过程流体机械第一章课件

1、NoImage主讲教师：主讲教师： 史岩彬史岩彬 齐鲁工业大学齐鲁工业大学 机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院E-mail: shiyanbin79 (Process Fluid Machinery)过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室n主要内容：主要内容： 1.1 过程工业：过程工业： 过程工业的三大组成部分过程工业的三大组成部分 1.2 过程流体机械过程流体机械 1.3 流体机械流体机械 1.4 流体机械分类流体机械分类 1.5 流体机械的发展趋势流体机械的发展趋势参考书参考书：化工机器化工机器 高慎琴主编，高慎琴主编， 化学工业出版社化学

2、工业出版社过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室 1.1 1.1 过程工业过程工业 (Process Industry) 过程工业：以流体型材料（气、液、粉）为处理原料的以流体型材料（气、液、粉）为处理原料的 工业，叫工业，叫 过程工业过程工业。过程工业过程工业 特点特点： 流体流体物料物料 科学技术越发达，过程工业就越多、越大。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。他是现代工业的主要体现，国民经济的支柱产业之一。 大型化、管道化、连续化、自动化、智能化。大型化、管道化、连续化、自动化、智能化。生产

3、效率高、单位成本低、安全可靠、控制先进、生产效率高、单位成本低、安全可靠、控制先进、覆盖面宽、资源能源耗量大、污染严重。覆盖面宽、资源能源耗量大、污染严重。过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室n过程工业：过程工业：原料（液体,气体,粉体）产品化学化学,物理物理,生物变化生物变化工艺过程工艺过程过程工业 对口工业：对口工业： 化工、石油化工、煤化工、冶金、建材、制药、化肥、轻化工、石油化工、煤化工、冶金、建材、制药、化肥、轻 工、燃烧、制氢、合成材料、环境、生态工、燃烧、制氢、合成材料、环境、生态 、食品、产汽、食品、产汽、 制药工业制药工业 新能

4、源新能源 新材料新材料 循环工业循环工业过程流体机械过程流体机械 绪论绪论 新材料生产的基础新材料生产的基础 能源开发转化的核心能源开发转化的核心 现代农业生产的后盾现代农业生产的后盾 生物技术产业化的依托生物技术产业化的依托 信息技术发展的支撑信息技术发展的支撑 环境治理的手段环境治理的手段n 现代重要作用现代重要作用物理工程物理工程化学工程化学工程生物工程生物工程电子与控制机械工程过程工业过程工业过程装备过程装备过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室 过程装备过程装备： (Process Equipment ) 三大部分： 1.过程设备 （ P

5、rocess Equipment） 2.过程机械 ( Process Machinery） 3.过程控制 （ Survey-control Equipment ）过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室（1）过程设备（静设备）过程设备（静设备）： （Process Equipment） 也称为：化工设备；压力容器 ?种类：压力容器、塔、反种类：压力容器、塔、反应釜、换热器、储罐、加应釜、换热器、储罐、加热炉、管道热炉、管道 等。等。占过程工业总设备投资的 80 85%教材：过程设备设计 化工容器设计过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东

6、轻工业学院 过控教研室过控教研室过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室（2）过程机械（动设备）过程机械（动设备）： （Process Machinery）压缩机、泵、分离机（二机一泵）；风机、制冷机、压缩机、泵、分离机（二机一泵）；风机、制冷机、 电机、蒸汽轮机、废气轮机电机、蒸汽轮机、废气轮机 等。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。过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室（3）过程控制）过程控制 (Survey-control E

7、quipment) 测控仪表、阀、电气源、转换器、计算机测控仪表、阀、电气源、转换器、计算机 、监控设备、记录设、监控设备、记录设备备 等。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、浓度、密度、粘度、液位等过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室n三大专业课所用基础课程： 主要基础理论主要基础理论： 数 学力学过程设备固体力学固体力学理论力学材料力学弹性力学塑性力学 过程机械工程热力学工程热力学流体力学流体力学过程控制三大力学三大力学:固体力学热力学流体力学电工电子学电工电子学 数字控制数字控制计算机计算机过程流体机械过程

8、流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室 1.2 过程流体机械过程流体机械 压缩机（容积式压缩机（容积式/离心式）离心式） 泵泵 分离机与过滤机分离机与过滤机 （二机一泵）（二机一泵）过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室n关系：过程流体机械过程机械流体机械二机一泵二机一泵过程工业中全部过程工业中全部动设备动设备以流体为工作介质以流体为工作介质的机械设备的机械设备过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室 1.3 流体机械流体机械 流体(Fluid)： ：液体和气体的总称叫流体。

9、：液体和气体的总称叫流体。：具有流动性，又有相似运动规律的介质叫流体：具有流动性，又有相似运动规律的介质叫流体：受任何微小剪切力都能连续变形的物质叫流体：受任何微小剪切力都能连续变形的物质叫流体 气体类气体类(gas)：空气空气(air) 、化学气（、化学气（H2、O2、N2）、）、 蒸汽蒸汽(steam)、燃气、燃气(gas)、石油气、石油气(oil gas) 液体类液体类(liquid)：水、油、化学液体、乳浊液、混合液：水、油、化学液体、乳浊液、混合液. 粉粒类粉粒类(powder) ：植物粉、食物粉、药物粉、化学粉、：植物粉、食物粉、药物粉、化学粉、 矿物粉等。矿物粉等。过程流体机械过

10、程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室 宏观物体：气态、液态、固态宏观物体：气态、液态、固态 （三态）（三态） 本课程: 气体、液体、固体气体、液体、固体 理论基础 三大物态，演义出多少物种、产品、变化和创造!工程热力学工程热力学流体力学固体力学过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室 流体机械流体机械 (Fluid Machinery) 以流体为工作介质工作介质而进行能量转化能量转化的机械为流体机械。知道多知道多少？少？功质功质作作功功 流体机械种类： 水力机械：水力机械： 水轮机、水斗、水波轮等。水轮机、水斗、水波

11、轮等。 汽轮机械：汽轮机械： 蒸汽轮机、废气轮机、燃气轮机蒸汽轮机、废气轮机、燃气轮机 等。等。 化工机器：化工机器： 压缩机、泵、制冷机压缩机、泵、制冷机 等。等。 通风机械：通风机械： 通风机、鼓风机、风扇通风机、鼓风机、风扇 等。等。 透平机械：透平机械： 涡轮机、透平压缩机、飞机发动机涡轮机、透平压缩机、飞机发动机 等。等。 液压机械：液压机械： 液压泵、液压马达、液压缸液压泵、液压马达、液压缸 等。等。 液力机械：液力机械： 液力变矩器、液力偶合器、液力制动器。液力变矩器、液力偶合器、液力制动器。过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室1.

12、4 1.4 流体机械分类流体机械分类 (Fluid Machinery Classify)(Fluid Machinery Classify)n（一）按能量转换与传动分类： 原动机原动机工作机工作机流体机械流体机械传动机械传动机械（流体）（流体）流体机械分为：原动机；工作机；传动机械（流体）流体机械分为：原动机；工作机；传动机械（流体）过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室（1） 原动机原动机： 将流体的能量流体的能量转化为机械动力能机械动力能的机械为原动机。 势能（压能）动能势能（压能）动能 机械能机械能 特点：流体能特点：流体能机械能机械能 ；

13、 流体产生动力流体产生动力。 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。过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室（2）工作机工作机： 将机械能机械能转化为流体的能量流体的能量的机械为工作机。 特点：机械能特点：机械能流体能；流体吸收动力。流体能；流体吸收动力。 例如：压缩机、泵、鼓风机、通风机、制冷机 等。过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室（3）传动机械（流体）机械（流体）： 将机械能机械能转化为流体能，流体能，然后流体能流体能又转化为机械能机械能。 特点：机械能特

14、点：机械能流体能流体能机械能；流体传递动力。机械能；流体传递动力。 例如： 液压与气压机械： 液压泵、液压马达、气压缸 等。 液力机械： 液力变矩器、液力偶合器、液力制动器。过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室 原动机与工作机原动机与工作机： 本质相似，作用结果相反。本质相似，作用结果相反。 本质：本质： 工作原理、理论基础、基本结构、分析计算方法、工作原理、理论基础、基本结构、分析计算方法、 设计维修等相同或相似。设计维修等相同或相似。n流体机械流体机械：包括原动机，工作机，传动机械（流体）：包括原动机，工作机，传动机械（流体） 。过程流体机械

15、过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室（二）按流体介质分类（二）按流体介质分类（工作机工作机）（1） 压缩机机：给给气体气体增压增压与与输送气体输送气体的称为压缩机。的称为压缩机。 分为：容积式压缩机；离心式压缩机分为：容积式压缩机；离心式压缩机 如：氮氢气压缩机，氨气压缩机，活塞式压缩机等（2） 泵：给给液体液体增压增压与与输送输送液体液体的称为泵。的称为泵。 分为：容积式泵；离心式泵分为：容积式泵；离心式泵 如：离心泵，轴流泵，液压泵，容积泵等（3） 分离机：把液体与固体；液体与液体分离的设备为把液体与固体；液体与液体分离的设备为分离机分离机。 如：过滤式

16、离心机，沉降式离心机，离心机过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室n按流体介质分类按流体介质分类（原动机） 应用什么流体称为什么机。 如： 汽油汽油机 柴油柴油机 蒸汽蒸汽机 废气废气机 水水轮机 风风机过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室 *世界能源形式： 石油、煤炭石油、煤炭 、水利、水利 、核能、核能 、风能、风能、 太阳能、地热能太阳能、地热能。 这些能源利用率高低，直接由流体机械来决定。这些能源利用率高低，直接由流体机械来决定。 能量转换能量转换: 石油 煤炭 水利 机械能 电能、热能、压能

17、 核能 （流体机械） 动力能等 风能 地热 过程流体机械过程流体机械 绪论绪论1.5 流体机械的发展趋势流体机械的发展趋势山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室一、创造新的机型过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室二、流体机械内部流动规律的研究过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室三、高速转子动力学的研究与应用过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室四、新型制造工艺

18、技术的发展过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室五、流体机械的自动控制过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室六、流体机械的故障诊断过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室流体机械的故障诊断实例（专家出诊）过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室七、虚拟样机技术在流体机械中的应用过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业

19、学院 过控教研室过控教研室压缩机测绘及Pro/E模型建立过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室装配及拆卸过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室压缩机转子系统的运动过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室虚拟样机的建立过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室由实验数据得到的气体力过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室仿真结果的动态显示过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室用ADAMS输出FEA载荷过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室进一步在ANSYS中求解连杆过程流体机械过程流体机械 绪论绪论山东轻工业学院山东轻工业学院 过控教研室过控教研室在ANSYS中的