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第一章：叶片式流体机械概述§ 1-1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）。
一、叶片式流体机械的组成元件「吸入部分（直锥形，环形，半螺旋形）1•引流部分＜蜗壳（导水机构）图卜皿辱水机构的推耶亦is闻式b）斜氏式讨釉向式1叶轮2•做功部分（转子）彳转轮•涡轮町J）图1-20水轮机转辂姑构d握流式b＞轴撼式小斜施式d）级击式「蜗壳（导流器，导叶）3•出流部分耳〔尾水管以风扇或泵为例说明特点特点：①具有一个带有叶片的转子②工作时介质对叶片连续绕流③介质作用于叶片的力是惯性力④部分流体机械有一个静止的叶栅。
以轴流式流体机械为例说明工作过程在上述例子中，转子叶片在自由空间转动，经过叶轮的介质，由于叶片力矩的作用，而有一个圆周方向的速度分量。
依动量矩定理流出叶轮的液体有一个圆周方向的分速度，在叶轮后，由于该分速度引起附加的能量损失，为了消除这个损失故在叶轮后增加一个静止的导叶（叶栅）用来消除介质的圆周分速度。
这种流体就有一个静止的叶栅，简称导叶。
我们主要研究的也是这种机械。
在轴流式原动机中（T）,介质沿轴线方向先进入导叶，导叶的作用是使得介质速度的大小及方向发生了变化，切一部分压力能转换为圆周方向速度所对应的动能。
然后介质进入转轮，由于转轮叶片的作用，使介质的速度方向又变为轴线方向。
与速度的方向发生改变时由于惯性作用引起作用于叶片的力矩使转轮旋转。
转轮带动轴旋转，轴带动发电机或其他机械旋转，从而使流体的能量转换为电能或机械能。
为了最大限度利用流体的能量，理论上从转轮流出的介质不再有圆周方向的运动。
（压力为最小，此压力是多少？）相反，作为工作机（P），介质及叶片转动的方向和原动机刚好相反，介质从轴向进入叶轮，从叶轮中流出的介质具有圆周方向的速度分量，然后在导叶作用下消除圆周运动又回到轴向。
第⼀章流体机械的定义及分类习题第⼀章流体机械的定义及分类习题1、流体具有的能量主要包括哪⼏个⽅⾯？2、什么是流体机械？根据什么将流体机械分为叶⽚式流体机械和容积式流体机械？3、什么是往复式流体机械和回转式流体机械？试分别列举⼏种型式。
第⼆章叶⽚式流体机械概述习题1、⽔轮机和⽔泵的基本⼯作参数有哪些？各是如何定义的？2、什么是流体机械？根据什么将流体机械分为叶⽚式流体机械和容积式流体机械？3、什么是往复式流体机械和回转式流体机械？试分别列举⼏种型式。
4、往复式泵的⼯作原理是什么？5、齿轮泵的⼯作过程是什么？齿轮泵的容积效率怎样计算？6、反击型⽔轮机的主要过流部件名称及作⽤是什么？试以混流式为例绘出其单线图。
7、根据⽔轮机利⽤⽔流能量⽅式的不同将⽔轮机分为哪两⼤类？⼜根据转轮区域⽔流流动⽅向特征的不同将反击式⽔轮机分为了⼏种？试分别说出各⾃的特点和使⽤范围。
8、反击式⽔轮机由哪四⼤部件组成？试分别说出它们的作⽤。
9、试说明液⼒变矩器的组成和⼯作原理。
10、什么是⽓压传动？以剪切机为例，说明⽓压传动的⼯作原理。
11、试推导往复泵吸⽔、压⽔过程中活塞上压强的表达式。
12、试证明：单作⽤往复泵安装空⽓室活塞克服管路摩擦所作的功，与不装空⽓室活塞克服管路摩擦所作的功之⽐为。
假定摩擦系数不随速度变化。
第三章叶⽚式流体机械中的能量转化习题1、总扬程为25m，流量为3m3/min，泄漏量为流量的3%的离⼼泵以1450rpm的转速运转时，泵的轴功率为14.76kw，机械效率取，试求下列值：（1）泵的有效功率；（2）泵的效率；（3）容积效率；（4）⽔⼒效率。
2、⽔轮机效率实验时在某⼀导叶开度下测得下列数据：蜗壳进⼝处压⼒表读数P=22.6×104p a，压⼒表中⼼⾼程Hm=88.5m，压⼒表所在钢管直径D=3.35m，电站下游⽔位?=85m，流量q v=33m3/s，发电机功率P g =7410Kw，发电机效率ηg=0.966，试求机组效率及⽔轮机效率。
化工原理流体知识点总结一、流体的基本性质1. 流体的定义流体是指在受到作用力的情况下，能够流动的物质，包括液体和气体。
2. 流体的分类（1）牛顿流体：满足牛顿流体定律的流体，即剪切应力与剪切速率成正比。
（2）非牛顿流体：不满足牛顿流体定律的流体，如塑料、胶体等。
3. 流体的性质（1）密度：单位体积流体的质量，通常用ρ表示，单位kg/m³。
（2）粘度：流体流动时的内部摩擦阻力，通常用η表示，单位Pa·s或mPa·s。
（3）表观黏度：流体在管道中流动时表现出的粘度，通常用μ表示，单位Pa·s或mPa·s。
（4）流变性：流体在外力作用下的形变特性，包括剪切流变和延伸流变。
4. 流体的运动（1）层流：流体呈层状流动，流线平行且不交叉。
（2）湍流：流体呈旋涡形式混合流动，流线交叉且无规律。
二、流态力学1. 流体静压（1）静压力：流体在容器中受到的压力，通常用P表示，单位Pa。
（2）流体的压强：P = ρgh，其中ρ为流体密度，g为重力加速度，h为液面高度。
（3）帕斯卡定律：在静止流体中，内部任意一点的压力均相等。
2. 流体动压（1）动压力：流体在流动状态下受到的压力。
（2）动压公式：P = 0.5ρv²，其中ρ为流体密度，v为流体的流速。
3. 流体的质量守恒（1）连续方程：描述流体在流动中的质量守恒关系。
（2）连续方程公式：ρ1A1v1 = ρ2A2v2，其中ρ为流体密度，A为管道横截面积，v为流速。
4. 流体的动量守恒（1）牛顿第二定律：描述流体在流动中的动量守恒关系。
（2）牛顿第二定律公式：F = ρQ(v2 - v1)，其中F为管道上流体受到的合力，Q为流体流量，v为流速。
三、流体的运动1. 流体的流动类型（1）层流：小阻力、流速较慢。
（2）湍流：大阻力、流速较快。
2. 流体的流动参数（1）雷诺数：描述流体流动状态的无量纲参数，Re = ρvD/η，其中D为管道直径。
一、名词解释水轮机的分类（1）水轮机：把水能转换为机械能的水利机械蓄能泵：把机械能转换成水能的水利机械水泵水轮机：既可作水泵运行又可作水轮机运行的水利机械反击式水轮机：通过转轮利用水流压能为主的水能做功的水轮机冲击式水轮机：在喷嘴出口处将可利用的水能全部转化为动能的水轮机，并依靠一个或多个喷嘴调节流量混流式水轮机：轴面水流接近于径向进入转轮，在固定的转轮叶片上逐渐变向，至转轮出口处接近于轴向的反击式水轮机轴流式水轮机：转轮叶片上的轴面流动近乎为轴向的水轮机斜流式水轮机：水流径向或斜向流过导叶，斜向流入转轮的反击式水轮机贯流式水轮机：水流轴向或斜向流过导叶的轴流式水轮机轴流定浆式水轮机：导叶可调，转轮叶片固定的单调式水轮机轴流式转浆式水轮机：导叶和转轮叶片均可调的双调式水轮机（2）水轮机的工作参数：水头（扬程）H、流量Q、出力P、效率η、转速n、NPSH水头：单位重量的流体所具有的能量，通常以液柱高度表示扬程：是指单位重量流体经泵所获得的能量，水泵扬程是指水泵能够扬水的高度毛水头：水电站上下游水位的高程差净水头（工作水头属于净水头）：水轮机进口与出口测量断面的总水头差，即水轮机做功用的有效水头，用H n表示设计水头：水轮机在最高效率点运行时的净水头，用H d表示最大水头：在运行范围内，水轮机净水头的最大值，用H max表示最小水头：在运行范围内，水轮机净水头的最小值H min表示加权平均水头：在电站运行范围内，考虑不同负荷下运行时间的水头的加权平均值设计流量：在设计水头下，水轮机以额定转速、额定出力运行时所对应的水流量水轮机飞逸转速：水轮机处于失控状态，轴端负荷力矩为零时的最高转速，用n run表示比转速：水轮机输入功率：水轮机进口水流所具有的的水力功率，用P in表示水轮机输出功率（出力）：水轮机主轴输出的机械功率，用P out表示水轮机额定输出功率：在额定水头和额定转速下，水轮机连续发出的功率，用P r表示转轮输出功率：水轮机转轮传给主轴的功率叶轮输出功率：泵叶轮进口到出口由叶轮传递给水流的水力功率转轮输入功率：水流从水轮机转轮进口至出口传递给转轮的水力功率叶轮输入功率：泵主轴传递给叶轮的功率效率：水轮机输出功率与输入功率之比水轮机机械效率：水轮机输出功率与转轮输出功率之比水轮机水力效率：水轮机转轮输出功率与水轮机输入功率之比最优效率：最优工况下的效率，即最高效率点加权平均效率：在规定运行范围内，效率的加权平均值（3）叶片：反击式水轮机转轮或水泵叶轮进行能量转换，具有型线的部件。
过程流体机械：过程工业生产中，以流体为工质进行能量转换、处理与输送的机械吸、排气温度：缩机首级汽缸工作腔进气法兰和末级汽缸工作腔排气法兰接管处测得的气体温度称为压缩机的吸排气温度。
工况：压缩机进行所在的进、排气压力和近期温度状态参数称为压缩机的工况，压缩机铭牌上所表的参数工况称为“额定工况”。
吸、排气压力：压缩机首级汽缸工作腔进气法兰和末级汽缸工作腔排气法兰接管处测得的压力称为压缩机的吸排气压力。
压缩机排气量:排气量是指在所要求的排气压力下，压缩机最后一级单位时间内排出的气体体积折算到第一级进口压力和温度时的容积值容积式压缩机定义：依靠改变工作腔容积的大小来提高气体的压力。
列：压缩机中，把一个连杆对应的一组汽缸及相应的动静部件称为一列。
一列可能对应一个汽缸，也可能对应串在一起的多个汽缸。
压缩机的循环：活塞往复运动一次，在气缸中进行的吸气、压缩、排气等过程的总和。
气体经过一个工作循环，也称为一级。
多级压缩定义：多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级中进行，并在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。
级的等温指示效率：级的理论等温循环指示功与实际循环指示功之比，即：轴功：压缩机的轴功包括指示功与摩擦功两部分。
指示功是压缩机直接用于压缩气体所消耗的功摩擦功：是压缩机用于克服摩擦所消耗的功。
轴功率：单位时间所消耗的轴功称为轴功率。
机械效率：指示功率与轴功率之比。
影响机械效率的因素很多，如：轴承的形式、摩擦副的材料、润滑方式等。
临界转速：转子旋转的角速度与转子弯曲振动的固有圆周频率相重合，则转子会发生强烈的共振导致转子的破坏，转子与此相应的转速称为临界转速。
扬程H：单位重量液体从泵入口到泵出口处能量的增值。
即1N液体通过泵获得的有效能量，m。
又称有效能量头。
功率N：原动机传到泵轴上的轴功率，W或kW；有效功率Ne：单位时间内从泵中输送出去液体在泵中获得的有效能量沉降：混合物在某种装置中，由于两相在力场中所受到的力的大小不同而分层，轻相在上层形成澄清液，重相在下层形成沉淀物过滤：混合物在多层材料层装置中，由于受力场的作用，液体通过多孔材料层流出形成滤液固体被留在材料层上形成滤渣而实现分离。
《化工原理》内容提要第二章流体输送机械1. 基本概念1）离心泵的主要构件：叶轮和蜗壳2）泵的流量q v：指泵的单位时间内送出的液体体积，等于管路中的流量，这是输送任务所规定必须达到的输送量。
3）泵的压头（又称扬程）He是指泵向单位重量流体提供的能量。
4）流体输送机械的分类：动力式（叶轮式）、容积式（正位移式）、其他类型。
5）离心泵的主要构件：叶轮和蜗壳。
6）离心泵的主要性能参数：流量、扬程、效率、轴功率。
7）离心泵特性曲线：描述压头、轴功率、效率与流量关系的曲线。
8）离心泵的工作点：泵特性曲线与管路特性曲线的交点。
9）离心泵的调节：改变管路特性（阀门的开大关小，改变K值）；改变泵的特性（改变D、n，调节工作点）。
10）往复泵的结构：由泵缸、活塞、活塞杆、吸入和排出单向阀（活门）构成，有电动和汽动两种驱动形式。
2. 基本原理1）离心泵的工作原理：电动机经泵轴带动叶轮旋转，叶片间的液体在离心力作用下，沿叶片间的通道从叶轮中心进口处甩向叶轮外围，以很高速度汇入泵壳；液体经泵壳将大部分动能转变为静压能，以较高压力从压出口进入排出管。
2）泵的汽蚀现象：当水泵叶轮中心进口出压力低于操作温度下被输送液体的饱和蒸汽压时，液体将发生沸腾部分汽化。
所生成的汽泡，在随液体从叶轮进口向叶轮外围流动时，因压强升高，气泡立即凝聚。
高速度冲向原空间，在冲击点处产生高频高压强冲击。
当气泡的凝结发生在叶轮表面时，气泡周围液体在高压作用下如细小的高频水锤撞击叶片，加之气泡中可能带有氧气等对金属材料发生化学腐蚀作用，将导致叶片过早损坏。
3）离心泵的选用原则：①根据被输送液体的性质确定泵的类型；②确定输送系统的流量和所需压头；③根据所需流量和压头确定泵的型号。
4）往复泵的工作原理：活塞往复运动，在泵缸中造成容积的变化并形成负压和正压，完成一次吸入和排出。
5）气体输送的特点：气体的密度相对液体很小，①动力消耗大；②气体输送机械体积一般都很庞大；③输送机械内部气体压力变化的同时，体积和温度也将随之发生变化。
