引 言
1 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。
另外,在高新技术领域中也广泛地应用
流体机械,如 人工心脏泵, 液体火箭燃料泵
等。所以流体机械的应用领域十分广阔。
第一章 流体机械的定义及分类
一)、流体机械的定义
? 流体机械 —— 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。
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
定义并不严密,比如内燃机是从流体所带来的化
学能中获取机械能的,但它并不属于流体机械。
举例说明
?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 机械能。 驱
动发电机旋转(或其它机械设备) 。
?? ?? 转化成
? 泵
从电动机(原动机 )得到能量,叶轮吸入
流体,并使流体的能量得到增加(压能,动
能),即机械能 流体的能量,可将流
体输送到一定高度或输送到远处。
?? ?? 转化成
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 ;泵是给予流体以能量,
通常把这种流体机械称作 工作机 。
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
的混合物(如热电厂锅炉燃烧,需要由风机
输送煤和空气等) 。
二)、分类
流体机械的分类方法很多,可按:
? 1)、按能量传递方向分
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
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
例:
热力发电厂(汽轮机)
燃料化学能 —— 热能 —— 机械能 —— 电能
燃料在锅炉设备中通过燃烧和传热,转
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
械能转换成电能。
水力发电厂(水轮机)
水能 —— 机械能 —— 电能
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。
? 例,
泵(水泵、油泵、渣浆泵等)
2)、按工作介质分
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。
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?
?
?
c o ns t
c o ns t
?
?
,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
3)、按流体与机械相互作用方式
叶片式:
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
互作用力是惯性力。
包括叶片泵、风机、水轮机、汽轮机等。
?
?
?
容积式流体机械
叶片式流体机械
容积式:
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
静压力)。
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?
??? ??
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
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
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 —— 工作机。
容积式流体机械又可按运动方式分为:
往复式,活塞或柱塞在缸体中作往复运动;
回转式,各种形状的转子在壳体中作回转运动。
对于气体机械又通常按压力(绝对压力)
大小来进行命名:
? 通风机 P<0.015MPa
? 鼓风机 P=0.015~0.35MPa
? 压缩机 P>0.35MPa