過程工業(yè)

1、過程工業(yè)過程工業(yè)過程工業(yè)是指如石化、電力、冶金、造紙、醫(yī)藥、食品等工業(yè).它們的特點是連續(xù)性.一般來說特征可分為造型特征和面向過程的特征造型特征（又稱為形狀特征）是指那些實際構(gòu)造出零件的特征而面向過程的特征并不實際參與零件幾何形狀的構(gòu)造.過程工業(yè)是加工制造流程性物質(zhì)產(chǎn)品的現(xiàn)代制造業(yè)?！傲鞒绦晕镔|(zhì)”是指以流體（氣、液、粉體等）形態(tài)存在的物質(zhì)材料。涉及：力學、電工學、機械設計基礎、工業(yè)美術(shù)、造型設計基礎、工程材料、人機工程學、心理學、計算機輔

2、助設計、視覺傳達設計、環(huán)境設計。1)流體動力過程2)熱量傳遞過程3)質(zhì)量傳遞過程4)動量傳遞過程5)熱力過程6)化學反應過程7)生物過程流體動力過程在化工生產(chǎn)中所處理的物料大部分都是處于液態(tài)和氣態(tài)狀況下，這種狀態(tài)下的物體通稱為流體。這些物料在靜止和運動時都遵循流體力學的規(guī)律。以流體力學規(guī)律為基礎規(guī)律的化工過程稱為流體動力過程。一類以動量傳遞為主要理論基礎的單元操作，主要有流體輸送、沉降、過濾和混合等，在工程上主要用于物料輸送、氣相或液相

3、懸浮系的分離以及液體的混合。流體動力過程應用于化工、石油、冶金、食品和環(huán)境保護等部門物料輸送化工生產(chǎn)中處理的物料大都是氣體、液體和粉粒狀固體。這些物料，根據(jù)生產(chǎn)要求，依次在一系列化工機器或設備中發(fā)生化學變化或物理變化，最終加工成所需要的產(chǎn)品。為實現(xiàn)生產(chǎn)過程的連續(xù)化，物料在機器和設備間的輸送十分重要。流體（氣體與液體的總稱）的輸送借助于流體輸送機械；粉粒狀固體往往也借助于氣流（或液流）的能量，進行像流體那樣的輸送，稱為氣力輸送（或水力輸送

4、）。氣相懸浮系的分離含有懸浮固體微?；蛞旱蔚臍怏w稱為氣相懸浮系。從氣體中分離出這些懸浮物的過程稱為氣相懸浮系的分離。在不同場合，懸浮物顆粒直徑差別很大。例如空氣凈化要求除去的粉塵粒徑只有幾微米；而氣力輸送的顆粒直徑可達幾毫米至幾十毫米。細小的顆粒通稱灰塵，故從氣體中分離懸浮灰塵的操作又稱除塵或集塵。對氣相懸浮系進行分離的目的是：①凈化氣體。例如在硫酸制造中，為防止催化劑中毒，必須除去原料氣中含有砷、硒等的塵粒；在藥品、感光材料和微電子產(chǎn)

5、品的生產(chǎn)中，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，必須使空氣凈化。②回收有價值的懸浮物。如從干燥器出口氣體中回收產(chǎn)品，從流化床反應器出口氣體中回收催化劑等氣相懸浮系的分離方法氣相懸浮系的分離方法有：①沉降，氣體和懸浮物因密度不同，可使之在重力或離心力場中產(chǎn)生相對運動，從而實現(xiàn)懸浮物的分離。這兩種方法相應地稱為重力沉降和離心沉降，前者常用設備為降塵室，后者常用設備為旋風分離器。②氣體過濾，使氣相懸浮系中的氣體通過多孔的過濾介質(zhì)，其中懸浮的固體顆粒則被截留而得以

6、分離。常用設備為袋濾器。③濕法除塵，使氣相懸浮系與水（或其他液體）密切接觸，懸浮物由氣相而被除去。3、流體機械內(nèi)部流動及其性能的研究。研究水力機械過流部件對流動的影響；研究污水泵內(nèi)固體顆粒、纖維的流動規(guī)律，提高水力機械過流部件的水力性能，抗空蝕、耐磨蝕性能；研究不同磁流體配方的特性及其在流體機械中的應用；對水輪機轉(zhuǎn)輪、葉片泵進行優(yōu)化水力設計，研制出高性能的新水力模型；泵站與水電站機組的經(jīng)濟、優(yōu)化運行。4、渦輪與壓氣機優(yōu)化設計方法的研究方

7、向：主要從事渦輪與壓氣機內(nèi)部三維粘性流動的數(shù)值模擬；渦輪與壓氣機的氣動優(yōu)化設計方法的研究；渦輪增壓器系統(tǒng)的CAD設計系統(tǒng)的開發(fā)研究；渦輪與徑流式壓氣機匹配關系的研究。5、特殊泵的理論及設計。研究泵內(nèi)流動理論；研究特殊用途泵的設計理論及設計方法；研究過流部件對泵性能的影響及性能預測的理論；流場的數(shù)值模擬；特種設計軟件的開發(fā)流體機械的內(nèi)流原理：流體機械內(nèi)部的流體運動規(guī)律以及運動著的流體與壁面間的相互作用和實現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換的原理。流體機械是將流體

8、的動能、勢能或熱能轉(zhuǎn)化為輸出功或?qū)⑤斎牍D(zhuǎn)化為流體的動能、勢能或壓力能以及通過流體傳遞能量的機械。人們很早就已運用流體的流動創(chuàng)造流體機械。古埃及神廟中就有類似反噴式汽輪機的裝置。公元1150年，中國已有可算是燃氣輪機雛型的走馬燈出現(xiàn)。隨著力學的發(fā)展，人們開始有效地利用流體力學原理研制出各種流體機械。例如，以流動的耗功增壓過程為特征的泵、通風機、鼓風機、壓氣機等和以流動的降壓或膨脹作功過程為特征的水輪機、汽輪機、燃氣輪機、各種高低溫氣體透

9、平膨脹機等。還有同時利用上述兩種過程實現(xiàn)能量傳遞的液力變扭器、液力離合器和氣波換能器等。以上這些都是有外殼的流體機械。另一方面，也根據(jù)用途設計出無外殼的旋轉(zhuǎn)式流體機械，如螺旋槳、風扇等。流體機械大體可以分為位移式和旋轉(zhuǎn)式兩大類。位移式流體機械中的流體流動原理較簡單。流體在特定的腔室內(nèi)由容積的縮小實現(xiàn)壓縮，從而將外功變成流體的動能或勢能，反之，則實現(xiàn)膨脹作功。對這類機械中的流體進行內(nèi)部流動分析時，常把流動過程簡化為準定常的一維流或者作為非

10、定常的二維流來處理和求解。旋轉(zhuǎn)式流體機械有時也稱為葉輪機械，應用廣泛，原理比較復雜，它通常是由固定的靜葉片（也稱導向葉片或噴嘴葉片）和裝在旋轉(zhuǎn)葉輪上的動葉片組成。流體相對于葉輪軸的流動方向可以是軸向、徑向、斜向，而相應的流體機械分別稱為軸流式、徑流或離心式、斜流式。一排靜葉片加一排動葉片為一個級。隨所需增壓或降壓參量的不同可做成單級或多級的型式。在輪機或透平膨脹機中，靜葉片設置在動葉片前面以便將流體的勢能或熱能的全部或一部分先經(jīng)過靜葉片

11、轉(zhuǎn)化為動能，然后流經(jīng)動葉片作功(圖1[壓縮機和透平機的基元級和葉柵]右)在壓縮機中，靜葉片常放置在動葉片后面以便將流出動葉片的流體動能進一步轉(zhuǎn)化為勢能或壓力能（圖1[壓縮機和透平機的基元級和葉柵]左）。下面重點介紹旋轉(zhuǎn)式流體機械中的流體流動原理。流動特點在旋轉(zhuǎn)式流體機械內(nèi)，流體交替流過靜止和轉(zhuǎn)動著的葉片通道。這種空間通道的形狀與葉片高度、數(shù)量、形狀和內(nèi)外殼直徑變化有關，相應形成空間的三維流場。由于結(jié)構(gòu)和強度上的要求，葉片出口邊總具有一定

12、的厚度。葉片后的流場在周向是非均勻的、周期性變化的，流體再流經(jīng)旋轉(zhuǎn)葉片通道，流動成為非定常的。與此同時，具有粘性的流體在流過靜止和轉(zhuǎn)動的葉片時，形成更為復雜的邊界層流動（見邊界層）和二次流動，并可能伴隨產(chǎn)生各種渦旋和分離。此外，旋轉(zhuǎn)葉片與機殼壁面之間存在間隙，流體與殼體和葉片間存在傳熱現(xiàn)象等。所有上述效應使實際流動圖像十分復雜。這種流動的特性可以歸結(jié)為有傳熱的三維粘性非定常流動。對此，求完整的統(tǒng)一的理論解十分困難；常應用簡化的流動模型首