过程流体机械绪论

过程流体机械二〇一四年九月东北大学秦皇岛分校控制工程学院主讲人：张华伟教研室：过程装备与控制工程本课程的特点1.实践性强，实际应用知识多；2.课程作业较少（相对其他基础课程）；3.课程难度大。开设本课程的重要意义本课程在专业体系中的地位：过程流体机械工程流体力学工程热力学与传热学机械设计过程装备腐蚀与防护过程设备设计先修课程后续课程核心专业课开设本课程的重要意义本课程在过程工业中的作用：过程流体机械在过程生产中应用广泛，如在农田灌溉、城市给排水、石油化工、化工合成、矿业等领域，起着心脏、动力和关键设备的重要作用，选用好这些流体机械，对工厂的设备投资、产品质量、成本效益等意义重大。开设本课程的重要意义本课程的教学目标目标：全面掌握典型过程流体机械的基本结构、工作原理、工作特性以及能够表征其综合性能的技术经济指标，并能够初步学会选用各种流体机械。课程教学内容两泵三机叶片泵：离心泵

轴流泵

旋涡泵容积泵：往复泵螺杆泵齿轮泵液环泵压缩机：离心式活塞式螺杆式通风机：离心式轴流式离心机：过滤式沉降式离心分离机本课程的学习侧重点及方法建议学教

在授课体系、内容和方法上力求整个学科横向的覆盖，在讲授不同类型机器的基本结构形式、工作原理、基本参数和应用领域时，把握各种机器在本质上的机理共同性和相互间的联系与差异；不偏重于阐述较深的理论、公式推导和设计计算的内容。三机两泵结构形式基本原理运行性能调节控制选型基本原则本课程学时分配及考核方式总学时56，其中课内学时52，实验学时4，学分3.5。期末考试采用闭卷考试形式。最终成绩由三部分组成：期末闭卷考试成绩占70％，平时成绩占10％，实验成绩占20%。教材及参考书教材：康勇，张建伟，李桂水.《过程流体机械》，化学工业出版社，2007.参考书：姜培正.《过程流体机械》，化学工业出版社，2001.李云，姜培正.《过程流体机械》（第二版），化学工业出版社，2008.郁永章.《容积式压缩机技术手册》，机械工业出版社，2000.教材及参考书1绪论主要内容1.1过程流体机械的概念1.2过程流体机械的分类1.3过程流体机械的用途1.4过程流体机械的发展趋势1.1过程流体机械的概念过程：事物状态变化在时间上的持续和空间上的延伸，描述事物发生状态变化的经历。过程工业：又称流程工业，是进行物质转化的所有工业过程的总称，以流程性物料（气、液、粉等）为主要生产对象，完成各种生产过程的工业。石油化工制药污水处理1.1.1过程及过程工业过程：生命过程过程：物理分离过程过程：化学合成过程1.1过程流体机械的概念过程：事物状态变化在时间上的持续和空间上的延伸，描述事物发生状态变化的经历。过程工业：又称流程工业，是进行物质转化的所有工业过程的总称，以流程性物料（气、液、粉等）为主要生产对象，完成各种生产过程的工业。石油化工制药污水处理1.1.1过程及过程工业过程工业：天然矿泉水生产流程1.1过程流体机械的概念过程：事物状态变化在时间上的持续和空间上的延伸，描述事物发生状态变化的经历。过程工业：又称流程工业，是进行物质转化的所有工业过程的总称，以流程性物料（气、液、粉等）为主要生产对象，完成各种生产过程的工业。石油化工制药污水处理1.1.1过程及过程工业1.1过程流体机械的概念

过程工业的特点：①原料-自然资源②产品-工业原料③方式-连续生产④工艺-物理化学变化⑤规模-扩大生产⑥对象-能量流过程工业生产在“软件”上是通过工艺过程实现的；在“硬件”上是通过过程装备实现的。1.1过程流体机械的概念过程装备：是实现过程工业生产的硬件设施，是对过程设备、过程机械以及测控设备的统称。过程机械（ProcessMachinery）测控设备（Survey-controlEquipment）过程设备（ProcessEquipment）过程装备1.1.2过程装备1.1过程流体机械的概念1.1.2过程装备过程装备的地位及服务对象1.1过程流体机械的概念（1）过程设备也称化工设备、静设备，占总设备投资80～85%，包括：压力容器、塔、换热器、储罐、管道等。压力容器塔1.1过程流体机械的概念换热器储罐管道1.1过程流体机械的概念（2）过程机械也称为化工机器、动力设备，占过程工业总设备投资的20-25%，系统运行的心脏。包括：压缩机、泵、分离机、电机、风机、制冷机、蒸汽轮机等。压缩机泵分离机1.1过程流体机械的概念电机风机制冷机蒸汽轮机1.1过程流体机械的概念（3）测控设备也称为自动化设备，包括：测控仪表、阀、电气源、转换器、计算机监控设备、记录设备等，可以监控压力、温度、流量、浓度、密度、粘度、液位等。1.1过程流体机械的概念流体机械：是指在流体具有的机械能和机械所做的功之间进行能量转换的机械的总称。动力机械：流体的动能、势能和压力能转化为机械能，包括水轮机、马达、风车等传动机械：传输、变换机械动力的装置，机械能→流体能→机械能，包括液力传动机械、液压传动机械及气压传动机械三类工作机械：机械能转化为流体的动能、势能和压力能，包括泵、风机、压缩机等流体机械按作用功能1.1.3流体机械1.1过程流体机械的概念过程流体机械：是过程工业中广泛使用的流体机械，以流体为工质进行能量转换处理与输送，是过程装备的重要组成部分之一。因此可以知道，过程流体机械实际上就是流体机械大类中的工作机械。压缩机泵风机风机分离机泵压缩机泵1.1.4过程流体机械1.2过程流体机械的分类容积式流体机械：利用活塞、柱塞或各种形状的转子等元件，通过改变工作容积，在流体机械内部空腔中对流体进行挤压，使流体压力提高的机械。根据元件的运动方式分类：往复式；回转式典型机械：往复泵、转子泵、压缩机叶轮式（透平式）流体机械：又称为动力式流体机械，是依靠高速旋转叶轮的动力学作用，使流经叶轮流道的流体增加速度和压力，并在后续的流道中，又将部分动能转化为压力能的流体机械。根据流体的流动方式分类：径流式；轴流式；混流式典型机械：离心泵、轴流泵、通风机、压缩机其他作用机理流体机械：射流泵；液环泵；旋涡泵1.2.1按作用机理分类1.2过程流体机械的分类压缩机：将机械能转变为气体的能量，用来给气体增压或输送气体的机械。根据排气压力分类：

压缩机：排气压力＞0.34MPa鼓风机：排气压力为0.015～0.34MPa通风机：排气压力<0.015MPa泵：将机械能转变为液体的能量，用来给液体增压或输送液体的机械。分离机：用机械能将混合介质分离开来的机械。1.2.2按流体介质分类1.2过程流体机械的分类有压流动类：绝大多数流体机械在工作过程中流体是在封闭流道中运动的，相对压力一般不等于零，流动属于有压流动。典型例子：绝大多数流体机械的工作过程无压流动类：此类流体机械工作中流体运动有一个相对压力为零的自由表面，因此称为无压流动。液体内部各处相对压力也不一定完全为零。典型例子：河流、未充满水流的管道1.2.3按流体运动特点分类1.2过程流体机械的分类船用泵矿用泵潜水泵磁力驱动泵自吸式泵无堵塞泵杂质泵核工程用泵航天航空用泵特殊气体压缩机耐高温锅炉引风机1.2.4其他类型的过程流体机械1.3过程流体机械的用途煤炭，石油化工、电力、冶金、机械、建筑、交通运输、医药、食品、城市给排水、农业灌溉、环境治理、航空航天、国防装备。1.3.1按照行业区分用途1.3过程流体机械的用途给流体增压与输送流体，使其满足各种生产条件的工艺要求；保证连续性的管道化生产；作为辅助性生产环节中的动力源、控制仪表的用气、环境通风等。1.3.2按照功能区分用途1.4过程流体机械的发展趋势(1)创造新的机型(2)流体机械内部流动规律的研究与应用(3)高速转子动力学的研究与应用(4)新型制造工艺技术的发展(5)流体机械的自动控制(6)流体机械的故障诊断(7)实现国产化与国际竞争泵的分类叶片泵：离心泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵

其他类型泵：射流泵、水锤泵、真空泵往复泵：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵泵容积泵回转泵：齿轮泵、螺杆泵、滑片泵泵的分类离心泵（叶片式）泵的分类真空泵（容积式）泵的分类——按使用目的泵的分类——按介质种类泵的分类——按结构形式压缩机的分类透平式压缩机速度式压缩机喷射式往复式：活塞式、膜式容积式压缩机回转式滑片式螺杆式涡旋式单螺杆式双螺杆式离心式轴流式压缩机的分类往复式压缩机（容积式）卧式立式回转式压缩机（容积式）压缩机的分类压缩机的分类离心式压缩机（速度式）风机的分类离心式风机风机叶片式风机轴流