过程流体机械学习教材PPT课件
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《化工过程流体机械》网页课件第5章
§5 离心机 §5.1 离心机的典型结构及工作原理
化工过程流体机械
5.1.3 沉降离心机流体动力学基本方程及沉降分离过程
基本方程
连续方程（5-8）、欧拉方程（5-9、5-10、5-11） E - S（纳维-斯托克斯）方程（5-13、5-14、5-15）
沉降离心机转鼓内的流体流动（层流状态）
平均轴向流速
§5 离心机 §5.1 离心机的典型结构及工作原理
化工过程流体机械
5.1.3 沉降离心机流体动力学基本方程及沉降分离过程
沉降分离原理
物理过程：固体沉降（运动阻力）→沉渣压实（分散物系力学规律）
→排出液体（沉渣中分子力保持）
层流区、过渡区、湍流区，仅考虑层流区
（层流区）球形粒子自由沉降速度 v（离心力场中惯性力与浮力作用）
§5 离心机 §5.1 离心机的典型结构及工作原理
化工过程流体机械
5.1.3 沉降离心机流体动力学基本方程及沉降分离过程
沉降离心机的生产能力 qV ＝ v0 Σ
( m3/s )
（5-49）
式中：v0 —— 重力沉降速度，m/s Σ —— 当量沉降面积（离心机生产能力指数），m2
蝶片式离心机生产能力（练习题 5-2）
细粒子布朗运动扩散距离
极限粒子直径 d l
1/ 4
dl
⎛ = 1.734⎜⎜⎝
T ∆ρ ω 2
r
⎞ ⎟⎟⎠
( μm )
（5-46）
式中：T —— 绝对温度，K； Δρ —— 固液相密度差
ω —— 液相回转角速度； r —— 粒子处回转半径，m
最小分离因数 Fr
T
Fr
=
9 d
4
∆ρ
g
过程流体机械课件(李云 姜培正)
充水
保证吸入口处形成真空并保持
暖泵
需要时才做
–启动程序
完成准备工作
对于强制润滑的泵，启动油泵 向各轴承供油
需冷却的泵，启动冷却水或打 开冷却水阀
合闸启动，泵空转时间不允许 超过2~4分钟，使转速达到额 定值后，逐渐打开离心泵出口 阀直到达到额定流量
–运行中的注意事项
轴承温升
滚动轴承的温升不能超过40˚C 表面温度不能超过70˚C
根据折引流量和折引扬程来推 导比转数时，是泛指几何相似 泵工况对应相似而得的，显然， 当工况不同时，对应的比转数 也不会相同，因此离心泵有无 数个比转数值
在实际应用中，一般规定用最 高效率点对应的流量和扬程来 计算比转数，这个比转数就代 表了泵的比转数，因此对于几 何相似的泵来说，若工况相似， 则它们的比转数应相等
3
N n
离心泵的比转数
相似定律表达了在相似条件下 相似工况点性能参数之间的相 似关系。如果在几何相似泵中 能用性能参数之间的某一综合 参数来判别是否为相似工况， 则更为方便。由此建立了比转 数的概念。
由相似定律关系式可得
qV nD3
qV nD3
qVI
H n2 D2
H n2D2
b'A2可以近似认为与切割前的 bA2相等，并且轴向涡流的影响
也可以近似认为不变，由此可 以认为叶轮切割前后，叶道出 口处液流速度三角形对应相似
叶轮被切割前后，叶道出口处 液流速度三角形对应相似的工 况称为切割对应工况
切割定律就是建立在存在这种 切割对应工况的前提下，得出 的用于计算叶轮切割前后泵的 性能参数变化关系的定律
Re D2n ,
Re Re
,
保证吸入口处形成真空并保持
暖泵
需要时才做
–启动程序
完成准备工作
对于强制润滑的泵，启动油泵 向各轴承供油
需冷却的泵，启动冷却水或打 开冷却水阀
合闸启动，泵空转时间不允许 超过2~4分钟，使转速达到额 定值后，逐渐打开离心泵出口 阀直到达到额定流量
–运行中的注意事项
轴承温升
滚动轴承的温升不能超过40˚C 表面温度不能超过70˚C
根据折引流量和折引扬程来推 导比转数时，是泛指几何相似 泵工况对应相似而得的，显然， 当工况不同时，对应的比转数 也不会相同，因此离心泵有无 数个比转数值
在实际应用中，一般规定用最 高效率点对应的流量和扬程来 计算比转数，这个比转数就代 表了泵的比转数，因此对于几 何相似的泵来说，若工况相似， 则它们的比转数应相等
3
N n
离心泵的比转数
相似定律表达了在相似条件下 相似工况点性能参数之间的相 似关系。如果在几何相似泵中 能用性能参数之间的某一综合 参数来判别是否为相似工况， 则更为方便。由此建立了比转 数的概念。
由相似定律关系式可得
qV nD3
qV nD3
qVI
H n2 D2
H n2D2
b'A2可以近似认为与切割前的 bA2相等，并且轴向涡流的影响
也可以近似认为不变，由此可 以认为叶轮切割前后，叶道出 口处液流速度三角形对应相似
叶轮被切割前后，叶道出口处 液流速度三角形对应相似的工 况称为切割对应工况
切割定律就是建立在存在这种 切割对应工况的前提下，得出 的用于计算叶轮切割前后泵的 性能参数变化关系的定律
Re D2n ,
Re Re
,
过程流体机械
CYZ-A自吸式离心油泵
150 C Y Z-A-80
扬程（m) 第一次改进 自吸 输送介质为油 能满足船用要求 吸入口径(mm)
YW型液下是排污泵
400 YW 1800-32-250
功率（KW) 扬程(m) 流量（m³/h) 液下-排污 吸入口径（mm)
各类鼓风机
L系列罗茨式鼓风机 SSR系列罗茨式鼓风机 离心式鼓风机
回转鼓风机
罗茨鼓风机 RR系列罗茨式鼓风机
各类通风机
F9-19，9-26高压离心风机 HTFC型箱体离心风机 T35-11系列轴流风机
SJG管道斜流风机
HLF（SWF）型混流风机 离心式屋顶风机
分离机的分类
离心机是工业生产中应用广泛的一种分离机，它分为：
过滤式离心机 沉降式离心机（包括分离机）
三足式：上部卸料 下部卸料
密闭联系系统，再配以必要的控制仪表和设备
，即能平稳连续的把以流体为主要的各种流程
性材料，让其在装置内部经历必要的物理化学
过程，制造出人们需要的新的流程性材料产品
。
重油加氢 脱硫和制 氢装置
设备的 检修
管道
过程装备
在过程工业中过程装备是成套过程装置的 主体，它是单元过程设备（如塔、换热器、反 应器、与储罐等）与单元过程机器（如压缩机 、泵、分离机等）两者的统一。
＜0.15 MPa （ 0.15×105Pa ）
负压
分类 方式
名称
按流 体机 械结 构特 点分 类
往复式 结构
旋转式 结构
特点 压比高、流量小
压比低、流量高
举例
备注
往复式压 缩机
往复式泵
转轮（回 转式）
叶轮（透 平式）
过程流体机械教学1省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
2.3 压缩机级旳工作过程-12
⑵ 级数旳选择
多级压缩机旳最佳级数
多级压缩旳缺陷——构造复杂成 本增长、气阀及通道流动损失增 加、运动副增长，机械摩擦增大。
整机等温指示效率最大 效率相同步选少旳级数
级数选择旳其他原则：
多级压缩机不同级数等温指示效率曲线
大中型压缩机以省功为原则，不吝惜级数增多 小型移动式压缩机重量是矛盾，尽量选少级数 某些特殊气体压缩机级数取决于级允许旳排温
工艺气中间洗涤和净化除掉旳部分也要换算到压缩机进口旳 压力和温度状态计入
实际气体根据压缩机出口高压下测得旳体积进行换算时，应 考虑可压缩性旳影响
过程流体机械 西安交通大学
3.1 压缩机旳热力性能和计算-6
供气量——也称原则容积流量，是指压缩机单位时间内 排出旳气体容积折算到原则状态时旳干气体容积值，符 号qVN，单位Nm3/min
过程流体机械 西安交通大学
2.3 压缩机级旳工作过程-11
⑵ 级数旳选择
等温指示效率——理论等温循环指示功与实际循环指示功之比
单级旳最佳压力比
存在等温指示效率最大旳
因为过程指数与进排气损失 一定压力损失，过程指数越小，级最佳压比越高(图示)
不同级压力比理想等温循环与实际循环对比
过程流体机械 西安交通大学
要考虑哪些原因？
过程流体机械 西安交通大学
三、往复压缩机热力和动力性能(4h)
3.1 压缩机旳热力性能和计算 (2h)
排气压力和进、排气系统 (20min) 排气温度和压缩终了温度 (5min) 排气量和供气量 (15min) 压缩机热力分析和计算 (35min) 功率和效率 (15min)
p1 =常数 p2≠常数
p1≠常数 p2=常数
《化工过程流体机械》第1章_概述(课件版)
技术原理
性能特点
工程应用
学习建议
化工过程流体机械
①. 掌握扎实的工程技术理论基础 流体力学、热力学、空气动力学、转子动力学等 ②. 了解较多的实践知识和工程结构 生产实习，泵与压缩机结构等 ③. 具有较强的自学思考能力 自学、思考、实践、创新，传授能力非传授知识 ④. 认真阅读掌握教材内容 “ 教与学 ” ；基础课、讲座课、综合课（学习实践应用） 学时精简，尽量重点分析总结，推导论述自学 ⑤. 认真做习题、思考题和实验 ⑥. 重视课堂笔记 读书使人充实，不读书者须有狡诈诡谲之伎俩 讨论使人敏锐，不讨论者须有通权达变之天资 笔记使人严谨，不作笔记者须有过目不忘之记忆_培根 ⑦. 注意课程教学小结和总结
课程历史
化工过程流体机械
《化工过程流体机械》课程 主要讲述在石油化工生产过程中 发挥重要作用的能量传递机械设备——流体机械 讲述流体机械结构型式、工作原理、性能特点和工程应用 课程教学目标为培养学生从事流体机械 使用维护、调节控制和设计改造工作的基本能力 达到掌握现代工程技术、增强工程实践意识 和解决工程实际问题的培养目标 实现对学生知识、能力、素质的培养要求 《化工过程流体机械》课程 2004 年 6 月授予石油大学（华东）第五次校级优质课程 2004 年11月石油大学（华东）第一次校级精品课程建设立项 2007 年 1 月通过中国石油大学校级精品课程建设项目验收
1.3.3 二十一世纪流体机械技术展望
新型流体机械研究：环保型流体机械、可再生能源流体机械 （太阳能、风、地热、海洋、生物能） 微型流体机械、高能量密度流体机械 流体机械设计理论研究： 定常附体→定常脱体涡混合→非定常脱体涡流型
§1
概述
2．流体机械在石油化工行业的应用 3．（化工）过程流体机械
过程流体机械教学课件1
分类：根据工作原理和用途的不同流体机械可以分为叶片式流体机械、 容积式流体机械和喷射式流体机械等。
添加标题
应用：流体机械在能源、化工、环保、航空航天等领域有着广泛的应用。
流体机械主要结构
流体机械的基本 组成：包括叶轮、 蜗壳、导叶等部 件它们的作用分 别是实现能量的 转换、汇集和导 出。
流体机械的分类： 按照工作原理和 应用领域可以分 为离心式、轴流 式、混流式等类 型它们在结构上 有一定的差异。
流体机械的工作 原理：基于牛顿 第三定律通过叶 轮旋转产生离心 力或轴向推力使 流体获得能量如 压力、速度等。
流体机械的应用： 广泛用于能源、 化工、环保等领 域如泵、压缩机、 鼓风机等设备。
流体机械性能参数
工作压力：流体机械在正常工作时所承受的压力 流量：流体机械在单位时间内输送的流体量 转速：流体机械旋转的速度 效率：流体机械在工作过程中能量的转换效率
08
总结与展望
总结课件内容重点
过程流体机械的基本概念和分 类
过程流体机械的工作原理和特 点
过程流体机械的应用范围和案 例分析
过程流体机械的发展趋势和未 来展望
对未来学习与实践的建议
深入学习过程流 体机械的基本理 论掌握其核心原 理。
关注流体机械领 域的新技术、新 发展不断更新知 识储备。
结合实际工程项 目提高解决实际 问题的能力。
01
课件封面
课件标题
内容1：过程流体机械教学课件1
内容3：包含课程名称、授课老师 姓名等信息
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
内容2：封面设计简洁明了突出主 题
内容4：整体风格统一符合教学课 件的规范要求
课件作者
作者姓名：张三
添加标题
应用：流体机械在能源、化工、环保、航空航天等领域有着广泛的应用。
流体机械主要结构
流体机械的基本 组成：包括叶轮、 蜗壳、导叶等部 件它们的作用分 别是实现能量的 转换、汇集和导 出。
流体机械的分类： 按照工作原理和 应用领域可以分 为离心式、轴流 式、混流式等类 型它们在结构上 有一定的差异。
流体机械的工作 原理：基于牛顿 第三定律通过叶 轮旋转产生离心 力或轴向推力使 流体获得能量如 压力、速度等。
流体机械的应用： 广泛用于能源、 化工、环保等领 域如泵、压缩机、 鼓风机等设备。
流体机械性能参数
工作压力：流体机械在正常工作时所承受的压力 流量：流体机械在单位时间内输送的流体量 转速：流体机械旋转的速度 效率：流体机械在工作过程中能量的转换效率
08
总结与展望
总结课件内容重点
过程流体机械的基本概念和分 类
过程流体机械的工作原理和特 点
过程流体机械的应用范围和案 例分析
过程流体机械的发展趋势和未 来展望
对未来学习与实践的建议
深入学习过程流 体机械的基本理 论掌握其核心原 理。
关注流体机械领 域的新技术、新 发展不断更新知 识储备。
结合实际工程项 目提高解决实际 问题的能力。
01
课件封面
课件标题
内容1：过程流体机械教学课件1
内容3：包含课程名称、授课老师 姓名等信息
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添加标题
添加标题
内容2：封面设计简洁明了突出主 题
内容4：整体风格统一符合教学课 件的规范要求
课件作者
作者姓名：张三
流体输送机械学习教材PPT课件
2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理
（1）离心泵的外观与内部结构 （2）离心泵的主要部件
1）叶轮 2）泵壳 3）泵轴
（3）离心泵的工作原理
（1）离心泵的外观与内部结构 离心泵的外观
离心泵的内部结构
1）叶轮
叶轮是离心泵的核心部件，由4-8片的叶片 组成，构成了数目相同的液体通道。按有 无盖板分为开式、闭式和半开式（其作用 见教材）。
后盖板上的平衡孔消除轴向推力。 离开叶轮周边的液体压力已经较高，有一部分会 渗到叶轮后盖板后侧，而叶轮前侧液体入口处为 低压，因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向 推力。 这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损，严重时还 会产生振动。 平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区，减轻叶 轮前后的压力差。但由此也会此起泵效率的降低。
流体输送机械分类
按工作介质不同： 液体——泵 气体——风机、压缩机 按工作原理不同： 离心式 正位移式（容积式）：往复式、旋转式 其它（如喷射式）
2.2 离心泵
离心泵结构简单，操作容易，流量易于调 节，且能适用于多种特殊性质物料，因此 在工业生产中普遍被采用。 2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理 2.2.2 离心泵的性能参数与特性曲线 2.2.3 离心泵的工作点和流量调节 2.2.4 离心泵的组合操作 2.2.5 离心泵的安装高度 2.2.6 离心泵的选用、安装与操作
环境工程原理 第二章 流体输送机械
西北民族大学 化工学院
2 流体输送机械
2.1 概 述 2.2 离心泵 2.3 其它类型泵 2.4 气体输送机械 2.5 真空泵
过程流体机械课件,离心泵
停机：
1、关闭出口管路阀门； 2、停止电机； 3、关闭进出口阀门； 4、如长期停车，应将泵内液体放尽。
三 离心泵的工作原理
3. 离心泵的工作原理及基本方程
有关离心式压缩机的叶轮的速度三角形、基本方程等，对离心泵 同样适用，不同的是：
液体不可压缩，密度不变； 液体流经泵时不考虑温度变化。
（1）速度三角形（叶片安装角βA）
其中， PA为吸入装臵压力； Hg为泵的安装高度；ΔHA-S为吸入管的流动损失。
可见， NPSHa与泵的吸入装置有关，而与泵本身无关。
四 离心泵的吸入特性——汽蚀
（2）必需汽蚀余量：是指泵入口（ S-S ）到叶轮最低压力点K处的
静压头降低值，用NPSHr表示。 NPSHr与运动参数有关，在一定 转速和流量下，运动参数由泵吸入 室与叶轮进口部分几何形状决定。
四 离心泵的吸入特性——汽蚀
2. 汽蚀的危害
使过流部件（主要是叶轮）表面被剥蚀破坏； 使泵的性能下降；
产生噪声和振动；
是水利机械向高速发展的障碍。
四 离心泵的吸入特性——汽蚀
3. 汽蚀余量及汽蚀判别式
泵发生汽蚀的条件是压力最低点K处的压力pk与液体的饱和 蒸汽压pv的关系： pk≤pv
六 相似理论在泵中的应用
工况相似时，若两泵输送的液体相同，且尺寸和转速相差不大 时，各对应效率基本相等，即：
V V
'
hyd hyd
'
m m
'
则离心泵的相似定律简化为： 这三个公式称为离心泵的相似 定律，适用于几何相似泵的相似 工况。
六 相似理论在泵中的应用
3. 离心泵的比例定律
过程流体机械
——泵
流体输送机械PPT课件
第一节 液体输送机械
3.2黏度的影响：当输送液体的黏度大于常温水的黏度时,泵内液体 的能量损失增大,导致泵的流量、压头减小、效率下降，轴功率增加,
泵的特性曲线均发生变化。理论上应进行校正。但通常由于实际应用 的液体粘度总是小于20×10-6时,如汽油、煤油、轻柴油等，可不必校 正。否则可按下式校正：
对于输送酸、碱以及易燃、易爆、有毒的液体,密封的要求就比 较高,既不允许漏入空气,又力求不让液体渗出。近年来在制药生产中 离心泵的轴封装置广泛采用机械密封。如图2-7所示，它是有一个装 在转轴上的动环和另一个固定在泵壳上的静环所构成，两环的端面借 弹簧力互相贴紧而做相对运动，起到密封作用。
第一节 液体输送机械
第一节 液体输送机械
一、概述 在化工生产过程中，常常需要将流体物料从一个设备 输送至另一个设备；从一个位置输送到另一个位置。当流 体从低能位向高能位输送时必须使用输送机械，用来对物 料加入外功以克服沿程的运动阻力及提供输送过程所需的 能量。为输送流体物料提供能量的机械装置称为输送机械， 分为液体输送机械和气体输送机械。 本节先介绍液体输送机械。 液体输送机械统称为泵。因被输送液体的性质,如黏 性、腐蚀性、混悬液的颗粒等都有较大差别，温度、压力、 流量也有较大的不同，因此，需要用到各种类型的泵。根 据施加给液体机械能的手段和工作原理的不同，大致可分 为四大类，如表2-1所示。
2.3轴封装置：泵轴与泵壳之间的密封成为轴封。其作用是防止 高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出,或者外界空气以相反方向漏入泵 壳内的低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种，如下图 所示。普通离心泵所采用的轴封装置是填料函，即将泵轴穿过泵壳的 环隙作为密封圈，于其中填入软填料（例如浸油或涂石墨的石棉绳）, 以将泵壳内、外隔开，而泵轴仍能自由转动。
过程流体机械教学课件2
弹簧力过弱——产生滞后关闭 因活塞已开始进入压缩行程，故使一部分吸人的气 体又从进气阀回窜出去，造成排气量减少 阀片将在弹簧力和窜出气流推力的共同作用下撞向 阀座，造成更严重的敲击，致使阀片应力增加，阀 片和阀座的磨损加剧，气阀提前损坏 强烈的敲击还会产生更大的噪声
气阀工 作过程
过程流体机械 西安交通大学
压缩机中需要密封的部位
活塞与气缸环形间隙 活塞杆与缸座孔环形间隙
压缩机中对密封装置要求
良好的密封性 耐久性 能够接受的制造成本
过程流体机械 西安交通大学
4.2 工作腔滑动密封-2
1、密封的原理和方式
⑴ 流体通过间隙的泄漏量
ql 0.263dlp m3/s
间隙值的影响特别大，成三次方关系
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-19
20MPa组合阀
网状低压组合
超高压组合阀结构
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-20
圆形直流阀
簧片阀结 构形状
微型制冷压缩 机舍簧组合阀
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-21
塔形环状阀
小型高压组合阀（25MPa） 小型高压吸气阀（25MPa）
塑料阀片环状阀(贺尔碧格)
CW与CW2型塑料阀 片环状阀(贺尔碧格)
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-17
网 状 阀 片 结 构
非 金 属 阀 片 的 网 状 阀 结 构
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-18
开式气阀
闭式气阀
碟状阀和菌状阀
高 压 闭 式 环 状 气 垫 阀
阀Байду номын сангаас结构
过程流体机械 西安交通大学
气阀工 作过程
过程流体机械 西安交通大学
压缩机中需要密封的部位
活塞与气缸环形间隙 活塞杆与缸座孔环形间隙
压缩机中对密封装置要求
良好的密封性 耐久性 能够接受的制造成本
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4.2 工作腔滑动密封-2
1、密封的原理和方式
⑴ 流体通过间隙的泄漏量
ql 0.263dlp m3/s
间隙值的影响特别大，成三次方关系
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-19
20MPa组合阀
网状低压组合
超高压组合阀结构
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-20
圆形直流阀
簧片阀结 构形状
微型制冷压缩 机舍簧组合阀
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-21
塔形环状阀
小型高压组合阀（25MPa） 小型高压吸气阀（25MPa）
塑料阀片环状阀(贺尔碧格)
CW与CW2型塑料阀 片环状阀(贺尔碧格)
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-17
网 状 阀 片 结 构
非 金 属 阀 片 的 网 状 阀 结 构
过程流体机械 西安交通大学
4.1 气阀组件-18
开式气阀
闭式气阀
碟状阀和菌状阀
高 压 闭 式 环 状 气 垫 阀
阀Байду номын сангаас结构
过程流体机械 西安交通大学
《过程流体机械》绪论课件
的工艺要求； 保证连续性的管道生产； 参与生产环节的制作；
作为辅助性生产环节的动力气源、控制仪表的 用气、环境通风等。
第八页，编辑于星期一：十四点 五十四分。
1.1.2 教学目标 全面熟悉典型的过程流体机械的基本结构、
工作原理、工作特性以及能够表征其生产能力 的技术的经济指标，达到能够初步学会选用各 种流体机械的目的。
第十五页，编辑于星期一：十四点 五十四分。
流体机械的应用
（1）流体机械广泛应用在国民经济各部门，社会生活各领域。 （2）科学技术越发展流体机械应用越广泛，起的作用越大。
– 如现代电力工业中，发电量的3/4由汽轮机承担，1/4由水轮 机承担，近年来西电东送，水电发展越来越多；
– 而用电量中1/3用于驱动水泵、风机、压缩机。特别是水泵 占的比例很大；
38*105MW 已开发仅10%
我国水力资源总蕴藏量
3.78*105MW 已开发<15%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
长江三峡电站，是目前世界上最大的水电站，向家坝、 溪洛渡、九滩……
水轮机是水力发电的关键部件。
水力发电的生产过程：主机系统、辅机系统。
除水轮机外，水电厂油气水等辅机系统中，要应用大量的水泵、 油泵、压缩机等流体机械。
– 水下油气混输泵：下图0-12
第二十二页，编辑于星期一：十四点 五十四分。
图0-12 水下油气混输泵
第二十三页，编辑于星期一：十四点 五十四分。
– 5．钢铁工业
高炉鼓风机： 轴流压缩机，风量大，10000m3/min，功率60MW
空气压缩机： 流量72000 m3/min，压力3.5mpa，功率12.15MW。
通风机
0.15～0.3 MPa
＜0.15 MPa
作为辅助性生产环节的动力气源、控制仪表的 用气、环境通风等。
第八页，编辑于星期一：十四点 五十四分。
1.1.2 教学目标 全面熟悉典型的过程流体机械的基本结构、
工作原理、工作特性以及能够表征其生产能力 的技术的经济指标，达到能够初步学会选用各 种流体机械的目的。
第十五页，编辑于星期一：十四点 五十四分。
流体机械的应用
（1）流体机械广泛应用在国民经济各部门，社会生活各领域。 （2）科学技术越发展流体机械应用越广泛，起的作用越大。
– 如现代电力工业中，发电量的3/4由汽轮机承担，1/4由水轮 机承担，近年来西电东送，水电发展越来越多；
– 而用电量中1/3用于驱动水泵、风机、压缩机。特别是水泵 占的比例很大；
38*105MW 已开发仅10%
我国水力资源总蕴藏量
3.78*105MW 已开发<15%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
长江三峡电站，是目前世界上最大的水电站，向家坝、 溪洛渡、九滩……
水轮机是水力发电的关键部件。
水力发电的生产过程：主机系统、辅机系统。
除水轮机外，水电厂油气水等辅机系统中，要应用大量的水泵、 油泵、压缩机等流体机械。
– 水下油气混输泵：下图0-12
第二十二页，编辑于星期一：十四点 五十四分。
图0-12 水下油气混输泵
第二十三页，编辑于星期一：十四点 五十四分。
– 5．钢铁工业
高炉鼓风机： 轴流压缩机，风量大，10000m3/min，功率60MW
空气压缩机： 流量72000 m3/min，压力3.5mpa，功率12.15MW。
通风机
0.15～0.3 MPa
＜0.15 MPa
过程流体机械教学课件
齿轮泵
利用齿轮的旋转将液体从吸入 侧推向排出侧，适用于高粘度 液体。
压缩机
总结词
压缩机是用于压缩气 体的机械，通过旋转 或往复运动将气体压 缩，提高其压力和能 量。
离心压缩机
利用高速旋转的叶轮 将气体加速，使其压 力和能量增加。适用 于大规模的气体压缩。
轴流压缩机
利用旋转叶片将气体 沿轴向推进，适用于 大流量、低压过程流体机械的基本概念 • 常见的过程流体机械介绍 • 过程流体机械的维护与故障排除 • 过程流体机械的发展趋势与展望
01 引言
课程背景与目标
课程背景
过程流体机械是工业生产中不可或缺的重要设备，广泛应用 于能源、化工、制药等领域。为了满足行业对高素质人才的 需求，本课程致力于培养学生掌握过程流体机械的基本原理 、设计及操作技能。
03 常见的过程流体机械介绍
泵
离心泵
利用离心力将液体从叶轮中心 甩出，通过压头增加液体的压 力。适用于输送大量液体。
往复泵
通过往复运动将液体推出，适 用于高压力、小流量的场合。
总结词
泵是用于输送液体的机械，通 过旋转或往复运动增加液体能 量，使其能够克服阻力流动。
轴流泵
利用旋转叶片将液体沿轴向推 进，适用于大流量、低扬程的 场合。
新型材料
应用耐高温、耐腐蚀、高强度的新型材料，提高机械的可靠性和使用寿命，同时降低维护 成本。
新材料在过程流体机械中的应用
高性能材料
智能材料
采用钛合金、镍基合金、陶瓷等高性 能材料，提高机械的耐腐蚀、耐高温 和耐磨性能，延长使用寿命。
应用形状记忆合金、压电陶瓷等智能 材料，实现机械的自适应调节和控制， 提高运行稳定性和可靠性。
流体机械的设计与选型
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动画
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卧式螺旋卸料过滤离心机
2018/5/1 绪论 30
①定期停机大修→预防性维修 ②采用在线实时故障诊断系统 报警、监控、联锁停机 ③目前故障诊断系统正向人工智能 专家诊断系统、神经网络诊断系统 发展。
2018/5/1
绪论
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§1.4.7实现国产化， 参与国际市场竞争
2MCL407氮气压缩机(扬子石化火炬气回收装置)
2018/5/1
绪论
24
3MCL707离心压缩机 (吴江丝绸股份有限公司气纺布工程）
§1.2流体机械的分类
2018/5/1
绪论
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分 类 方 式
名称
特点
举例
备注Байду номын сангаас
原 动 机 按 能 量 转 换 分 类
流体能量→机械 能（轴功率）
水轮机、 汽轮机、 燃气机
内燃机 发动机
工 作 机
泵、压缩 机械能（轴功率） 机、分离 →流体能量 机
目的：改 变流体状 态（压力、 流 体 分 离）；输 送流体
分类 方式
名称
特点
举例
备注 ＞ 0.3 MPa （3×105Pa）
压缩机
按流体 介质分 类
压气机 （压缩 机）
鼓风机
压缩、输送气体
=0.15 ～ 0.3 MPa （0.15～ 0.3×105Pa）
＜0.15 MPa （0.15×105 Pa） 负压
通风机
真空泵 泵 分离机 压缩、输送液体 分离混合介质
2018/5/1 绪论 7
§1.1.2过程装备
化工生产过程中的生产工具 生产过程装备。 是生产产品的物质条件。 生产过程装备指： 过程设备 过程机器 管道、阀门、工具、测量仪器 控制仪表、电脑、调节机构 过程装备的先进性、现代化 代表产品的质量、优越性、竞争力。
2018/5/1 绪论 8
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§1.4.2流体机械内部 流动规律的研究与应用
①进行流场数值计算 流场： 三维流动 粘性湍流 可压缩流 两相、多相流 非牛顿流体 ②空间几何流道形状设计
2018/5/1 绪论 19
§1.4.3高转速转子动力学 的研究与应用
①高速转子的平衡 ②高速转子的弯曲振动、扭转振动 ③高速转子的支撑与抑振 ④高速转子的轴封 ⑤高速转子的使用寿命预估
绪论
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§1.4.1创造新机型
①高压力、高单压比的泵、压缩机 活塞式压缩机高达700 MPa 离心压缩机高达200 MPa ②大流量或小流量泵、压缩机 3 活塞式压缩机小流量达0.01m /m 3 轴流压缩机大流量高达10000 m /m ③高转速离心机、压缩机 转速高达150000rpm ④超音速压缩机 超音速轴流压缩机 ⑤操作自动控制的大型离心机 2018/5/1 绪论
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§1.3.1用途 §1.3.2举例
乙烯生产：75万吨／年 主要设备—— 压缩机： 裂解气压缩机——乙烯装置的标志 乙烯压缩机 丙烯压缩机 统计表明: 流体机械中，工作机的能量消耗占中国 能量生产的1／3。
2018/5/1 绪论 16
§1.4流体机械的发展趋势
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产品 硬件产品 软件产品 流程性材料产品 以流体（气、液、粉体等）形态 为主的材料。
2018/5/1
绪论
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成套 过程装置
过程机器 过程设备 管道、阀门、 控制仪表、设备
过程工业 加工制造
流程性 材料产品
2018/5/1
绪论
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设计流程性材料产品的 先进制造技术的主要发展领域： 过程原理与技术的创新 流程技术的创新 过程设备与机器的创新 过程控制技术的创新 过程装备与控制工程专业要求 掌握流程性材料的先进制造技术。 化工机器（即流体机械）
过程装备分为： 单元过程设备 塔、换热器、反应器、储罐等 单元过程机器 泵、压缩机、分离机等（即流体 机械 ）
2018/5/1
绪论
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§1.1.3过程流体机械
流体机械 以流体（气体、液体、粉体）为工 质进行能量转换、处理与输送的机 械。 流体机械直接、间接参与产品的生产 过程。 流体机械是动设备 具有结构复杂、高速运动、与流体 直接作用的特点。 流体机械 是能量的提供者、物质流通的输送 着、生产环节的制造者。 2018/5/1 10 绪论
2018/5/1 绪论 2
§1.1过程流体机械
2018/5/1
绪论
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§1.1.1过程、生产过程
①过程——事物状态变化 时间上的持续 空间上的延伸 辞海中：按预定或预计的方式连续或有规 律进行的一系列动作。 ②生产过程 人利用工具改变劳动对象以适应人们需要 的过程。 指劳动对象进入生产领域到制成产品的全 部过程。 ③化工生产过程 由多个生产环节组成。 2018/5/1 4 绪论
分 类 方式
名称
特点
举例 往复式压 缩机 往复式泵
备注
往复式 结构 按 体 械 构 点 类 流 机 结 特 分
压比高、流量小
往复活塞 式压缩机
转轮（回 转式）
罗茨鼓风 机、螺杆 式
旋转式 结构
压比低、流量高
叶轮（透 平式）
转鼓
离心压缩 机、离心 泵
分离机
§1.3流体机械的用途
2018/5/1
绪论
2018/5/1
绪论
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DMCL706+2MCL706+MCL704裂解气压缩机 (大庆石化总厂48万吨年乙烯改造扩建工程)
END
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多级离心压缩机组
2018/5/1 绪论
动画
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往复活塞式压缩机组
2018/5/1 绪论
单作用动画 双作用动画
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双螺杆压缩机
2018/5/1 绪论
2018/5/1
绪论
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§1.4.4新型制造 工艺技术的发展
①多维数控机床加工叶轮、叶片 ②精密浇注和模锻复杂零件 ③特殊焊接 ④电火花加工
2018/5/1
绪论
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§1.4.5流体机械的自动控制
①机械安全运行 ②调控到最佳运行工况 ③变工况运行
2018/5/1
绪论
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§1.4.6流体机械的故障诊断
§1绪论
2018/5/1
绪论
1
《过程流体机械》课程的教学目的
给学生讲授，关于在化工生产中对所 加工的对象进行机械作用的机械.重 点介绍 各种流体机械（往复式压缩机、离 心压缩机、离心泵、离心机）的工 作原理、运行特性、基本性能以及 影响效率的因素. 分析机器的基本结构原理、主要零 部件的特点 .