流体机械期末复习提纲

1、流体机械：定义：它是过程装备的重要组成部分之一，以流体为工质进行能量转换处理与输送的机械。

用途：1．增压与输送流体，使其满足各种生产条件的工艺要求。

2．保证连续性的管道化生产。

3．参与生产环节的制作。

4．作为辅助性生产环节中的动力气源，控制仪表用气，环境通风等。

2、过程流体机械的分类：a 按能量转换分类分为原动机和工作机b 按流体介质分类分为压缩机、泵和分离机 c 按结构特点分类分为往复式结构（压力↑，Q↓、P↑）和旋转式结构（Q↑、P↓）3、压缩机的分类：a 按工作原理分类分为容积式（再分为往复式和回转式）和动力式（再分为透平式、旋涡式、喷射式）b 按排气压力分类分为：<15Kpa，通风机；0.15~0.2MPa,鼓风机；0.2~1.0MPa，低压；1~10MPa，中压；10~100MPa，高压；>100MPa，超高压；c 按压缩机级数分类分为单级、两级、多级d 按功率大小分类分为小型压缩机、中型压缩机、大型压缩机。

4、过程流体机械的发展趋势：a、创造新的机型；b、流体机械内部流动规律的研究与应用；c、高速转子动力学的研究与应用；d、新型制造工艺技术的发展；e、流体机械的自动控制；f、流体机械的故障诊断；g、实现国产化和参与国际竞争。

展开：P115、往复压缩机基本构成：工作腔部分（气缸、气阀、活塞、活塞环、填料函）；传动部分（连杆、曲轴、十字头、活塞杆、平衡重）；机身部分（支撑气缸和传动零件的部件）；辅助设备（中间冷却、润滑、气量调节、安全阀、滤清器、缓冲罐）。

6、汽缸形式：单作用、双作用、级差式（平衡腔）。

压缩机结构形式：立式、卧式、角度式。

7、往复压缩机特点：1、适用范围广（P、Q)，热效率高。

2、稳定性好、适应性强、通用性好（ρ、P对性能影响小）。

3、结构复杂、易损件多、维修量大。

4、排气不连续，易引起气柱及管道振动。

8、级和循环：被压缩气体进入工作腔内完成一次气体压缩称为一级，每个级由进气、压缩、排气等过程组成，完成一次该过程称为一个循环。

9、理论循环的特点（假设）：无余隙，气体全部排出；气体经过进排气阀无损失，温度、压力与进排气管相同；气体为理想气体，压缩过程中过程指数不变，与外界无热交换；气缸无泄漏；压缩过程为等温或绝热。

10、实际循环与理论循环的差别：a、气缸有余隙容积，气体不可能排净，吸入前气体先膨胀，使吸气量下降。

b、进排气阀有阻力。

（d点开始吸，b点开始排。

）c、压缩及膨胀过程热交换不稳定，有温差，m为变值。

（cd线放→吸（m>k)，ab线吸→放（1<m<k))d、气缸存在泄漏。

（泄漏点：活塞环、填料函、气阀起闭不及时）e、背压对吸排气压的影响。

f、实际气体性质不同于理想气体。

11、影响排气量因素：Vs（Vs=sπD2/4或sπ（2D2-d2）/4)，n，λv，λp ，λT，λl提高排气量措施：（1）a↓（V0↓）（2）气缸冷却好（3）D↑S↑（受强度、动力限制）（4）n↑效果好（N电机↑易损件寿命↓惯性力↑振动↑）12、采用多级压缩的理由：a、降低排气温度。

b、提高气缸容积系数。

c、节省功耗，多级压缩接近等温线。

d、降低最大气体力。

高压级缸径D↓气体力PπD^2/4 ↓运动机构轻巧，η↑，但结构复杂，增加尺寸、重量及管路、气阀、阻力损失。

13、级数的选择：1。

大中型压缩机级数的选择，一般以最省功为原则。

2。

小型移动压缩机也应注意节省功耗，但往往以重量为主要矛盾，级数选择多取决于每级允许的排气温度。

在排气温度允许范围内尽量选择较少级数，以利于减轻重量。

3。

对于一些特殊气体，其化学性质要求排气温度不超过某一温度，级数的选择也取决于每级允许达到的排气温度。

14、转速对压缩机的影响：转速决定了压缩机的几何尺寸、重量、制造的难易、机器的成本。

若惯性力增加并超过最大气体力时，可能会招致压缩机零部件的强度不足。

形式相同的压缩机，如果容积流量一定，转速越高，则机器的重量和尺寸越小，但也受制于活塞平均速度和惯性力的增大。

15、压缩机的吸气和排气压力分别指第一级吸入管道处和末级排出接管处的压力。

16、排气量：也称容积流量，通常指单位时间内压缩机最后一级排出的气体，换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值，单位m3/h或m3/min。

供气量：也称标准容积流量，是指压缩及单位时间内排出的气体容积折算到基准状态时的干气体容积值。

17、指示功：压缩机用于压缩气体所消耗的功。

摩擦功：压缩机用于克服机械摩擦所耗功。

轴功：指示功与摩擦功之和，即主轴需要的总功。

功率：单位时间所耗功。

比功率：排气压力相同的机器，单位容积流量所消耗的功。

18、压缩机中的作用力：主要有三类：气体压力造成的气体力；往复和不平衡旋转质量造成的惯性力；接触表面相对运动产生的摩擦力。

19、阻力矩与倾覆力矩：P3720、设置飞轮的原因：用设置飞轮的办法来提高J，可降低角速度的变化，即减小主轴的旋转不均匀度。

21、气阀的主要构件：阀座、启闭元件、弹簧、升程限制器。

工作原理：气体从阀座进入，当Fg>Fs时，阀片开启，便有气体通过此缝隙进入汽缸；在活塞接近止点位置时，活塞速度降低，气流推力减小，当Fg<Fs时，阀片开始离开开程限制器，向阀座方向运动。

22、三六瓣密封原理：三瓣式缚于活塞杆上时，径向切口仍留有间隙，以便压缩机运行时高压气体从该处导入填料外周的小室，使两块填料都利用高压气体抱紧在活塞杆上，三瓣的径向切口需与六瓣的错开，利用三瓣的填料从轴向挡住六瓣的切口，阻止气体沿轴向的泄露；六瓣填料径向的切口由其中三个月牙形的瓣盖住，阻止气体沿径向泄露。

所以，真正起密封作用的是六瓣填料。

23、压缩机的容积流量调节P5624、润滑的作用：减少摩擦、磨损，增加密封效果，带走摩擦热及摩屑，防止摩擦副锈蚀或腐蚀。

润滑方式：飞溅润滑：连杆大头设一甩油杆，适于小型与单作用，润滑路线：连杆大小头油孔，活塞与气缸表面。

喷雾润滑：进口处喷入一定量润滑油，油和工作介质混合在气缸表面起润滑作用，缺点是油和气体一起排出，易燃的不能用。

压力润滑：通过注油器（大型）或齿轮泵（小型）。

25、回转式压缩机：螺杆压缩机分为干式和湿式两种：干式指工作腔中不喷液，压缩气体不会被感染。

湿式指工作腔喷入润滑油或其他液体，借以冷却被压缩的气体，改善密封，并可润滑阴、阳转子，实现自身转动。

26、离心式压缩机工作过程：驱动机带动叶轮高速旋转，叶轮入口产生低压，将气体从吸入室吸入，经叶轮后压力、温度、速度增加，然后流入扩压器扩压，经弯道和回流器回到第二级入口继续压缩。

为了降低温度与减少功耗，采用中间冷却器冷却。

27、级的结构：中间级，由叶轮、扩压器、弯道、回流器组成。

首级，由吸气管和中间级组成。

末级，由叶轮、扩压器、排气蜗室组成。

离心叶轮的典型结构：叶轮有轮盖、叶片、轮盘组成扩压器作用：升压、降速28、离心压缩机的特点：1）流量大；(连续、截面大、转速大)；2）转速高；(无惯性力、往复件）；3）结构紧凑；（重量小、占地面积小）；4）运转可靠，维修费低；（1~3年不停、无备机）；缺点：5）单级压力比不高；（P2>70MPa需用活塞式)；6）不适用小流量。

（转速高、流通截面大）；7）效率低（能量损失大）；8）稳定工况区窄，不适宜工况变化大，故障破坏性大。

性能曲线、最佳工况点与稳定工作范围：性能曲线亦称特性曲线：（1）增压比曲线（ε-qvin)，选压缩机、定工况点、能量核算（2）效率曲线（η-qvin)，是经济指标、参数计算的原始数据（3）轴功率曲线（N-qvin)，决定原动机功率。

qvin是出口截面测得的流量换算到进口P、T下的qv通常将曲线上效率最高点称为最佳工况点。

稳定工况范围：压缩机左边受喘振工况限制，右边受堵塞工况限制，两个工况之间为稳定工作范围。

29、压缩机的喘振：当压缩机的流量进一步减小时，系统中的气流产生正流、倒流反复出现的情况，使整个系统发生了周期性的低频大振幅的轴向气流振荡现象。

喘振的危害：Pc下降，效率下降、噪音、振动增加，轴承破坏，转子与固定件碰撞。

防喘振的措施：A 标注喘振线的性能曲线，随时了解工作点位置；B 降低转速，使喘振发生流量点下降；C 设置调节导叶机构（特别是首级，改变进气冲角）；D 出口旁设置旁通管道，让多余气体放空或降压后回进口；E 进（温度、流量）出（压力）口安置监视仪表；F 运行操作人员了解压缩机工作原理，注意机器所在工况位置，使机器不致进入喘振状态。

30、压缩机的堵塞工况：流量增加，气流产生负冲角，叶片工作面上气流分离，当流量大大增加，叶轮做功全部成为能量损失，速度甚至达到音速，这时压缩机达到堵塞工况，压力、流量不再增加。

压缩机的调节方法：1.出口节流调节2.进口节流调节3.采用可转动的进口导叶调节4.采用可转动的扩压器叶片调节5.改变转速调节31、压缩机串联工作可增大气流的排出压力，压缩机并联工作可增大气流的输送流量。

32、泵的分类：根据工作原理和结构形式分为：动力泵（包括叶片式泵和特殊作用泵）和容积式泵。

叶片泵又有：离心泵、轴流泵、混流泵、旋涡泵等。

容积泵又有：往复泵、转子泵、计量泵等。

根据压力分：低压泵（<2MPa)、中压泵（2~6MPa）、高压泵（>6MPa）。

按泵轴位置分：卧式泵和立式泵。

按流体吸入叶轮的方式分类：单吸式泵和双吸式泵；按级数分类：单级泵和多级泵；按泵体形式分为：蜗壳泵和筒形泵。

33、扬程：单位重量液体从泵进口至泵出口处获得的能量。

汽蚀余量：泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力水头的富裕能量，NPSH，m。

34、轴功率N：原动机传到泵轴上的功率，w。

泵效率η：有效功率与轴功率之比35、泵中的损失：容积损失、水力损失、机械损失。

36、泵的工作原理P156 命名PPT 2637、汽蚀：发生机理：P157-158汽蚀发生的危害：1）、使过流部件剥蚀破坏，起初出现麻点，继而表面呈现槽沟状、蜂窝状、鱼鳞状的裂痕，严重时造成叶片或叶轮前后盖板穿孔，甚至叶轮断裂，造成严重事故。

2）、气蚀使泵的性能下降；流道堵塞，连续性↓qv ↓H ↓η↓；3）、气蚀使泵产生噪音和振动；4）、气蚀是水力机械向高流速发展的巨大障碍。

2/r F R g ω=有效汽蚀余量：有效汽蚀余量是指液流自吸液池经吸入管路到达泵吸入口后，所富余的高出汽化压力能头的那部分能量，用符号 NPSHa 表示必须汽蚀余量：泵入口到压力最低点K 能头的降低值。

NPSHr有效汽蚀余量和必须汽蚀余量的关系：必需汽蚀余量是标志泵本身汽蚀性能的基本参数。

必须汽蚀余量越小，说明泵本身的抗汽蚀性能好，因此要提高泵的抗汽蚀性能，应使必须汽蚀余量减小。

有效汽蚀余量标志泵使用时的装置汽蚀性能，为避免发生汽蚀，就必须增大有效汽蚀余量。