流体机械原理PPT课件

流体机械原理,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,.,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,.,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,.,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,.,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：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）。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）。,.,压缩机的分类,压缩机,.,.,.,.,.,.,.,活塞压缩机,.,空气滤清器,进气阀,气缸,活塞,散热片,排气阀,单级活塞式压气机结构示意图,.,4.13,External-DriveCompressors,.,.,4.15.1,ReciprocatingCompressor,.,.,.,4.15.3,ScrollCompressorOperation,.,螺杆压缩机,.,螺杆压缩机的运行,.,4.15.3,ScrewCompressorOperation,.,螺杆式制冷压缩机结构和工作原理,.,4.15.3,ScrollCompressorOperation,.,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,.,.,.,CentrifugalFans离心风机,9-19Dhighpressure,GY4-73boilerfan,DKT-2lownoisefan,B30axesflowfan,hightemperature,.,多翼风机,.,罗茨风机（泵）,ThetworotatingcomponentsconfineavolumeofgasThevolumeofthepocketdecreasesinrotationsopressureincreases,.,.,.,.,透平压缩机和容积式压缩机比较,.,离心压缩机的特点,优点：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。结构紧凑、尺寸小。它比同气量的活塞式小得多；运转平稳可靠，连续运转时间长，维护费用小，操作人员少；不污染被压缩的气体，这对化工生产是很重要的；转速较高，适宜用蒸汽轮机或燃气轮机直接拖动。缺点：单级压力比不高，不适用于较小的流量；稳定工况区较窄，尽管气量调节较方便，但经济性较差,.,SingleStageCentrifugalCompressorApplication,Flowrateis500,000m3/hrandhavingcompressionratio3withdischargepressure80bar,.,MultistageIntegrallyGearedCompressorApplications,Flowraterangingfrom1,000to500,000m3/hrHavingpressureupto100bar,.,PipelineCompressorApplications,Thisisthenaturalgascompressorforpipelinetransportationhavingpressureratiorangingfrom1.05to1.5,shaftspeedrangingfrom3,000to13,500rpmanddischargepressurerangingfrom80to125bar,.,.,离心压缩机的典型结构与应用,压缩过程主要在离心压缩机的级中进行，级由以下六个元件组成：进气室（吸气室）：把气体均匀地引入叶轮。叶轮：在叶轮内进行能量传递，提高气体的动能和压力能。扩压器：把叶轮出口流体的较高动能转换为压力。弯道：在多级离心压缩机中，引导气体进入下一级，继续进行压缩，提高气体压力。回流器：使气流按所需的方向均匀地进入下一级蜗室：把扩压器或叶轮后面的气体汇集起来引到压缩机处,.,叶轮,扩压器,弯道,回流器,主轴,蜗壳,进气室,密封,平衡盘,机壳,隔板,.,离心压缩机水平剖分面,.,闭式叶轮,叶轮进口,轮盖密封,轮盖shroud,轮盘hub,叶片,叶轮进口,c1,w1,u1,c2,w2,u2,.,半开式三元叶轮,三元叶片,轮盘(Hub）,叶片工作面压力吗（PS）,叶片非工作面吸力面（SS),.,离心压缩机的典型结构,组成：离心式压缩机由定子和转子两部分组成。定子：又称固定元件。它主要指吸气室、扩压器、弯道、回流器、蜗壳等。转子：包括轴、轴套、叶轮、平衡盘等。,.,离心压缩机的工作原理,气体由吸气室吸入。通过叶轮对气体作功，使气体压力，速度，温度提高然后流入扩压器，使速度降低，压力提高，弯道，回流器主要起导向作用。使气流流入下一级继续压缩。最后由未级出来的高压气体级蜗室和出气管输出。,.,级的典型结构,级定义：级是离心压缩机使气体增压的基本单元，由一个叶轮及其附属的固定元件组成。级的三种型式：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、扩压器和排气蜗室组成。,.,.,in吸气管进口截面，即首级进口截面，或整个压缩机的进口截面0叶轮进口截面，中间级、末级的进口截面；1叶轮叶道进口截面；2叶轮出口截面3扩压器进口截面4扩压器出口截面（即弯道入口截面）5弯道出口截面（