过程流体机械教材：姜培正主编.ppt

过程流体机械(Process Fluid Machinery)第二版教材：李云 姜培正 主编过程装备与控制工程专业课时：48授课人：陈建国2021/9/2311. 绪 论 (Introduction)本章主要内容： 1. 绪论 1.1 过程工业：过程工业的三大组成部分 1.2 过程流体机械 1.3. 流体机械 1.4. 流体机械分类2021/9/2321. 绪 论 (Introduction)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 过程工业过程工业工业特点工业特点： 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。

生产效率高、成本低、节能环保、安全可靠、生产效率高、成本低、节能环保、安全可靠、生产效率高、成本低、节能环保、安全可靠、生产效率高、成本低、节能环保、安全可靠、控制先进、人员少控制先进、人员少控制先进、人员少控制先进、人员少流体流体物料物料2021/9/233★★过程工业：过程工业：对口工业：对口工业： 化工化工 石油石油化工化工　　 煤化工　煤化工　 冶金冶金 　建材　建材 　制药　　制药　 化肥　化肥　 轻工轻工 　　 燃烧燃烧 制氢　制氢　 合成　合成　 环境　环境　 生态生态 食品　食品　 产汽产汽 制药工业制药工业 新能源新能源 新材料新材料 循环工业循环工业 物质物质产品产品化学,物理,生物变化众多工艺过程众多工艺过程过程工业过程工业覆盖面宽覆盖面宽资源、能源耗量大资源、能源耗量大　产值比例高　　　　产值比例高　　　　发展前景好　　　发展前景好　　污染严重污染严重2021/9/234 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 现代重要作用现代重要作用物理工程化学工程生物工程过程工业过程工业过程装备过程装备电子与控制机械工程2021/9/235 过程装备过程装备：： (Process Equipment ) 三大部分： 1.过程设备 （ Process Equipment） 2.过程机械 ( Process Machinery） 3.过程控制 （ Survey-control Equipment ）2021/9/236（（1 1）过程设备）过程设备（静设备）（静设备）： （Process Equipment） 压力容器、塔、反应釜、换热器、压力容器、塔、反应釜、换热器、储罐、加热炉、管道储罐、加热炉、管道 等。

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》 《压力容器》容器联想2021/9/237（2）过程机械（动设备）（动设备）： （Process Machinery） 压缩机、泵、分离机（二机一泵）；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2021/9/238（3）过程控制 (Survey-control Equipment) 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 ,监控设备监控设备,记录设备等记录设备等 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2021/9/239•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＋＋过程设备固体力学理论力学材料力学弹性力学塑性力学 过程机器工程热力学流体力学过程控制电工电子学 数字控制计算机等三大力学三大力学:固体力学热力学流体力学2021/9/23101.2 过程流体机械 ①①压缩机压缩机——（容积式；动力式）（容积式；动力式） ②②泵泵 ③③分离机分离机 （二机一泵）（二机一泵）2021/9/2311•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2021/9/23121.3 流体机械流体(Fluid)： ①①：：液体和气体的总称叫流体。

液体和气体的总称叫流体 ②②：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 ③③：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)(gas)：空气空气(air)(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、液固混合液等矿物粉、液固混合液等2021/9/2313 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、变化和创造工工程程热热力力学学流体力学固体力学2021/9/2314 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。

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 化工机器化工机器：： 压缩机、泵、制冷机压缩机、泵、制冷机 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 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 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 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、液力制动器你知道你知道多少？多少？功质功质作作功功2021/9/2315•1.4 1.4 流体机械分类流体机械分类 (Fluid Machinery Classify)(Fluid Machinery Classify)•（一）按能量转换与传动分类： 流体机械分为：原动机；工作机；液力传动机 原动机原动机工作机工作机流体机械流体机械液力传动机液力传动机2021/9/2316（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 ；； 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2021/9/2317（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2021/9/2318（3）液力传动机机： 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：例如： 液压机械：液压机械： 液压马达液压马达+液压泵、液压缸液压泵、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2021/9/2319•机械机械：：（machinery）(mechical appliance)(大百科全书著述)•定义：将已有机械能或非机械能转换成可利用的机械能，以及将定义：将已有机械能或非机械能转换成可利用的机械能，以及将机械能变换为某种非机械能或用机械能做一定工作的装备和器具机械能变换为某种非机械能或用机械能做一定工作的装备和器具•机械：机器和机构的泛称机械：机器和机构的泛称•机器：零件、部件间有确定的相对远动，用来转换或利用机械能机器：零件、部件间有确定的相对远动，用来转换或利用机械能 • 的机械•机构：由两个以上构件经过活动副连接实现规定远动的组合件机构：由两个以上构件经过活动副连接实现规定远动的组合件•机械分三类：机械分三类：•第一类：动力机械第一类：动力机械• 电动机、内燃机、汽轮机、风力机、水轮机、气动马达、液压马达等电动机、内燃机、汽轮机、风力机、水轮机、气动马达、液压马达等•第二类：工作机械第二类：工作机械• 制冷装置、粉碎机械、机加工机械、搬运机械、造纸机械等制冷装置、粉碎机械、机加工机械、搬运机械、造纸机械等•第三类：能量转换机械第三类：能量转换机械• 压缩机、热泵、水泵、液压泵压缩机、热泵、水泵、液压泵压力容器、塔、反应釜、换热器、精馏塔等因机械制造产品也归属机械范畴。

2021/9/2320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：工作原理、理论基础、基本结构、分析计算方本质：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法、设计维修等相同或相似•流体机械流体机械：包括原动机，工作机，能量转换机：包括原动机，工作机，能量转换机 以前：一种机器可能就是一个专业，专业面窄，分工细以前：一种机器可能就是一个专业，专业面窄，分工细 现在：一个专业包括多种机器，专业面拓宽，便于就业现在：一个专业包括多种机器，专业面拓宽，便于就业2021/9/2321（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： 将机械能转变为气体的能量，给给气体气体增压增压与与输送气输送气 体体的称为压缩机的称为压缩机 分为：容积式压缩机；动力式（离心）压缩机分为：容积式压缩机；动力式（离心）压缩机 如：氮氢气压缩机，氨气压缩机，活塞式压缩机等（2） 泵： 将机械能转变为液体的能量，给给液体液体增压增压与与输送输送液液 体体的称为泵。

的称为泵 分为：容积式泵；离心式（叶轮）泵分为：容积式泵；离心式（叶轮）泵 如：离心泵，轴流泵，液压泵，容积泵等2021/9/23223） 分离机： 用机械能将混合介质分离开来的机械为分离机用机械能将混合介质分离开来的机械为分离机 把液体与固体；液体与液体分离的设备 如：过滤式离心机，沉降式离心机，离心机（三）按机械运动形式分类1）往复运动流体机械 作功元件为往复运动作功元件为往复运动如：往复活塞式压缩机；往复活塞泵2）旋转运动流体机械 作功元件为旋转运动作功元件为旋转运动如：叶轮式；转子式；回转式等3）摇摆运动流体机械 作功元件为摇摆运动作功元件为摇摆运动如：摇摆转子式压缩机；2021/9/2323•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2021/9/2324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 核能 动力能等 风能 地热 流体机械2021/9/2325本课程学习要点： 讲述基本原理、基本理论、基本计算；讲述基本原理、基本理论、基本计算； 注重前后知识应用注重前后知识应用,理论联系实际理论联系实际,分析解决问题能力分析解决问题能力参考书参考书：（1）《化工机器》 高慎琴主编，潘永密审定.化学工业出版社（2）《流体机械原理》 张克危主编，机械工业出版社（3）《泵与压缩机》 汪云瑛、张湘亚主编，石油工业出版社（4）《流体机械原理与应用》闻苏平主编，电力工业出版社（5）《流体机械基础教程》 陆肇达主编，哈工大出版社中文期刊中文期刊：（1）流体机械 —— 中文核心期刊，合肥通用机械研究所 （2）化工机械 —— 化工机械研究所（3）化工设备技术 —— 上海化工机械研究所2021/9/2326本章结束本章结束2021/9/2327祖国的制造技术何日全面复兴？祖国的制造技术何日全面复兴？周朝（公元前周朝（公元前11世纪）铜制酒壶世纪）铜制酒壶喷气式飞机发动机叶片喷气式飞机发动机叶片2021/9/2328长江三峡第一个水轮机叶轮从加拿大进口长江三峡第一个水轮机叶轮从加拿大进口 三峡叶轮：三峡叶轮：三峡叶轮：三峡叶轮：428428吨；高吨；高吨；高吨；高5.5M5.5M；直径；直径；直径；直径10.5M10.5M；；；；960960万美元万美元万美元万美元2021/9/2329反应塔2021/9/2330制药工业制药工业2021/9/2331食品工业食品工业2021/9/2332橡胶工业橡胶工业2021/9/2333橡胶产品（丁苯橡胶）2021/9/2334炼油厂2021/9/23352021/9/2336化肥厂2021/9/23372021/9/2338甲醇、丁辛醇厂2021/9/23392021/9/23402021/9/23412021/9/23422021/9/23432021/9/2344。