本教材是流體機(jī)械及工程學(xué)科入門的基礎(chǔ)教材之一,主要在一維定常亞聲速流動、工質(zhì)為熱力學(xué)意義上理想氣體的前提下,講授離心壓縮機(jī)的基本工作原理和熱力設(shè)計(jì)方法,包括離心壓縮機(jī)初步介紹、氣體流動的基本概念和基本方程、能量損失及性能曲線、葉輪及固定元件、相似理論在離心壓縮機(jī)中的應(yīng)用、運(yùn)行與調(diào)節(jié)、離心壓縮機(jī)熱力設(shè)計(jì)。教材注重突出分析和解決問題的思路與方法,注重培養(yǎng)綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論解決實(shí)際工程問題的能力。教材中每章后面附有學(xué)習(xí)指導(dǎo)和建議,并配有思考題和習(xí)題。
根據(jù)教育部教育教學(xué)改革的精神和西安交通大學(xué)能源動力類專業(yè)教學(xué)體制改革和系列教材規(guī)劃的要求, 我們以機(jī)械工業(yè)出版社1990 年出版的《離心式壓縮機(jī)原理》(修訂本) (以下簡稱原教材) 為基礎(chǔ), 對其基礎(chǔ)內(nèi)容部分重新編寫, 形成了這本新的教材。所謂“基礎(chǔ)內(nèi)容部分”, 指原教材中在“一維定常亞聲速流動、工質(zhì)在熱力學(xué)意義上為理想氣體” 假定下的離心壓縮機(jī)工作原理、熱力設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)節(jié)及流動相似等基礎(chǔ)內(nèi)容, 其他內(nèi)容(三元流動及實(shí)際氣體) 將作為大學(xué)本科高年級學(xué)生的選修課程或研究生課程另外出版專門教材。原教材由我們的老師、西安交通大學(xué)徐忠教授主編, 程迺晉、李超俊和黃淑娟三位教授參編, 是我國風(fēng)機(jī)行業(yè)及相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)一本聲譽(yù)卓著的教材。我們重編的宗旨是發(fā)揚(yáng)原教材的一系列優(yōu)點(diǎn), 繼承教材中反映出的西安交通大學(xué)“基礎(chǔ)厚、重實(shí)踐” 的光榮傳統(tǒng), 遵循原教材的基本內(nèi)容和總體框架, 力爭使基礎(chǔ)內(nèi)容有所深化及拓展, 適當(dāng)融入新時(shí)期的理念, 努力使教材更適合新時(shí)期年輕學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn), 更有利于對他們進(jìn)行思維方法、創(chuàng)新意識和分析問題、解決問題能力的培養(yǎng), 從而符合最新教學(xué)大綱和教學(xué)改革的要求。本教材的目標(biāo)是使其成為流體機(jī)械及工程學(xué)科入門的基礎(chǔ)教材之一, 面向能源與動力工程專業(yè)的大學(xué)三年級本科生, 為他們學(xué)好后續(xù)課程及做好今后工作或讀研深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí), 也努力做到適合相關(guān)學(xué)科、專業(yè)和有需要的初學(xué)者學(xué)習(xí)使用, 并可供從事離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)、運(yùn)行以及相關(guān)研究工作的工程技術(shù)人員和科研人員參考。本教材由西安交通大學(xué)能源與動力工程學(xué)院流體機(jī)械及工程系的教師編寫, 共分8 章。毛義軍編寫第1 章, 祁大同編寫第2、6、8 章, 聞蘇平編寫第3、7 章, 李景銀編寫第4 章, 秦國良編寫第5 章。祁大同擔(dān)任主編, 對教材進(jìn)行統(tǒng)籌修改并最終定稿。衷心感謝以徐忠教授為代表的原教材編者和以苗永淼先生為代表的所有老師們, 是前輩們的辛勤培養(yǎng)使我們能夠承擔(dān)編寫教材的任務(wù)。沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)教授級高工熊欲均、陳福芳和研究院劉長勝總工程師, 西安交通大學(xué)熱流科學(xué)與工程系流體力學(xué)研究所所長李國君教授, 杭氧透平機(jī)械公司池雪林總工程師等對本教材的內(nèi)容及編寫提供了很好的指導(dǎo)意見, 西安交通大學(xué)能源與動力工程學(xué)院院長豐鎮(zhèn)平教授、院長助理李軍、陳雪江和流體機(jī)械及工程系主任張楚華教授為抓好本教材的編寫工作傾注了大量心血, 也向他們表示衷心感謝。碩士生張義、郭明達(dá), 本科生陳博和碩博連讀生高亢在本教材的編寫過程中提供了大力支持和幫助, 在此一并表示感謝。衷心感謝教材主審張楚華教授, 他的寶貴意見對于提高教材質(zhì)量起了極大的作用。教材中使用并引用了一些對學(xué)生的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)起著重要作用的圖片和插圖, 特向制作這些圖片和插圖的作者和單位表示衷心感謝。由于我們水平有限, 錯誤和不妥之處在所難免, 懇請廣大讀者批評指正, 以使教材內(nèi)容能在使用過程中不斷得到改進(jìn)和完善。
編者于西安交通大學(xué)
前言
主要符號說明
第1 章 離心壓縮機(jī)初步介紹 1
1. 1 壓縮機(jī)的分類 1
。. 2 表征離心壓縮機(jī)性能特點(diǎn)的主要參數(shù) 2
。. 3 離心壓縮機(jī)通流部分的主要結(jié)構(gòu)及
作用 3
。. 4 多軸離心壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)簡介 6
學(xué)習(xí)指導(dǎo)和建議 8
思考題和習(xí)題 8
第2 章 氣體流動的基本方程和基本
概念 9
。. 1 基本假定和速度三角形 9
2. 2 基本方程 12
。. 3 壓縮過程及壓縮功 19
2. 4 離心壓縮機(jī)的效率 26
。. 5 級中氣體狀態(tài)參數(shù)的變化 32
2. 6 軸向渦流 35
。. 7 流量 38
學(xué)習(xí)指導(dǎo)和建議 39
思考題和習(xí)題 40
第3 章 能量損失及性能曲線 42
。. 1 流動損失 42
3. 2 雷諾數(shù)和馬赫數(shù)對流動損失的影響 48
。. 3 漏氣損失 51
。. 4 輪阻損失 59
。. 5 離心壓縮機(jī)的性能曲線 61
學(xué)習(xí)指導(dǎo)和建議 68
思考題和習(xí)題 68
第4 章 葉輪 70
。. 1 葉輪典型結(jié)構(gòu)介紹 70
。. 2 葉輪做功能力的計(jì)算 79
。. 3 葉輪設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選擇 83
。. 4 半開式、混流式葉輪 91
學(xué)習(xí)指導(dǎo)和建議 95
思考題和習(xí)題 95
第5 章 固定元件 97
。. 1 吸氣室 97
5. 2 擴(kuò)壓器 102
。. 3 彎道和回流器 110
5. 4 蝸殼(排氣室) 115
學(xué)習(xí)指導(dǎo)和建議 121
思考題和習(xí)題 121
第6 章 相似理論在離心壓縮機(jī)中的
應(yīng)用 123
。. 1 離心壓縮機(jī)的流動相似 123
6. 2 離心壓縮機(jī)流動相似的結(jié)果 129
。. 3 離心壓縮機(jī)的性能換算與模化設(shè)計(jì) 132
學(xué)習(xí)指導(dǎo)和建議 140
思考題和習(xí)題 141
第7 章 離心壓縮機(jī)的運(yùn)行與調(diào)節(jié) 142
。. 1 離心壓縮機(jī)與管網(wǎng)聯(lián)合工作 142
。. 2 離心壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)失速與喘振 146
。. 3 離心壓縮機(jī)的串聯(lián)與并聯(lián) 149
。. 4 離心壓縮機(jī)的調(diào)節(jié) 153
學(xué)習(xí)指導(dǎo)和建議 161
思考題和習(xí)題 162
第8 章 離心壓縮機(jī)熱力設(shè)計(jì) 163
。. 1 熱力設(shè)計(jì)概述 163
。. 2 效率法設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 165
8. 3 效率法方案設(shè)計(jì)的基本思路 166
。. 4 效率法方案設(shè)計(jì)的基本步驟 173
。. 5 效率法逐級詳細(xì)計(jì)算 178
。. 6 離心壓縮機(jī)熱力設(shè)計(jì)例題 182
學(xué)習(xí)指導(dǎo)和建議 198
思考題和習(xí)題 198
參考文獻(xiàn) 199