了得網研究生_過程流體機械(康勇)（第2版）

內容簡介

本書保留了版的基本特色，借鋻吸收了國內同類教材的優點以及近年來過程流體機械領域的新知識和新發展，對各章內容進行了重新規劃、增刪和完善。全書共分八章，繫統介紹了葉片泵、容積泵、活塞式壓縮機、螺杆式壓縮機、離心式壓縮機、風機和離心分離機，對各類過程流體機械的結構型式、工作原理、性能參數、選型與運行特點以及相關知識進行了繫統闡述和分析。每章後留有思考與計算題，全書後附有各章計算題答案，便於學生對所學知識的掌握和鞏固。

作者簡介

康勇，天津大學化工學院，教授，博導，
1.主要研究方向：非均相分離過程及裝備；水處理技術與裝備；環境淨化材料。
2.教育及工作背景
1987-1997年東北大學學士、碩士、博士。
1997-1999年天津大學化工學院博士後
1998—至今天津大學化工學院教授、博導
3.近五年來負責的項目
科技部國家支撐計劃：秸稈預處理關鍵技術
科技部國際合作計劃：纖維素煉制生物燃料關鍵技術研究-秸稈預處理子課題康勇，天津大學化工學院，教授，博導，
1.主要研究方向：非均相分離過程及裝備；水處理技術與裝備；環境淨化材料。
2.教育及工作背景
1987-1997年東北大學學士、碩士、博士。
1997-1999年天津大學化工學院博士後
1998—至今天津大學化工學院教授、博導
3.近五年來負責的項目
科技部國家支撐計劃：秸稈預處理關鍵技術
科技部國際合作計劃：纖維素煉制生物燃料關鍵技術研究-秸稈預處理子課題
國家十一五“重大新藥創制”科技重大專項綜合性新藥研究開發技術大平臺項目：藥物分離精制技術平臺——絮凝分離技術子課題
國家自然科學基金：硫酸鹽還原菌生物膜在廢水中生長與傳質機理研究
國家自然科學基金：質子交換膜燃料電池膜電極空間結構的模擬及優化設計
國家自然科學基金重點項目：工業廢水處理過程中的化工新技術與新方法研究
天津市科技攻關：磁化、微波萃取及高效絮凝技術在中藥制藥中的應用
中石化科技攻關：生物流化床處理煉油工業廢水新工藝及設備開發
中石化科技攻關：煉油污水回用設備及工藝開發與研究
天津市自然基金重點項目：城市污水生物除磷脫氮技術的研究與繫統整合
天津市自然基金面上項目：水處理用可控降解生物膜載體材料的研究

1概論1
1.1過程流體機械概念1
1.1.1過程及過程工業1
1.1.2過程裝備與過程流體機械1
1.2過程流體機械的分類2
1.2.1按流體形態分類2
1.2.2按工作原理分類3
1.2.3按流體運動特點分類4
1.3過程流體機械的用途4
思考與計算題4
參考文獻5
2葉片泵6
2.1離心泵6
2.1.1離心泵結構與工作原理61概論1
1.1過程流體機械概念1
1.1.1過程及過程工業1
1.1.2過程裝備與過程流體機械1
1.2過程流體機械的分類2
1.2.1按流體形態分類2
1.2.2按工作原理分類3
1.2.3按流體運動特點分類4
1.3過程流體機械的用途4
思考與計算題4
參考文獻5
2葉片泵6
2.1離心泵6
2.1.1離心泵結構與工作原理6
2.1.2離心泵基本方程及應用7
2.1.3離心泵的性能曲線15
2.1.4流量調節27
2.1.5汽蝕現像及成因30
2.1.6離心泵的主要零部件34
2.1.7離心泵的軸向力及其平衡41
2.1.8離心泵的典型結構45
2.1.9離心泵的型號編制49
2.1.10離心泵的選擇50
2.2軸流泵51
2.2.1軸流泵的原理和結構51
2.2.2軸流泵的基本方程51
2.2.3軸流泵的性能特點52
2.2.4軸流泵的型號編制53
2.3旋渦泵53
2.3.1旋渦泵的結構和工作原理53
2.3.2旋渦泵的基本方程式55
2.3.3旋渦泵的汽蝕和流量調節55
2.3.4旋渦泵的型號編制56
思考與計算題56
參考文獻58
3容積泵59
3.1往復泵59
3.1.1往復泵的工作原理及分類59
3.1.2往復泵的主要性能參數60
3.1.3往復泵的液力端69
3.1.4往復泵的空氣室75
3.1.5往復泵的類型77
3.1.6往復泵的型號編制83
3.1.7往復泵選擇的基本方法85
3.2螺杆泵85
3.2.1單螺杆泵86
3.2.2雙螺杆泵92
3.2.3三螺杆泵96
3.2.4螺杆泵的型號編制102
3.3齒輪泵104
3.3.1外囓合齒輪泵105
3.3.2內囓合齒輪泵109
3.3.3齒輪泵的型號編制110
3.4液環泵111
3.4.1液環泵的工作原理及性能參數111
3.4.2液環泵的分類、結構型式及型號編制114
思考與計算題115
參考文獻116
4活塞式壓縮機117
4.1活塞式壓縮機的結構及分類117
4.1.1活塞式壓縮機的基本結構117
4.1.2活塞式壓縮機的種類及型號編制118
4.2活塞式壓縮機的熱力學基礎120
4.2.1基本熱力學狀態參數120
4.2.2理想氣體狀態方程120
4.2.3活塞式壓縮機的理論循環121
4.2.4活塞式壓縮機工作過程的示功圖分析125
4.2.5氣缸的實際吸氣量127
4.2.6壓縮機的排氣量129
4.2.7壓縮機的功率和效率131
4.2.8多級壓縮134
4.3活塞式壓縮機的動力學139
4.3.1曲柄連杆機構的運動139
4.3.2曲柄連杆機構運動慣性力的分析140
4.3.3壓縮機運轉時的作用力142
4.3.4慣性力的平衡145
4.3.5切向力圖148
4.4活塞式壓縮機的總體結構150
4.4.1氣缸150
4.4.2活塞組件151
4.4.3填料函154
4.4.4氣閥155
4.4.5曲軸158
4.5活塞式壓縮機的結構型式及性能159
4.5.1活塞式壓縮機的結構型式159
4.5.2主要性能參數161
4.5.3活塞式壓縮機的選型162
4.6活塞式壓縮機的運轉163
4.6.1輸氣量的調節163
4.6.2壓縮機的潤滑164
4.6.3活塞式壓縮機的維護165
思考與計算題165
參考文獻167
5螺杆式壓縮機168
5.1概述168
5.1.1螺杆式壓縮機結構與工作原理168
5.1.2螺杆式壓縮機的分類及應用範圍169
5.1.3螺杆式壓縮機的特點169
5.2螺杆式壓縮機的工作過程及主要熱力參數171
5.2.1工作過程171
5.2.2實際工作過程171
5.2.3內壓力比及壓力分布圖173
5.2.4螺杆式壓縮機的排氣量及容積效率174
5.2.5螺杆式壓縮機的排氣溫度176
5.3螺杆式壓縮機的性能曲線178
5.4單螺杆壓縮機179
5.5螺杆式壓縮機的排氣量調節180
思考與計算題181
參考文獻182
6離心式壓縮機183
6.1概述183
6.1.1離心式壓縮機的特點183
6.1.2離心式壓縮機的應用183
6.1.3離心式壓縮機的基本結構及工作原理183
6.2離心式壓縮機熱力過程分析185
6.2.1連續性方程186
6.2.2歐拉方程186
6.2.3功率和效率188
6.2.4級中氣體狀態的變化191
6.2.5離心式壓縮機級的性能曲線196
6.3葉輪199
6.3.1葉輪的結構形式199
6.3.2葉輪的主要參數201
6.4其他零件205
6.4.1擴壓器205
6.4.2回流器和蝸殼208
6.5離心式壓縮機的密封209
6.5.1迷宮密封210
6.5.2浮環密封212
6.5.3干氣密封214
6.5.4其他類型的密封217
6.6離心式壓縮機的選型217
6.6.1離心式壓縮機的型號編制217
6.6.2選型考慮的因素218
6.6.3選型步驟220
思考與計算題221
參考文獻222
7風機223
7.1概述223
7.1.1風機的分類223
7.1.2風機的基本性能參數224
7.1.3風機的應用225
7.2離心式風機226
7.2.1離心式風機的工作原理226
7.2.2離心式風機的型號編制227
7.2.3離心式風機的性能曲線229
7.2.4離心式風機的選型231
7.2.5離心式風機的調節與運行234
7.3軸流式風機238
7.3.1軸流式風機的結構型式與工作原理238
7.3.2軸流式風機的型號編制及命名方法239
7.3.3軸流式風機的性能曲線240
7.3.4軸流式風機的運轉與調節241
7.4羅茨鼓風機243
7.4.1羅茨鼓風機的結構與工作原理243
7.4.2羅茨鼓風機的特點與應用243
7.4.3羅茨鼓風機選型及計算245
思考與計算題250
參考文獻251
8離心機252
8.1離心機及其分離原理252
8.1.1分離因數252
8.1.2離心分離原理253
8.2過濾離心機255
8.2.1三足式過濾離心機255
8.2.2上懸式過濾離心機259
8.2.3臥式刮刀卸料過濾離心機260
8.2.4虹吸刮刀卸料過濾離心機264
8.2.5活塞推料過濾離心機265
8.2.6離心力卸料過濾離心機268
8.2.7螺旋卸料過濾離心機271
8.2.8振動卸料離心機272
8.2.9進動卸料過濾離心機275
8.3沉降離心機277
8.3.1三足式沉降離心機277
8.3.2刮刀卸料沉降離心機278
8.3.3螺旋卸料沉降離心機280
8.3.4管式沉降離心機284
8.3.5室式沉降離心機286
8.3.6碟式沉降離心機286
8.4離心機的生產能力計算288
8.4.1過濾離心機的生產能力288
8.4.2沉降離心機的生產能力290
8.5離心機的功率計算292
8.5.1啟動轉動件所需功率292
8.5.2啟動機器到工作轉速所需功率293
8.5.3軸承摩擦消耗的功率293
8.5.4機械密封摩擦消耗的功率294
8.5.5轉鼓及物料表面與空氣摩擦消耗的功率294
8.5.6卸出濾渣（或沉渣）消耗的功率294
8.5.7高速沉降離心機用向心泵排液時功率295
8.5.8總功率計算296
8.6離心機選型296
8.6.1選型的依據296
8.6.2選型步驟297
8.6.3多種機型聯用及綜合選型299
思考與計算題301
參考文獻301
附錄303
附表1常用氣體的主要物理常數303
附表2（cosα λcos2α）的數值表304
附表3sin（α β）cosβ的數值表305
附表4各章計算題參考答案305

前言

前言
本書第1版為普通高等教學“十一五”規劃教材，是全國普通高等院校過程裝備與控制工程專業的核心課程教材，也可以作為高等院校石油與天然氣儲運工程、流體機械、石油工程以及化學工程與工藝等專業的本科生專業必修或選修教材，還可供針對過程流體機械技術學習、研究、生產和應用等方面的科技人員參考。
全書共分8章，基本涵蓋了過程工業常用的工作類流體機械，例如，泵類涉及葉片泵和容積泵，其中葉片泵重點介紹了離心泵、軸流泵和旋渦泵；容積泵重點介紹了往復泵、螺杆泵、齒輪泵和液環泵。壓縮機包括往復活塞式、螺杆式和離心式三類，每一類壓縮機都獨立成章。風機介紹了常用的離心式、軸流式和羅茨風機；離心分離機涉及過濾式和沉降式兩類，每種類型都做了各有側重點的歸納。書中對各類過程流體機械的結構型式、工作原理、性能參數、選型與運行特點以及相關知識進行了繫統闡述和分析，保留了第１版教材的基本特色，對各章內容進行了重新規劃、增刪修訂和補充完善，借鋻吸收了國內同類教材的優點以及近年來過程流體機械領域的新知識和新發展，注重培養學生對過程流體機械理論知識的掌握和應用能力的提高。本教材每章均留有適量思考和計算題，並在全書後附有各章計算題答案。前言
本書第1版為普通高等教學“十一五”規劃教材，是全國普通高等院校過程裝備與控制工程專業的核心課程教材，也可以作為高等院校石油與天然氣儲運工程、流體機械、石油工程以及化學工程與工藝等專業的本科生專業必修或選修教材，還可供針對過程流體機械技術學習、研究、生產和應用等方面的科技人員參考。
全書共分8章，基本涵蓋了過程工業常用的工作類流體機械，例如，泵類涉及葉片泵和容積泵，其中葉片泵重點介紹了離心泵、軸流泵和旋渦泵；容積泵重點介紹了往復泵、螺杆泵、齒輪泵和液環泵。壓縮機包括往復活塞式、螺杆式和離心式三類，每一類壓縮機都獨立成章。風機介紹了常用的離心式、軸流式和羅茨風機；離心分離機涉及過濾式和沉降式兩類，每種類型都做了各有側重點的歸納。書中對各類過程流體機械的結構型式、工作原理、性能參數、選型與運行特點以及相關知識進行了繫統闡述和分析，保留了第１版教材的基本特色，對各章內容進行了重新規劃、增刪修訂和補充完善，借鋻吸收了國內同類教材的優點以及近年來過程流體機械領域的新知識和新發展，注重培養學生對過程流體機械理論知識的掌握和應用能力的提高。本教材每章均留有適量思考和計算題，並在全書後附有各章計算題答案。
本版教材由康勇和李桂水修訂，其中康勇負責第1~第4、第8章等內容的修訂，李桂水負責第5~7章內容的修訂，全書由康勇統稿完善。在具體修訂過程中田雅婧、劉瀟、任博平、李毅、王星天和張冰做了大量工作，在此表示感謝。
本書雖對第１版教材中存在的問題進行了認真修訂，但由於編者水平和能力有限，書中仍會有不少遺漏之處，希望廣大同仁及用書朋友多提寶貴意見和建議，以便本書在今後能更加完善、更能滿足廣大讀者需求。

編者
2016年3月

第1版前言
於天津大學工業通常分為兩類，一類是以天然資源為原料的過程工業，生產出初級產品；另一類是以過程工業生產出的初級產品作為原料的制造工業（商品制造業），加工出人們生活所需的日常用品，如服裝、汽車、電視機、冰箱等。產品是過程的結果，公認的產品類別分為四種：硬件、軟件、服務和流程性材料。所謂流程性材料指的是經過各種轉化制成的產品，以固體（粉粒）、液體、氣體或其組合形態為主的材料，通常以散裝形式如管道、桶、袋、箱、罐或卷的形式交付。
然而，無論是過程工業還是制造業，均需要把原動機產生的機械能轉換成流體(氣體、液體等)的動能、壓力能和位能。過程流體機械是實現這類能量轉化的重要裝置之一，並廣泛應用於石油化工、冶金、能源、航空航天、制冷、醫療衛生、電力工業及交通運輸等部門，也是現代人們日常生活不可或缺的機械。
過程流體機械種類繁多，本書所指的過程流體機械僅限於流體機械中的工作機，而不包括原動機，重點是三機一泵(壓縮機、鼓風機、通風機和泵)，它們是流體機械的重要組成部分，用來將機械能轉變為流體的壓力能、動能和位能，是過程工業的心髒設備。選擇、應用、管理好這些流體機械，對工廠的裝備投資，生產產品的質量、產量、成本和效益等都具有十分重要的意義，因而它是過程裝備與控制工程、流體機械、化學工程或其他過程工程專業的一門核心課程。
本教材較繫統的闡述了過程流體機械的基本工作原理、結構形式、運行性能與調節控制以及選型的基本原則。由於教學對像、教學目的和學時所限，力求整個流體機械學科橫向的覆蓋，並在介紹不同類型流體機械的基本結構形式、工作原理、基本參數和應用領域時，努力把握各種流體機械在本質上的機理共同性和相互間的有機聯繫與差異。其目的是引導學生觸類旁通，盡量拓寬知識面，使學生既掌握有關的基本知識，又有利於培養學生的跨學科發展和科技創新的能力。
本書第1～第4章由康勇編寫，第5～第6章由李桂水編寫，第7～第9章由張建偉編寫，全書由康勇統稿。
本書由天津大學宗潤寬教授主審，並且在成稿前後均付出了大量的心血和汗水，在此表示誠摯謝意。
由於編寫人員的水平有限，書中難免有不妥之處，望廣大讀者不吝賜教、批評指正。

編者
2008.3.1

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