《化工过程流体机械》第1章_概述(课件版)
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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）
第一流体的流动过程与输送机械
(4) 内能 流体由于内部分子运动而具有的能量称为内能 ( 也称热力学能)。分子运动的速度随温度升高而增大, 因而, 内能也随流体的温度升高而增大, 常用U[J·kg-1] 表示每公斤物质所具有的内能。质量为m[ kg] 的流体稳 态流动时, 在任一位置所具有的内能为U·m[ J] 。
质量为m[ kg] 的流体稳态流动时, 在任一位置所具 有的总能量为以上各项能量之和:
3.4.3 实际流体流动过程的能量衡算
实际流体具有粘性, 在稳态流动过程中, 由于有内摩擦阻 力存在, 要消耗一定的能量。为了保证流体在管路内稳态连 续流动, 需要从外界向管路系统补充能量。例如用泵作功给 液体补充能量, 在这种情况下, 实际流体稳态流动的能量衡算 方程式——伯努利方程, 可以写为：
流体稳态流动时, 单位时间内, 流体流经垂直 于流动方向的任一截面的流体体积量, 称为体
积流量。若单位时间内流经管路任一截面的流
体量以质量表示, 则称之谓质量流量。
平均流速与流量的关系为:
平均流速 : 体积流量 : 质量流量:
qV
A
qV A qm A
[m s1]
[m3 s1] [kg s1]
根据静力学基本方程式，可推导出：
p2 p1 p (i )gh
上式为U 形管压强计测量压强差的计算式。由式
中可以看出, 压强差与U 形管两侧指示液液面差 有关, 与指示液和被测流体的密度有关, 与U 形
管的粗细无关。
U 形管压强计中所用的指示液密度应比所测系统流体 的密度大。工业上常用水、硫酸、四氯化碳和水银作为U 形管压差计的指示液。
§3 流体稳态流动时的物料衡算和能量衡算
3 .1 稳态流动与非稳态流动
第一章 流体机械概述
流体机械原理, 流体机械原理,设计及应用
第三节: 第三节: 流体机械的主要性能参数
一.流量 流量
泵与风机在单位时间内所输送的流体量, 泵与风机在单位时间内所输送的流体量,通常用体积流量 qV表示,单位为 3/s,m3/h. 表示,单位为m , . 来表示, 对于非常温的水或其他液体可以用质量流量qm来表示, 的换算关系为: 其单位为kg/s,kg/h.qm和qv的换算关系为:
2.从经济角度看: 从经济角度看: 从经济角度看 泵与风机是电厂的耗电大户, 泵与风机是电厂的耗电大户,特别是 给水泵素有"电老虎"之称.据统计, 给水泵素有"电老虎"之称.据统计,各 种泵与风机的耗电量约占厂用电的 70%~80%(采用汽动给水泵除外)约为 (采用汽动给水泵除外) 机组容量的5%~10%左右;其中泵约占 左右; 机组容量的 左右 50%,风机约占 ,风机约占30 %. .
流体机械原理, 流体机械原理,设计及应用 4.全压效率和全压内效率 全压效率和全压内效率
ηst表示,即:
全压效率是指风机的全压有效功率和轴功率之比, 全压效率是指风机的全压有效功率和轴功率之比,用
η st =
Pe × 100 % P
5.静压效率和静压内效率 静压效率和静压内效率
ηst表示,即:
静压效率是指风机的静压有效功率和轴功率之比, 静压效率是指风机的静压有效功率和轴功率之比,用
三.容积式(又称定排量式) 容积式(又称定排量式) 容积式
泵与风机通过工作室容积周期性变化而实现输送流体 的泵与风机.根据机械运动方式的不同还可分为往复式 往复式和 的泵与风机.根据机械运动方式的不同还可分为往复式和 回转式. 回转式.
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精品课件-流体机械-第1章 绪论
流体机械是高等学校流体传动与控制方向的专 业课程。 能直通接过解学决习一，些使工学程生实了际解问流题体。机它械是的本基专础业知方识向，的掌必握修各种流体 机课械程设。备的基本原理、特点、应用和选用方法，设计与维护相关
流体机械课程概述
4. 课程的专业地位
管道流体输送； 流体机械（泵、压缩机、风机、分离机）； 能源动力等 3. 课程的科技、工程地位
流体机械是动力工程、机械工程、石油和化学工 程、城市建筑工程、环境工程、航空航天工程以及生物工 程等诸多领域都有着重要的应用一。参考1.5节的阅读材料 。
流体机械课程概述
5. 课程的内容 1.绪论（2学时）—— 重点是流体机械是什么？如何分类 的。需要复习的基础知识有那些？ 2.叶片泵（16学时）——课程的核心，也是考核的重点； 3.涡轮机（2学时）——与泵的工作过程相反的一种机械， 定向钻井，智能寻向钻井技术广泛应用； 4.液力传动（8学时）——使用了叶片泵、涡轮机原理综合 实的验产授品课。部分，共8学时 课5.外叶拆片装式离气心体泵机。械（12学时）——风机、压缩机等内容。 实验1：离心泵性能合实验 实验2：压缩机性能实验
第1章 绪论
容积式流体机械——能量的交换是通过运动部件和静止部件 或者两个运动部件之间的容积的周期性变化来实现的。流体 与机械之间的相互作用力为静压力。根据运动方式不同，可 分三为、往按复工作式介和质回分转类式两类。
按照工作介质，流体机械可分为水力机械和热力机 械两类．水力机械以液体为工作介质，热力机械以气体为 工作介质。
第1章 绪论
六、生物医学工程
动物体内的液体（例如 血液）及气体（例如空气）的循 环流动是生命活动的最重要的内 容之一。现在生物医学工程中， 小型泵可为衰竭器官提供动力。
流体机械课程概述
4. 课程的专业地位
管道流体输送； 流体机械（泵、压缩机、风机、分离机）； 能源动力等 3. 课程的科技、工程地位
流体机械是动力工程、机械工程、石油和化学工 程、城市建筑工程、环境工程、航空航天工程以及生物工 程等诸多领域都有着重要的应用一。参考1.5节的阅读材料 。
流体机械课程概述
5. 课程的内容 1.绪论（2学时）—— 重点是流体机械是什么？如何分类 的。需要复习的基础知识有那些？ 2.叶片泵（16学时）——课程的核心，也是考核的重点； 3.涡轮机（2学时）——与泵的工作过程相反的一种机械， 定向钻井，智能寻向钻井技术广泛应用； 4.液力传动（8学时）——使用了叶片泵、涡轮机原理综合 实的验产授品课。部分，共8学时 课5.外叶拆片装式离气心体泵机。械（12学时）——风机、压缩机等内容。 实验1：离心泵性能合实验 实验2：压缩机性能实验
第1章 绪论
容积式流体机械——能量的交换是通过运动部件和静止部件 或者两个运动部件之间的容积的周期性变化来实现的。流体 与机械之间的相互作用力为静压力。根据运动方式不同，可 分三为、往按复工作式介和质回分转类式两类。
按照工作介质，流体机械可分为水力机械和热力机 械两类．水力机械以液体为工作介质，热力机械以气体为 工作介质。
第1章 绪论
六、生物医学工程
动物体内的液体（例如 血液）及气体（例如空气）的循 环流动是生命活动的最重要的内 容之一。现在生物医学工程中， 小型泵可为衰竭器官提供动力。
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。
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
《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
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 压缩机的热力性能和计算 (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)
3.2 压缩机的动力性能和计算 (2h) 压缩机中的作用力 (40<+>10min) 飞轮矩计算及分析 (20min) 惯性力及其力矩的平衡 (20min)
膨胀指数影 响
过程流体机械 西安交通大学
2.3 压缩机级的工作过程-3
② 压力系数P 推导过程(按多方压缩过程)
简化表达式(p误差110—1n20v%)pp1a
影响因素
受进气阀关闭状态弹簧力影响
受进气导管中的压力波动影响
多低高在压压0.级级95取取-1小大p.0些些间1按经验pp选1a取
多级压缩气体力示 意图
多级压缩气体力对比： ➢ 吸气绝对压力1bar ➢ 排气绝对压力9bar ➢ 中间回冷完全，等压比分配 ➢ 两级较单级减少活塞力约40 ％
过程流体机械 西安交通大学
2.3 压缩机级的工作过程-11
⑵ 级数的选择 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 单级的最佳压力比 存在等温指示效率最大的 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)
压缩机装置示意图
过程流体机械 西安交通大学
3.1 压缩机的热力性能和计算-2
前一级排出的气体要在合适的压力下被后一级全部吸 入
多级压缩机级间压力的变化和建立也服从上述规律 多级压缩机各级依次建立压力，最后是系统的背压
一台四级压缩机对1m3容积充气压力上升过程
三、往复压缩机热力和动力性能(4h)
3.1 压缩机的热力性能和计算 (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)
3.2 压缩机的动力性能和计算 (2h) 压缩机中的作用力 (40<+>10min) 飞轮矩计算及分析 (20min) 惯性力及其力矩的平衡 (20min)
膨胀指数影 响
过程流体机械 西安交通大学
2.3 压缩机级的工作过程-3
② 压力系数P 推导过程(按多方压缩过程)
简化表达式(p误差110—1n20v%)pp1a
影响因素
受进气阀关闭状态弹簧力影响
受进气导管中的压力波动影响
多低高在压压0.级级95取取-1小大p.0些些间1按经验pp选1a取
多级压缩气体力示 意图
多级压缩气体力对比： ➢ 吸气绝对压力1bar ➢ 排气绝对压力9bar ➢ 中间回冷完全，等压比分配 ➢ 两级较单级减少活塞力约40 ％
过程流体机械 西安交通大学
2.3 压缩机级的工作过程-11
⑵ 级数的选择 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 单级的最佳压力比 存在等温指示效率最大的 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)
压缩机装置示意图
过程流体机械 西安交通大学
3.1 压缩机的热力性能和计算-2
前一级排出的气体要在合适的压力下被后一级全部吸 入
多级压缩机级间压力的变化和建立也服从上述规律 多级压缩机各级依次建立压力，最后是系统的背压
一台四级压缩机对1m3容积充气压力上升过程
H《化工过程流体机械》第1章概述&第2章泵_总结思考公式习题
《化工过程流体机械》总结、思考、公式、习题（第一、二章）2009.9.30（内容总结）第一章概述§ 1.1 流体机械的定义与分类§ 1.2 流体机械的工程应用§ 1.3 流体机械的技术发展小结：1．流体机械的分类叶片式、容积式；2．流体机械在石油化工行业的应用；3．（化工）过程流体机械。
（内容总结及思考题）第二章泵§ 2.1 离心泵的结构类型2.1.1 离心泵的基本结构2.1.2 离心泵的类型2.1.3 离心泵的典型结构2.1.4 主要零部件小结：1．离心泵的基本结构单级单吸悬臂式；2．离心泵的类型单级、多级；单吸、双吸；水平中开、节段式；3．叶轮开式、闭式。
§ 2.2 离心泵的工作原理2.2.1 离心泵的工作参数2.2.2 离心泵的工作原理2.2.3 叶轮中液体流动规律——速度三角形2.2.4 离心泵基本方程式2.2.5 叶片结构型式对能量转换的影响2.2.6 有限叶片对叶轮能量转换的影响小结：1．工作参数流量Q、扬程H、功率N、效率η等；2．速度三角形速度u、w、c，分速度c u、c r；液流角α、β，叶片安装角βA2等；3．基本方程欧拉方程（表达形式两种、物理意义三项）、理论扬程H T∞、静扬程H pol、动扬程H hyn等；4．叶片结构分析后弯、前弯、径向叶片型（βA2＜＝＞90º）；反作用度ρR∞，βA2极限值βA2min、βA2max等；5．叶片有限影响轴向涡流，β2＜βA2、c u2＜c2∞，滑移系数μ；（叶片有限无损失）理论扬程H T＜H T∞等。
思考题：[2] 4-1．离心泵有哪些性能参数？其中扬程是如何定义的？它的单位是什么？[2] 4-2．试写出表达离心泵理论扬程的欧拉方程式和实际应用的半经验公式。
§ 2.3 离心泵的工作性能2.3.1 离心泵的吸入性能2.3.2 离心泵的特性曲线2.3.3 离心泵的性能换算小结：1．吸入特性汽蚀机理与危害，汽蚀参数（p、NPSH、H S、z g），汽蚀判别、安全条件，汽蚀特性（[NPSH]、[H S]），抗汽蚀措施。
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》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
过程流体机械完整(李云 姜培正)ppt课件
离心泵的命名目前还没有国家 标准，但一般用汉语拼音字母 来代表泵的名称
精品课件
19
泵的类型，A或B或C 表示叶轮外径经过一、 二、三次切割
多级泵级数，单级泵不标
新-扬程或流量-扬程，老-比转速
泵的基本型式，用拼音字母表示
泵的吸入口直径，新型-mm，老型-in
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20
注意
–IS单级单吸清水离心泵的命名 方式不同：它由基本型式代号、 吸入口直径（）、压出口直径 （）和叶轮名义直径来表示
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33
离心泵工作原理
通过高速旋转的叶轮将转动机 械能传递给液体，使液体获得 动能和压力能，再通过扩大的 压液室和扩压管的流道，进一 步把大部分动能转换为压力能， 从而提高泵出口液体的压力
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34
离心泵的基本方程式
–液体在叶轮中的运动分析
假定
–液体是理想流体 –流动是稳态的 –离心泵叶轮具有无限多、无限薄 的叶片
例如：IS50-40-120
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21
离心泵的工作原理及基本方 程
–离心泵的性能参数
流量 qV 单位时间内从离心泵 的排液口排出的液量，单位一 般是 m3/min或 m3/h
–理论流量——单位时间内流入泵 作功部件里的液体量
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22
扬程 H 单位质量液体流过泵 后的总能量的增值，单位为 m液柱
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10
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11
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12
–离心泵的分类
按流体吸入叶轮的方式分类
–单吸式泵 –双吸式泵
按级数分类
–单级泵 –多级泵
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泵的类型，A或B或C 表示叶轮外径经过一、 二、三次切割
多级泵级数，单级泵不标
新-扬程或流量-扬程，老-比转速
泵的基本型式，用拼音字母表示
泵的吸入口直径，新型-mm，老型-in
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20
注意
–IS单级单吸清水离心泵的命名 方式不同：它由基本型式代号、 吸入口直径（）、压出口直径 （）和叶轮名义直径来表示
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33
离心泵工作原理
通过高速旋转的叶轮将转动机 械能传递给液体，使液体获得 动能和压力能，再通过扩大的 压液室和扩压管的流道，进一 步把大部分动能转换为压力能， 从而提高泵出口液体的压力
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34
离心泵的基本方程式
–液体在叶轮中的运动分析
假定
–液体是理想流体 –流动是稳态的 –离心泵叶轮具有无限多、无限薄 的叶片
例如：IS50-40-120
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21
离心泵的工作原理及基本方 程
–离心泵的性能参数
流量 qV 单位时间内从离心泵 的排液口排出的液量，单位一 般是 m3/min或 m3/h
–理论流量——单位时间内流入泵 作功部件里的液体量
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22
扬程 H 单位质量液体流过泵 后的总能量的增值，单位为 m液柱
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10
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11
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12
–离心泵的分类
按流体吸入叶轮的方式分类
–单吸式泵 –双吸式泵
按级数分类
–单级泵 –多级泵
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§1 概述 §1.2 流体机械的工程应用
化工过程流体机械
生产与生产过程（过程工业 —— 石油化工过程） 硬件生产、软件生产、流程性产品生产 过程装备（化工装备） 过程装置中生产设备，即传能、传质、传热机械设备 过程设备(单元)：静设备、设备或容器，塔、器、炉、罐等 反应器、反应炉、反应窑、电解槽、换热器、结晶设备 干燥器、蒸发器、蒸馏塔、吸收塔、萃取塔 膜分离、流态化、气固分离、离子交换设备等 过程机器(单元)：动设备、机器或机械，泵、压缩机等 （化工过程流体机械 或 炼油化工流体机械） 流体输送、分离、过滤、混合、分级、粉碎机等 研究：静设备失效预测与延寿分析；动设备状态监测与故障诊断 过程流体机械 对流体（液、气及散状固体）进行传能（输入、输出能量） 及传质（质量交换、混合反应）的机械 泵 —— 输送液体； 压缩机 —— 输送气体
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
化工过程流体机械
小结 1．流体机械的分类
（叶片式、容积式）
2．流体机械在石油化工行业的应用 3．（化工）过程流体机械
化工过程流体机械
回转压缩机型式
§1 概述 §1.1 流体机械的定义与分类 1.1.2 流体机械的分类
化工过程流体机械
转子泵类型
1 — 转子；2 — 工作腔
§1 概述 §1.2 流体机械的工程应用
化工过程流体机械
农业工程：喷灌泵、深井泵、潜水电泵 水利工程：大型离心泵、混流泵、轴流泵 电力工程：汽轮机、锅炉给水泵、循环水泵；水轮机 矿业工程：杂质泵（矿浆、泥浆、渣浆、砂）；气力输送泵 航天工程：火箭发动机涡轮泵 环境工程：污水泵、污泥泵 医学工程：血液循环泵、输液泵 石油工程：抽油机、潜油泵、高压注水泵 油气集输泵和压缩机、油气混输泵 （化工过程装备） 石化工程：流程泵、计量泵、高速泵、高空蚀（汽蚀）性能泵 无泄漏泵、耐腐蚀泵 乙烯装置三机组（裂解气、丙烯、乙烯压缩机） 化肥装置五机组（原料气、空气、合成气、氨、CO2压缩机）
学习提要 专业发展：厚基础（打通基础课程） 宽专业（拓宽专业口径） 课程特点：学时少、内容多、范围广、实践性强
化工过程流体机械
学习目的：培养工程技术能力 工程应用能力 工程创造能力 重视技术、能力、工程 改变重学术轻技术 重知识轻能力 重研究轻工程倾向 课程安排：学时分配、教材内容、思考习题、教学实验 学习要求：课堂学习、网络资料、教学实验、联系答疑 考试形式：教材习题、教学实验、期末考试 相互结合
教学参考
教材与教学参考书 《过程流体机械》 《泵与压缩机》 《石油化工流体机械》 《泵与压缩机》 《泵与压缩机》 《炼油工艺与设备概论》 《压缩机手册》（译著） 编著者 姜培正 钱锡俊、陈弘 张湘亚 陈弘、郝点 出版社
化工过程流体机械
出版时间
备注 装控专业 核心教材 91年部优 储运热工 本校统编 化机用 本校统编 化机用 校内自编 化机用 校内自编 实习教材 教师 参考书
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
化工过程流体机械
中国石油大学（华东）化学工程学院
化工装备与控制工程系
2011.9
编制：郝点
课程历史
化工过程流体机械
早期专业课一门： 《炼厂设备概论》 后期专业课两门： 《压力容器设计》、《泵与压缩机》 外校专业课两门： 《化工设备》、《化工机器》 或三门： 《化工容器》、《化工设备》、《化工机械》 1981 年化工设备与机械（化机）专业 77 级开设 《压力容器设计》、《泵与压缩机》课程 2001 年过程装备与控制工程专业 98 级开设 《过程设备设计》、《化工过程流体机械》课程
化学工业出版社 2001.8 石油大学出版社 1989.4 石油大学出版社 1996.8
汪云英、张湘亚 石油工业出版社 1985.7 华东石油学院 化机教研室 杨行庄 阎国超、魏跃东 郝点 等 校内 校内 1982.11 1988.4
中国石化出版社 2003.1
教学方法
化工过程流体机械
教学内容 结构型式
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 概述 §1.1 流体机械的定义与分类 1.1.2 流体机械的分类
化工过程流体机械
按能量传递方向分类
流体动力机械
（原动机）
流体输送机械
（工作机）
流体传动机械
（液力传动装置）
流体能→机械能 水轮机 风力机 蒸汽轮机 燃气轮机
机械能→流体能 泵 离心压缩机 轴流压缩机 往复压缩机 螺杆压缩机
流体传递动力 液力变矩器 流体分离机械 离心分离机 离心过滤机
§1 概述 §1.1 流体机械的定义与分类 1.1.2 流体机械的分类
化工过程流体机械
按流体与机械相互作用分类
叶片式 流体机械 转动叶片与绕流 介质间能量转换 离心式 混流式 轴流式
压力与流量有关 性能与介质有关 热效率较低、结构较简单
容积式 流体机械 两部件间容积 变化能量交换 往复式
(活塞、柱塞、隔膜)
化工过程流体机械
第一章
概述
编制：郝点
§1
概述
化工过程流体机械
1.1 1.2 1.3
流体机械的定义与分类 流体机械的工程应用 流体机械的技术发展
§1 概述 §1.1 流体机械的定义与分类 1.1.1 流体机械的定义
化工过程流体机械
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 是指在流体具有的机械能 和机械所做的功之间 进行能量转换的机械 流体机械 是指能够将流体能量和机械能量 相互转换的机械设备 （流体能量应指流体具有的机械能） 流体机械 是一类应用极为广泛的机械设备
化工过程流体机械
第一章
结束
编制：郝点
§1 概述 §1.2 流体机械的工程应用 催化裂化装置动力回收系统 能量回收三机组
化工过程流体机械
能量回收四机组
§1 概述 §1.3 流体机械的技术发展 1.3.1 古代流体机械
化工过程流体机械
水碓、水磨、水碾、水车；水排、风车、风箱
1.3.2 二十世纪流体机械技术发展
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
内部流动数值模拟 CFD：N – S 方程、湍流、空化、多相流 设计研究：叶轮、叶片、流道 多相流分析：固液两相 流动设计 CAD 内部流场测量（流体流动实验研究 EFD）： 激光测速 LDV、相位多普勒 PDPA、粒子成象 PIV
其他形式 流体机械 不同流体间 能量传递 射流泵 水锤泵 液体活塞
压力与流量基本无关 性能与介质基本无关 热效率较高、结构较复杂
回转式
(螺杆、齿轮、滑片)
§1 概述 §1.1 流体机械的定义与分类 1.1.2 流体机械的分类
化工过程流体机械
压缩机类型
§1 概述 §1.1 流体机械的定义与分类 1.1.2 流体机械的分类
教学基础 流体机械 结构型式 流体力学 工程热力学 能量转换 质量守恒 调节控制 选型操作
教学方法 专业实习 教学课件 理论教学 理论教学 实验教学 理论教学 实践教学
学习方法 现场实习 实验实践 理论学习 习题思考题 理论学习 习题思考题 理论实践 应用思考题
考核方法 实习实践 考核 概念题 计算题 应用题 计算题 综合 应用题