流体机械
作者：向伟 著
出版时间： 2016年版
内容简介
　　本书是应用型本科“十三五”教改规划教材，注重贯彻学以致用、理论联系实际的原则，并力求反映当代流体传动技术发展应用的新成果，以流体机械中应用广泛并具有典型性的叶片式流体机械为重点，对流体机械的相关内容做了一个较为全面的介绍。全书共六章，第1章对流体机械进行了全面概述，并对学习“流体机械”课程所涉及的工程流体力学基础知识进行了介绍；第2、3、4章主要讨论了液体叶片式流体机械，其中第2章叶片泵是本课程的重点；第5章应用了第2章的讨论成果以比较它们的异同点，并重点讨论了通风机、压缩机的原理、结构及其应用；第6章主要介绍了容积式和其他方式获取流体能量的流体机械，进一步拓宽了流体机械的应用范围，根据学时情况，这部分可作为选择性教学内容。也可节选本书相关内容，作为“泵与风机”和“泵与压缩机”课程的教材和教学参考书。本书可作为高等学校流体传动与控制、过程装备与控制、热能动力工程、石油工程等专业的教学用书，也可供机械类或近机类相关专业的学生及流体机械和流体动力工程、石油工程等领域的工程技术人员参考。
目录
第1章 绪论 1 1.1 流体机械的定义 1 1.2 流体机械的分类 2 1.3 流体机械在国民经济中的应用 3 1.4 工程流体力学基础简述 5 1.4.1 流体静力学的基本结论 5 1.4.2 流体动力学的基本结论 9 1.4.3 气体介质的状态参数 13 1.4.4 气体稳定流动的能量方程 14 1.4.5 气体的状态方程 18 1.4.6 马赫数及拉法尔管 26 1.5 阅读材料——典型流体机械的工作过程简介 28 本章小结 32 复习思考题 33 第2章 叶片泵 34 2.1 叶片泵概述 35 2.1.1 离心泵的工作原理与结构 36 2.1.2 轴流泵的工作原理与结构 42 2.1.3 混流泵 45 2.1.4 叶片泵的型号 46 2.1.5 叶片泵的基本性能参数 48 2.2 叶片泵的基本工作理论 49 2.2.1 叶轮流道投影图及主要尺寸 49 2.2.2 液体在叶轮中的运动——速度三角形 50 2.2.3 叶片泵的基本能量方程式 52 *2.3 轴流泵工作理论简介 55 2.3.1 轴流泵内的流体运动及圆柱层无关性假设 55 2.3.2 叶栅及翼型的几何参数 56 2.3.3 叶栅的速度三角形分析 57 2.3.4 翼型和叶栅的动力特性 58 2.3.5 关于叶轮内流动的两种处理方法 59 2.3.6 轴流泵的基本方程式 59 2.4 叶片泵的特性曲线 60 2.4.1 理论性能曲线的定性分析 60 2.4.2 实测性能曲线的讨论 64 2.5 叶片泵的相似理论及其应用 67 2.5.1 泵的相似条件 67 2.5.2 相似定律 68 2.5.3 比例率 70 2.5.4 叶片泵在改变转速时的特性曲线与通用特性曲线 70 2.5.5 比转数 71 2.6 叶片泵的汽蚀与安装高度的确定 75 2.6.1 叶片泵的汽蚀现象及危害 75 2.6.2 叶片泵安装高度的确定 76 2.6.3 汽蚀余量 78 2.6.4 汽蚀的防止方法 82 2.7 叶片泵装置的总扬程和工作点的确定 82 2.7.1 叶片泵装置的总扬程计算 83 2.7.2 静扬程和管路的损失计算总扬程 84 2.7.3 管路特性曲线 85 2.7.4 叶片泵装置工作点的确定 86 2.7.5 叶片泵装置工作点的改变 87 2.8 叶片泵装置工作点的调节 87 2.8.1 节流调节 88 2.8.2 分流调节 88 2.8.3 变径调节 88 2.8.4 变速调节 93 2.8.5 变角调节 94 2.8.6 改变运行泵台数调节法 95 2.9 叶片泵的并联和串联工作 95 2.9.1 叶片泵的并联工作 95 2.9.2 叶片泵的串联工作 98 2.9.3 泵组合装置工作方式的选择 100 2.10 叶片泵的选择与使用 100 2.10.1 叶片泵的选择 100 2.10.2 叶片泵的启动 103 2.10.3 叶片泵的运行 104 2.10.4 叶片泵的停车 104 2.10.5 叶片泵的故障与排除 104 2.11 离心泵的性能实验 106 2.12 阅读材料——叶片泵的变频调速节能 110 2.12.1 三相异步电动机 110 2.12.2 叶片泵的变频调速节能原理 112 2.12.3 变频器恒压供水系统的应用 114 本章小结 116 复习思考题 117 第3章 涡轮机 120 3.1 涡轮机概述 121 3.2 涡轮钻具的典型结构 122 3.2.1 涡轮钻具概述 122 3.2.2 涡轮钻具的结构 122 3.3 涡轮钻具的基本工作理论 124 3.3.1 涡轮内液体的运动 124 3.3.2 涡轮内的能量转化规律——涡轮的基本方程式 127 3.3.3 涡轮钻具的功率损失与效率 128 3.3.4 涡轮钻具的特性曲线 130 3.4 阅读材料——水轮机 132 3.4.1 水轮机工作原理 132 3.4.2 近代水轮机的发展简史 133 3.4.3 现代水轮机的发展趋势 136 本章小结 136 复习思考题 137 第4章 液力传动 138 4.1 液力传动概述 139 4.1.1 液力传动的工作原理及优缺点 139 4.1.2 液力传动的工作介质 140 4.2 液力耦合器 141 4.2.1 液力耦合器的结构 141 4.2.2 液力耦合器的基本理论 145 4.2.3 液力耦合器的特性曲线 147 4.3 液力变矩器 150 4.3.1 液力变矩器的结构 150 4.3.2 液体在工作轮中的运动规律 152 4.3.3 工作轮的扭矩方程式 157 4.3.4 工作轮扭矩的平衡 158 4.3.5 液力变矩器的透过性 159 4.4 液力变矩器的特性曲线及选用 160 4.4.1 输出特性曲线 160 4.4.2 原始特性曲线 162 4.4.3 输入特性曲线 164 4.4.4 发动机与液力变矩器共同工作时的联合输出特性曲线 165 4.4.5 液力变矩器的选择 167 4.5 液力变矩器的类型和构造 169 4.5.1 单级单相（即三元件导轮固定）式液力变矩器 170 4.5.2 单级二相液力变矩器（综合式液力变矩器） 170 4.5.3 单级三相液力变矩器 172 4.5.4 带锁止离合器的液力变矩器 173 4.6 阅读材料——液力传动装置在工程上的应用 173 4.6.1 在石油钻井工程上的应用 174 4.6.2 在汽车工程上的应用 177 本章小结 180 复习思考题 181 第5章 叶片式气体机械 183 5.1 叶片式气体机械概述 184 5.2 离心式通风机的结构及工作理论 186 5.2.1 离心式通风机的结构与原理 186 5.2.2 通风机的全压方程 190 5.2.3 通风机中的能量损失 192 5.2.4 通风机的性能参数 192 5.2.5 离心式通风机的有因次特性曲线 194 5.2.6 离心式通风机的无因次特性曲线 194 5.3 轴流式通风机的结构及工作理论 201 5.3.1 概述 201 5.3.2 轴流式通风机“级”的升压方程 202 5.3.3 轴流式通风机叶轮的布置方案 204 5.3.4 轴流式通风机的特性曲线 206 5.4 通风机在管网中的工作及调节问题 206 5.4.1 通风机的典型工作方式 207 5.4.2 管网特性及系统的动力平衡 207 5.4.3 通风机的串联和并联运行 209 5.4.4 通风机运行工作点的调节 209 5.4.5 通风机运行中的喘振及噪声问题 210 5.5 离心式压缩机的结构及工作理论简介 212 5.5.1 离心式压缩机的结构和工作原理 212 5.5.2 离心式压缩机的叶轮和气体在叶轮中的流动 216 5.5.3 离心式压缩机的基本理论 217 5.5.4 离心式压缩机的特性 223 5.5.5 压缩机与管网的联合工作与调节 227 5.5.6 相似理论在离心式压缩机中的应用 228 5.6 风力涡轮机 229 5.6.1 风力涡轮机的工作原理及应用 229 5.6.2 风力涡轮机在飞机加油系统中的应用 231 5.7 涡轮膨胀机 232 5.7.1 概述 232 5.7.2 涡轮膨胀机在制冷装置中的工作原理 234 5.8 阅读材料——通风机在工程上的应用 235 5.8.1 室内通风 235 5.8.2 贯流式通风机及其应用 237 本章小结 238 复习思考题 239 第6章 其他型式的流体机械 241 6.1 往复泵 242 6.1.1 往复泵的工作原理 243 6.1.2 往复泵的分类及结构 243 6.1.3 往复泵的基本特性参数 248 6.1.4 往复泵的流量 249 6.1.5 往复泵流量的不均度及解决办法 253 6.1.6 往复泵的特性曲线 255 6.1.7 往复泵的管路特性曲线及工作点的确定 256 6.2 液环泵 260 6.2.1 液环泵的工作原理 260 6.2.2 液环泵的特点及工程用途 264 6.2.3 液环真空泵的工作性能和构造 265 6.3 射流泵 267 6.3.1 流射泵的工作原理 267 6.3.2 射流泵的主要参数及性能曲线 269 6.3.3 射流泵的主要结构形式 269 6.3.4 射流泵的应用 271 6.4 旋涡泵 272 6.4.1 旋涡泵的工作原理 272 6.4.2 旋涡泵的特性曲线 273 6.4.3 旋涡泵的特点 273 6.4.4 旋涡泵的操作使用特点 274 6.5 螺旋泵 274 6.5.1 螺旋泵的基本装置和工作原理 274 6.5.2 螺旋泵的主要设计参数 275 6.5.3 螺旋泵的性能曲线 276 6.5.4 螺旋泵站的特点 276 6.6 气升泵 276 6.6.1 气升泵的工作原理 276 6.6.2 气升泵的特点及应用 278 6.7 螺杆泵 278 6.7.1 单螺杆泵 279 6.7.2 多螺杆泵 281 6.8 往复式压缩机 283 6.8.1 概述 283 6.8.2 往复式压缩机级的工作过程 284 6.8.3 往复式压缩机的性能参数 287 6.8.4 往复式压缩机的多级工作 288 6.8.5 往复式压缩机的形式与使用问题 288 6.9 螺杆式压缩机 289 6.9.1 螺杆式压缩机的结构和工作原理 289 6.9.2 螺杆式压缩机的排气量与功率的计算 294 6.9.3 螺杆式压缩机的特性 295 6.9.4 螺杆式压缩机的排气量调节 298 6.10 罗茨鼓风机 301 6.10.1 工作原理 301 6.10.2 结构型式及型线 302 6.10.3 使用选型 303 6.11 离心机 303 6.11.1 离心机的结构及工作原理 304 6.11.2 分离因数和离心力场的特点 305 6.11.3 石油钻井工程上使用的离心分离设备 306 6.12 阅读材料——液环式真空泵在吸污机上的应用 309 本章小结 310 复习思考题 312 附录 书中符号含义说明 314 参考文献 318