第一章流体机械的定义及分类

1、2022-5-16西华大学 宋文武 教授1流体机械原理及结构西华大学能源与环境学院宋文武 教授Tel:引引 言言 1 流体机械所占的地位流体机械所占的地位 流体机械与我们的生活有着密切的关系。例如自来水和管道煤气需要用水泵和压缩机加压以便输送到用户；汽车上装备的燃料泵；石油工业采用的潜水泵；油田用的注水泵 ，即用高压油向油层中注水，提高油层压力，实现原油自喷；空气压缩机以及大家常见的抽油烟机等都属于流体机械。2022-5-16西华大学 宋文武 教授3 另外，在高新技术领域中也广泛地应用另外，在高新技术领域中也广泛地应用流体机械，如流体机械，如人工心脏泵人工心脏泵、液

2、体火箭燃料泵液体火箭燃料泵等。所以流体机械的应用领域十分广阔。等。所以流体机械的应用领域十分广阔。2022-5-16西华大学 宋文武 教授4第一章第一章 流体机械的定义及分类流体机械的定义及分类一）、流体机械的定义一）、流体机械的定义流体机械流体机械指在流体具有的机械能和机械指在流体具有的机械能和机械所作的功之间进行能量转换的机械。所作的功之间进行能量转换的机械。 注意：一般教材中把流体机械定义为：指在流注意：一般教材中把流体机械定义为：指在流体和机械之间进行能量交换的机械的总称。这种体和机械之间进行能量交换的机械的总称。这种定义并不严密，比如内燃机是从流体所带来的化定义并不严密，比如内燃机是

3、从流体所带来的化学能中获取机械能的，但它并不属于流体机械。学能中获取机械能的，但它并不属于流体机械。 2022-5-16西华大学 宋文武 教授5举例说明举例说明水轮机水轮机 水流流经转轮，水流把能量传给水轮机水流流经转轮，水流把能量传给水轮机 转轮旋转，即流体能量转轮旋转，即流体能量 机械能。机械能。 驱驱动发电机旋转（或其它机械设备）动发电机旋转（或其它机械设备）。 转化成2022-5-16西华大学 宋文武 教授6泵泵 从电动机（原动机从电动机（原动机 ）得到能量，叶轮吸入）得到能量，叶轮吸入流体，并使流体的能量得到增加（压能，动流体，并使流体的能量得到增加（压能，动能），即机械能能），即机

4、械能 流体的能量，流体的能量， 可将流可将流体输送到一定高度或输送到远处。体输送到一定高度或输送到远处。 转化成2022-5-16西华大学 宋文武 教授7 上面两个例子中的机器都是以能量转换为目的，但水轮机是接受流体的能量产生动力的机械，通常把这种流体机械称作原动机原动机；泵是给予流体以能量，通常把这种流体机械称作工作机工作机。 对于流体机械的工作介质，可分为液体对于流体机械的工作介质，可分为液体和气体。根据情况有时也可以是液体和固体和气体。根据情况有时也可以是液体和固体的混合物（如热电厂锅炉燃烧，需要由风机的混合物（如热电厂锅炉燃烧，需要由风机输送煤和空气等）输送煤和空气等）。 2022-5

5、-16西华大学 宋文武 教授8二）、分类二）、分类 流体机械的分类方法很多，可按：流体机械的分类方法很多，可按：1）、按能量传递方向分）、按能量传递方向分 原动机：流体通过机器其本身能量减少，原动机：流体通过机器其本身能量减少，即将流体的能量转换为机械能用于驱动其它机即将流体的能量转换为机械能用于驱动其它机械。械。）机械向流体传递能量流体输送机械（工作机）流体能量传递给机械流体动力机械（原动机2022-5-16西华大学 宋文武 教授9 例：例： 热力发电厂（汽轮机）热力发电厂（汽轮机） 燃料化学能燃料化学能热能热能机械能机械能电能电能 燃料在锅炉设备中通过燃烧和传热，转燃料在锅炉设备中通过燃烧

6、和传热，转换成水蒸气形成的热能，再借助汽轮机将热换成水蒸气形成的热能，再借助汽轮机将热能转换成旋转机械能，最后通过发电机将机能转换成旋转机械能，最后通过发电机将机械能转换成电能。械能转换成电能。2022-5-16西华大学 宋文武 教授10 水力发电厂（水轮机）水力发电厂（水轮机） 水能水能机械能机械能电能电能 工作机：将机械能转换为流体的能量，工作机：将机械能转换为流体的能量，以便将流体输送到需要的高度和远处。以便将流体输送到需要的高度和远处。例例: 泵（水泵、油泵、渣浆泵等）泵（水泵、油泵、渣浆泵等）2022-5-16西华大学 宋文武 教授112）、按工作介质分）、按工作介质分 两种介质的区

7、别：两种介质的区别： 一般的应用场合，液体为不可压缩，气体为可压缩。一般的应用场合，液体为不可压缩，气体为可压缩。constconst，可压缩）（以气体作为工作介质气体机械（热力机械）水、油等）压缩流体工作介质，液体为不可水力机械（以液体作为2022-5-16西华大学 宋文武 教授123）、按流体与机械相互作用方式）、按流体与机械相互作用方式 叶片式：叶片式： 能量转换是在带有叶片的叶轮及连续绕能量转换是在带有叶片的叶轮及连续绕流叶片的介质之间进行的；叶片与流体的相流叶片的介质之间进行的；叶片与流体的相互作用力是惯性力。互作用力是惯性力。 包括叶片泵、风机、水轮机、汽轮机等。包括叶片泵、风机、

8、水轮机、汽轮机等。容积式流体机械叶片式流体机械2022-5-16西华大学 宋文武 教授13 容积式：容积式： 利用封闭工作腔中容积周期变化来输送流利用封闭工作腔中容积周期变化来输送流体的机械（机械与流体间的相互作用力主要是体的机械（机械与流体间的相互作用力主要是静压力）。静压力）。 风机、滑片泵等回转式：齿轮泵、罗茨、活塞泵。往复式：活塞式压缩机容积式2022-5-16西华大学 宋文武 教授14 例如往复活塞式压缩机。活塞与缸体形成例如往复活塞式压缩机。活塞与缸体形成了封闭的工作腔，介质与机械间的相互作用力了封闭的工作腔，介质与机械间的相互作用力为活塞表面的压力。当介质推动活塞运动为活塞表面的压力。当介质推动活塞运动原动机；活塞推动介质流动原动机；活塞推动介质流动工作机。工作机。 容积式流体机械又可按运动方式分为：容积式流体机械又可按运动方式分为： 往复式往复式：活塞或柱塞在缸体中作往复运动；：活塞或柱塞在缸体中作往复运动；