流体机械的研究现状与展望

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， 技 年生７ ： 科 ｌ 第期 ， ２ Ｏ 活 Ｌ０ 与
理 论 科 学
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流 体机械 的研究现状 与展 望
邓 鑫
（ 江苏大学能源 与 动力 工程学院 ，江苏镇 江 ２ ２ １ ） １０ ３
摘 要 阐明 流体机械 的含义 ；说 明流体机械 的分类 ；介 绍流体机 械在 斟民经 济 中的应用 ；预测 流体机 械的发展趋 势。 关键 词 流体机 械 ；现状 ；展望
要的作用。在 火电站和核 电站中 ，除用作 主机的汽轮机外 ，还有许多泵
和风机。
２） 利工程 ：水利Ｔ程不管是灌溉 、排涝 还是供 水 ， 水 都需要相应 容量 的泵 。据统计 ，我 国排灌机 械的配套功 率 ，在２ 世纪８ 年 代已达 ０ ０
５０ ０ ７ ０ ＭＷ 。
２ 流 体机械 的分 类 流体机械可 以按照能量传递方向 、流体与机械的相互作用 、工作介
随着 国民经济的加速 发展和科学技术的突飞猛进 ，流体机械也随之 得到不断的发展 与 完善。 目 前流体机械的发展趋势如下。 １ 创造新 的机型 。① 高压力 、高单级增 压比的压缩机 和泵 。② 适 ） 用于大流量或小流量 的压 缩机和水泵 。③ 高转速压缩机和高转速离心 机。④ 超声速压缩机。⑤ 操作 自 动控制的大型离心机。 ２）流体机械 内部 流动规 律的研究与应用 。在流体机械的通流部件 中进行 空问ｊ维流动 、黏性 湍流 、可压缩流 、两相或多相流和非 牛顿流 体的流场数值分析计算以及改进空间流道几何形状 的设计等。 ３ 高速转子动力学 的研究 与应用。高速转子的平衡 、高速转子的 ） 弯曲振动和扭转振动 、高速转子 的支承与抑振、高速转子的轴端密封和 高速转子的使用寿命预估等 。 ４ 新型制造ｊ 艺技术 的发展。多维数控机床加工叶轮 、叶子等零 ） Ｉ 部件 ，复杂零件的精密浇铸和模锻 ，特殊焊接工艺和电火花加工等 。 ５ 流体机械 的 自 ） 动控制 。为使 流体机械安全运行 、调控到最佳运 行工 况或按产品生产过程需要改变运行工况等 ， 均需要不断完善 自 动控 制系统 。 ６ 流体机械 的故 障诊断 。为使 流体机械安全运行 ，变定期停机大 ） 修为预 防性维修 ，采用在线监测实时故障诊断系统 ，遇到紧急情况及时 报警 、监控或联锁停机 。 目 前故障诊断系统正 向人 工智能专家诊断系统 和神经网络诊断系统发展 。 ７）实现 国产化和参 与国际市场 竞争。许多大型复杂的流体机械大 多已实现 了国产化 ，并随着一些大型工程装备的出口，向国外销售 ，参 与了国际市场 的竞争。
制。
质进行分类。
２１ 按 能 量 传 递 Fra bibliotek 向分 类 ． 照能量传递方 向，流体机械可分 为原动机和 ＿作机。原 动机是将流 『 ：
３ 化 学工 业 ：在化工流程 中，参与反应 的原料 、中间产 品经常是 ） 液体或气体 ，即便是 同体物料 ，也经常 以溶液或溶液的形态参与化学反 应 ， 以输送各种 流体的泵和压缩机被称为化工厂的心脏。 所 ４） 石油 工业 ：在石油 和天 然气 的钻探 、开采 、运 输和加 工过程 中 ，泵和压缩机都是重要的设备 ，其中包括一些为适应特殊使用要求而
说 ，几 乎 没 有哪 一 个 生 活领 域 没 有 流体 机 械 。
１）电力 工业 ：目前的 电力生产 有 二种 主要方 式 ：热力发 电 （ 三 火 电 ）、水力发电和核能发 电，在这 三种发电方式 中，流体机械都起着重
作 者简 介 邓 鑫 （ ９９ １ ８ 一），男 ，本科 二年 级 ，专业 为工程 热物理过 程及 自动控
５）钢铁］ 业 ：在 钢铁的冶炼过程 中需要大量 的空气和氧气支持燃 ＿ 烧 ，需要使用 大量的风机 ，另外 ，生产过程中也需消耗大量的水 ，在供 水和水处理方面使刚泵的数量也很多。 可 以说 ，凡是需要有气 态和液态物质流送的地 方，都需要有泵、风 机和压缩机等流体机械。
４ 流 体 机械 的发展 趋 势
中 图分 类号
Ｔ Ｉ３ 文 献标 识 码 Ａ Ｈ ３
文 章编 号 １７—６ １（００ ４— ２ ｌＯ ６３ ９７一２ １） １０ １－ １ ０
１ 流 体机械 的含义
流体机械是指 以流体 （ 气体或液 体 ）为能量载体与］作 介质的机械 设备。流体机械的 Ｉ ： 作过程是流体的能量与机械 的机械能相互转换或不 同能量 的流体之间能量传递 的过程 。在大多数 的技术和生活领域中都需 要输送流体介质或借助于流体进行能量转换 ，流体机械是一类应用极 为 广泛的机械设备 。
开 发 的 高技 术 产 品 。
体的能量转换成机械能 ，用于驱动其他设备 ，如水轮机 、风力机 、蒸汽 机和燃气轮机等。１作机是将机械能转换成流体的能量 ， 流体输送到 ＝ 将 位置更高或压力更高的空 间，或克服阻力进行远距离输送 ，如泵、风机 和压 缩 机 等 。 此外 ，流体机械还包括液力传动装置和液力推进装置。液力传动装 置装有两种叶轮 ，分别 为泵叶轮和涡轮机 （ 水轮机 ） 叶轮 ，以压力油为 介质传递动力 ，实现无级变速或传 动功能。 ２－ 按 流 体 与 机 械 相 互 作 用 分 类 ２ 按照流体与机械相互作用的特点 ， 流体机械可分为叶片式 、容积式 及其 它 形 式 。 叶片式 流体机械 中，能量转换是在带有叶片的转子及连续绕流叶片 的介质之间进行 的。流体对叶片做连续绕流 ，叶片改变了流体 的运动状 态， 运动的流体 与 的的叶片之间产生作用 力和反作用力 ，实现流体 转 机械的能量转换。 叶片式流体 机械可按 叶轮转换成流 体能量 的形式 分为反击式 和冲 击 式两类 。反击式 流体机械 中流体 的动能 与势 能均发生变化 ， 体介 流 质充满流道 ，进 口与出 口处速度 和压力变化 明显。而在 冲击式 流体机 械 中 ，仅流体 的动能 发生变化 ，进 出 口处压力不 变 ，一般 为大气 压 。 反击式 水轮机可根据 流体进 出叶轮 的方 向不 同进 一步分为径流式 、混 流式 、斜流式与轴 流式等 。冲击式 又 町细分为切 击式 、斜击式 与双击 式等形式 。 容积式流体机械中 ，能量 的交换是通过运动部件 和静止部件或者两 个运动部件之间的容积的周期性 变化来实现的 。流体 与机械之 间的相互 作用力为静压力。根据运动方式不 同，可分为往复式和回转式两类 。 还有一些不属于以上 两类 的流体机械 ，在这些流体机械 中，能量主 要是在两种具有不同能量的流体之间进行传播。 ２３ 按工作介质分类 ． 按照 ： Ｊ 作介质 ，流体机械可分为水利机械 和热力机械。水利机械以 液体为Ｔ作介质 ，热力机械以气体为工作介质。一般地 ，可认为液体 不 可压缩 ， 气体可压缩。但要特 别沣意 的是 ，可压缩性概念是相对的 ，流 体是否可压缩 ，要视具体 晴况而定 。
参考 文献 【］ 伟． １ 王正 流体机 械基础 ［】 京： Ｍ． 北 清华大 学出版 社， ０，． ２ ６ ０ ５
【］ 云， ２李 姜培正 ． 流体 机械［ ． 过程 ＭＩ 北京 ： 工业 出版社，０ ８ 化学 ２０
３ 流体机 械在 国 民经济 中 的应 用
流体机械在国民经济 的各部 ¨和社会生活各领域都得到 了极广泛的 应用 ，而且技 术越发展 ，流体机械 的应 用也越广泛 、作 用越大 。可 以