流体机械
时间:2014-10-27 阅读:481
流体机械所用的能源,zui多的是燃料(煤、石油和天然气等)的化学能,它们以热能的形式释放出来,然后再转化为机械能或电能(如燃气轮机和汽轮机)。此外,风力机、水轮机和膨胀机可以直接或将能量转换为电能后带动从动机。水轮机、汽轮机和燃气轮机的工质分别为水、蒸汽和燃气 。泵输送的是水、油或其他液体。通风机和压缩机输送各种气体。风力机和膨胀机的工质分别为空气和其他气体。风动工具和气动马达的工质为压缩空气或其他压缩气体。液压马达的工质为液压油。
各种流体机械由于作用原理、结构形式和用途不同,所用工质的温度、流量和压力的差别也很大。根据工作原理 ,流体机械可分为容积式和动力式。容积式依靠运动元件改变工作容积来实现能量转化。动力式依靠高速旋转叶片与流体之间力的相互作用来转换能量,又称透平机械。还有一种喷射器也属于动力式,其工作原理是高速喷射的流体与被抽吸流体相混合而交换能量,并以此传递能量。另外,根据结构,可分为旋转式和往复式。动力式通常是旋转式,容积式既有旋转式也有往复式。
2历史
根据泵阀英才网张博士调查机械始于工具,工具是简单的机械。人类zui初制造的工具是石刀、石斧和石锤。现代各种复杂精密的机械,都是从古代简单的工具逐步发展而来的。古代由于交通不便,文化交流很少,世界上几个基本独立的文化区域,如东亚和南亚、西亚和欧洲的机械发展情况各不相同。如中国古代机械起源早,发展较快,在13、14世纪曾居世界前列,是独立发展的,与其他地区不多。 公元前三千年以前(期),人类已广泛使用石制和骨制的工具。搬运重物的工具有滚子、撬棒和滑橇等,如古埃及建造金字塔时就已使用这类工具。公元前3500年后不久,古巴比伦的苏美尔已有了带轮的车,是在橇板下面装上轮子而成。
3发展
期的重要工具有弓形钻和制陶器用的转台。弓形钻由燧石钻头、钻杆、窝座和弓弦等组成。往复拉动弓便可使钻杆转动,用来钻孔、扩孔和取火。弓形钻后来又发展成为弓形车床,成为更有效的工具。
埃及第三至第六王朝(约公元前2686~前2181)的早期,开始将牛拉的原始木犁和金属镰刀用于农业。铜制工具的制造多用锻打法。约公元前2500年,欧亚之间地区就曾使用两轮和四轮的木质马车。埃及古代墓葬中曾发现公元前1500年前后的两轮战车。叙利亚在公元前1200年制造了磨谷子用的手磨。
4建筑使用
在建筑和装运物料过程中,已使用了杠杆、绳索滚棒和水平槽等简单工具。滑轮zui早出现于公元前日世纪,亚述人用作城堡上的放箭机构。绞盘zui初用在矿井中提取矿砂和从水井中提水。这时,埃及的水钟、虹吸管、鼓风箱和活塞式唧筒等也得到初步的发展和应用。
这时期在和动力机械方面的发展是,首先扩大了桔槔式提水工具和吊桶式水车的使用范围;创造了涡形轮和诺斯水磨等新的,前者靠转动螺纹形杆,将水由低处提到高处,主要用于罗马城市的供水,后者用来磨谷物,靠水流推动方叶轮而转动,其功率不到半马力。功率较大的有维特鲁维亚水磨,水轮靠下冲的水流推动,通过适当选择大小齿轮的齿数,就可调整水磨的转速,其功率约三马力,后来提高到五十马力,成为当时功率zui大的原动机。
利用活塞和气缸制成的压力泵和吸水泵,在此时期也有发展。zui早出现的是用来灭火的菲罗压力泵,后来又有了从井中提水的吸水泵和压力泵,以及罗马人用于灭火的双筒柱塞泵。
5历史发展
在方面,出现了下冲或上冲式水轮机(水磨),以及风磨和风轮机。水平下冲式水轮机是由早期水磨改进而成的,到12、13世纪已用作采矿、粉碎、冶炼等作业的动力。这种水轮机经过改进后,于14世纪又发展成为大型上冲式水轮机,用于提升矿石。这一时期西欧在水力利用方面有很大进展,水轮机作坊迅速增加。
公元1500~1750年,机械技术发展极为迅速。材料方面的进展主要表现在用钢铁、特别是用生铁代替木材制造机器、仪器和工具。同时,为了解决采矿中的运输问题,在1770年前后,英国发展了马拉有轨货车。先是用木轨,后又换成铁轨。
水泵在此时期也有了发展,它主要用于解决当时矿井排水和城市供水问题,包括矿井排水泵、正向旋转泵(1588)和离心泵(1689)等。
这时意大利发明了水压空气压缩机(俗称水风箱),它可用作熔炼钢铁的鼓风机,以取代旧式的皮老虎。1759年又出现了大型鼓风机。风力机械如风磨的应用也更广泛,数量增加,仅英国就已有数千台之多,用于磨粉、泵水和锯木。
这一时期,在欧洲诞生了工程科学。许多科学家,如牛顿、伽利略、莱布尼兹、玻意耳、胡克等,他们为新科学奠定了多方面的理论基础。
6近代历史
为了鼓励创造发明,意大利和英国分别在1474和1561年建立了机构。十七世纪60年代还建立了科学学会,如英国*学会。英国于1665年开始出版科学报告会文献,法国约于同时建立了法国*。俄、德两国也分别于1725和1770年建立了俄国*和柏林*。这些学术机构冲破了当时教会的禁锢展开自由讨论,交流学术观点和实验结果,因而极大的促进了科学技术以及机械工程的发展。