过程流体机械

第1章绪论

1.1过程流体机械

1.1.1过程及过程工业

1.1.2过程装备与过程流体机械

1.1.3过程流体机械的用途

1.2过程流体机械的分类

1.2.1按流体形态分类

1.2.2按流体机械结构特点分类

1.2.3按流体运动特点分类

1.3过程流体机械选型的主要内容

第2章活塞式压缩机的性能计算和选型

2.1压缩机的分类和适用范围

2.1.1压缩机的分类

2.1.2压缩机的适用范围

2.1.3压缩机的特点比较

2.2压缩机的选用要求和相关标准

2.2.1石化装置对压缩机的要求

2.2.2压缩机选型的主要内容

2.2.3压缩机的常用标准和规范

2.3活塞式压缩机的基本结构和工作原理

2.3.1基本结构

2.3.2工作原理

2.3.3主要性能参数及结构参数

2.4活塞式压缩机的分类和命名规则

2.4.1活塞式压缩机的分类

2.4.2活塞式压缩机的命名规则

2.5活塞式压缩机性能计算

2.5.1性能计算的主要内容

2.5.2热力性能计算方法

2.5.3动力性能计算方法

2.6活塞式压缩机性能计算实例

2.6.1已知数据

2.6.2核算任务

2.6.3热力计算过程及结果

2.6.4动力计算过程及结果

2.6.5利用Excel软件进行动力计算实例

2.7活塞式压缩机的选型

2.7.1活塞式压缩机选型的基本原则

2.7.2结构形式选择及分析

2.7.3结构参数选择及影响

2.7.4压缩机的驱动机选择

2.7.5压缩机典型结构实例

2.7.6石油化工用压缩机的特点

习题

第3章离心式压缩机的性能计算和选型

3.1离心式压缩机的基本结构和工作原理

3.1.1基本结构

3.1.2工作原理

3.1.3主要特点

3.2离心式压缩机的分类和命名

3.2.1离心式压缩机的分类

3.2.2离心式压缩机的命名规则

3.3离心式压缩机的性能计算

3.3.1主要性能参数—

3.3.2热力性能计算方法

3.3.3热力性能计算实例

3.4相似理论及应用

3.4.1相似原理的基本概念

3.4.2离心式压缩机流动相似应具备的条件

3.4.3符合相似条件的性能换算

3.4.4相似设计

3.4.5近似符合相似条件的性能换算

3.5离心式压缩机的选型

3.5.1选型的基本原则

3.5.2选型分类

3.5.3选型方法

3.5.4选型计算实例

3.5.5大型化肥厂用透平式压缩机

3.5.6乙烯装置用离心式压缩机

习题

第4章泵的性能计算和选型

4.1泵的分类和适用范围

4.1.1泵的分类

4.1.2泵的命名

4.1.3泵的特性和适用范围

4.2泵的选用要求及相关标准

4.2.1化工装置对泵的要求

4.2.2典型化工用泵的特点和选用要求

4.2.3工业用泵常用标准及规范

4.3泵选型的主要内容

4.3.1泵选型的主要依据

4.3.2泵类型、系列和型号的确定

4.3.3原动机及功率的确定

4.3.4轴封型式的确定

4.3.5联轴器形式的确定

4.4离心泵的工作原理及性能

4.4.1基本结构和工作原理

4.4.2主要性能参数

4.4.3离心泵的基本方程

4.4.4性能曲线

4.4.5液体性质对泵性能的影响

4.5离心泵的相似定律和工作范围_

4.5.1离心泵的相似定律

4.5.2比转数

4.5.3比例定律

4.5.4切割定律

4.5.5离心泵的工作范围和型谱

4.6泵的选型实例

4.6.1选用方法及步骤

4.6.2泵选型的计算实例

4.6.3合成氨装置用泵选用

4.6.4尿素装置用泵选用

4.6.5乙烯装置用泵选用

习题

第5章常用驱动机及选用

5.1常用驱动机的型式及选用原则

5.1.1常用驱动机型式及特性

5.1.2驱动机的选用原则及要求

5.1.3驱动机的联接方式

5.2电动机

5.2.1常用电动机的型式及特点

5.2.2电动机的型号编制

5.2.3电动机的选型

5.3工业汽轮机

5.3.1工业汽轮机装置的技术特点与基本组成

5.3.2工业汽轮机的分类

5.3.3工业汽轮机的型号

5.3.4工业汽轮机的主要性能参数

5.3.5汽轮机选型的基本原则

5.4燃气轮机

5.4.1燃气轮机的特点及分类

5.4.2燃气轮机的主要性能指标

5.4.3燃气轮机成套设备型号

5.4.4燃气轮机选型的基本原则

5.4.5燃气轮机联合循环机组

5.4.6燃气轮机与负载的平衡运行

5.5内燃机

5.5.1内燃机种类

5.5.2内燃机热力特性

5.5.3内燃机功率标定与修正

5.5.4内燃机的选择

5.5.5内燃机驱动方式

附录：活塞式压缩机性能计算专题训练课题

课题一：校核计算2D12—90对称平衡式无油润滑空压机

课题二：校核计算2D12—70（0.1—13）型石油气压缩机

课题三：校核计算2D3.5—15对称平衡型石油气压缩机

课题四：校核计算4L—7型石油气压缩机

课题五：校核计算4L__4型石油气压缩机

课题六：校核计算4L—_20型石油气压缩机

课题七：校核计算H22—260对称平衡型石油气压缩机

课题八：校核计算ZW一3.7立式无油润滑空气压缩机

参考文献2100433B

概论1

1.1过程流体机械概念1

1.1.1过程及过程工业1

1.1.2过程装备与过程流体机械1

1.2过程流体机械的分类2

1.2.1按流体形态分类2

1.2.2按工作原理分类3

1.2.3按流体运动特点分类4

1.3过程流体机械的用途4

思考与计算题4

参考文献5

2叶片泵6

2.1离心泵6

2.1.1离心泵结构与工作原理6

2.1.2离心泵基本方程及应用7

2.1.3离心泵的性能曲线15

2.1.4流量调节27

2.1.5汽蚀现象及成因30

2.1.6离心泵的主要零部件34

2.1.7离心泵的轴向力及其平衡41

2.1.8离心泵的典型结构45

2.1.9离心泵的型号编制49

2.1.10离心泵的选择50

2.2轴流泵51

2.2.1轴流泵的原理和结构51

2.2.2轴流泵的基本方程51

2.2.3轴流泵的性能特点52

2.2.4轴流泵的型号编制53

2.3旋涡泵53

2.3.1旋涡泵的结构和工作原理53

2.3.2旋涡泵的基本方程式55

2.3.3旋涡泵的汽蚀和流量调节55

2.3.4旋涡泵的型号编制56

思考与计算题56

参考文献58

3容积泵59

3.1往复泵59

3.1.1往复泵的工作原理及分类59

3.1.2往复泵的主要性能参数60

3.1.3往复泵的液力端69

3.1.4往复泵的空气室75

3.1.5往复泵的类型77

3.1.6往复泵的型号编制83

3.1.7往复泵选择的基本方法85

3.2螺杆泵85

3.2.1单螺杆泵86

3.2.2双螺杆泵92

3.2.3三螺杆泵96

3.2.4螺杆泵的型号编制102

3.3齿轮泵104

3.3.1外啮合齿轮泵105

3.3.2内啮合齿轮泵109

3.3.3齿轮泵的型号编制110

3.4液环泵111

3.4.1液环泵的工作原理及性能参数111

3.4.2液环泵的分类、结构型式及型号编制114

思考与计算题115

参考文献116

4活塞式压缩机117

4.1活塞式压缩机的结构及分类117

4.1.1活塞式压缩机的基本结构117

4.1.2活塞式压缩机的种类及型号编制118

4.2活塞式压缩机的热力学基础120

4.2.1基本热力学状态参数120

4.2.2理想气体状态方程120

4.2.3活塞式压缩机的理论循环121

4.2.4活塞式压缩机工作过程的示功图分析125

4.2.5气缸的实际吸气量127

4.2.6压缩机的排气量129

4.2.7压缩机的功率和效率131

4.2.8多级压缩134

4.3活塞式压缩机的动力学139

4.3.1曲柄连杆机构的运动139

4.3.2曲柄连杆机构运动惯性力的分析140

4.3.3压缩机运转时的作用力142

4.3.4惯性力的平衡145

4.3.5切向力图148

4.4活塞式压缩机的总体结构150

4.4.1气缸150

4.4.2活塞组件151

4.4.3填料函154

4.4.4气阀155

4.4.5曲轴158

4.5活塞式压缩机的结构型式及性能159

4.5.1活塞式压缩机的结构型式159

4.5.2主要性能参数161

4.5.3活塞式压缩机的选型162

4.6活塞式压缩机的运转163

4.6.1输气量的调节163

4.6.2压缩机的润滑164

4.6.3活塞式压缩机的维护165

思考与计算题165

参考文献167

5螺杆式压缩机168

5.1概述168

5.1.1螺杆式压缩机结构与工作原理168

5.1.2螺杆式压缩机的分类及应用范围169

5.1.3螺杆式压缩机的特点169

5.2螺杆式压缩机的工作过程及主要热力参数171

5.2.1工作过程171

5.2.2实际工作过程171

5.2.3内压力比及压力分布图173

5.2.4螺杆式压缩机的排气量及容积效率174

5.2.5螺杆式压缩机的排气温度176

5.3螺杆式压缩机的性能曲线178

5.4单螺杆压缩机179

5.5螺杆式压缩机的排气量调节180

思考与计算题181

参考文献182

6离心式压缩机183

6.1概述183

6.1.1离心式压缩机的特点183

6.1.2离心式压缩机的应用183

6.1.3离心式压缩机的基本结构及工作原理183

6.2离心式压缩机热力过程分析185

6.2.1连续性方程186

6.2.2欧拉方程186

6.2.3功率和效率188

6.2.4级中气体状态的变化191

6.2.5离心式压缩机级的性能曲线196

6.3叶轮199

6.3.1叶轮的结构形式199

6.3.2叶轮的主要参数201

6.4其他零件205

6.4.1扩压器205

6.4.2回流器和蜗壳208

6.5离心式压缩机的密封209

6.5.1迷宫密封210

6.5.2浮环密封212

6.5.3干气密封214

6.5.4其他类型的密封217

6.6离心式压缩机的选型217

6.6.1离心式压缩机的型号编制217

6.6.2选型考虑的因素218

6.6.3选型步骤220

思考与计算题221

参考文献222

7风机223

7.1概述223

7.1.1风机的分类223

7.1.2风机的基本性能参数224

7.1.3风机的应用225

7.2离心式风机226

7.2.1离心式风机的工作原理226

7.2.2离心式风机的型号编制227

7.2.3离心式风机的性能曲线229

7.2.4离心式风机的选型231

7.2.5离心式风机的调节与运行234

7.3轴流式风机238

7.3.1轴流式风机的结构型式与工作原理238

7.3.2轴流式风机的型号编制及命名方法239

7.3.3轴流式风机的性能曲线240

7.3.4轴流式风机的运转与调节241

7.4罗茨鼓风机243

7.4.1罗茨鼓风机的结构与工作原理243

7.4.2罗茨鼓风机的特点与应用243

7.4.3罗茨鼓风机选型及计算245

思考与计算题250

参考文献251

8离心机252

8.1离心机及其分离原理252

8.1.1分离因数252

8.1.2离心分离原理253

8.2过滤离心机255

8.2.1三足式过滤离心机255

8.2.2上悬式过滤离心机259

8.2.3卧式刮刀卸料过滤离心机260

8.2.4虹吸刮刀卸料过滤离心机264

8.2.5活塞推料过滤离心机265

8.2.6离心力卸料过滤离心机268

8.2.7螺旋卸料过滤离心机271

8.2.8振动卸料离心机272

8.2.9进动卸料过滤离心机275

8.3沉降离心机277

8.3.1三足式沉降离心机277

8.3.2刮刀卸料沉降离心机278

8.3.3螺旋卸料沉降离心机280

8.3.4管式沉降离心机284

8.3.5室式沉降离心机286

8.3.6碟式沉降离心机286

8.4离心机的生产能力计算288

8.4.1过滤离心机的生产能力288

8.4.2沉降离心机的生产能力290

8.5离心机的功率计算292

8.5.1启动转动件所需功率292

8.5.2启动机器到工作转速所需功率293

8.5.3轴承摩擦消耗的功率293

8.5.4机械密封摩擦消耗的功率294

8.5.5转鼓及物料表面与空气摩擦消耗的功率294

8.5.6卸出滤渣（或沉渣）消耗的功率294

8.5.7高速沉降离心机用向心泵排液时功率295

8.5.8总功率计算296

8.6离心机选型296

8.6.1选型的依据296

8.6.2选型步骤297

8.6.3多种机型联用及综合选型299

思考与计算题301

参考文献301

附录303

附表1常用气体的主要物理常数303

附表2（cosα λcos2α）的数值表304

附表3sin（α β）cosβ的数值表305

附表4各章计算题参考答案305 2100433B

《过程流体机械选型方法及应用》由石油化工卓越工程师系列教材编委会组织编写，本书以典型过程流体机械——活塞式压缩机、离心式压缩机和离心泵为对象，系统介绍了其性能计算和选型方法；同时对过程流体机械常用驱动机，如电动机、汽轮机、燃气轮机和内燃机等的工作原理、型号和选型等内容加以介绍；结合石化企业实际生产情况，列举大量石油化工装置用流体机械的选型实例，并提供一定量的选型习题供读者练习。

《过程流体机械选型方法及应用》以培养石化行业卓越工程师为导向，可供过程装备与控制工程、化学工程与工艺、油气储运工程等相关专业的本科生和高职生使用，也可供石油化工行业相关专业技术人员参考。