Dimensional Analysis and Scale-Up in Chemical Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer-Verlag

作者:Marko Zlokarnik

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1991-11

价格:USD 38.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780387541020

丛书系列:

图书标签:

• 化学工程
• 无量纲分析
• 化工过程
• 放大
• 传热
• 流体流动
• 反应工程
• 过程设计
• 模拟
• 优化

泵与流体机械：原理、设计与应用 本书聚焦于流体机械领域的核心内容，旨在为化工、机械、能源等相关专业的学生、工程师以及研究人员提供一套全面、深入且实用的知识体系。 区别于侧重量纲分析和放大尺度的专业书籍，《泵与流体机械：原理、设计与应用》 将视角完全置于流体动力学的实际工程应用层面，特别是旋转机械（如泵、压缩机、风机）和往复式机械（如往复泵、压缩机）的内在机制、性能评估和系统集成。 第一部分：流体机械基础与热力学原理 本部分为后续深入分析奠定坚实的理论基础。我们从流体力学的基本守恒定律出发，详细阐述了质量、动量和能量在流体机械内部的传输与转化过程。 1.1 流体动力学基础回顾： 涵盖牛顿流体与非牛顿流体的本构关系、粘性效应、边界层理论在旋转机械叶片设计中的初步应用。重点讨论了欧拉动量方程和伯努利方程在非保守力场（如泵叶轮）中的修正与推广形式，引入了流体功和流体能的概念。 1.2 热力学基础与循环分析： 深入探讨了流体机械中的能量转换与熵增。对于气体处理设备（如压缩机和风机），详细分析了等熵效率、容积效率和总温升的关系。对于液体泵，则侧重于流体能量的增加（扬程）及其与压力、速度场的关系。引入了等温、多变压缩/膨胀过程的热力学分析方法，为高效率设计提供指导。 1.3 相似性与无量纲数： 虽然本书不侧重于量纲分析的系统性推导，但会详细介绍用于描述流体机械性能的关键无量纲参数，例如雷诺数（Re）、马赫数（Ma）、欧拉数（Eu，即压力系数或扬程系数）、流量系数（$phi$）以及效率（$eta$）。这些参数是进行不同尺度设备性能预测和经验数据关联的基础工具。 第二部分：旋转流体机械——泵系统深度解析 本部分是全书的核心，集中火力剖析工业中最常见的旋转液体处理设备——离心泵和轴流泵的工作原理、结构特征与系统集成。 2.1 离心泵的基本原理与结构： 详细讲解了叶轮（Impeller）和蜗壳（Volute/Diffuser）的设计对泵性能曲线（扬程-流量特性）的影响。分析了叶片几何角度（入口角 $eta_1$ 和出口角 $eta_2$）如何决定理论扬程。深入探讨了比转速（Specific Speed）的概念及其在泵型选择中的决定性作用。 2.2 泵的水力性能与损失分析： 细致划分了泵内部的各种能量损失机制：进口损失、叶片内部摩擦损失（粘性损失）、回流损失、叶片间流道损失（二次流和分离损失）以及出口扩散损失。通过能量方程对实际扬程进行精细分解，并引入性能预测模型。 2.3 泵的运行稳定性与汽蚀现象： 汽蚀是流体机械中最具破坏性的现象之一。本书详细阐述了汽蚀的物理机制（压力低于当地饱和蒸汽压）、NPSH（有效净正吸入压头）的概念，包括 NPSHa（系统可用值）和 NPSHr（泵所需值）。提供了一系列减轻和避免汽蚀的工程措施，如优化进口流道、降低转速或改变工作介质温度。 2.4 轴流泵与混流泵： 针对大流量、低扬程的应用场景，详细分析了轴流泵和混流泵的流道设计特点，特别是其叶栅的轴向速度分布控制。讨论了如何通过调整导向叶片（Guide Vanes）来优化性能和控制工作范围。 第三部分：气体处理机械——压缩机与风机 本部分转向气体流体机械，重点关注体积流量的改变和压力比的实现。 3.1 离心式压缩机与风机： 借鉴泵的设计原理，分析了气体压缩机叶轮（叶轮）和扩压器（扩压器）的设计对气体压缩过程的影响。讨论了气体可压缩性效应，如马赫数对气动性能的影响，以及喘振（Surge）和叶片激励振动（Flutter）等运行不稳定性问题。 3.2 轴流式压缩机： 深入研究多级轴流压缩机的设计，包括级（Stage）的设计原理，如级效率、增压比的分配，以及气动损失的控制。重点讨论了转子和定子叶片的空间几何设计，以及对不同马赫数下的气动载荷的适应性。 3.3 容积式压缩机（往复与回转）： 介绍了往复式压缩机（如单缸、双缸）的工作循环，特别是容积效率的损失来源（死区容积、泄漏）。对于回转式压缩机（如螺杆式、罗茨鼓风机），分析了其容积啮合原理、气体的“带出”效应（Carry-over）及其对性能的影响。 第四部分：流体机械的系统集成、选型与维护 本部分将理论知识与实际工程实践相结合，指导读者如何将流体机械成功地集成到化工生产流程中。 4.1 泵与管网的耦合分析： 阐述了泵的性能曲线与管网阻力曲线（系统曲线）的匹配原理。讲解了如何进行流量调节（如通过阀门或变频控制）以及如何分析多泵并联或串联时的运行点确定。 4.2 机械密封与轴承系统： 详细讨论了流体机械中关键的辅助系统。深入分析了机械密封（单端面、双端面、集装式）的选型、运行工况和失效模式，这对高压、高温或易泄漏介质至关重要。同时，也涵盖了轴承的选择（滑动轴承与滚动轴承）及其润滑要求。 4.3 运行监测与故障诊断： 介绍了基于振动分析、温度监测和油液分析的预测性维护策略。重点分析了常见故障（如不平衡、不对中、汽蚀、喘振）在运行参数（振动、温度、噪音）上的典型表现，指导工程师快速定位问题。 4.4 材料选择与腐蚀/冲蚀问题： 针对化工应用，讨论了不同工况下（如酸碱环境、高温高压、含固体颗粒）的泵和压缩机结构材料（如铸铁、不锈钢、特种合金）的选择原则，并分析了流体机械部件的冲蚀和腐蚀机制。 本书通过大量的工程实例和详细的图示分析，确保读者不仅掌握了流体机械的设计原理，更能理解其在复杂工业系统中的实际行为和优化策略。 其核心价值在于提供一套完整的、可操作的流体动力学设备选型、性能评估和故障排查的工程手册。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆