《旋转机械讲义》课件

《旋转机械讲义》课程安排及学习目标课程内容本课程涵盖旋转机械的基础理论、工作原理、结构特点、性能指标、应用领域等。学习目标通过本课程学习，学生将能够了解旋转机械的基本知识，掌握旋转机械的设计、选型、使用和维护等技能。旋转机械概述动力源旋转机械作为能量转换的媒介，驱动各种机械设备。流体输送广泛应用于石油化工、电力等行业，实现流体的输送和压力提升。气体压缩提供压缩空气，用于工业生产、医疗等领域。旋转机械的分类泵类：离心泵、轴流泵、螺杆泵等。风机类：离心风机、轴流风机、斜流风机等。压缩机类：离心压缩机、螺杆压缩机、活塞式压缩机等。涡轮类：汽轮机、燃气轮机、水轮机等。旋转机械的基本结构旋转机械通常由以下几个主要部分组成：1.转子：转子是旋转机械的核心部件，负责将能量转换为机械运动。转子通常由轴、叶轮、转鼓等组成。2.轴承：轴承是支撑转子的重要部件，用于减小转子与轴承之间的摩擦力，并保证转子的平稳运行。3.密封装置：密封装置用于防止介质泄漏，同时防止外部环境对旋转机械内部的影响。4.机壳：机壳是旋转机械的外部结构，用于保护内部部件，并起到支撑和固定作用。5.传动装置：传动装置负责将旋转机械的转速和扭矩传递到工作机。6.控制系统：控制系统用于调节旋转机械的运行参数，如转速、流量、压力等。旋转机械的工作原理1能量转换将一种形式的能量转换为另一种形式的能量。2机械运动通过旋转部件的运动来完成能量转换。3流体流动利用流体的流动来传递能量或进行工作。旋转机械的性能指标指标描述效率机械能转化为有用功的比例功率机械在单位时间内所做的功转速机械转动轴每分钟的转数流量机械在单位时间内输送的流体体积压力机械输送流体时克服阻力所需的力温度机械运行过程中温度的变化离心泵的工作原理旋转叶轮离心泵的核心部件是叶轮，它通过旋转将流体加速。流体加速叶轮旋转时，流体在叶片的作用下加速，并获得动能。动能转化流体通过扩散器，动能转化为压力能。排出流体压力能增强的流体被排出到管道或设备中。离心泵的性能曲线1流量泵的实际输出流量。2扬程泵提升液体的压力高度。3效率泵的能量转换效率。4功率泵所需的驱动功率。离心泵的选型及应用1流量确定所需输送的液体流量，例如每分钟多少升或加仑。2扬程确定需要克服的压力，例如多少米或英尺的水头。3液体性质考虑液体的粘度、密度和腐蚀性等因素。4运行条件了解泵的运行环境，例如温度、压力和振动等。离心鼓风机的工作原理1吸入空气离心鼓风机通过叶轮旋转，在叶轮中心形成低压区，将空气吸入进风口。2叶轮旋转空气在叶轮的旋转作用下，被加速并向外侧运动，其动能随之增加。3气流扩散空气离开叶轮后进入扩散室，动能转换为压力能，并被输送到风管。离心鼓风机的性能曲线流量压力离心鼓风机的性能曲线显示了流量和压力之间的关系，曲线形状由鼓风机的设计决定。离心鼓风机的选型及应用流量根据应用需求选择合适的流量，满足生产或工艺要求。压力根据应用需求选择合适的压力，克服管道阻力，实现气体输送或工艺要求。转速根据应用需求选择合适的转速，确保设备效率和稳定运行。功率根据应用需求选择合适的功率，满足设备运行所需的能量。离心压缩机的工作原理1吸入空气从吸入口进入机壳，并被叶轮吸入2压缩叶轮高速旋转，将空气加速并压缩3排气压缩后的空气从排气口排出，压力升高离心压缩机的性能曲线1流量压缩机的流量，即单位时间内压缩机输送的气体体积。2压力比压缩机出口压力与入口压力的比值。3效率压缩机将驱动功转换为压缩功的比例。4功率压缩机所需的驱动功率。离心压缩机的选型及应用结构离心压缩机一般由叶轮、扩散器、机壳、轴承、密封装置等组成。工作原理通过叶轮高速旋转，将气体加速压缩，并通过扩散器将动能转换为压力能。应用广泛应用于石油化工、制冷、电力等领域。齿轮泵的工作原理1旋转两齿轮相互啮合并旋转2吸入齿轮间的空间形成真空，吸入液体3排出液体被带到排出口，完成输送齿轮泵的性能曲线流量扬程效率功率QHηN齿轮泵的选型及应用流量要求:根据实际应用需求选择合适的齿轮泵流量范围。压力要求:齿轮泵的工作压力应满足系统需求。温度要求:选择适合工作温度范围的齿轮泵。活塞式压缩机的工作原理吸气活塞向外运动时，气缸内压力降低，外界气体被吸入气缸。压缩活塞向内运动时，气体被压缩，压力升高。排气当压缩气体压力超过排气压力时，气体被排出气缸。活塞式压缩机的性能曲线流量效率活塞式压缩机的选型及应用排气量选择合适的排气量以满足生产需求。压力考虑所需的压缩压力，选择合适的压缩机类型。应用场景根据应用场景选择合适的活塞式压缩机。涡轮机械的工作原理1能量转换将流体的能量转换为机械能。2叶轮旋转流体冲击叶轮，推动叶轮旋转。3机械输出叶轮旋转带动轴，输出机械功。涡轮机械的性能曲线流量效率扬程涡轮机械的性能曲线通常以流量、扬程和效率为坐标轴，用于反映涡轮机械在不同工况下的性能变化。涡轮机械的选型及应用工作条件流量、压力、温度、介质等因素决定了涡轮机械的选型。例如，高流量、高压力、高温的工况需要选用耐高温、高强度的涡轮机械。效率和性能涡轮机械的效率和性能指标，如效率、扬程、功率等，直接影响其运行成本和经济效益。选择高效率的涡轮机械可以降低能耗和运行成本。可靠性和维护涡轮机械的可靠性和维护成本也是重要的考虑因素。选择可靠性高、维护方便的涡轮机械可以降低维修成本和停机时间。成本和价格涡轮机械的成本和价格也是选型中需要考虑的因素。需要根据实际情况选择性价比高的涡轮机械。轴承的工作原理及选型1滚动轴承滚动轴承由滚珠或滚柱组成，它们在内圈和外圈之间滚动，从而减少摩擦。滚动轴承通常比滑动轴承更耐用，但它们在启动时会产生更大的摩擦力。2滑动轴承滑动轴承由两个相对运动的表面组成，它们之间通过润滑油进行分离。滑动轴承通常比滚动轴承更安静，但它们在高温下更容易磨损。3轴承选型轴承选型需要考虑负载、速度、温度、环境等因素。滚动轴承适用于高负荷、高速应用，而滑动轴承适用于低负荷、低速应用。密封装置的工作原理及选型1机械密封主要用于高速旋转轴的密封，通过两块精密加工的密封环之间的摩擦力来阻止泄漏，常见的机械密封有弹簧式、波纹管式和液压式等。2填料密封通过填料和轴之间的摩擦来阻止泄漏，填料可以是石墨、聚四氟乙烯或其他材料，填料密封结构简单，成本低，但密封效果不如机械密封。3迷宫密封通过在轴上设置迷宫结构来阻止泄漏，迷宫密封适用于低速旋转轴，成本低，但密封效果有限。4唇形密封通过唇形密封圈的弹性变形来阻止泄漏，唇形密封适用于低速旋转轴，结构简单，成本低，但密封效果不如其他密封方式。旋转机械的振动分析1振动信号采集使用传感器获取旋转机械的振动信号。2信号处理与分析对采集到的信号进行处理，提取振动特征，如频率、幅值和相位。3故障诊断根据振动特征，识别旋转机械可能存在的故障，例如不平衡、轴承损坏或叶片磨损。旋转机械的故障诊断振动分析通过监测机械的振动信号，可以识别出常见的故障，例如轴承损坏、不平衡、不对中等等。温度监测温度升高可能是润滑不良、轴承过热或电机过载的征兆。油液分析分析润滑油的质量，可以判断是否存在磨损颗粒、金属碎片或其他污染物。旋转机械的维护与保养定期检查定期检查旋转