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流体机械原理课件
流体机械原理（离心压缩机部分）
课程重点讲授的内容 • 离心压缩机原理★ • 离心压缩机的研究现状与技术发展 • 流体机械的设计方法 • 流体机械的应用
流体机械
绪论 ▪ 第一节 压缩机的分类 ▪ 第二节 离心式压缩机的应用 ▪ 第三节 离心式压缩机的工作原理★
第一章 气体流动的基本方程和基本概念★ ▪ 第一节 欧拉方程式 ▪ 第二节 能量方程式 ▪ 第三节 伯努利方程式 ▪ 第四节 气体压缩过程和压缩功 ▪ 第五节 级的总耗功和功率 ▪ 第六节 级中气体状态参数的变化 ▪ 第七节 级的效率 ▪ 第八节 流量及流量系数 ▪ 第九节 能量头及能量头系数
气体压力定义：
单位面积所承受的气体分子的撞击力。根据分子撞击的形式 可以分为以下两种提高压力的方法：
①减容压缩过程 ：压缩机为一定容积的气体 聚集在容器内， 通过减小容器的容积，增加单位体积内气体分子数量，增加 了气体分子撞击单位面积的次数，以增加气体的压力。
所产生的压力满足方程：P2=P1（V1/V2）。 ②加速流体压缩过程 :增加气体分子的动能，提高气体分子撞
离心压缩机 应用领域
电力工业 石油工业 冶金工业 动力工程
制冷与低温工程 航空和航天 采矿工业 生物医学工程
环境工程 采暖与通风
污水处理 空气净化 气力输送
叶轮 扩压器 弯道 回流器 蜗壳
第二章 级中能量损失 ★ ▪ 第一节 摩擦损失 ▪ 第二节 分离损失 ▪ 第三节 二次流损失 ▪ 第四节 尾迹损失 ▪ 第五节 Re数和Ma数对流动损失的影响 ▪ 第六节 级的性能曲线 ▪ 第七节 漏气损失 ▪ 第八节 轮阻损失
第三章 叶轮 ▪ 第一节 叶轮典型结构比较 ★ ▪ 第二节 叶轮的主要结构参数 ★ ▪ 第三节 能量头、周速系数的计算 ★ ▪ 第四节 叶轮主要参数对级性能的影响 ▪ 第五节 半开式．混流式叶轮
流体机械原理（离心压缩机部分）
课程重点讲授的内容 • 离心压缩机原理★ • 离心压缩机的研究现状与技术发展 • 流体机械的设计方法 • 流体机械的应用
流体机械
绪论 ▪ 第一节 压缩机的分类 ▪ 第二节 离心式压缩机的应用 ▪ 第三节 离心式压缩机的工作原理★
第一章 气体流动的基本方程和基本概念★ ▪ 第一节 欧拉方程式 ▪ 第二节 能量方程式 ▪ 第三节 伯努利方程式 ▪ 第四节 气体压缩过程和压缩功 ▪ 第五节 级的总耗功和功率 ▪ 第六节 级中气体状态参数的变化 ▪ 第七节 级的效率 ▪ 第八节 流量及流量系数 ▪ 第九节 能量头及能量头系数
气体压力定义：
单位面积所承受的气体分子的撞击力。根据分子撞击的形式 可以分为以下两种提高压力的方法：
①减容压缩过程 ：压缩机为一定容积的气体 聚集在容器内， 通过减小容器的容积，增加单位体积内气体分子数量，增加 了气体分子撞击单位面积的次数，以增加气体的压力。
所产生的压力满足方程：P2=P1（V1/V2）。 ②加速流体压缩过程 :增加气体分子的动能，提高气体分子撞
离心压缩机 应用领域
电力工业 石油工业 冶金工业 动力工程
制冷与低温工程 航空和航天 采矿工业 生物医学工程
环境工程 采暖与通风
污水处理 空气净化 气力输送
叶轮 扩压器 弯道 回流器 蜗壳
第二章 级中能量损失 ★ ▪ 第一节 摩擦损失 ▪ 第二节 分离损失 ▪ 第三节 二次流损失 ▪ 第四节 尾迹损失 ▪ 第五节 Re数和Ma数对流动损失的影响 ▪ 第六节 级的性能曲线 ▪ 第七节 漏气损失 ▪ 第八节 轮阻损失
第三章 叶轮 ▪ 第一节 叶轮典型结构比较 ★ ▪ 第二节 叶轮的主要结构参数 ★ ▪ 第三节 能量头、周速系数的计算 ★ ▪ 第四节 叶轮主要参数对级性能的影响 ▪ 第五节 半开式．混流式叶轮
化工原理流体流动与输送机械精品PPT课件
1.1.1.连续介质的假定
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
17
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（2）双液体U管压差计
适用于压差较小的场合。
密度接近但不互溶的两种指示液A和
C
(A C ) ；
扩大室内径与U管内径之比应大于
10 。
p1 p2 Rg( A C )
18
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（3） 倒U形压差计 指示剂密度小于被测流体密度，
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
（5） 复式压差计 适用于压差较大的情况。
19
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（2）双液体U管压差计
适用于压差较小的场合。
密度接近但不互溶的两种指示液A和
C
(A C ) ；
扩大室内径与U管内径之比应大于
10 。
p1 p2 Rg( A C )
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（3） 倒U形压差计 指示剂密度小于被测流体密度，
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
（5） 复式压差计 适用于压差较大的情况。
19
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
流体机械原理课件
流体机械原理课件
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2020/11/25
流体机械原理课件
•第一章 叶片式流体机械概述
•第一节 叶片式流体机械的工作过程
• 叶片式流体机械中的能量转换，是在 带有叶片的转子及连续绕流叶片的流体介 质之间进行的。叶片与介质间的作用力是 惯性力。该力作用在转动的叶片上，因而 产生了功（正或负视力矩和叶轮运动方向 而定）。
•水头与扬程表示每一牛顿（单位重量） 的液体通过机器时发生的能量的变化量
•问题2：水头与扬程的定义能否用在“神舟六号”上？
•可以引入一个与重力无关的定义，只需将 “重量”改为“质量”，这个定义称为能 量头
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•2、不可压缩气体介质（通风机） •风压（全压与静压）
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流体机械原理课件
•第三节
•叶片式流体机械结构形式简 介
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•过流部件（通流部件）和结构部件
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•问题：单个叶轮的流量和能量头有没有限制？
•一、叶轮的配置方式，多级与多流，级的概 念
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•背靠背
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•二、水轮机的结构
•（一）水轮机的整体结构 •立式与卧式
•1、轴流式水轮机
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•
导 水 机 构 活 动 导 叶
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•转 轮
•
Байду номын сангаас
固 定 导 叶 •蜗 壳
•尾水管
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•
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2020/11/25
流体机械原理课件
•第一章 叶片式流体机械概述
•第一节 叶片式流体机械的工作过程
• 叶片式流体机械中的能量转换，是在 带有叶片的转子及连续绕流叶片的流体介 质之间进行的。叶片与介质间的作用力是 惯性力。该力作用在转动的叶片上，因而 产生了功（正或负视力矩和叶轮运动方向 而定）。
•水头与扬程表示每一牛顿（单位重量） 的液体通过机器时发生的能量的变化量
•问题2：水头与扬程的定义能否用在“神舟六号”上？
•可以引入一个与重力无关的定义，只需将 “重量”改为“质量”，这个定义称为能 量头
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•2、不可压缩气体介质（通风机） •风压（全压与静压）
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•第三节
•叶片式流体机械结构形式简 介
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•过流部件（通流部件）和结构部件
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•问题：单个叶轮的流量和能量头有没有限制？
•一、叶轮的配置方式，多级与多流，级的概 念
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•背靠背
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•二、水轮机的结构
•（一）水轮机的整体结构 •立式与卧式
•1、轴流式水轮机
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•
导 水 机 构 活 动 导 叶
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•转 轮
•
Байду номын сангаас
固 定 导 叶 •蜗 壳
•尾水管
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•
(机械制造行业)流体机械原理
水流径向速度:周向:
故固定导叶的骨线是等角螺旋线.
由于液流均匀进入导叶,任一断面过流量
k值确定若进口断面参数一定后,蜗壳形状一定,故
式称为蜗壳的包角,其值对蜗壳的功能于尺寸有影响,设计是依流量即水头定(比转数一定)
这是以轴面a和b有限的取出一个断面为微元流线长,对分离出来
得部分,列水轮机轴的动量矩方程:
为所列面的外法线方向
如果忽略液流磨擦,即认为液流不受任何外力作用,即=0在其他面上=0,只有fa及fb上有,且两个外法线方向相反
故得:
又:沿流线上液流微元的质量流量
故得:[(vur)b-(vur)a]=0
由于a-b的任意性:
S对风机，泵，压缩机，一般是进口边，对水轮机是出口边
二、叶轮中的介质运动
1．速度的合成与分解：
流体机械的叶片表面是空间曲面，而转轮又是绕定轴旋转的，故通常用圆柱坐标系来描述叶片形式及流体介质在转轮中的运动。在柱坐标中，空间速度矢量式可分解为圆周，径向，轴向三个分量。
将Cz,Cr合成得Cm,
Cm位于轴面内（和圆周方向垂直的面），故又叫轴面速度。
——流体机械单位质量介质得到或输出的功率，对叶轮而言，=（这时不考虑损失）对于压缩机=-ws
对于一般流体机械，介质与外界基本上无热量交换，故q=0。对于压缩机可，除有冷却装置的外，也忽略介质通过机壳与外界的能量交换。这是由于在压缩机中，气体压缩时，热焓的变化比压缩机对外的热量交换相比大得多，故可认为q=0。
开式引水室(明槽引水室):水力性能好,但尺寸大,只用于低水头小功率机组
种类钢板焊接
闭式蜗壳铸造(用于小机组)一般圆形
混凝土(水头较低)一般为梯形,为制造方便
对水轮机引水部件要求:
①保证导水叶片进口圆周均匀进水,液流呈对称
故固定导叶的骨线是等角螺旋线.
由于液流均匀进入导叶,任一断面过流量
k值确定若进口断面参数一定后,蜗壳形状一定,故
式称为蜗壳的包角,其值对蜗壳的功能于尺寸有影响,设计是依流量即水头定(比转数一定)
这是以轴面a和b有限的取出一个断面为微元流线长,对分离出来
得部分,列水轮机轴的动量矩方程:
为所列面的外法线方向
如果忽略液流磨擦,即认为液流不受任何外力作用,即=0在其他面上=0,只有fa及fb上有,且两个外法线方向相反
故得:
又:沿流线上液流微元的质量流量
故得:[(vur)b-(vur)a]=0
由于a-b的任意性:
S对风机，泵，压缩机，一般是进口边，对水轮机是出口边
二、叶轮中的介质运动
1．速度的合成与分解：
流体机械的叶片表面是空间曲面，而转轮又是绕定轴旋转的，故通常用圆柱坐标系来描述叶片形式及流体介质在转轮中的运动。在柱坐标中，空间速度矢量式可分解为圆周，径向，轴向三个分量。
将Cz,Cr合成得Cm,
Cm位于轴面内（和圆周方向垂直的面），故又叫轴面速度。
——流体机械单位质量介质得到或输出的功率，对叶轮而言，=（这时不考虑损失）对于压缩机=-ws
对于一般流体机械，介质与外界基本上无热量交换，故q=0。对于压缩机可，除有冷却装置的外，也忽略介质通过机壳与外界的能量交换。这是由于在压缩机中，气体压缩时，热焓的变化比压缩机对外的热量交换相比大得多，故可认为q=0。
开式引水室(明槽引水室):水力性能好,但尺寸大,只用于低水头小功率机组
种类钢板焊接
闭式蜗壳铸造(用于小机组)一般圆形
混凝土(水头较低)一般为梯形,为制造方便
对水轮机引水部件要求:
①保证导水叶片进口圆周均匀进水,液流呈对称
第一章 概述 (1) 流体机械 教学课件
p=p0+ρgh
（四）关于流体的能量及“能头”（或比能） 重力能头 受单位重力作用流体的能量，以eg表示之
（五）流体的压缩性与膨胀性 （六）流体的粘度
二、液体的定常流动及其质量守恒关系—流动连续性方程 三、定常流动液体伯努利方程 四、定常流动液体的能量守恒关系之二——重力、离 心力联合场中的伯努利方程 五、流体运动的动量及动量矩方程 六、关于运动流体这本课程
1. 逐步学会根据前面所学的理论基础，分析流 体机械的工作原理。满足工作原理基础上结构 的需要，举一反三。
2. 能力的培养，通过自学，讨论的方式学习
3. 善于从已经学习基本理论，来分析问题
第二节 工程流体力学相关知识简述
一、流体的物理性质及流体静力学若干基本知识 流体是液体和气体的统称 （一）密度 （二） 作用力 （三）流体静力学若干相关结论
第一章 概述
课题
目的要 求
流体机械概述 1.了解流体机械的概况 2.了解工程流体力学相关知
周次
11 节次 1
重点 工程流体力学相关知 难点 工程流体力学相关知
第一节 流体机械概况
一、什么是流体机械
流体（液体或气体）介质（或称工质）和机械构 件（如叶轮、活塞等），在个别情况下则是与另一工 作流体（如在射流泵中，此时工作流体可视为一个流 体构件），在一个共容的特定腔室或空间里，通过相 互间的作用与反作用，实现机械功-能量的交换、传 转的机械装置称为流体机械。
完整版流体机械课件.ppt
.,
1. *作用在流体上的力的分类 表面力: 作用在流体表面,且与作用面的大小成正比的力 质量力: 作用于流体每一质点上,且与质量成正比的力。 单位质量力: 单位质量流体所受到的质量力
单位质量力具有加速度的量纲和意义
.,
2. 流体的主要物理性质 (1) 惯性 密度：单位体积流体所具有的质量 重度：单位体积流体所具有的重量 比重：物体质量与同体积，4 ℃蒸馏水的质量之比值
3. 管嘴出流特征
4. 单管水力计算基本公式
5. 串联管路计算基本公式
6. 并联管路计算基本公式
7. 作业 5-7 ,
.,
.,
2-40 图示用一圆锥形体堵塞直径d=1m的底部孔洞。求作用于此锥 形体的水静压力。
红色体积 V1: 实压力体 绿色体积 V2: 虚压力体 铅垂方向合力:
水平方向合力为零
.,
.,
1. *定常流 非定常流
2. *迹线 流线
*流线的重要性质：流线不能相交，不能转折(滞点除外)
3. *平均流速 流量
4. *缓变流及其特性
5. *一元总流连续性方程的形式，物理意义，使用条件
6. *伯努利方程的形式、几何意义和物理意义
7. *总流伯努利方程的应用条件和过程
8. *动量方程形式,物理意义及应用条件和过程
9.*毕托管、文丘里流量计及其工作原理
10. 作业：3-2, 3-9, 3-10, 3-12, 3-17, 3-28
.,
.,
3.*流体静压强基本方程 静力学基本方程几何意义和物理意义
几何意义： 测压管水头处处相等
物理意义： 能量转化与平衡
.,
4.*压强的度量 绝对压强：以绝对真空为起点计算的压强值 相对压强：以大气压为起点计算的压强值 真空度：当相对压强为负值时，其值的绝对值
1. *作用在流体上的力的分类 表面力: 作用在流体表面,且与作用面的大小成正比的力 质量力: 作用于流体每一质点上,且与质量成正比的力。 单位质量力: 单位质量流体所受到的质量力
单位质量力具有加速度的量纲和意义
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2. 流体的主要物理性质 (1) 惯性 密度：单位体积流体所具有的质量 重度：单位体积流体所具有的重量 比重：物体质量与同体积，4 ℃蒸馏水的质量之比值
3. 管嘴出流特征
4. 单管水力计算基本公式
5. 串联管路计算基本公式
6. 并联管路计算基本公式
7. 作业 5-7 ,
.,
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2-40 图示用一圆锥形体堵塞直径d=1m的底部孔洞。求作用于此锥 形体的水静压力。
红色体积 V1: 实压力体 绿色体积 V2: 虚压力体 铅垂方向合力:
水平方向合力为零
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1. *定常流 非定常流
2. *迹线 流线
*流线的重要性质：流线不能相交，不能转折(滞点除外)
3. *平均流速 流量
4. *缓变流及其特性
5. *一元总流连续性方程的形式，物理意义，使用条件
6. *伯努利方程的形式、几何意义和物理意义
7. *总流伯努利方程的应用条件和过程
8. *动量方程形式,物理意义及应用条件和过程
9.*毕托管、文丘里流量计及其工作原理
10. 作业：3-2, 3-9, 3-10, 3-12, 3-17, 3-28
.,
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3.*流体静压强基本方程 静力学基本方程几何意义和物理意义
几何意义： 测压管水头处处相等
物理意义： 能量转化与平衡
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4.*压强的度量 绝对压强：以绝对真空为起点计算的压强值 相对压强：以大气压为起点计算的压强值 真空度：当相对压强为负值时，其值的绝对值
流体机械课件
流体机械的发展趋势和 未来展望
流体机械的创新技术
智能化：通过 人工智能技术 实现流体机械 的自动化控制
和优化
节能环保：采 用高效节能技 术降低能耗减
少环境污染
模块化设计： 模块化设计可 以提高流体机 械的灵活性和
可维护性
复合材料应用： 采用复合材料 提高流体机械 的强度和耐腐
蚀性
3D打印技术： 利用3D打印 技术实现流体 机械的快速制 造和个性化定 制
定期检查：检查流体机械的各个部件确保其正常工作 定期润滑：定期对流体机械的各个部件进行润滑防止磨损 定期清洁：定期对流体机械进行清洁防止灰尘和污垢影响其工作
定期更换：定期更换流体机械的易损部件如密封件、过滤器等确保其正常工作
流体机械的故障排除
检查流体机械的运行状态 如温度、压力、流量等
检查流体机械的部件如泵、 阀、管道等
检查流体机械的润滑情况 如润滑油、润滑脂等
检查流体机械的电气系统 如电机、控制柜等
检查流体机械的冷却系统 如冷却水、冷却风扇等
检查流体机械的密封情况 如密封垫、密封圈等
流体机械的寿命管理
定期检查：定期对流体机械进行检查及时发现问题 维护保养：定期对流体机械进行维护保养延长使用寿命 更换零件：定期更换磨损严重的零件保证机械性能 记录数据：记录流体机械的使用数据为寿命管理提供依据
国际竞争：随着 全球化的发展国 际市场竞争加剧 需要不断提高产 品质量和降低成 本以适应市场需 求
流体机械的发展趋势
高效化：提高流体机械的工 作效率降低能耗
节能环保：提高能源利用效率 减少排放实现绿色制造
微型化：随着科技的发展流体 机械的体积越来越小便于携带
和使用
集成化：将多种功能集成到一 台设备中提高设备的综合性能
流体机械原理课件ppt
-
第六章 离心式压缩机的性能曲线和调节 ★ ▪ 第一节 离心式压缩机的性能曲线 ▪ 第二节 压缩机与管网联合工作 ▪ 第三节 旋转失速和喘振 ▪ 第四节 压缩机的串联和并联 ▪ 第五节 离心式压缩机的调节
第七章 三元流动 ▪ 第一节 运动参数 ▪ 第二节 基本方程式 ▪ 第三节 简化计算模型 ▪ 第四节 流线曲率法 ▪ 第五节 绝对无旋运动
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螺杆式制冷压缩机结构和工作原理
-
透平压缩机的分类
▪ 轴流式 ▪ 离心式 ▪ 混流式
-
轴流式压缩机
-
-
离心式
-
混流式
-
轴流离心混合式
-
-
-
Centrifugal Fans离心风机 9-19D high pressure high temperature
G\Y4-73 boiler fan
▪ 流体机械的分类 流体机械分为原动机与工作机 原动机：将流体的能量转换为机械能的机械设备。
水轮机、汽轮机、燃气轮机、风力机、气动工具等
工作机：将机械能转换为流体的能量。
各类风机、泵、压缩机等
-
绪论 ▪ 第一节 压缩机的分类 ▪ 第二节 离心式压缩机的应用 ▪ 第三节 离心式压缩机的工作原理★
第一章 气体流动的基本方程和基本概念★ ▪ 第一节 欧拉方程式 ▪ 第二节 能量方程式 ▪ 第三节 伯努利方程式 ▪ 第四节 气体压缩过程和压缩功 ▪ 第五节 级的总耗功和功率 ▪ 第六节 级中气体状态参数的变化 ▪ 第七节 级的效率 ▪ 第八节 流量及流量系数 ▪ 第九节 能量头及能量头系数
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第八章 实际气体 ▪ 第一节 实际气体的压缩性系数 ▪ 第二节 实际混合气体 ▪ 第三节 实际气体的热力学性质 ▪ 第四节 实际气体的压缩过程
第六章 离心式压缩机的性能曲线和调节 ★ ▪ 第一节 离心式压缩机的性能曲线 ▪ 第二节 压缩机与管网联合工作 ▪ 第三节 旋转失速和喘振 ▪ 第四节 压缩机的串联和并联 ▪ 第五节 离心式压缩机的调节
第七章 三元流动 ▪ 第一节 运动参数 ▪ 第二节 基本方程式 ▪ 第三节 简化计算模型 ▪ 第四节 流线曲率法 ▪ 第五节 绝对无旋运动
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螺杆式制冷压缩机结构和工作原理
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透平压缩机的分类
▪ 轴流式 ▪ 离心式 ▪ 混流式
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轴流式压缩机
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离心式
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混流式
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轴流离心混合式
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Centrifugal Fans离心风机 9-19D high pressure high temperature
G\Y4-73 boiler fan
▪ 流体机械的分类 流体机械分为原动机与工作机 原动机：将流体的能量转换为机械能的机械设备。
水轮机、汽轮机、燃气轮机、风力机、气动工具等
工作机：将机械能转换为流体的能量。
各类风机、泵、压缩机等
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绪论 ▪ 第一节 压缩机的分类 ▪ 第二节 离心式压缩机的应用 ▪ 第三节 离心式压缩机的工作原理★
第一章 气体流动的基本方程和基本概念★ ▪ 第一节 欧拉方程式 ▪ 第二节 能量方程式 ▪ 第三节 伯努利方程式 ▪ 第四节 气体压缩过程和压缩功 ▪ 第五节 级的总耗功和功率 ▪ 第六节 级中气体状态参数的变化 ▪ 第七节 级的效率 ▪ 第八节 流量及流量系数 ▪ 第九节 能量头及能量头系数
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第八章 实际气体 ▪ 第一节 实际气体的压缩性系数 ▪ 第二节 实际混合气体 ▪ 第三节 实际气体的热力学性质 ▪ 第四节 实际气体的压缩过程
流体机械原理PPT
西安交通大学流体机械研究所 西安交通大学流体机械国家专业实验室
闻苏平
2010年授课于西安交通大学B72班
流体机械原理（离心压缩机部分）
课程重点讲授的内容 • 离心压缩机原理★ • 离心压缩机的研究现状与技术发展 • 流体机械的设计方法 • 流体机械的应用
流体机械
▪ 流体机械的定义 流体机械是以流体（液体或气体）为工作介质与能 量载体的机械设备
第二章 级中能量损失 ★ ▪ 第一节 摩擦损失 ▪ 第二节 分离损失 ▪ 第三节 二次流损失 ▪ 第四节 尾迹损失 ▪ 第五节 Re数和Ma数对流动损失的影响 ▪ 第六节 级的性能曲线 ▪ 第七节 漏气损失 ▪ 第八节 轮阻损失
第三章 叶轮 ▪ 第一节 叶轮典型结构比较 ★ ▪ 第二节 叶轮的主要结构参数 ★ ▪ 第三节 能量头、周速系数的计算 ★ ▪ 第四节 叶轮主要参数对级性能的影响 ▪ 第五节 半开式．混流式叶轮
面。或整个压缩机的出口截面。
叶轮背靠背布置
水平剖分结构
筒形结构
齿轮式
谢谢
第八章 实际气体 ▪ 第一节 实际气体的压缩性系数 ▪ 第二节 实际混合气体 ▪ 第三节 实际气体的热力学性质 ▪ 第四节 实际气体的压缩过程
第九章 离心式压缩机热力设计 ▪ 第一节 中间冷却与分段 ▪ 第二节 热力设计概述 ▪ 第三节 压缩机中各段各级主要参数的选择 ▪ 第四节 级通流部分基本尺寸的确定 ▪ 第五节 计算例题
绪论
▪ 离心压缩机的分类与应用
气体压力定义：
单位面积所承受的气体分子的撞击力。根据分子撞击的形式 可以分为以下两种提高压力的方法：
①减容压缩过程 ：压缩机为一定容积的气体 聚集在容器内， 通过减小容器的容积，增加单位体积内气体分子数量，增加 了气体分子撞击单位面积的次数，以增加气体的压力。
闻苏平
2010年授课于西安交通大学B72班
流体机械原理（离心压缩机部分）
课程重点讲授的内容 • 离心压缩机原理★ • 离心压缩机的研究现状与技术发展 • 流体机械的设计方法 • 流体机械的应用
流体机械
▪ 流体机械的定义 流体机械是以流体（液体或气体）为工作介质与能 量载体的机械设备
第二章 级中能量损失 ★ ▪ 第一节 摩擦损失 ▪ 第二节 分离损失 ▪ 第三节 二次流损失 ▪ 第四节 尾迹损失 ▪ 第五节 Re数和Ma数对流动损失的影响 ▪ 第六节 级的性能曲线 ▪ 第七节 漏气损失 ▪ 第八节 轮阻损失
第三章 叶轮 ▪ 第一节 叶轮典型结构比较 ★ ▪ 第二节 叶轮的主要结构参数 ★ ▪ 第三节 能量头、周速系数的计算 ★ ▪ 第四节 叶轮主要参数对级性能的影响 ▪ 第五节 半开式．混流式叶轮
面。或整个压缩机的出口截面。
叶轮背靠背布置
水平剖分结构
筒形结构
齿轮式
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第八章 实际气体 ▪ 第一节 实际气体的压缩性系数 ▪ 第二节 实际混合气体 ▪ 第三节 实际气体的热力学性质 ▪ 第四节 实际气体的压缩过程
第九章 离心式压缩机热力设计 ▪ 第一节 中间冷却与分段 ▪ 第二节 热力设计概述 ▪ 第三节 压缩机中各段各级主要参数的选择 ▪ 第四节 级通流部分基本尺寸的确定 ▪ 第五节 计算例题
绪论
▪ 离心压缩机的分类与应用
气体压力定义：
单位面积所承受的气体分子的撞击力。根据分子撞击的形式 可以分为以下两种提高压力的方法：
①减容压缩过程 ：压缩机为一定容积的气体 聚集在容器内， 通过减小容器的容积，增加单位体积内气体分子数量，增加 了气体分子撞击单位面积的次数，以增加气体的压力。
流体机械原理课件
核电
绪
本课程讲授内容：
论
•第一章：叶片式流体机械概述 •第二章：叶片式流体机械中的能量转换 •第三章：流体机械的相似理论 •第四章：叶片式流体机械的空化与空蚀 •第七章：流体机械的特性曲线与运行调节 •第八章：叶片式流体机械的选型
第一节 流体机械概述
一、流体机械的定义与分类
流体机械是指以流体（液体或气体） 为工作介质与能量载体的机械设备。流体 机械的工作过程，是流体的能量与机械的 机械能相互转换或不同能量的流体之间能 量传递的过程。
回转式：
罗茨式：泵、风机 轴向和径向柱塞式：泵和液压马达 滑片式：泵、压缩机和液压马达
齿轮式
螺杆式
罗茨式
轴向和径向柱塞式
滑片式
叶片式流体机械
冲击式
•原动机（无工作机） •叶轮内无压力变化
反击式
•原动机和工作机 •叶轮内有压力变化
冲击式水轮机
切击式 斜击式 双击式
切击式水轮机
切击式转轮
原 动 机
可压缩
叶 片 式 汽轮机 燃气轮机
机
械
工 作 机
不可压缩
叶片泵
不可压缩
水轮机Βιβλιοθήκη 可压缩透平压缩机 风机
容 蒸汽机 积 气压传动 式
液压马达
容积式 压缩机
容积泵
容积式流体机械
往复式：活塞式压缩机 活塞泵 柱塞泵
齿轮式：泵、压缩机、液压马达 螺杆式：单螺杆、双螺杆、三螺杆、
五螺杆泵，压缩机，液压马达
分
原动机 容积式
类:
工作机 其他
根据能量传递的方向分： 根据流体与机械相互作用的方式分：
叶片式
根据工作介质的性质分：
水力机械（液体，不可压缩） 热力机械（气体，可压缩）
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3、结构简单，易损件少，连续运转周期长。3、外形尺寸大、结构复杂、运行不平稳。 因为运转时无不平衡力，基础较小，基建 基础大，易损件多，运行周期短。 投资少。
4、以用汽轮机、燃气轮机直接拖动，便 4、运行速度低，零部件多用普通材料制 于整个装置的热力平衡。运行转速对材料 成。 及零部件制造精度要求高。
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螺杆式制冷压缩机结构和工作原理
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透平压缩机的分类
▪ 轴流式 ▪ 离心式 ▪ 混流式
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轴流式压缩机
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离心式
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混流式
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轴流离心混合式
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Centrifugal Fans离心风机 9-19D high pressure high temperature
G\Y4-73 boiler fan
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离心压缩机的特点
▪ 优点：
1. 排气量大，气体流经离心压缩机是连续的，其流道截面积 较大，叶轮转速很高，气流速度很大，因而流量很大。
2. 结构紧凑、尺寸小。它比同气量的活塞式小得多； 3. 运转平稳可靠，连续运转时间长，维护费用小，操作人员
少； 4. 不污染被压缩的气体，这对化工生产是很重要的； 5. 转速较高，适宜用蒸汽轮机或燃气轮机直接拖动。
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透平压缩机和容积式压缩机比较
透平式压缩机
容积式（以活塞式为例）压缩机
1、流量大。如果与活塞式的具有相同流量 1、排气压力可以在较大的范围内波动，
的压缩机相比较，透平式压缩机的尺寸要 高压力、小流量区域尤为合适。气体成分
小得多。
变化对机组性能影响不大。
2、输气均匀，无脉动，气体无油污染。2、输气脉动，排气流速低、机组热效率 高。
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第六章 离心式压缩机的性能曲线和调节 ★ ▪ 第一节 离心式压缩机的性能曲线 ▪ 第二节 压缩机与管网联合工作 ▪ 第三节 旋转失速和喘振 ▪ 第四节 压缩机的串联和并联 ▪ 第五节 离心式压缩机的调节
第七章 三元流动 ▪ 第一节 运动参数 ▪ 第二节 基本方程式 ▪ 第三节 简化计算模型 ▪ 第四节 流线曲率法 ▪ 第五节 绝对无旋运动
DKT-2 low noise fan
B30 axes flow fan
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多翼风机
wheel
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罗茨风机（泵）
▪ The two rotating components confine a volume of gas
▪ The volume of the pocket decreases in rotation so pressure increases
▪ 缺点：
1. 单级压力比不高，不适用于较小的流量； 2. 稳定工况区较窄，尽管气量调节较方便，但经济性较差
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压缩机的分类
容
积
式
往 复 式
回
转
式
压
缩
通 风 机
按
压
力
分
鼓
风
机
机
透
平
式
按
流
动
方
压
缩
机
轴
向
分
离
混
流 心 流
式 式 式
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活塞压缩机
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单级活塞式压气机结构示意图
空气滤清器
进气阀 气 缸 活 塞
排气阀
散热片
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螺杆压缩机
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螺杆压缩机的运行
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第二章 级中能量损失 ★ ▪ 第一节 摩擦损失 ▪ 第二节 分离损失 ▪ 第三节 二次流损失 ▪ 第四节 尾迹损失 ▪ 第五节 Re数和Ma数对流动损失的影响 ▪ 第六节 级的性能曲线 ▪ 第七节 漏气损失 ▪ 第八节 轮阻损失
第三章 叶轮 ▪ 第一节 叶轮典型结构比较 ★ ▪ 第二节 叶轮的主要结构参数 ★ ▪ 第三节 能量头、周速系数的计算 ★ ▪ 第四节 叶轮主要参数对级性能的影响 ▪ 第五节 半开式．混流式叶轮
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绪论
▪ 离心压缩机的分类与应用
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气体压力定义： 单位面积所承受的气体分子的撞击力。根据分子撞击的形式 可以分为以下两种提高压力的方法： ①减容压缩过程 ：压缩机为一定容积的气体 聚集在容器内， 通过减小容器的容积，增加单位体积内气体分子数量，增加 了气体分子撞击单位面积的次数，以增加气体的压力。 所产生的压力满足方程：P2=P1（V1/V2）。 ②加速流体压缩过程 :增加气体分子的动能，提高气体分子撞 击单位面积的力量提高压力。 根据动能转换为势能的原理， 为流体加速到高速然后降低速度，通过改变气流流动方向， 把气体所具有的动能转化为势能（压力能）。
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第四章 固定元件 ▪ 第一节 吸气室 ▪ 第二节 无叶扩压器 ★ ▪ 第三节 叶片扩压器 ★ ▪ 第四节 叶轮主要参数对级性能的影响 ★ ▪ 第五节 半开式、混流式叶轮
第五章 相似原理在离心压缩机中的应用 ★ ▪ 第一节 相似原瑗的基础知识 ▪ 第二节 离心压缩机的相似条件 ▪ 第三节 相似原理的应用 ▪ 第四节 相似模化设计 ▪ 第五节 性能换算
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第八章 实际气体 ▪ 第一节 实际气体的压缩性系数 ▪ 第二节 实际混合气体 ▪ 第三节 实际气体的热力学性质 ▪ 第四节 实际气体的压缩过程
第九章 离心式压缩机热力设计 ▪ 第一节 中间冷却与分段 ▪ 第二节 热力设计概述 ▪ 第三节 压缩机中各段各级主要参数的选择 ▪ 第四节 级通流部分基本尺寸的确定 ▪ 第五节 计算例题
西安交通大学流体机械研究所 西安交通大学流体机械国家专业实验室
闻苏平
2010年授课于西安交通大学B72班
流体机械原理（离心压缩机部分）
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课程重点讲授的内容 • 离心压缩机原理★ • 离心压缩机的研究现状与技术发展 • 流体机械的设计方法 • 流体机械的应用
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流体机械
▪ 流体机械的定义 流体机械是以流体（液体或气体）为工作介质与能 量载体的机械设备
▪ 流体机械的分类 流体机械分为原动机与工作机 原动机：将流体的能量转换为机械能的机械设备。
水轮机、汽轮机、燃气轮机、风力机、气动工具等
工作机：将机械能转换为流体的能量。
各类风机、泵、压缩机等
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绪论 ▪ 第一节 压缩机的分类 ▪ 第二节 离心式压缩机的应用 ▪ 第三节 离心式压缩机的工作原理★
第一章 气体流动的基本方程和基本概念★ ▪ 第一节 欧拉方程式 ▪ 第二节 能量方程式 ▪ 第三节 伯努利方程式 ▪ 第四节 气体压缩过程和压缩功 ▪ 第五节 级的总耗功和功率 ▪ 第六节 级中气体状态参数的变化 ▪ 第七节 级的效率 ▪ 第八节 流量及流量系数 ▪ 第九节 能量头及能量头系数