第一章 流體傳輸機(jī)械 泵

1、化工原理任課教師：閆志謙Teacher: Yan ZhiQianPrinciples of Chemical Engineering第二章流體輸送輸送機(jī)械 離心泵是典型的高速旋轉(zhuǎn)葉輪式液體輸送機(jī)械，在泵類機(jī)械中具有很好的代表性。葉輪（Impeller）泵殼（Volute）特點(diǎn)：泵的流量與壓頭靈活可調(diào)、輸液量穩(wěn)定且適用介質(zhì)范圍很廣。 自吸：泵內(nèi)液體在葉輪中心入口處因加速而減壓，使泵外液體在勢(shì)能差的推動(dòng)下被連續(xù)地吸入泵內(nèi)。離心泵主要性能參數(shù)：流量V、壓頭(揚(yáng)程)H、軸功率 N 和效率離心泵特性曲線：描述壓頭、軸功率、效率與流量關(guān)系（HV、NV、V）的曲線。對(duì)實(shí)際流體，這些曲線尚難以理論推導(dǎo)，而是由

2、實(shí)驗(yàn)測(cè)定。離心泵的特性曲線反映了泵的基本性能，由制造廠附于產(chǎn)品樣本中，是指導(dǎo)正確選擇和操作離心泵的主要依據(jù)。以下逐一對(duì)其進(jìn)行討論。 02040608010012014004812162024283236010203040506070809004812n=2900r/minIS00-80-160B 離心泵 H mQ/ m3/h % N kWHNHV 曲線離心泵揚(yáng)程 H（壓頭），是指泵在實(shí)際工作條件下對(duì)單位重量的流體所能提供的機(jī)械能，單位為m。02040608010012014004812162024283236010203040506070809004812n=2900r/minIS00-80-

3、160B 離心泵 H mQ/ m3/h % N kW揚(yáng)程 H 隨流量 V 的增加而下降（流量極小時(shí)不明顯），這是因?yàn)椴捎昧四芰繐p失較小的后彎葉片。同一流量下，由于實(shí)際葉輪與理想葉輪的差異以及機(jī)械能損失，泵實(shí)際提供的揚(yáng)程小于理論揚(yáng)程。 HV曲線代表的是在一定轉(zhuǎn)速下流體流經(jīng)離心泵所獲得的能量與流量的關(guān)系，是最為重要的一條特性曲線。NV 曲線與 V 曲線離心泵的軸功率 N 是指電機(jī)輸入到泵軸的功率。由于泵提供給流體的實(shí)際揚(yáng)程小于理論揚(yáng)程，故泵由電機(jī)獲得的軸功并不能全部有效地轉(zhuǎn)換為流體的機(jī)械能。有效功率 Ne：流體從泵獲得的實(shí)際功率，可直接由泵的流量和揚(yáng)程求得 eHVgNeHVgNNN 值的大小直接反

4、映了離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的能量損失，主要包括容積損失，水力損失和機(jī)械損失三種形式。02040608010012014004812162024283236010203040506070809004812n=2900r/minIS00-80-160B 離心泵 H mQ/ m3/h % N kW離心泵的能量損失（Energy loses）(a) 蔽式(b) 半開式(c) 開式(d) 雙吸式容積損失：一部份已獲得能量的高壓液體由葉輪出口處通過葉輪與泵殼間的縫隙或從平衡孔泄漏（Leakage）返回到葉輪入口處的低壓區(qū)造成的能量損失。 解決方法：使用半開式和蔽式葉輪。蔽式葉輪容積損失量小，但葉輪內(nèi)流道易堵塞，

5、只適宜輸送清潔液體。開式葉輪不易堵塞，但容積損失大故效率低。半開式介于二者之間。 解決方法：蝸殼的形狀按液體離開葉輪后的自由流動(dòng)軌跡螺旋線設(shè)計(jì)，可使液體動(dòng)壓頭轉(zhuǎn)換為勢(shì)壓頭的過程中能量損失最小。在葉輪與泵殼間安裝一固定不動(dòng)的帶有葉片的導(dǎo)輪（diffuser），也可減少此項(xiàng)能量損失。 離心泵的能量損失（Energy loses）水力損失：進(jìn)入離心泵的粘性液體在流動(dòng)過程中的摩擦阻力、局部阻力以及液體在泵殼中由沖擊而造成的能量損失。rcRcu機(jī)械損失：泵軸與軸承之間、泵軸與密封填料之間等產(chǎn)生的機(jī)械摩擦造成的能量損失。 在一定轉(zhuǎn)速下，泵的軸功率隨輸送流量的增加而增大，流量為零時(shí)，軸功率最小。關(guān)閉出口閥啟

6、動(dòng)離心泵，啟動(dòng)電流最小。02040608010012014004812162024283236010203040506070809004812n=2900r/minIS00-80-160B 離心泵 H mQ/ m3/h % N kW隨流量增大，泵的效率曲線出現(xiàn)一極大值即最高效率點(diǎn)，在與之對(duì)應(yīng)的流量下工作，泵的能量損失最小。離心泵銘牌上標(biāo)出的 H、V、N 性能參數(shù)即為最高效率時(shí)的數(shù)據(jù)。一般將最高效率值的 92% 的范圍稱為泵的高效區(qū)，泵應(yīng)盡量在該范圍內(nèi)操作。 由制造廠提供的離心泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下用20的清水為工質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。若輸送的液體性質(zhì)與此相差較大時(shí)，泵的特性曲線將發(fā)生變化，應(yīng)加以修

7、正。 離心泵的理論流量和理論壓頭與液體密度無關(guān)，說明 HV 曲線不隨液體密度而變，由此 V 曲線也不隨液體密度而變。離心泵所需的軸功率則隨液體密度的增加而增加，即 NV 曲線要變。注意：葉輪進(jìn)、出口的壓差 p 正比于液體密度。氣縛現(xiàn)象（airbound）泵啟動(dòng)前空氣未排盡或運(yùn)轉(zhuǎn)中有空氣漏入，使泵內(nèi)流體平均密度下降，導(dǎo)致葉輪進(jìn)、出口壓差減小。或者當(dāng)與泵相連的出口管路系統(tǒng)勢(shì)壓頭一定時(shí)，會(huì)使泵入口處的真空度減小、吸入流量下降。嚴(yán)重時(shí)泵將無法吸上液體。解決方法：離心泵工作時(shí)、尤其是啟動(dòng)時(shí)一定要保證液體連續(xù) 的 條 件 。 可 采 用 設(shè) 置 底 閥 、 啟 動(dòng) 前 灌 泵 （ p u m p prim

8、ing）、使泵的安裝位置低于吸入液面等措施。 氣縛現(xiàn)象（airbound）液體粘度的改變將直接改變其在離心泵內(nèi)的能量損失，因此，HV、NV、V 曲線都將隨之而變。液體運(yùn)動(dòng)粘度（動(dòng)量擴(kuò)散系數(shù)） nnLHHHLH H0HHLVHHVV 有大幅度調(diào)節(jié)要求時(shí)，可以采取多泵組合安裝的方式。將組合安裝的離心泵視為一個(gè)泵組，根據(jù)并聯(lián)或串聯(lián)工作的規(guī)律，可以作出泵組的特性曲線（或稱合成特性曲線），據(jù)此確定泵組的工作點(diǎn)。 并聯(lián)操作：泵在同一壓頭下工作，泵組的流量為該壓頭下各泵對(duì)應(yīng)的流量之和。與單臺(tái)泵在同一管路中的工作點(diǎn)1相比，并聯(lián)管組不僅流量增加，壓頭也隨之有所增加，因?yàn)楣苈纷枇p失增加。同一管路系統(tǒng)中并聯(lián)泵組的

9、輸液量并不能達(dá)到兩臺(tái)泵單獨(dú)工作時(shí)的輸液量之和。 V1VV212I1H2HLHHLVHVH并HV串聯(lián)操作：泵送流量相同，泵組的揚(yáng)程為該流量下各泵的揚(yáng)程之和。V1V2V12III1H2HLHHHV串LHVH V0與同一管路中單臺(tái)泵工作點(diǎn)1相比，串聯(lián)泵組不僅提高了揚(yáng)程，同時(shí)還增加了輸送量。正因?yàn)槿绱?，在同一管路系統(tǒng)中串聯(lián)泵組的揚(yáng)程不能達(dá)到兩臺(tái)泵單獨(dú)工作時(shí)的揚(yáng)程之和。 1 - 泵體；2 - 泵蓋；3 - 葉輪；4 - 軸；5 - 密封環(huán)；6 - 葉輪螺母；7 - 止動(dòng)墊圈；8 - 軸蓋；9 - 填料壓蓋；10 - 填料環(huán)；11 - 填料；12 - 懸架軸承部件 清水泵（IS、D、Sh 型）廣泛用于工礦

10、企業(yè)、城市給排水和各種水利工程，也可用于輸送各種不含固體顆粒的、物理化學(xué)性質(zhì)類似于水的介質(zhì)。單級(jí)單吸式離心清水泵，系列代號(hào)為“IS”，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 化工生產(chǎn)中常用清水泵、耐腐蝕泵、油泵、雜質(zhì)泵、液下泵、屏蔽泵等。清水泵DFW 型臥式離心泵IS、IR 型單級(jí)單吸離心泵 ISG 型管道離心泵若需要的揚(yáng)程較高，則可選 D 系列多級(jí)離心泵1吸入段；2中段；3壓出段；4軸；5葉輪；6導(dǎo)葉；7軸承部 1234567D 系列多級(jí)離心泵TSWA 型臥式多級(jí)泵TSWA型臥式多級(jí)泵T 透平式S 單吸泵W 介質(zhì)溫度低于80A 第一次更新DL 型立式多級(jí)泵1泵體；2泵蓋；3葉輪；4泵軸；5密封環(huán)；6軸套；7軸承；8

11、連軸器 若需要的流量很大，則可選用 Sh 雙吸式離心泵S 型單級(jí)雙吸離心泵KSY 雙吸中開式離心泵 S、SA、SH型單級(jí)雙吸中開式離心泵 CQ 型磁力驅(qū)動(dòng)泵IH 型化工泵耐腐蝕泵（F 型）：輸送腐蝕性化工流體必須選用耐腐蝕泵。耐腐蝕泵所有與流體介質(zhì)接觸的部件都采用耐腐蝕材料制作。不同材料耐腐蝕性能不一樣，選用時(shí)應(yīng)多加注意。離心耐腐蝕泵有多種系列，其中常用的系列代號(hào)為F。需要特別注意耐腐蝕泵的密封性能，以防腐蝕液外泄。操作時(shí)還不宜使耐腐蝕泵在高速運(yùn)轉(zhuǎn)或出口閥關(guān)閉的情況下空轉(zhuǎn)，以避免泵內(nèi)介質(zhì)發(fā)熱加速泵的腐蝕。 耐腐蝕泵（F 型）油泵（Y 型）：油泵用于輸送石油及油類產(chǎn)品，油泵系列代號(hào)為Y，雙吸式為

12、YS。因油類液體具有易燃、易爆的特點(diǎn)，因此對(duì)此類泵密封性能要求較高。輸送200以上的熱油時(shí)，還需設(shè)冷卻裝置。一般軸承和軸封裝置帶有冷卻水夾套。 雜質(zhì)泵（P 型）：離心雜質(zhì)泵有多種系列，常分為污水泵、無堵塞泵、渣漿泵、泥漿泵等。這類泵的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是葉輪上葉片數(shù)目少，葉片間流道寬，有的型號(hào)泵殼內(nèi)還襯有耐磨材料。 DFAY 型臥式輸油泵ZW 型自吸式排污液下泵：液下泵是一種立式離心泵，整個(gè)泵體浸入在被輸送的液體貯槽內(nèi)，通過一根長(zhǎng)軸，由安放在液面上的電機(jī)帶動(dòng)。由于泵體浸沒在液體中，因此軸封要求不高，可用于輸送化工過程中各種腐蝕性液體。 WQ 型潛水排污泵YW 型液下式排污泵屏蔽泵：屏蔽泵是一種無泄漏

13、泵。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是葉輪直接固定在電機(jī)的軸上，并置于同一密封殼體內(nèi)?？捎糜谳斔鸵兹家妆《净蛸F重等嚴(yán)禁泄漏的液體。 DFM 型屏蔽泵DFPW 型屏蔽泵屏蔽泵 流體輸送機(jī)械的選用原則是先選型號(hào)，再選規(guī)格。 具體選用離心泵時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)所輸送液體的性質(zhì)和操作條件，確定泵的類型，而后根據(jù)管路系統(tǒng)及輸送流量V、所需壓頭 HL 確定泵的型號(hào)。 所選的泵提供流量V 和壓頭 H 的能力應(yīng)比管路系統(tǒng)所要求的稍大。注意：所選泵應(yīng)在高效區(qū)范圍工作。工程實(shí)踐中，總是在可靠性前提下，綜合造價(jià)、操作費(fèi)用、使用壽命等多方面因素作出最佳選擇。 往復(fù)泵的工作原理 結(jié)構(gòu)：由泵缸、活塞、活塞桿、吸入和排出單向閥（活門）構(gòu)成，有電動(dòng)

14、和汽動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)形式。原理：活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在泵缸中造成容積的變化并形成負(fù)壓和正壓，完成一次吸入和排出。泵缸活塞、活塞桿排出口吸入口河北化藥學(xué)院化工原理教研室解決方法：（1）采用雙動(dòng)泵或多缸并聯(lián)（2）在往復(fù)泵的壓出口與吸入口處設(shè)置空氣室，利用氣體的可壓縮性來緩沖瞬間流量增大或減小。(a) 單動(dòng)泵的流量曲線V230(b) 雙動(dòng)泵的流量曲線V2304(c) 三動(dòng)泵的流量曲線V2304單動(dòng)往復(fù)泵流量不連續(xù)，流量曲線與活塞排液沖程的速度變化規(guī)律相一致，是半周正弦曲線。后果：引起流體的慣性阻力損失，增加能量消耗，誘發(fā)管路系統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)。式中：A 活塞面積 m2 S 活塞的沖程 m（活塞在兩端點(diǎn)間移動(dòng)的距離）

15、 n 活塞往復(fù)的頻率 1/min a 活塞桿的截面積 m2往復(fù)泵的理論平均流量V（m3/s）60ASnV260SnAaV單缸單動(dòng)泵 單缸雙動(dòng)泵 活門不能及時(shí)啟閉和活塞環(huán)密封不嚴(yán)等原因造成容積損失。VVV小型泵（V 0.130 m3/h）：0.850.90中型泵（V 30300 m3/h）：0.900.95大型泵（V 300 m3/h）：0.950.99V 容積效率實(shí)際平均流量 V往復(fù)泵流量由活塞掃過的體積決定，特性曲線為 由于容積損失，平均流量 V 在壓頭較高時(shí)會(huì)隨壓頭的升高略微減小。結(jié)合管路特性曲線，可確定往復(fù)泵的工作點(diǎn)（1點(diǎn)）。V常數(shù)VHH0aa11管路特性曲線往復(fù)泵的流量與管路特性曲線無

16、關(guān)，所提供的壓頭完全取決于管路情況（具有這種特性的泵稱為正位移泵）。在泵出口安裝調(diào)節(jié)閥不能調(diào)節(jié)流量，壓頭且隨閥門開啟度減小而增大。若出口閥完全關(guān)閉則會(huì)使泵的壓頭劇增，一旦超過泵的機(jī)械強(qiáng)度或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率限制，設(shè)備將受到損壞。 (1) 旁路流程：泵的總流量不變，部分液體經(jīng)旁路回到泵的進(jìn)口，減小主管路系統(tǒng)流量。這種調(diào)節(jié)不經(jīng)濟(jì)，只適用于變化幅度小的經(jīng)常性調(diào)節(jié)。(2) 變速電機(jī)：改變活塞行程或改變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速。帶有變速裝置的電動(dòng)往復(fù)泵采用改變轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量是一種較經(jīng)濟(jì)且常用的方法。 3S2 系列高壓往復(fù)泵XPB-90B型高壓旋噴注漿泵型式：三缸單作用柱塞式柱塞直徑：45mm柱塞行程：120mm工作壓力：

17、45MPa流量：46-103/min吸入管直徑：2排除管直徑：16-25mm電機(jī)功率：90KW電機(jī)型號(hào)：調(diào)速YCT 335-4C外形尺寸：3050X1800X1150mm計(jì)量泵（Metering pump）：又稱比例泵。計(jì)量泵的傳動(dòng)裝置是通過偏心輪把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。偏心輪的偏心距可調(diào)，以此來改變柱塞往復(fù)的行程，從而達(dá)到調(diào)節(jié)和控制泵的流量的目的。計(jì)量泵一般用于要求輸液量十分準(zhǔn)確或幾種液體要求按一定配比輸送的場(chǎng)合。YJH 系列隔膜計(jì)量泵1、電機(jī) 2、蝸輪蝸桿 3、凸輪 4、推桿 5、膜片 6、調(diào)節(jié)手輪7、排出閥 8、吸入閥9、泵頭JJM 系列計(jì)量泵J 系列計(jì)量泵JKM 系列計(jì)量泵

18、（液壓驅(qū)動(dòng)）隔膜泵：用彈性金屬薄片或耐腐蝕性橡皮制成的隔膜將活柱與被輸送液體隔開，與活柱相通的一側(cè)則充滿油或水。當(dāng)活柱往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，迫使隔膜交替向兩側(cè)彎曲，將液體吸入和排出。21543QBY 型氣動(dòng)隔膜泵隔膜泵因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，適宜輸送腐蝕性液體或懸浮液。齒輪泵：旋轉(zhuǎn)類正位移泵。兩齒輪在泵吸入口脫離嚙合，形成低壓區(qū)，液體被吸入并隨齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)被強(qiáng)行壓向排出端。在排出端兩齒輪又相互嚙合形成高壓區(qū)將液體擠壓出去。 齒輪泵可產(chǎn)生較高的揚(yáng)程，但流量小。適用于輸送高粘度液體或糊狀物料，但不宜輸送含固體顆粒的懸浮液。 KCB 型齒輪油泵螺桿泵：按螺桿的數(shù)目，有單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵以及五螺桿泵。螺桿泵的工

19、作原理與齒輪泵相似，是借助轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿與泵殼上的內(nèi)螺紋、或螺桿與螺桿相互嚙合將液體沿軸向推進(jìn)，最終由排出口排出。螺桿泵壓頭高、效率高、無噪音、適用于輸送高粘度液體。 蠕動(dòng)泵（軟管泵）：旋渦泵：一種特殊類型的離心泵。葉輪為一圓盤，四周由凹槽構(gòu)成的葉片成輻射狀排列，葉片數(shù)目可多達(dá)幾十片。葉輪旋轉(zhuǎn)過程中泵內(nèi)液體隨之旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，又在徑向環(huán)隙的作用下多次進(jìn)入葉片反復(fù)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而獲得較高能量。 123旋渦泵的壓頭隨流量增大而下降很快，只有輸送小流量才可獲得高壓頭。旋渦泵的軸功率隨流量增大而下降，流量為零時(shí)，軸功率最大。為此，啟動(dòng)泵時(shí)應(yīng)將出口閥全開。 0VH , NeNeHeHVeNVV旋渦泵的效率一般較

20、低（20%50%）。但因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，可采用耐腐材料制造，適用于高壓頭、小流量，不含固體顆料且粘度不大的液體。 共性：氣體和液體同為流體，輸送機(jī)械工作原理基本相似。特性：氣體密度遠(yuǎn)較液體小且可壓縮。(1) 一定質(zhì)量流量下氣體體積流量大，輸送機(jī)械的體積較大；(2) 氣體輸送管路的常用流速要比液體大得多(一般約10倍)。而通常流體流動(dòng)阻力正比于流速的平方，因此輸送相同的質(zhì)量流量，氣體輸送要求提供的壓頭相應(yīng)也更高；(3) 由于氣體的可壓縮性，在輸送機(jī)械內(nèi)部氣體壓強(qiáng)變化時(shí)，其體積和溫度隨之而變。氣體輸送機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，選用上必須考慮的影響因素也更多。 輸送機(jī)械出口壓強(qiáng)（表壓）壓縮比通風(fēng)機(jī)

21、（Fan） 15 kPa1 1.5鼓風(fēng)機(jī)（Blower）15 kPa 0.3 MPa 0.3MPa 4真空泵（Vacuum pump）大氣壓減壓抽吸工業(yè)上常用通風(fēng)機(jī)按其結(jié)構(gòu)形式有軸流式和離心式兩類。軸流式通風(fēng)機(jī)排風(fēng)量大而風(fēng)壓很小，一般僅用于通風(fēng)換氣，而不用于氣體輸送。離心式通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，按其產(chǎn)生風(fēng)壓可分為： 低壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓小于1.0 kPa（表壓）中壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓1.03.0 k Pa（表壓）高壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓3.015.0 k Pa（表壓）1機(jī)殼2葉輪3吸入口4排出口結(jié)構(gòu)和工作原理：與離心泵基本相同，主要由蝸殼形機(jī)殼和葉輪組成。差異在于離心通風(fēng)機(jī)為多葉片葉輪，

22、且因輸送流體體積大（密度?。~輪直徑一般較大而葉片較短。葉片有平直、前彎和后彎幾種形式。平直葉片一般用于低壓通風(fēng)機(jī)；前彎葉片的通風(fēng)機(jī)送風(fēng)量大，但效率低；高效通風(fēng)機(jī)的葉片通常是后彎葉片。蝸殼的氣體通道截面有矩形和圓形兩種，一般低、中壓通風(fēng)機(jī)多為矩形。 主要性能參數(shù)：風(fēng)量V：氣體通過體積流量（按通風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)計(jì)）。風(fēng)壓HT（也稱全風(fēng)壓）：?jiǎn)挝惑w積氣體所獲得的能量(N/m2) 。軸功率和效率： N、HTHpNVN VHT VHp V V空氣直接由大氣吸入時(shí) u1 0，且（z2-z1）可忽略，則： 測(cè)定通風(fēng)機(jī)特性曲線的依據(jù)以通風(fēng)機(jī)進(jìn)口、出口為 1、2 截面列柏努利方程： 222121212TuuHg

23、ppzz22212TpkuHHHpp全風(fēng)壓（壓頭）由靜風(fēng)壓 Hp 和動(dòng)風(fēng)壓 HK 兩項(xiàng)組成。風(fēng)壓與氣體的密度成正比。通風(fēng)機(jī)特性曲線中的兩條曲線分別代表全風(fēng)壓、靜風(fēng)壓與風(fēng)量的關(guān)系（ HTV ，HpV）。性能表上風(fēng)壓的空氣條件為 20、0.1MPa。若實(shí)際輸送氣體與上述條件不同時(shí)，應(yīng)加以換算： 1.2TTTHHH軸功率與風(fēng)壓、風(fēng)量和效率的關(guān)系為 當(dāng)所輸送的氣體條件與上述試驗(yàn)條件不同時(shí)，應(yīng)換算為 VHNT1.2NN9-19D高壓離心通風(fēng)機(jī)GY4-73 型鍋爐離心通、引風(fēng)機(jī)DKT-2系列低噪聲離心通風(fēng)機(jī)B30防爆軸流通風(fēng)機(jī)高溫離心通風(fēng)機(jī)工作原理：與齒輪泵相似。結(jié)構(gòu)：由機(jī)殼和腰形轉(zhuǎn)子組成。兩轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)

24、子與機(jī)殼之間間隙很小，無過多泄漏。改變兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，則吸入與排出口互換。工業(yè)上常用的鼓風(fēng)機(jī)主要有旋轉(zhuǎn)式和離心式兩種類型。 特點(diǎn)：風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比而與出口壓強(qiáng)無關(guān)，故出口閥不可完全關(guān)閉，流量用旁路調(diào)節(jié)。應(yīng)安裝穩(wěn)壓氣罐和安全閥。工作溫度不能超過 85，以防轉(zhuǎn)子因熱膨脹而卡住。羅茨鼓風(fēng)機(jī)的出口壓強(qiáng)一般不超過 80 kPa（表壓）。出口壓強(qiáng)過高，泄漏量增加，效率降低。 L6LD 系列L10WDA 系列L4LD 系列3R5WD 系列工作原理：與離心泵相同。單級(jí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓較低，風(fēng)壓較高的離心鼓風(fēng)機(jī)采用多級(jí)，其結(jié)構(gòu)也與多級(jí)離心泵類似。離心鼓風(fēng)機(jī)的送氣量大，但出口壓強(qiáng)仍不高，一般不超過 0.3 MPa（表

25、壓），即壓縮比不大，因而無需冷卻裝置，各級(jí)葉輪的直徑大小也大致相同。 結(jié)構(gòu)示意圖多級(jí)低速離心鼓風(fēng)機(jī)工業(yè)上使用的壓縮機(jī)主要有往復(fù)式和離心式兩種類型。 結(jié)構(gòu)：主要部件有氣缸、活塞、吸入和壓出活門。工作原理：與往復(fù)泵相似，依靠活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)和活門的交替動(dòng)作將氣體吸入和壓出。氣體在壓縮過程中體積縮小、密度增大、溫度升高。p1p2VaVbVcVdABCDpV(a)(b)(c)(d)單動(dòng)往復(fù)壓縮機(jī)活塞運(yùn)行位置及對(duì)應(yīng)的氣體 P-V 狀態(tài)變化圖工作循環(huán)分析：余隙的存在不僅減少氣體吸入量而且增加壓縮機(jī)能量損耗。acaVVVacbcVVVV0余隙系數(shù)容積系數(shù)1112102121111kacbckkcacacappV

26、VVVppppVVVVVV 0 隨余隙系數(shù) e 和壓縮比 p1/p2 增大而下降并有可能達(dá)到 0根據(jù)穩(wěn)流體系熱力學(xué)第一定律，多變壓縮過程理論上在一個(gè)工作循環(huán)中活塞對(duì)氣體所做的功為 式中 T1 為吸氣溫度。壓縮功與壓縮氣體溫升都隨壓縮比增加而增加。實(shí)際壓縮比一般不超過 8。高終壓 (0.51.0MPa) 壓縮機(jī)都為多級(jí)。氣體經(jīng)上一級(jí)壓縮后，通過中間冷卻器和油水分離器進(jìn)入下一級(jí)氣缸再壓縮。各級(jí)壓縮比只占總壓縮比的一部分，對(duì)于 n 級(jí)壓縮，取各級(jí)壓縮比相等則其僅為總壓縮比 （p1/p2） 的 n 次方根。多級(jí)壓縮可避免單級(jí)壓縮比過高而引起的排出氣體超溫、容積系數(shù)低的問題，而且由于級(jí)間冷卻使氣體體積減

27、小并使壓縮過程接近于等溫過程，因此還可減少功耗。 112111kkcbkWpVVppk12121kkppTT根據(jù)所輸送氣體性質(zhì)確定壓縮機(jī)的類型（如空氣壓縮機(jī)、氨氣壓縮機(jī)、氫氣壓縮機(jī)等），再根據(jù)生產(chǎn)能力和排出壓強(qiáng)選擇合適的型號(hào)。注意：一般標(biāo)出的排氣量是以 20，101.33 kPa 狀態(tài)下的氣體體積表示的。 往復(fù)式壓縮機(jī)的排氣是脈動(dòng)的，可在出口處安裝貯氣罐，既可使氣體平穩(wěn)輸出，又可使壓縮機(jī)氣缸帶出的油沫和水分離。 111222333離心式壓縮機(jī)又稱透平壓縮機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)和工作原理與離心鼓風(fēng)機(jī)相似，但壓縮機(jī)有更多的葉輪級(jí)數(shù)，通常在10級(jí)以上，因此可產(chǎn)生很高的風(fēng)壓。由于壓縮比較高，氣體體積收縮大，溫升也高，所以壓縮機(jī)也常分成幾段，每段又包括若干級(jí)，