,设计水平在一定程度上受到了当时制造方法的限制。设备制造商在进行设计时,不得不使用当时较为有限的几种方法,包括机械加工(即车削、三轴铣制)、联接(即焊接、铆接)和铸造。

机械加工技术当时只有车削和三轴铣制。这两种方法只能加工非常简单的二维型线,并被应用在大多数离心压缩机上,但是无法满足大流量和(或)高马赫数的要求。设备制造商必须使用焊接或铸造,来制造应用在较高流量场合的更复杂的型线。事实上,直到20世纪50年代末、60年代初,焊接叶轮还没有被大量的使用。因此,早期离心压缩机的叶轮主要是铸造或者是铆接的。一些最早期的铆接叶轮可以追溯到20世纪20年代。

同样,定子部件也是焊接或铸造的。由于当部件相同时,重复铸造可以降低成本;当时提高性能不是考核的关键,大多数设备制造商倾向于使用铸造方法。压缩机机壳使用铸件的方式,直到20世纪50年代还较为普遍。不过铸造部件表面粗糙的特性,决定了在使用它的时候,必须牺牲一些空气动力学性能,但是并不阻碍它可以大量被应用在工艺压缩机中。当时甚至整个通流部分均可以由铸件组成。之后,通流部分部件开始较少使用铸件,而是用焊接、螺栓连接、或铆接的型式来制造。

在这些早期压缩机中,其主要性能指标只是简单地压缩气体,能量消耗不是主要考核点。随着高能耗所造成的高成本和设备制造商们的竞争升级,越来越有必要开发高性能的离心压缩机。

在20世纪50年代的最高效率大多分布在70%一75%。那时的能源相对丰富,没有人在意性能相对低的离心压缩机。但是随着20世纪70年代中期能源危机的爆发,用户与压缩机制造商开始注重降低能量消耗,使得原动机和压缩机的性能大大提高,压缩机效率达到了80%~85%。在90年代和本世纪初,效率得到进一步发展,可以接近90%。但是多级离心压缩机工业正在逼近由90%~92%的理论多变效率决定的效率极限。因此,想要设计出效率高于92%的多级工艺离心压缩机几乎是不可能的。显然,牛顿定律和热力学定律就决定了压缩机不可能达到100%的效率。此外,还有一些基本损失(即二次流、边界效应、泄漏、气流角度偏差、轴承磨擦等)在基本级中是不可避免的。这些基本损失会将多级离心压缩机的效率限制在90%-92%。

对比最初的几十年发展阶段,最近十几年来效率的提高幅度相对较小,显然这是由于效率

已经被提高至趋于极限,即使大量的投入也很难取得显著提高。未来的提高方向可以有下列

几种:(a)考虑从前被认为是次要的、忽略的性能影响因素,如泄漏通道;(b)开发更先进的空气动力学零部件;(c)融合轴流和离心技术。通过这些方法可能获得更高的级或整机效率,但是可能要牺牲一些流量范围。虽然现在所谓的理论效率极限也有可能被打破,不过可以预见,在未来十年的发展中,效率的提高不会像从前有5%或10%的提高,而只能是0.1%,0.5%或1%逐渐地提高了。

2.离心压缩机的分类

离心压缩机主要分为三种类型,分别为水平剖分型离心式压缩机、筒型离心式压缩机、多轴型离心式压缩机。[1]所谓的水平剖分型离心式压缩机就是有一水平中分面将汽缸分为上下两半,在中分面处用螺栓连接。此种结构拆装方便,适用于中、低压力场合;而筒型离心式压缩机有内、外两层汽缸,外汽缸为一筒形,两端有端盖。内汽缸垂直剖分,其组装好后再推入外汽缸中。其结构缸体强度高、密封性好、刚性好、但安装困难、检修不便,适用于高压力或要求密封性好的场合;多轴型离心式压缩机是在一个齿轮箱中由一个大齿轮驱动几个小齿轮轴,每个轴的一端或两端安装有一级叶轮,叶轮轴向进气,径向排出,通过管道将各级叶轮连接。此种结构简单、体积小,适用于中、低压力的空气、蒸气或惰性气体的压缩。

3.现阶段离心压缩机存在的问题

叶轮和扩压器是离心压缩机的关键部件,叶轮设计与制造的好坏及其与扩压器的匹配情况将对压缩机的性能产生决定性的影响。作为整个压缩机来说,

轴承的性能及润滑、密封情况也将会对压缩机性能产生影响。现阶段叶轮的设计与制造还不完善、叶轮与扩音器的匹配也不尽人意还有就是轴承的研发还具有一定的阻碍。

4.离心压缩机未来的展望

离心压缩机技术已经接近空气动力学效率的最高极限,但人们还是可以设法进一步提高效率,并增大高效率时的流量范围。因此,在展望未来的发展时,人们可以预测以下方面:更加精确的叶片型线;更加不同寻常的扩压器;可动形状的导流叶片、扩压器和回流器;进一步改进的密封技术;和其它一些定子部件的增强。所有这些均要借助于更先进的空气动力学和机械分析工具,及计算机技术对真实情况所进行更加精确的模拟。目前,国内外对于高压比(单级压比>5)离心压缩机的应用仍然较少,这主要是因为其效率低、流动范围受限等原因所造成的。现代三维求解技术及先进测试手段(PIV、PDA等)的应用将使这些问题有望得到解决,但仍需要大量的努力,一旦在这一领域实现突破,将会使得离心压缩机的使用成本大幅下降,从而使离心压缩机得到更大范围地应用。

5.新型压缩机

磁悬浮压缩机技术

磁悬浮轴承是一项高技术产品,由于其昂贵的价格,过去只被用于航天工程。1993年,澳大利亚Multistack公司成立了一个TURBOCORR&D部门,专门研究磁悬浮轴承应用于制冷压缩机。经过10年的时间,这项研究终于获得了成功,磁悬浮轴承制冷压缩机已经能够应用制冷和空调产品,这项技术并且在2003年的美国ChicagoASHRAE/AHR展览上获得了EnergyInnovation奖。

在传统的制冷压缩机中,机械轴承是必需的部件,并且需要有润滑油以及润滑油循环系统来保证机械轴承的工作。在所有烧毁的压缩机中,实际上仅90%是由于润滑的失效而引起的。而机械轴承不仅产生磨擦损失,润滑油随制冷循环而进入到热交换器中,在传热表面形成的油膜成为热阻,影响换热器的效率,并且过多的润滑油存在于系统中对制冷效率带来很大的影响。因此,机械轴承在压缩机中时不得不有的东西。

磁悬浮轴承是一种利用磁场,使转子悬浮起来,从而在旋转时不会产生机械接触,不会产生机械磨擦,不再需要机械轴承以及机械轴承所必需的润滑系统。在制冷压缩机中使用磁悬浮轴承,所有因为润滑油而带来的烦恼就不再存在了。这种新型的制冷压缩机正是应用了磁悬浮轴承技术。

这种新型的压缩机并且是一种两级压缩机的离心式压缩机。在各种制冷压缩机中,离心式压缩机通常具有最理想的效率。新型的压缩机还结合了数字变频控制技术,压缩机的转速可以在15000rpm~48000rpm之间调节,使压缩机的制冷量最低可以工作在20%的负荷。数字控制技术使压缩机成为世界上第一种数字式压缩机,它甚至可以归类为电器产品。无摩擦和离心压缩方式使压缩机获得了高达COP=5.6的满负荷效率,

而变频控制技术则使压缩机获得了IPLV=0.41kW/ton极其优异的部分负荷效率。变频控制也使压缩机只要6A的微弱电流就可以启动起来,而传统的相同制冷量的其他压缩机,至少需要500~600A的启动电流。

1、运行效率高48%,尤其在部分负荷工况下:压缩机比其它品牌同种型号的节能48%。这种特别的性能通过基于网络的监控和诊断系统,可实现对其现场或远程监控。

2、无需润滑油,维护费用比含油压缩机低50%:无油化是在工业中经过几十年奋斗才得以实现。无油化设计不仅排除了由于油污染而减少效率的可能性,同时也消除了油管理配件:

油热器,油泵,油分离器,油滤器等

3、超轻的机身设计:一个120冷吨的压缩机仅重295磅,相当于一些传统机器重量的1/5。

4、超静的运营过程:运行时的声音小于70分贝,压缩机是那样的静以至于如果在典型设备背景躁音下,你根本听不出它在运行。

5、重新定义的软启动:压缩机重新定义了软启动,只需2安培的启动电流,而传统的压缩机需要500~600安。

过程流体机械试题整理版

、单项选择题 (每题 1分,共 10分 ) 1. 液体从泵入口流到出口的过程中,通常存在的三种损失有流动损失、流量损失和( A ) A. 机械损失 B .尾迹损失 C.冲击损失 D.泄漏损失 2. 下列零部件中属于离心泵过流部件的是( C )。 A. 转轴 B.轴封箱 C.蜗壳 D. 口环 3. 为便于对不同类型泵的性能与结构进行比较,泵的比转数 n s 是其(B )。 A.任意效率点的比转数 B.最高效率点的比转数 C 最低效率点的比转数 D.最小流量的比转数 4. 在泵出口设有旁路与吸液罐相连通,改变旁路上调节阀的开度调节流量属于( A )。 A.改变管路特性工况调节 B.改变工艺参数调节 C.改变尺寸参数调节 D.改变泵特性工况调节 5. 下列零部件中属于离心压缩机定子的零部件的是( A )。 A .扩压器 B . 口环 C .阀片 D .气缸 6. 离心压缩机转速越高,压力比越大,但性能曲线越陡,稳定工作区( D )。 A. 不变 B. 越宽 C. 等于零 D. 越窄 7. 保持两机流动过程完全相似的条件为:几何相似、进口速度三角形相似、特征马赫数相等和 ( C )。 A .多变指数相等 B .膨胀指数相等 C.绝热指数相等 D .等温指数相等 8. 压缩机实际运行中的排气压力并不总是符合设计压力,其值取决于( C ) A .进气系统的压力 B.汽缸的压力 C.排气系统的压力 D .活塞的压力 9. 各类压缩机的旋转惯性力或旋转惯性力矩都可以用加( B )。 A .气体质量来平衡 B .平衡质量来平衡 C.汽缸质量来平衡 D.往复质量来平衡 10. 在结构尺寸一定时,影响活塞压缩机排气量的主要因素是转速和( C ) A .凝析系数 B .吸气系数 C.排气系数 D ?抽加气系数 二、多项选择题(每题 2分,共 10 分) 11. 离心泵按液体吸入叶轮的方式不同,有( AE )。 A.双吸式泵 E.多吸式泵 C.单级泵 D.多级泵 E .单吸式泵 12. 下列零件属于活塞压缩机密封零部件的有( ABC ) A.活塞环 E.平面填料 C.锥面填料 D.连杆 E.曲轴 13. 根据各列气缸中心线之间的夹角和位置不同,活塞式压缩机分为( A.立式 E.移动式 C.卧式 D.固定式 E.角度式 14. 下列属于离心压缩机流动损失的是( BD )。 A.泄漏损失 E.分离损失 C.机械损失 D.二次涡流损失 E.轮阻损失 15. 下列零部件中属于离心压缩机零部件的是( 过程流体机械试题 ACE ) ABD

过程流体机械教学大纲-2010版-西安交通大学教师个人主页

“过程流体机械”实验教学大纲 Process Fluid Machinery 课程中文名称:过程流体机械 课程英文名称:Process Fluid Machinery 课程编码:ENPO3620 实验学时:10 学分:0 适用专业:过程装备与控制工程 先修课程:工程热力学,传热学,流体力学 开课学院:化学工程与技术学院 开课学期:第6学期 教材及实验指导书: [1] 崔天生. 压缩机实验指导书. 西安交通大学讲义 [2] 化机实验室. 化工机械实验指导书. 西安交通大学讲义,1994 一、实验课程简介 过程流体机械课程实验教学内容涉及活塞压缩机、风机、水泵三个方面,包括5个必修实验,共10学时;另开设4个选修实验,供有余力和有兴趣的学生拓展能力,或进行科研训练。即: 1. 活塞压缩机拆装实验,2学时。 2. 活塞压缩机性能测试及指示图录取实验,2学时。 3. 活塞压缩阀片运动规律测试实验,2学时。 4. 水泵性能测试实验,2学时 5. 风机性能测试实验,2学时。 二、实验课性质、目的和任务 性质:课程内实验 目的:

1. 培养学生在压缩机、风机、水泵等过程流体机械,即动设备方面的实验、研究基本技能,学习实验中的基本操作方法,了解此类设备的一般情况和特性。 2. 培养学生运用所学到的理论知识分析实验现象和初步解决实际问题的能力,从而巩固和拓展所学的理论知识,增强对书本知识的掌握效果和运用能力。 3. 培养学生严肃认真和实事求是的科学作风及科学态度。 任务: 了解有关实验装置的构成及特点,了解有关测试仪器、仪表设备的功能和使用;记录有关的实验数据和曲线,完成数据和曲线的处理,写出实验报告。 三、实验课教学基本要求 1. 实验前应认真阅读实验指导书,根据实验内容和要求,复习教科书中的有关章节或参考有关资料,预计所得的结果和有关曲线形态。同时提出实验过程中应当注意和可能发生的问题,防止事故发生。预习合格者方可参加实验。 2. 实验时以小组为单位进行,每组由5~8人组成,推选小组长一人,负责组织实验的进行以及人员分工。 3. 每次实验开始前认真阅读实验操作安全规定,并在实验过程中严格遵守。 4. 熟悉所用仪器、仪表及设备特性、操作要点,经指导教师检查准许后才可合上电源进行操作。电源合上时,机器开始运转,此时应检查仪器仪表工作是否正常;如一切正常即可进入正常实验。当机器运转在某一工况下测取数据时,应在组长统一指挥下同时测取。数据全部测取完毕后,方可改变为另一工况。实验全部结束后,应对实验记录数据进行初步的检查分析,然后交指导教师检查签字后方可停机结束。将仪器、仪表拆下并归还仪器问,并搞好清洁工作,关好门窗方可离开实验室。 5. 编写实验报告。实验报告每人编写一份,根据实验结果得出结论,并进行简要的理论分析,若所得结论与理论预期不一致时,应分析其原因;也可对所做实验提出改进建议;写出自己的心得和体会。 四、实验教学的内容与要求 1.实验项目名称:活塞压缩机拆装实验 实验目的: 通过拆装一台单作用小型压缩机,建立对实际往复活塞式压缩机外型,各零

蔡克霞_过程流体机械复习思考题答案

第一章绪论第二章容积式压缩机 思考题: 1.什么是原动机、工作机、压缩机、泵?并举例说明. 原动机是将流体的能量转变为机械能,用来输入轴功率,如汽轮机、燃气轮机、水轮机等。 工作机是将机械能转变为流体的能量,用来改变流体的状态(提高流体的压力、使流体分离等)与传送流体,如压缩机、泵、分离机等。 将机械能转变为气体的能量,用来给气体增压与输送气体的机械称为压缩机。 将机械能转变为液体的能量,用来给液体增压与输送液体的机械称为泵。 2.按排气压力压缩机又分为哪几类? 按照气体压力升高的程度,又区分为压缩机,鼓风机和通风机等。 3.流体机械按结构分为哪几类?并举例说明. 流体机械按结构可分为两大类,一类是往复式结构的流体机械,另一类是旋转式结构的流体机械。 往复式结构的流体机械主要有往复式压缩机、往复式泵等。这种结构的流体机械具有输送流体的流量较小,而单级压升较高的特点。 旋转式结构的流体机械,这种结构的流体机械具有输送流体的流量大而单级压升不太高的特点。 4.容积式压缩机的工作原理是什么? 容积是压缩机是指依靠改变工作腔来提高气体压力的压缩机。 5.容积式压缩机按其结构可分为哪几类?

按照结构的不同分为往复活赛和回转活塞之分,前者简称“往复式”,后者简称“回旋式”。 6.容积式压缩机的特点是什么? 1、运动机构的尺寸确定后,工作腔的溶剂变化规律也就确定了,因此机器转速的改变对工作腔容积变化规律不发生直接的影响,故机器压力与流量关系不大,工作的稳定性较好; 2、气体的吸入和排出是靠工作腔容积变化,与气体性质关系不大,故机器适应性强并容易达到较高的压力; 3、机器的热效率较高; 4、容积式机器结构较复杂,尤其是往复式压缩机易于损坏的零件多。此外,气体吸入和排出是间歇的,容易引起气柱及管道的振动。 7.简述往复压缩机的工作过程. 被压缩气体进入工作腔内完成一次气体压缩成为一级。每个级由进气、压缩、排气等过程组成,完成一次前述过程称为一个循环。 8.往复压缩机的理论压缩循环与实际压缩循环的区别是什么?(或往复压缩机的理论压缩循环与实际压缩循环的特点是什么?) 1、气体通过进、排气阀时无压力损失,且进、排气压力没有波动,保持恒定; 2、工作腔内无余隙容积,缸内的气体被全部排出; 3、工作腔作为一个孤立体与外界无热交换; 4、气体压缩过程指数为定值; 5、气体无泄漏。 9.画图示意往复压缩机的理论压缩循环指示功的大小,并写出计算式.

过程流体机械主要知识点

离心压缩机工作原理: 利用离心力对气体作功,由扩压通道对气体扩压,以提高气体压力。 离心叶轮的欧拉方程:L th=H th=C2u U2—C1u U1 欧拉方程的物理意义:方程说明气体获得的理论能量头只与叶轮叶道进、出口流体的速度积有关,而与流体的性质无关。 由于气体本身所具有的惯性作用,在叶轮叶道中将产生与叶轮旋转方向相反的附加的相对运动, 即轴向旋涡 伯努利方程物理意义:表明外加能头(机械功), 一部分作压缩功,提高气体的静压能,一部分增加动能,一部分克服各种能量损失,即:外加能头=压缩功+动能+克服损失 压缩机的最小流量工况--喘振工况 当级中流量减小到某最小值时,会产生喘振现象, 这时级或机不能正常工作,如不及时采取措施解决,将会造成恶性事故。 喘振产生的原因是: 内因: 流量达到最小流量,气流的边界层严重分离; 外因: 管路中存在储存能量的空间,即供气管网。 流动相似, 就是指流体流经几何相似的通道或机器时, 其任意对应点上同名物理量如压力、速度等比值相等。 流动相似的相似条件:模型与实物或两机器之间几何相似、运动相似、动力相似和热力相似。 对于离心压缩机而言, 其流动相似应具备的条件:几何相似、叶轮进口速度三角形相似、特征马赫数相等,即M’2u=M2u 和气体等熵指数相等,即k’=k。 压缩机的调节方法:压缩机出口调节流量、压缩机进口调节流量、采用可转动的进口导叶调节(又称进气预旋调节)、改变压缩机转速的调节。 理论压缩循环:由进气→压缩→排气三个热力过程组成 实际工作循环由吸气—压缩—排气—膨胀四个过程组成。 实际工作循环的特点 ■存在余隙容积 ■进气、排气过程存在压力损失 ■气体与汽缸壁面间存在温差,压缩和膨胀指数不是定值 ■汽缸存在泄漏 ■实际气体性质不同于理想气体 压缩机排出的气体容积流量换算到压缩机进气状态下的气体容积流量,称为单级压缩机的排气量。 容积系数λv:---反映气缸行程容积的有效利用程度 容积系数=实际进气容积/行程容积 泄漏系数λl ---表示气阀、活塞环、填料函等泄漏对汽缸容积利用程度的影响 多级压缩就是将气体的压缩过程分在若干级中进行,并在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。 采用多级压缩的理由 ■节省压缩气体的指示功 ■降低排气温度 ■提高容积系数 ■降低活塞上的气体力

最新过程流体机械习题及参考答案

过程流体机械习题及答案 第1章绪论 一、填空 2、流体机械按其能量的转换形式可分为()和()二大类。 3、按工作介质的不同,流体机械可分为()、()和()。 5、将机械能转变为()的能量,用来给()增压与输送的机械称为压缩机。 6、将机械能转变为()的能量,用来给()增压与输送的机械称为泵。 7、用机械能将()分离开来的机械称为分离机。 二、名词解释 5. 压缩机 6. 泵 7. 分离机 第2章容积式压缩机 一、填空题 2、往复式压缩机由()、()、()和()四部分组成。 3、往复式压缩机的工作腔部分主要由()、()和()构成。 4、活塞通过()由传动部分驱动,活塞上设有()以密封活塞与气缸的间隙。 6、往复式压缩机的传动部分是把电动机的()运动转化为活塞的()运动。10.理论上讲,级数越(),压缩气体所消耗的功就越()等温循环所消耗的功。 14.气阀主要由()、()、()和()四部分组成。 16.活塞环和填料的密封原理基本相同,都是利用()和()的作用以达到密封的目的。 19.压缩机正常运转时,产生的作用力主要有三类:(1)();(2)();(3)()。 22.压缩机中的惯性力可分为()惯性力和()惯性力。 23.一阶往复惯性力的变化周期为();二阶往复惯性力的变化周期为()。 25.旋转惯性力的作用方向始终沿曲柄半径方向(),故其方向随曲轴旋转而(),而大小()。 36.理论工作循环包括()、()、()三个过程。 37.实际工作循环包括()、()、()和()四个过程。 精品文档

38.活塞运动到达主轴侧的极限位置称为();活塞运动到达远离主轴侧的极限位置称为()。 39.活塞从一个止点到另一个止点的距离为()。 40.第一级吸入管道处的气体压力称为活塞压缩机的();末级排出接管处的气体压力称为活塞压缩机的()。 二、选择题 2.活塞式压缩机的理论工作循环由______个过程组成。 A.一B.二C.三D.四 3.活塞压缩机的实际工作循环由______个过程组成。 A.四B.三C.二D.一 4.活塞式压缩机的实际工作循环中膨胀和压缩过程属于______过程。 A.气体流动B.热力C.冷却D.升温 7.吸、排气管内的压力取决于_____。 A.气缸内吸、排气压力B.气阀弹簧力 C.气阀通流面积D.外界系统 10.在压力比和膨胀指数一定时,相对余隙容积越大则______系数越小。 A.压力B.温度C.容积D.泄漏 16.压缩机的实际排气压力取决于______。 A.缸内压力B.实际吸气压力 C.排气温度D.排气系统的压力 19.在活塞式压缩机中若各级压力比相等且吸入温度相同,则总指示功最少,这就是______原则。 A.最佳压力B.最佳温度C.等压力分配D.等压力比分配 21.下列属于易损件的是。 A.活塞B.十字头销 C.阀片D.连杆 23.在单列压缩机中采用加平衡质量的方法,可以使一阶往复惯性力______。A.部分平衡B.完全平衡C.旋转90°D.旋转180° 25.各类压缩机的______惯性力或力矩可用加平衡质量的方法来平衡。 A.一阶B.二阶往复C.往复D.旋转 26.在活塞式压缩机中加装飞轮的目的使用来______。 A.调整活塞力B.降低功率消耗 C.均衡转速D.降低压力脉动 28.压缩机铭牌上的排气量指的是______排气量。 A.额定B.标准C.实际D.理论 29.活塞杆与气缸间隙采用______密封。 A.活塞环B.软填料C.硬填料D.密封圈 精品文档

流体输送机械基本原理讲义

第二章 流体输送机械 第一节 概述(略) 第二节 离心泵 一、离心泵的基本结构和工作原理 1、离心泵的基本结构 2、离心泵的工作原理 例:一杯热水为使之冷却,用筷子在水中旋转,水也产生速度,跟着筷子一块转动(本质上是筷子的附着力大于水之间的内聚力,内摩擦力使水旋转)靠近筷子的水转的快而远离筷子的水转的慢。另外中心凹,四周水沿壁上升高于中间。为什么呢? 离心泵工作原理 离心力 R m R m F 2 2 νω== ππ ωn T 22== [弧度/秒] ω角速度 R 半径(叶轮半径) m 质量(流体质量kg ) rn T r ππν22===ωr ν线速度,T —周期,n--转速,n T 1=(周期是物体做圆周运动旋 转一周所需要的时间,单位是秒;转速n 是物体单位时间所转的周数,单位是1/秒)。 R 或ω 则 F 手转动筷子,水产生动能,水旋转碰到管壁动能转化为静压能,静压能又转化为位能使水沿壁

面上升。边上水上升后,中心能减少,形成空隙,产生真空度,故在同一个大气压下,中心凹下去。 (1) 泵轴带动叶轮旋转,充满叶片之间的液体也跟在旋转,在离心力作用下,液体从叶轮中心被抛向叶轮边缘,使液体静压能、动能均提高。(类似我们旋转雨伞,伞上面的雨滴飞出去)。 (2) 液体从叶轮外缘进入泵壳后,由于泵壳中流道逐步加宽,液体流速变慢,又将部分动能转化为静压能,使泵出口处液体的压强进一步提高,于是液体以较高的压强从泵的排出口进入排出管路输送到所需场所。 (3) 当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时,在中心出形成低压区,由于贮槽液面上方的压强(一般为 1 [atm])大于吸入口处的压强,在压强差的作用下,液体便经吸入管路,连续地被吸入泵内,以补充被排出的液体。 离心泵之所以能够输送液体,主要依靠高速旋转的叶轮,产生离心力,在惯性作用下,获得了能量以提高压强。 3、 离心泵使用注意点:离心泵启动时,必须灌满水否则产生气缚。何为气缚?离心泵启动时,如果泵壳与吸入管路没有充满液体,则泵壳内存有空气,由于空气的密度远小于液体的密度,产生的离心力小,(离心力F ∝m 、↓m ↓F )从叶轮中心甩出的液体少,因而叶轮中心处所形成的低压(真空度)不足以将贮槽内的液体吸入泵内(打不上水),此时虽启动离心泵也不能输送液体,此种现象称为气缚。 4、离心泵的主要部件: (1)叶轮(泵的心脏) 如讲义离心泵的结构图,每个叶轮有6~~12片弯曲的叶片。 A 、 按有无盖板分()()()?? ? ??无前后盖板开式无前盖板半闭式有无前后盖板闭式 B 、按吸液方式分?? ?双吸 单吸 C 、平衡孔:在叶轮后盖板上钻一些小孔,它的作用是使盖板与泵壳之间的空腔中一部分高压液体漏到低压区(吸入口处)以减少叶轮两侧的压力差。从而起到平衡一部分轴向推力的作用。 (2)泵壳又称为蜗壳,因壳内有一个截面逐渐扩大的蜗牛式通道,泵壳不仅作为一个汇集由叶轮抛出液体部件,而且使部分动能有效地转变为静压能。 在叶轮与泵壳之间有时还装一个固定不动而带有叶片的圆盘,这个圆盘称为导轮,由于导轮具有很多逐渐转向的流道,使高速液体流过时,均匀而缓和地将动能转变为静压能,减少能量损失。 (3)轴封装置:泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。其作用是防止高压液体从泵壳内沿轴而漏出,或者空气以相反方向漏入泵壳内。 轴封? ??机械密封填料密封 二、离心泵的主要性能参数与特性曲线 1、离心泵的主要性能参数 (1) 流量:离心泵的流量又称送液能力,是指泵在单位时间里排到管路系统的液体体积[]s L Q 或 [] h m 3 。

《过程流体机械》复习资料2019版

________________________________________________________________________________________________________ _ 《过程流体机械》复习资料 绪论 1.流体机械按其能量的转换形式可分为(原动机)和(工作机)二大类。 2. 按工作介质的不同,流体机械可分为(压缩机)、(泵)和(分离机)。 3. 按流体机械工作原理的不同,可分为(往复式)和(旋转式)流体机械。 4. 将机械能转变为(气体)的能量,用来给(气体)增压与输送的机械称为压缩机。 5. 将机械能转变为(液体)的能量,用来给(液体)增压与输送的机械称为泵。 6. 用机械能将(混合介质)分离开来的机械称为分离机。 7. 以流体型材料(气、液、粉)为处理原料的工业,叫过程工业。 离心泵 1. 泵:将机械能转变成液体(包括气液、固液、气固液等)的能量,用来增压输送液体的机械。2.泵的分类:按工作原理:(1)叶片式泵:离心式、轴流式、混流式、旋涡泵;(2)容积式泵:往复泵(活塞泵、柱塞 泵等)、回转泵(齿轮泵、螺杆泵、滑片泵等);(3)其它:喷射泵、水锤泵、真空泵。按流体压力:低压泵(低于2MPa ); 中压泵(2~6MPa ) ;高压泵(高于6MPa )。3. 离心泵的主要部件有吸入室、叶轮、蜗壳和轴,其他的还有轴向推力平衡装置和密封装置等。4. (了解)离心泵的命名(参考方式)。如IS80-65-160:吸入口直径为80mm ,压出口直径为65mm ,叶轮直径为160mm 的单级单吸清水泵。5. 离心泵的性能参数: 扬程:泵使单位重量(N )的液体获得的有效能量头,即泵抽送液体的液柱高度。符号H ,单位为m 。 有效功率:单位时间内液体从泵中获得的有效能量,用Ne 表示。)(kW H q g N v e 1000ρ= 泵的能量损失:容积损失;水力损失;机械损失。6. 离心泵的能量分析(重点),包括速度三角形、欧拉方程、伯努利方程、扬程计算方法、动静扬程分配等内容。7.汽蚀的机理:泵内的压力变化,在叶片入口附近k 处存在低压区;当k 处压力低于液体相应温度下饱和蒸汽压时,液 体汽化,产生气泡;随着叶轮做功压力上升,高于饱和蒸汽压时气泡凝结溃灭;周围液体瞬间冲击空穴,形成水击;金属表面因冲击疲劳而剥裂。 8. 汽蚀的危害:(1)使过流部件(主要是叶轮)表面被剥蚀破坏;(2)使泵的性能下降;(3)产生噪声和振动。因此是水利机械向高速发展的障碍。9.汽蚀余量:又叫净正吸入压头,是表示汽蚀性能的主要参数,用NPSH 表示,单位是m 。吸入装置——有效汽蚀余量 NPSHa ;泵本身——必需汽蚀余量NPSHr 。有效汽蚀余量是指液体自吸液罐到达吸入口(S-S )后,高出汽化压力p v 所富余的部分能量头,用NPSHa 表示。NPSHa 与泵的吸入装置有关,而与泵本身无关。必需汽蚀余量是指泵入口(S-S )到叶轮最低压力点k 处的静压头降低值,用NPSHr 表示。当液体一定时,泵发生汽蚀是由吸入装置和泵本身两方面决定的。 NPSH a =p s ρg +c S 22g ?p v ρg =p A ρg +c A 22g ?z g ?h A?S ?p v ρg NPSH r = p S ρg +c S 22g ?p k ρg 10.泵发生气蚀的判别式二:当NPSHa 大于NPSHr 时,不发生汽蚀;当NPSHa 等于NPSHr 时,开始发生汽蚀;当NPSHa 小于NPSHr 时,发生严重汽蚀。

《过程流体机械第二版》思考题答案_完整版..

《过程流体机械》思考题参考解答 2 容积式压缩机 ☆思考题2.1 往复压缩机的理论循环与实际循环的差异是什么? ☆思考题2.2 写出容积系数λ V 的表达式,并解释各字母的意义。 容积系数λV (最重要系数) λ V =1-α(n 1ε-1)=1-???? ??????-???? ??11 0n s d S p p V V (2-12) 式中:α ——相对余隙容积,α =V 0(余隙容积)/ V s (行程容积);α =0.07~0.12(低压),0.09~0.14(中压),0.11~0.16(高压),>0.2(超高压)。ε ——名义压力比(进排气管口可测点参数),ε =p d / p s =p 2 / p 1 ,一般单级ε =3~4;n ——膨胀过程指数,一般n ≤m (压缩过程指数)。 ☆思考题2.3 比较飞溅润滑与压力润滑的优缺点。 飞溅润滑(曲轴或油环甩油飞溅至缸壁和润滑表面),结构简单,耗油量不稳定,供油量难控制,用于小型单作用压缩机; 压力润滑(注油器注油润滑气缸,油泵强制输送润滑运动部件),结构复杂(增加油泵、动力、冷却、过滤、控制和显示报警等整套供油系统油站),可控制气缸注油量和注油点以及运动部件压力润滑油压力和润滑油量,适用大中型固定式动力或工艺压缩机,注意润滑油压和润滑油量的设定和设计计算。

☆思考题2.4 多级压缩的好处是什么? 多级压缩 优点:①.节省功耗(有冷却压缩机的多级压缩过程接近等温过程);②.降低排气温度(单级压力比小);③.增加容积流量(排气量,吸气量)(单级压力比ε降低,一级容积系数λV 提高); ④.降低活塞力(单级活塞面积减少,活塞表面压力降低)。缺点:需要冷却设备(否则无法省功)、结构复杂(增加气缸和传动部件以及级间连接管道等)。 ☆思考题2.5 分析活塞环的密封原理。 活塞环 原理:阻塞和节流作用,密封面为活塞环外环面和侧端面(内环面受压预紧);关键技术:材料(耐磨、强度)、环数量(密封要求)、形状(尺寸、切口)、加工质量等。 ☆思考题2.6 动力空气用压缩机常采用切断进气的调节方法,以两级压缩机为例,分析一级切断进气,对机器排气温度,压力比等的影响。 两级压缩机分析:1级切断进气→节流(实际ε1↑)→停止进气排气→2级节流(实际ε2↑)→(短暂)排气温度T2↑→(逐渐)停止进气排气(级间存气);活塞力↑(ε↑),阻力矩变化。 ☆思考题2.7 分析压缩机在高海拔地区运行气量的变化规律并解释其原因。 高海拔地区当地大气压力即吸气压力p s↓,若排气压力p d不变,则名义压力比ε↑,根据(2-12)式和(2-11)式,容积系数λV↓,实际吸气量V s0↓,容积流量q V↓。 ☆思考题2.8 一台压缩机的设计转速为200 r/min,如果将转速提高到400 r/min,试分析气阀工作情况。 定性分析,定量分析难。如压缩机结构参数(行程s、缸径D1、阀片尺寸等)不变,则容积流量q V↑↑(理论增加一倍),使气阀流速和阻力损失↑↑(激增),进排气频率↑,阀片启闭速度↑,阀片撞击阀座程度↑(加剧),阀片寿命↓(缩短),故障概率↑(增加)。解决问题需改变结构(缩短行程、减小缸径,增加气阀通道面积等)。 ☆思考题2.9 画出螺杆压缩机过压缩和压缩不足的指示图,并分析其对压缩机性能的影响。 压力比:内压力比(工作腔压缩终压/进气压力)、外压力比(排气管压/进气压力);(图2-42)内外压力比不相等时指示图。过压缩:内压力比>外压力比;欠压缩(压缩不足):内压力比<外压力比;过压缩和欠压缩均增加功耗,等压力比减少功耗。 3 离心压缩机 ☆思考题3.1 何谓离心压缩机的级?它由哪些部分组成?各部件有何作用?

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《过程流体机械》复习资料 第1章绪论 1.流体机械按其能量的转换形式可分为(原动机)和(工作机)二大类。 2.按工作介质的不同,流体机械可分为(压缩机)、(泵)和(分离机)。 3.按流体机械工作原理的不同,可分为(往复式)和(旋转式)流体机械。 4.将机械能转变为(气体)的能量,用来给(气体)增压与输送的机械称为压缩机。 5.将机械能转变为(液体)的能量,用来给(液体)增压与输送的机械称为泵。 6.用机械能将(混合介质)分离开来的机械称为分离机。 7.过程是指事物状态变化在时间上的持续和空间上的延伸,它描述的是事物发生状态变化的经历。 第2章容积式压缩机 1.容积式压缩机的工作原理是依靠工作腔容积的变化来压缩气体,因为它具有容积可周期变化的工作腔。 2.容积式压缩机的主要特点:①工作腔的容积变化规律只取决于机构的尺寸,机器的压力与流量关系不大,工作的稳定性较好;②气体的吸入、排出与气体性质无关,故适应性强、易达到较高压力;③机器热效率高(因为泄漏少);④结构复杂,往复式的易损件较多;⑤气体脉动大,易引起气柱、管道振动。 3.容积式压缩机按结构型式的不同分为(往复式)和(回转式)压缩机。 4.往复式压缩机由(工作腔)、(传动部分)、(机身部分)和(辅助设备)四部分组成。 5.往复式压缩机的工作腔部分主要由(气缸)、(活塞)和(气阀)构成。 6.活塞通过(活塞杆)由传动部分驱动,活塞上设有(活塞环)以密封活塞与气缸的间隙。 7.(填料密封)用来密封活塞杆通过气缸的部位。 8.往复式压缩机的传动部分是把电动机的(旋转)运动转化为活塞的(往复)运动。 9.往复式压缩机的传动部分一般由(曲柄)、(连杆)和(十字头)构成。 10.汽缸的基本形式: ①单作用:活塞只有一个工作面,活塞和汽缸构成一个工作腔。 ②双作用:活塞有两个工作面,活塞和汽缸构成两个工作腔(两个工作腔进行相同级次的压缩) ③级差式:活塞和汽缸构成两个或两个以上工作腔(工作腔内进行不同级别的压缩) 11.级:完成一次气体压缩称为一级。 12.平衡腔:不进行气体的压缩的容积腔,其中通入适当压力的气体,以使活塞往返行程中的活塞力比较均衡。 13.列:把一个连杆对应的一组汽缸及相应动静部件称为一列。一列可能对应一个汽缸,也可能对应串在一起的几个汽缸。根据汽缸中心线与地平面的相应位置,可分为:立式、卧式、角度式。 14.级的理论循环的特点: ①气阀无压力损失,且进、排气压力无波动。 ②压缩过程为绝热或等温过程。 ③所压缩气体为理想气体,压缩过程指数为定值。 ④被压缩气体全部排出汽缸。 ⑤无泄漏。 15.级的实际循环与理想循环的差别: ①气缸有余隙容积存在 ②进、排气通道及气阀有阻力 ③气体与气缸各接触壁面间存在温差 ④气缸容积不可能绝对密封 ⑤阀室容积不是无限大

过程流体机械概念简答

概念: 2过程装备:在过程工业中过程装备是成套装置的主体,他是单元过程装备如塔与单元过程机械如压缩机、泵、分离机的总称 3过程工业:在工业生产中,很多生产过程处理的物料为流程性物料如:气体,过程工业就是以流程性物料为主要处理对象完成各种过程的工业。 4流体机械:是以流体或流体与固体的混合物为对象进行能量转换、处理也包括提高其压力进行输送的机械,他是过程装备的重要组成部分。 5压缩机:将机械能转变为气体能量给气体增压与输送气体的机械 泵:将机械能转变为液体的能量,用来给液体增压与输送液体的机械 分离机:用机械能将混合介质分离开的机械 6余隙容积:工作腔在排气结束后,其中仍可能残存一部分高压气体,这部分空间称为余隙容积。 7级:被压缩气体进入工作腔内完成一次气体压缩称为一级。 8外止点:活塞运动到达的远离主轴侧的极限位置 内止点:活塞运动到达的接近主轴侧的极限位置 行程:活塞从一个止点到另一个止点所走过的距离。 9多级压缩:是将气体的压缩过程分在若干级中进行,并在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却 10吸气和排气压力分别指:第一级吸入管道处和末级排出接管处的气体压力 11排气量:也称容积流量,是指在所要求的排气压力下,压缩机最后一级单位时间内排出的气体容积,折算到第一级进口压力和温度时的容积值。 12供气量:也称标准容积流量,指压缩机单位时间内排出的气体容积折算到基准状态时的干气体容积值。 13凝析系数:表示某级吸气前因水蒸气凝析所造成的损失程度。 14指示功:压缩机用于压缩气体所消耗的功 摩擦功:压缩机用于克服机械摩擦所消耗的功 轴功:指示功与摩擦功之和 功率:单位时间内所消耗的功 比功率:排气压力相同的机器单位容积流量所消耗的功 15供气量:也称标准容积流量,指压缩机单位时间内排出的气体容积折算到基准状态时的干气体容积值。 16凝析系数:表示某级吸气前因水蒸气凝析所造成的损失程度。 17活塞的平均速度:每转活塞所走距离与该时间之比 18多级压缩:是将气体的压缩过程分在若干级中进行,并在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。 19螺杆压缩机分为:干式和湿式两种:干式即工作腔中不喷夜,压缩气体不会被污染;湿式指工作腔中喷入润滑油或其他液体借以冷却被压缩气体,改善密封,并可润滑,阴阳转子实现自身传动。 20油膜振荡:当转子速度升高到2倍于第一阶临界转速;此时半速涡动的角速度涡 ω恰好等于第一阶临界转速c ω,则 转子-轴承等发生共振性振荡,称为油膜振荡 21离心机的故障:是指机器丧失工作效能的程度,但通常故障是能修复或排除的。 22分离因数:是物料离心力和重力的比值。 23离心液压:离心机工作时,处于转鼓中的液体和固体物料层在离心力场的作用下,将给转鼓内壁已相当大压力,称为离心液压。 24离心机临界转速:工作转速与离心机固有频率的转速相同 25离心机的隔振:在机座底板与基础面之间合理放置隔振器,让离心机搁置在隔振器上工作从而减小离心机在运转时产生干扰力系,对机器本身及建筑物带来的不良影响,改善操作条件。 填空: 1流体机械的分类:安能量转换分类:原动机,工作机;按流体介质分:压缩机、分离机、泵;按用途分类:动力用压缩机、化工工艺用压缩机、制冷和气体分离用压缩机、气体输送用压缩机。 2容积式压缩机分为往复式和回转式压缩机。 3往复式压缩机的结构部件大致分为:工作腔部分,传动部分和机身部分和辅助设备。

流体输送机械基本原理讲义(doc 26页)

第二章流体输送机械 第一节概述(略) 第二节离心泵 一、离心泵的基本结构和工作原理 1、离心泵的基本结构 2、离心泵的工作原理 例:一杯热水为使之冷却,用筷子在水中旋转,水也产生速度,跟着筷子一块转动(本质上是筷子的附着力大于水之间的内聚力,内摩擦力使水旋转)靠近筷子的水转的快而远离筷子的水转的慢。另外中心凹,四周水沿壁上升高于中间。为什么呢? 离心泵工作原理

离心力 R m R m F 2 2 νω== ππ ωn T 22== [弧度/秒] ω角速度 R 半径(叶轮半径) m 质量(流体质量kg ) rn T r ππν22===ωr ν线速度,T —周期,n--转速,n T 1=(周期是物体做圆周运动旋 转一周所需要的时间,单位是秒;转速n 是物体单位时间所转的周数,单位是1/秒)。 R 或ω 则 F 手转动筷子,水产生动能,水旋转碰到管壁动能转化为静压能,静压能又转化为位能使水沿壁面上升。边上水上升后,中心能减少,形成空隙,产生真空度,故在同一个大气压下,中心凹下去。 (1) 泵轴带动叶轮旋转,充满叶片之间的液体也跟在旋转,在离心力作用下,液体从叶轮中心被抛向叶轮边缘,使液体静压能、动能均提高。(类似我们旋转雨伞,伞上面的雨滴飞出去)。 (2) 液体从叶轮外缘进入泵壳后,由于泵壳中流道逐步加宽,液体流速变慢,又将部分动能转化为静压能,使泵出口处液体的压强进一步提高,于是液体以较高的压强从泵的排出口进入排出管路输送到所需场所。 (3) 当泵内液体从叶轮中心被抛向外缘时,在中心出形成低压区,由于贮槽液面上方的压强(一般为 1 [atm])大于吸入口处的压强,在压强差的作用下,液体便经吸入管路,连续地被吸入泵内,以补充被排出的液体。 离心泵之所以能够输送液体,主要依靠高速旋转的叶轮,产生离心力,在惯性作用下,获得了能量以提高压强。 3、 离心泵使用注意点:离心泵启动时,必须灌满水否则产生气缚。何为气缚?离心泵启动时,如果泵壳与吸入管路没有充满液体,则泵壳内存有空气,由于空气的密度远小于液体的密度,产生的离心力小,(离心力F ∝m 、↓m ↓F )从叶轮中心甩出的液体少,因而叶轮中心处所形成的低压(真空度)不足以将贮槽内的液体吸入泵内(打不上水),此时虽启动离心泵也不能输送液体,此种现象称为气缚。 4、离心泵的主要部件: (1)叶轮(泵的心脏) 如讲义离心泵的结构图,每个叶轮有6~~12片弯曲的叶片。 A 、 按有无盖板分()()()?? ? ??无前后盖板开式无前盖板半闭式有无前后盖板闭式 B 、按吸液方式分? ??双吸单吸 C 、平衡孔:在叶轮后盖板上钻一些小孔,它的作用是使盖板与泵壳之间的空腔中一部分高压 液体漏到低压区(吸入口处)以减少叶轮两侧的压力差。从而起到平衡一部分轴向推力的作用。 (2)泵壳又称为蜗壳,因壳内有一个截面逐渐扩大的蜗牛式通道,泵壳不仅作为一个汇集由叶轮抛出液体部件,而且使部分动能有效地转变为静压能。 在叶轮与泵壳之间有时还装一个固定不动而带有叶片的圆盘,这个圆盘称为导轮,由于导轮具

过程流体机械复习吐血整理仅供参考

过程:事物状态变化在时间上的持续和空间上的延伸。它描述的是事物发生状态变化的经历。 状态:当系统的温度、压力、体积、物态、物质的量、相、各种能量等等一定时,我们就说系统处于一个状态(state)。 系统从一个状态(始态)变成另一个状态(终态),我们就说:发生了一个过程(process)。等温过程:始态和终态的温度相等的过程。 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。 现代生产过程的特点: 大型化、管道化、连续化、快速化、自动化。 过程装备:实现过程工业的硬件手段。如机械、设备、管道、工具和测量仪表以及自动控制用的电脑、调节操作机构等。 过程装备: 三大部分:1.过程设备 2.过程机械 3.过程控制 过程设备(静设备): 压力容器、塔、反应釜、换热器、 储罐、加热炉、管道等。也称为:化工设备;压力容器 过程机械(动设备):(Process Machinery) 压缩机、泵、分离机(二机一泵); 电机、风机、制冷机、蒸汽轮机、废气轮机等。 也称为:化工机器;流体机械;动力设备;泵与压缩机。 占过程工业总设备投资的20 ~25%,系统运行的心脏 过程控制 测控仪表、阀、电气源、转换器、计算机,监控设备,记录设备等。 也称为:控制仪表;自动化设备 过程控制内容:压力、温度、流量、液位、浓度、密度、粘度等 流体机械:以流体为工质进行能量转换、处理与输送的机械。 流体机械分类:原动机、工作机、液力传动机。 (1)原动机: 将流体的能量转化为机械动力能的机械为原动机。 ↓↓ 势能(压能)动能机械能 特点:流体能→机械能;流体产生动力。 例如:水轮机、蒸汽轮机、燃气轮机、废气轮机、涡轮发动 机、蒸汽机、内燃机等。 (2)工作机: 将机械能转化为流体的能量的机械为工作机。 特点:机械能→流体能;流体吸收动力。 例如:压缩机、泵、分离机、鼓风机、通风机、制冷机等。 (3)液力传动机: 将机械能转化为流体能,然后流体能又转化为机械能。

过程流体机械考试题(1)

一、填空(本大题15分,每空0.5分) 1、按工作介质的不同,流体机械可分为(压缩机)、(泵)和(分离机)。 2、平面填料的典型结构是三六瓣结构,即朝向气缸的一侧由(三瓣)组成,背离气 缸的一侧由(六瓣)组成,每一块平面填料外缘绕有螺旋弹簧,起(预紧)作用。 3、往复活塞泵由(液力端)和(动力端)组成。 4、防止离心压缩机的转子因受其重力下沉需要两个(径向)轴承,防止转子因受轴向推力窜动需要(轴向止推)轴承。 5、压缩机中的惯性力可分为(往复)惯性力和(旋转)惯性力。 6、往复式压缩机的工作腔部分主要由(气阀)、(气缸)和(活塞)构成。 7、离心泵的过流部件是(吸入室)、(叶轮)和(蜗壳)。 8、泵的运行工况点是(泵特性曲线)和(装置特性曲线)的交点。 9、离心压缩机级内的能量损失主要包括:(流动)损失、(漏气)损失和(轮阻)损失。 10、往复式压缩机的传动部分是把电动机的(旋转)运动转化为活塞的(往复)运动。 11、由比转数的定义式可知,比转数大反映泵的流量(大)、扬程(低)。 12、离心压缩机中,在每个转速下,每条压力比与流量关系曲线的左端点为(喘振点)。各喘振点联成(喘振线),压缩机只能在喘振线的(右面)性能曲线上正常工作。 二、(本大题10分,每小题1分)判断 1、(×)采用多级压缩可以节省功的主要原因是进行中间冷却。 2、(×)压缩机的冷却方式主要分为(风冷)和(水冷)。 3、(×)管网特性曲线决定于(管网本身的结构)和用户的要求。 4、(×)按级数可将离心泵分为(单级泵)和(多级泵)。 5、(×)活塞与气缸之间需采用(活塞环)密封,活塞杆与气缸之间需采用(填料)密封。 6、(×)往复式压缩机的传动部分是把电动机的旋转运动转化为活塞的往复直线运动。 7、(×)气阀中弹簧的作用是帮助阀片关闭和减轻阀片开启时与(升程限制器)的撞击。 8、(×)在双作用气缸中,为利于填料密封,在曲轴一侧配置(较低)压力级。 9、(×)压缩机串联工作可增大气流的排出压力,压缩机并联工作可增大气流的输送 流量。 10、(×)如果泵几何相似,则(比转数)相等下的工况为相似工况。 三、(本大题20分,每小题2分 名词解释 1、过程流体机械:是以流体为工质进行能量转换、处理与输送的机械,是过程装控的重要组成部分。 2、理论工作循环:压缩机完成一次进气、压缩、排气过程称为一个工作循环。 3、余隙容积:是由气缸盖端面与活塞端面所留必要的间隙而形成的容积,气缸至进气、排气阀之间通道所形成的容积,以及活塞与气缸径向间隙在第一道活塞环之前形成的容积等三部分构成。 4、多级压缩:多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级中进行,并在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。 5、灌泵:离心泵在启动之前,应关闭出口阀门,泵内应灌满液体,此过程称为灌泵。 6、有效汽蚀余量:有效汽蚀余量是指液流自吸液罐(池)经吸入管路到达泵吸入口 p所富余的那部分能量头,用NPSH a表示。 后,高出汽化压力 V

过程流体机械讲稿

《过程流体机械》课程讲义 课程基本信息 1.课程中文名称:过程流体机械 2.课程英文名称:Process Liquid Machine 3.适用专业:过程装备与控制工程专业 4.总学时:48学时(其中理论48学时) 5.总学分:1.5学分 6.课程编码:050304008 7.课程类别:专业必修课 8.编制日期:2012年2月 主讲人:王红 教材:《过程流体机械》 姜培正主编 化学工业出版社,2001.8

主讲内容: 1.绪论 1.1专业概述,流体机械分类 1.2过程流体机械用途、发展趋势 1.3气体性质和热力过程 2.容积式压缩机 2.1 容积式压缩机分类、工作原理、结构 2.2 往复活塞式压缩机的热力性能、功、功率 2.3 动力性能、惯性力平衡,其它容积式压缩机 3.离心压缩机 3.1 离心压缩机结构、工作原理、特点 3.2 叶轮式机械热力性能,欧拉方程、能量方程、伯努利方程3.3 级内能量损失,功率及效率 3.4 性能、调节与控制 3.5 相似理论及应用、离心压缩机选型 4.泵 4.1 泵的分类、特点、结构、工作原理 4.2 泵叶轮上能量计算、伯努利方程应用 4.3 离心泵的吸入特性、气蚀原理、相似理论 4.4 其他泵类结构、工作原理、选泵 5.离心机 5.1 介质的分类、分离原理 5.2 过滤式离心机和沉降式离心机、分离机结构、原理 5.3 过滤机与压滤设备,各类机型选择

第一次课(2学时) 第一章绪论(1)(Introduction) 讲述过程流体机械的在生产过程中的地位、流体机械的分类、流体机械的用途、流体机械的发展趋势以及流体机械的控制和故障诊断方法等。 1.1 过程流体机械的相关概念 1.1.1讲述什么是过程工业(Process Industry) 过程工业是以流程性物料为主要处理对象、完成各种过程或其中某些过程的工业生产的总称。过程工业遍及几乎所有现代工业生产领域。 工业特点:大型化、管道化、连续化、快速化、自动化。生产效率高、成本低、节能环保、安全可靠、控制先进、人员少。如:石化、化工、生物化工、热电、医药、食品、染料、冶金、煤炭、环保等。 科学技术越发达,过程工业就越多、越大。他是现代工业的主要体现,国民经济的支柱产业之一。 1.1.2讲述什么是过程装置 由设备、管道和控制系统构成一个完整的过程工业的生产系统,并保持生产正常进行。 1.1.3讲述什么是过程装备 化工生产过程中的生产工具:包括过程设备和过程机器。过程工业的任何一个生产装置都需要使用多种机器、设备。 过程装备:(Process Equipment ) 三大部分:过程设备、过程机器、测控设备 ( Process Equipment; Process Machinery; Survey-control Equipment )(1)过程设备(静设备):(Process Equipment) 压力容器、塔、反应釜、换热器、储罐、加热炉、管道等。也称为:化工设备;压力容器,占过程工业总设备投资的80 ~ 85%。 《过程设备设计》课程内容讲。 (2)过程机械(动设备):(Process Machinery)Process Fluid Machinery 压缩机、泵、分离机械(二机一泵);电机、风机、制冷机、蒸汽轮机、废气轮

《过程流体机械》复习

《过程流体机械》复习资料第1章绪论 1.流体机械按其能量的转换形式可分为(原动机)和(工作机)二大类。 2.按工作介质的不同,流体机械可分为(压缩机)、(泵)和(分离机)。 3.按流体机械工作原理的不同,可分为(往复式)和(旋转式)流体机械。 4.将机械能转变为(气体)的能量,用来给(气体)增压与输送的机械称为压缩机。 5.将机械能转变为(液体)的能量,用来给(液体)增压与输送的机械称为泵。 6.用机械能将(混合介质)分离开来的机械称为分离机。 7.过程是指事物状态变化在时间上的持续和空间上的延伸,它描述的是事物发生状态变化的经历。 第2章容积式压缩机 1.容积式压缩机的工作原理是依靠工作腔容积的变化来压缩气体,因为它具有容积可周期变化的工作腔。 2.容积式压缩机的主要特点:①工作腔的容积变化规律只取决于机构的尺寸,机器的压力与流量关系不大,工作的稳定性较好;②气体的吸入、排出与气体性质无关,故适应性强、易达到较高压力;③机器热效率高(因为泄漏少);④结构复杂,往复式的易损件较多;⑤气体脉动大,易引起气柱、管道振动。 3.容积式压缩机按结构型式的不同分为(往复式)和(回转式)压缩机。 4.往复式压缩机由(工作腔)、(传动部分)、(机身部分)和(辅助设备)四部分组成。 5.往复式压缩机的工作腔部分主要由(气缸)、(活塞)和(气阀)构成。 6.活塞通过(活塞杆)由传动部分驱动,活塞上设有(活塞环)以密封活塞与气缸的间隙。 7.(填料密封)用来密封活塞杆通过气缸的部位。 8.往复式压缩机的传动部分是把电动机的(旋转)运动转化为活塞的(往复)运动。 9.往复式压缩机的传动部分一般由(曲柄)、(连杆)和(十字头)构成。 10.汽缸的基本形式: ①单作用:活塞只有一个工作面,活塞和汽缸构成一个工作腔。 ②双作用:活塞有两个工作面,活塞和汽缸构成两个工作腔(两个工作腔进行相同级次的压缩) ③级差式:活塞和汽缸构成两个或两个以上工作腔(工作腔内进行不同级别的压缩) 11.级:完成一次气体压缩称为一级。 12.平衡腔:不进行气体的压缩的容积腔,其中通入适当压力的气体,以使活塞往返行程中的活塞力比较均衡。 13.列:把一个连杆对应的一组汽缸及相应动静部件称为一列。一列可能对应一个汽缸,也可能对应串在一起的几个汽缸。根据汽缸中心线与地平面的相应位置,可分为:立式、卧式、角度式。 14.级的理论循环的特点: ①气阀无压力损失,且进、排气压力无波动。 ②压缩过程为绝热或等温过程。 ③所压缩气体为理想气体,压缩过程指数为定值。 ④被压缩气体全部排出汽缸。 ⑤无泄漏。 15.级的实际循环与理想循环的差别: ①气缸有余隙容积存在 ②进、排气通道及气阀有阻力 ③气体与气缸各接触壁面间存在温差

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