液力传动与流体机械 杨
13秋流控10液力传动与流体机械-三级项目
《液力传动与流体机械》三级项目指导书任课教师：赵静一开课学期：第7学期课程类别：三级项目课程性质：专业基础课适用专业：机电控制工程10-1、2、31、整体思路将液力传动与流体机械课程中学到的基础理论知识用于分析和解决工程实践中出现和存在的问题，是学生在项目分析中深入理解如何将所学理论知识应用于解决实际问题的方法和思路。
引导学生积极思考、学会学习、主动学习，综合训练学生能力，提高学生综合运用本专业基础理论知识，分析、理解和解决本专业及相关行业的理论和实践问题的能力，并为后续其他专业课程的学习打下基础。
2、目的和意义(1)通过基于团队的学生分工协作，在充分分析讨论的基础上，给出解决问题的方案。
使学生在沟通能力、团队合作能力等方面得到锻炼和提高；(2)学会查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力；(3)更深地了解工程实践。
3、具体实施方案1)教学时间安排鼓励学生利用课外时间完成项目，用于学校实验室条件所限，项目以理论和资料总结为主，和讨论课结合，课堂教学安排如下：(1) 设计内容讲解2课时；(2) 理论分析和计算2周(3) 总结答辩2学时2)项目成绩项目教学从属于课程教学，占本门课程总成绩的15%。
成绩由三部分组成：(1) 组内互评5分，最优分和最差分相差不得小于1分；(2) 导师评分5分，最优分和最差分相差不得小于1分；(3) 总结答辩5分，最优分和最差分相差不得小于1分。
3)分组安排及指导老师共3个班88名学生，分成29个组；每个组3人，每组选1名组长。
任课教师为指导老师和助教及教师科研团队的研究生。
具体分组由教师与各班学委商议决定。
4)答辩安排答辩时间：预计在第6周由任课教师组织答辩，具体时间根据情况进行调整；答辩顺序：随机抽取主答辩人：随机抽取5)课题设置共设置29个题目，每个组随机抽取一题。
三级项目题目4、课题要求1) 每组组长对组内人员的工作进行分工，每个组内成员根据自己的分工，向组长提交相应的研究报告；2) 每个组内成员报告完成后，组长组织成员对每个成员的报告进行评议，并打分；3) 指导教师对每名学生的研究报告进行评议，并打分；4) 组内每个成员的报告汇总成总研究报告，并制作汇报PPT，完成后，向指导教师提出答辩申请；5) 组织答辩，并打分。
液力传动与流体机械在航空航天中的典型应用 ppt
四.飞机液压系统的组成
飞机液压系统是指飞机上以油液为工作介质，靠油压驱动执行 机构完成特定操纵动作的整套装置。为保证液压系统工作可靠 ，特别是提高飞行操纵系统的液压动力源的可靠性，现代飞机 上大多装有两套(或多套)相互独立的液压系统。它们分别称为 公用液压系统和助力（操纵）液压系统。公用液压系统用于起 落架、襟翼和减速板的收放，前轮转弯操纵，驱动风挡雨刷和 燃油泵的液压马达等；同时还用于驱动部分副翼、升降舵（或 全动平尾）和方向舵的助力器。助力液压系统仅用于驱动上述 飞行操纵系统的助力器和阻尼舵机等，助力液压系统本身也可 包含两套独立的液压系统。为进一步提高液压系统的可靠性， 系统中还并联有应急电动油泵和风动泵，当飞机发动机发生故 障使液压系统失去能源时，可由应急电动油泵或伸出应急风动 泵使液压系统继续工作。
四.飞机液压系统的组成
四.飞机液压系统的组成
液压系统通常由以下部分组成：①供压部分：包括主油泵、应 急油泵和蓄能器等，主油泵装在飞机发动机的传动机匣上，由发 动机带动。蓄能器用于保持整个系统工作平稳。②执行部分：包 括作动筒、液压马达和助力器等。通过它们将油液的压力能转换 为机械能。③控制部分：用于控制系统中的油液流量、压力和执 行元件的运动方向，包括压力阀、流量阀、方向阀和伺服阀等。 ④辅助部分：保证系统正常工作的环境条件，指示工作状态所需 的元件，包括油箱、导管、油滤、压力表和散热器等。 液压系统具有以下优点：单位功率重量小、系统传输效率高、 安装简便灵活、惯性小、动态响应快、控制速度范围宽、油液本 身有润滑作用、运动机件不易磨损。它的缺点是油液容易渗漏、 不耐燃烧、操纵信号不易综合。它的缺点是油液容易渗漏、不耐 燃烧、操纵信号不易综合。与其他机械（如机床、船舶）的液压 系统相比，飞机液压系统的特点是动作速度快、工作温度和工作 压力高。
液力传动与流体机械 第六章 叶片式流体机械的流体动力学基础
式中， 为旋涡运动角速度矢量的轴面投影大小。 这样，涡线的轴面投影AB与叶片的轴面截线CD将不 再重合，它们之间也成一夹角 ，轴面涡线AB上速 度矩 ＝常数，但轴面截线CD线上没有这一特征。
第三节 轴流式机械的流体力学基础
轴流式流体机械是轴向流入转轮（叶轮）又轴向流出的。 在圆柱坐标系下，其速度矢量 的三个分速度为：径向速 度 ，轴向速度 及圆周速度 ，绝对速度 在轴
（6-25）
得到涡线方程为：
（6-26） 将式(6—25)代人式(6—26)，则得
上式即 所以 因此，在轴对称有势流动中，沿轴面涡线上的速度矩 保持为一常数。且在所讨论的问题中， ，那么旋涡矢 量， ，这说明旋祸矢量 必位于r、 z平面(即轴面)上，由于任一点旋涡矢量切于涡线，所以涡 线也必位于轴面上，涡线为轴面涡线，那么转轮(叶轮)叶 片表面即由一组轴面涡线所组成，因此用任一轴面切割冀 型所得叶片轴面截线必为轴面涡线，这样叶片的轴面截线 既是轴面涡线，也是等速度矩线，即 。这在叶 片绘形中是很重要的特征。
（6-21）
（6-22）
其中，J为雅可比矩阵，
为其行列式值。
分别再对r或z求一次偏导，并解出
（6-23）
其中，
为
的逆矩阵。 这样方程组(6-23)就转换为
（6-24）
采用中心差分方法来对方程(6—24)进行数值求解 如图6—6所示。 设
图6-6 差分格式
并设C、D为流网中相邻的两次迭代节点，其坐标分别 为 ，则其误差为 ， 当所有的节点误差的最大值 (允许误差) 时便得到精确的流网，也可得到其轴面流速 的分布规 律了。 现来研究轴对称流动情况下，其涡线的特性。 由奇点分布法可知，我们可以用涡层来代替翼型对 流体的作用。因此可以将叶片式流体机械转轮(叶轮)叶 片看成是一组涡线所形成的涡面，它们对流体的作用将 和叶片对流体的作用完全相同，既然叶片可看成是涡面， 那么涡线必须位于叶片表面上。由于叶片是空间的曲面， 所以涡线亦是空间的曲线，和流场中流线一样都是矢量 线．旋涡运动中的旋涡矢量与涡线相切。
流体机械与液力传动讨论课——蓄能电站可逆式水轮机工作原理及常见结构
水泵水轮机与反击式水轮机的适用水头范围基本一致。其通流部件的几 何形状与水轮机有所不同，但是主要部件和结构在许多方面是相仿的。为满 足水泵和水轮机两种运行工况的要求，水泵水轮机比相同水头和容量的水轮 机尺寸大。水泵水轮机今后的趋向是扩大单级转轮的使用水头，提高比转速， 增加单机容量和优化水泵工况起动方法。
中间轴为碳钢整锻，下方与 水轮机主轴由联接，上方与发 电机下端轴联接。中间轴是为 实现水泵水轮机组中拆而特别 设计的。
1.3 主轴密封
主轴密封紧靠水轮机主轴下法兰端面，在水导轴承下方由 内顶盖支撑，密封形式为弹簧复位式流体静压平衡径向机械 密封。其作用是有效地阻挡水流从主轴与顶盖之间的间隙上 溢，防止水导轴承及顶盖被淹，维持轴承和机组的安全运行。
3.2 座环
座环的作用，是承受整个机组及其上部 混凝土的重量以及水泵水轮机的轴向水推 力，以最小的水力损失将水流引入导水机 构。机组安装时以它为基准，所以，座环 既是承重件，又是过流件，又是基准件。
3.3 基础环
基础环的作用是，在机组安装时放座环， 成为座环的基础；在水泵水轮机安装及检 修时，用来放置转轮。基础环有铸造和钢 板焊两种结构。上法兰与座环的下环相连， 下法兰与尾水管的锥管里衬上口相连。
1.4 水导轴承
水导轴承的作用，一是承受 机组在各种工况下运行时通过主 轴传过来的径向力，一是维持已 调好的轴线位置。按润滑剂不同， 导轴承主要分为水润滑的橡胶瓦 导轴承油润滑的乌金瓦导轴承。 乌金瓦导轴承又分为稀油自循环 分块瓦导轴承和筒式导轴承。
三峡大坝水轮机发电原理
液力传动与流体机械项目:三峡大坝水轮机发电原理汇报人：刘宝张文辉赵俊伟吕九九指导教师：赵静一燕山大学机械工程学院2012年9月目录一、水力发电简介 (3)二、三峡水轮机组简介 (5)三、混流式水轮发电机结构 (7)四、混流式水轮机的工作原理 (10)一、水力发电简介水是自然中最有用的动力，因为它最容易被掌控。
流水可经由水闸或管线被输送，更重要的，一条流可藉水坝区隔成能容纳大量水的水库，当需要时便释出其所需的量。
水力常被规划成水力发电厂，通常建基于大型的水坝，最佳的地理位置是在高山地区且狭窄而两侧陡峭的河谷，水坝建于如此的河谷可以产生超过100公里长的蓄水库。
大规模的计划或许就不只一个简单的水坝和蓄水库。
在澳洲的雪山，雪河的水藉由一连串的地下通道，转至十六个发电厂。
水力亦被用来储存其他发电厂多余的能量，这可所谓的抽蓄发电厂来处理，及使用两个分离且不同水平面的蓄水库。
正常运作下，位置较高的水库的水被用来驱动涡轮产生电，而经过涡轮的水便储存在较低的水库。
一但有多余的电，便被用来抽取较低水库的水回到较高的水库。
电力的需求在白天时达到最高点，这亦意味着，大多数的发电站，抽水的工作通常在夜间完成。
水力发电是利用河川、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，就是利用流水量及落差来转动水涡轮。
再藉水轮机为原动机，推动发电机产生电能。
因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用户集中区的变电所，再次降低为适合于家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用户。
水轮机由古代的水轮、水车演变而来，其工作流程为上游水库中的水经大坝引水管，流入坝体下方发电厂房的蜗壳、导水机构及水轮机转轮中，将势能转化为推动转轮叶片旋转的动能。
转轮通过主轴与发电机转子联轴，带动转子旋转并切割发电机定子磁力线圈，利用电磁感应原理在发电机线圈中产生高压电，再经过变压器升压通过输电线路将电力输出到电网中。
流体机械与液力传动讨论课——蓄能电站可逆式水轮机工作原理及常见结构
2.斜流式水泵水轮机
水流流经转轮叶片时倾斜 于轴线某一角度的水泵水 轮机。适用水头30～140m， 桨叶可调节，与混流式水 泵水轮机相比平均效率高， 可以调节水泵输水量，水 泵起动力矩小。缺点是结 构复杂，造价高，只适用 于机组台数少和水头变幅 大的抽水蓄能电站。中国 在1972年制造了第一台斜 流式水泵水轮机在密云水 库电站运行。
转轮与上方的顶盖及下方底环 和相邻的导叶形成完整的水流通道， 作用是将水能/机械能转换成机械能/ 水能。
1.2 主轴/中间轴
主轴是水轮机的重要部件之 一。其作用是承受水轮机转动 部分的重量及轴向水推力所产 生的拉力，同时传递转轮产生 的扭矩。可概括的说成，水轮 机主轴要同时承受拉、扭及径 向力的综合作用。
3.2 座环
座环的作用，是承受整个机组及其上部 混凝土的重量以及水泵水轮机的轴向水推 力，以最小的水力损失将水流引入导水机 构。机组安装时以它为基准，所以，座环 既是承重件，又是过流件，又是基准件。
3.3 基础环
基础环的作用是，在机组安装时放座环， 成为座环的基础；在水泵水轮机安装及检 修时，用来放置转轮。基础环有铸造和钢 板焊两种结构。上法兰与座环的下环相连， 下法兰与尾水管的锥管里衬上口相连。
3.贯流式水泵水轮机
流道呈直线状的卧轴水泵水轮机。适用水头 3～20m，主要用于抽水蓄能型的潮汐电站，除 要求机组具有单向发电、抽水功能外，有时还
要求具有双向发电、双向抽水和双向泄水六种 功能。
蓄 能 电 站 可 逆 式 水 轮 机
抽水蓄能电站有四机分置式(装有水泵和电动机、水轮机和发电 机)、三机串联式(即电动发电机，与水轮机、水泵连结在一个直轴上) 和二机可逆式(一台水泵水轮机和一台电动发电机联结)。
机械工程中的流体传动和液压技术
优化参数：流量、压力、 温度、速度等
优化措施：采用高效元件、 优化管路布局、提高密封
性能等
液压元件的选择和校核
液压元件的类型：泵、阀、马达、油缸等 液压元件的选择原则：根据系统需求、工作环境、成本等因素选择合适的元件 液压元件的校核方法：通过计算和实验确定元件的尺寸、性能和寿命 液压元件的优化设计：通过改进结构和材料提高元件的性能和可靠性
流体传动的元件
液压泵：将机械能 转化为液压能，为 系统提供动力
液压马达：将液压 能转化为机械能， 实现对负载的控制
液压缸：实现力的 传递和转换，完成 直线运动或旋转运 动
液压阀：控制流体 的流向、压力和流 量，实现对系统的 控制和调节
流体传动的控制方式
开环控制：无反馈信号，控制精度较低
闭环控制：有反馈信号，控制精度较高
和调节。
流体传动的应用领域
汽车行业：液压制动、液压转向、液压 悬挂等
航空航天：液压控制系统、液压执行器 等
工程机械：挖掘机、装载机、压路机等 设备的液压传动系统
船舶行业：船舶的舵机、锚机、吊机等 设备的液压传动系统
医疗设备：手术台、病床、轮椅等设备 的液压传动系统
机器人：液压传动在机器人领域的应用 越来越广泛，如工业机器人、服务机器 人等
液力传动：利用液体作为工作介质，通 过液力变矩器等元件实现能量传递和控 制
磁力传动：利用磁场作为工作介质，通 过磁力泵、磁力马达等元件实现能量传 递和控制
电气传动：利用电能作为工作介质，通 过电动机、发电机等元件实现能量传递 和控制
机械传动：利用机械结构作为工作介质， 通过齿轮、链条等元件实现能量传递和 控制
定义和原理
流体传动：利 用液体或气体 作为介质，通 过改变压力、 流量等参数来 实现能量传递 和控制的技术。
三峡大坝水轮机发电原理
液力传动与流体机械项目:三峡大坝水轮机发电原理汇报人：刘宝张文辉赵俊伟吕九九指导教师：赵静一燕山大学机械工程学院2012年9月目录一、水力发电简介..........................................错误!未定义书签。
二、三峡水轮机组简介......................................错误!未定义书签。
三、混流式水轮发电机结构..................................错误!未定义书签。
四、混流式水轮机的工作原理................................错误!未定义书签。
一、水力发电简介水是自然中最有用的动力，因为它最容易被掌控。
流水可经由水闸或管线被输送，更重要的，一条流可藉水坝区隔成能容纳大量水的水库，当需要时便释出其所需的量。
水力常被规划成水力发电厂，通常建基于大型的水坝，最佳的地理位置是在高山地区且狭窄而两侧陡峭的河谷，水坝建于如此的河谷可以产生超过100公里长的蓄水库。
大规模的计划或许就不只一个简单的水坝和蓄水库。
在澳洲的雪山，雪河的水藉由一连串的地下通道，转至十六个发电厂。
水力亦被用来储存其他发电厂多余的能量，这可所谓的抽蓄发电厂来处理，及使用两个分离且不同水平面的蓄水库。
正常运作下，位置较高的水库的水被用来驱动涡轮产生电，而经过涡轮的水便储存在较低的水库。
一但有多余的电，便被用来抽取较低水库的水回到较高的水库。
电力的需求在白天时达到最高点，这亦意味着，大多数的发电站，抽水的工作通常在夜间完成。
水力发电是利用河川、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，就是利用流水量及落差来转动水涡轮。
再藉水轮机为原动机，推动发电机产生电能。
因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用户集中区的变电所，再次降低为适合于家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用户。
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液力传动与流体机械三级项目
个人报告
题目：液力传动与流体机械在化工领域的应用
液力传动与流体机械在化工领域的应用1、容积式压缩机
1.1空气压缩机的简介
空气压缩机（英文为：air compressor）是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。
空气压缩机的种类（如上图）：空气压缩机的种类很多，按工作原理可分为容积式压缩机，往复式压缩机，离心式压缩机，容积式压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力；离心式压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。
往复式压缩机(也称活塞
式压缩机)的工作原理是直接压缩气体，当气体达到一定压力后排出。
现在常用的空气压缩机有活塞式空气压缩机，螺杆式空气压缩机，(螺杆空气压缩机又分为双螺杆空气压缩机和单螺杆空气压缩机)，离心式压缩机以及滑片式空气压缩机，涡旋式空气压缩机。
1.2 L 型空气压缩机的结构及工作原理
1.2.1组成结构：
图2.1-1 L 型空气压缩机
1-连杆 2-曲轴 3-中间冷却器 4-活塞杆 5-气阀 6-气缸 7-
活塞 8-活塞环 9-填料 10-十字头 11-平衡重 12-机身
12
3
4
56
7
8910
11
12
1.2.2工作原理
机器结构为L型，两级压缩。
图中垂直列为一级气缸，水平列为二级气缸。
可以把图中零件分为四个部分：
（1）工作腔部分它是直接处理气体的部分，以一级缸为例它包括：气阀5、气缸6、活塞7等。
气体从一级气缸上方的进气管进入气缸吸气腔，然后通过吸气阀进入气缸工作腔，经压缩提高压力后再通过排气阀到排气腔中，最后通过排气管流出一级气缸。
活塞通过活塞杆4由传动部分驱动，活塞上设有活塞环8以密封活塞与气缸的间隙，填料9用来密封活塞杆通过气缸的部位。
（2）传动部分它是把电动机的旋转运动转化为活塞往复
运动的一组驱动机构，包括连杆1、曲轴2、和十字头10等。
曲柄销与连杆大头相连，连杆小头通过十字头销与十字头相连，最后由十字头与活塞杆相连接。
（3）机身部分它用来支承（或连接）气缸部分与传动部分的零部件，此外还可能安装有其它辅助设备。
（4）辅助设备辅助设备系指除上述主要的零部件外，为使机器正常工作而设的相应设备。
如向运动机构和气缸的摩擦部位供润滑油的油泵和注油器；中间冷却系统3；当需求的气量小于压缩机正常供给的气量时，以使供给的气量降低的调节系统。
此外，在气体管路系统中还有安全阀、滤清器、缓冲容器等。
1.3容积式压缩机在化工领域的应用
（1）炼油：催化裂化（裂解气、空气）、重整（烃）、脱硫（氢）、
加氢；
（2）化肥：合成氨（氮、氢、空气、循环气、氨气），合成尿素（二氧化碳）；
（3）气体分离：（空气分离、制氧、制氮等）；
其他：合成纤维（乙炔、空气、二氧化碳），合成橡胶（丙烯），聚乙烯（乙烯、氧、合成气），合成甲醇（氮、氢、氧、二氧化碳）
2、感想
通过上网查找液力传动与流体机械在化工领域的应用的资料，使我们了解了一些化工领域常用的流体机械的结构和工作原理，使我们对流体机械有了更加深刻的认识，学到了书本上没有的知识，开拓了自己的眼界。
希望可以有更多的接触工程实际的机会。