氣體輸送機械課件

1、第13講 2.3 氣體輸送和壓縮機械教學內容：1、離心通風機與壓縮機的結構、工作原理。 2、旋轉鼓風機與壓縮機的結構、工作原理。 3、往復式壓縮機的結構、工作原理、主要性 能參數(shù)及選型。教學目的：了解各種氣體輸送和壓縮機械的構造、 工作原理和性能，達到合理選用的目的。教學重點：離心通風機的選用。教學難點：往復式壓縮機的結構、工作原理、主要性能 參數(shù)及選型。產生真空。 設備：真空泵 輸送和壓縮氣體的設備統(tǒng)稱為氣體輸送設備，其作用為對流體作功以提高其機械能，主要表現(xiàn)為靜壓能的提高。1、應用：輸送氣體。 設備：通風機、鼓風機。產生高壓氣體。設備：壓縮機。2、氣體輸送機械分類：按結構和工作原理分類：離

2、心式、往復式、旋轉式和流體作用式。概述按出口氣體的壓強（終壓）或壓縮比（p出/p進）分類：通風機：P出14.7kPa（表壓） 壓縮比為11.15鼓風機：14.7KPa294kPa（表壓） 壓縮比為小于4壓縮機：P出294kPa（表壓） 壓縮比為大于4真空泵：P出=大氣壓 （3）與液體輸送機械比較：相似點：工作原理基本相似不同點：氣體的2.3.1 離心式通風機、鼓風機、壓縮機1.離心通風機依靠高速速旋轉的葉輪使氣體獲得能量，從而提高氣體的壓強。(1) 離心通風機結構特征和工作原理(2）離心通風機的性能參數(shù)主要性能參數(shù)：風量Q、風壓HT、軸功率N和效率。1）風量Q 單位時間內從風機出口排出的氣體體

3、積，但以風機進口處的氣體狀態(tài)計。單位：m3/hHT與風機的結構、尺寸、轉速和進入風機的氣體的密度有關。2）風壓HT 單位體積氣體通過風機后所獲得的能量，也稱全風壓。HT值一般由實驗測定。單位：Pa，習慣用mmH2O表示。HT值的實驗測定方法： 以通風機進口為1-1截面，出口為2-2截面，以1m3氣體為基準，在1-1與2-2截面間列柏努利方程： 整理得：簡化：全風壓為：校正：工作介質20,1atm下的空氣。（HT操作條件下的全風壓，實際輸送氣體的密度）3）軸功率N（KW）與效率有效功率為：軸功率為：離心通風機的特性曲線注：計算N時，HT和Q必須是同一狀態(tài)下的數(shù)值。（2-39）(3) 離心通風機的

4、選擇 1）根據(jù)管路布局和工藝條件，利用柏努利方程，計算輸送系統(tǒng)所需的實際風壓HT，將HT換算成實驗條件下的風壓HT。 2）根據(jù)所輸送氣體的性質（如清潔空氣、易燃、易爆或腐蝕性氣體以及含塵氣體）與風壓范圍，確定風機類型。 3）根據(jù)以風機以進口狀態(tài)計的實際風量Q和實驗條件下的全風壓HT，選擇機號。 （4）當1.2kg/m3時，要核算軸功率。 例2-12 用風機將20、 38000kg/h的空氣送入加熱器加熱至100 ，然后經管路送到常壓設備內，輸送系統(tǒng)所需的全風壓為1200Pa (按60 ，常壓計) 。 試選擇合適風機。若將選定的風機（轉速相同）置于加熱器之后，是否仍能完成輸送任務。 解：由于輸送

5、清潔空氣，可選用一般類型的通風機。然后根據(jù)操作條件下的風量和實驗條件下的風壓來確定。（1）選擇風機型號。按風機安裝在加熱器前考慮。查得20，101.3kPa下空氣的密度=1.205kg/m3則20空氣的流量為：查得60 ，101.3kPa下空氣的密度=1.06kg/m3將60 下的風壓換算為實驗條件下的風壓，即： 根據(jù)風量Q=31535m3/h和風壓HT=1364Pa選擇4-72-11型機號為10c的風機。在n=1000r/min下，風機的有關性能參數(shù)為：Q=32700m3/h HT=1422Pa N=16.5kW =94.3%(2) 若風機安裝在加熱器之后，則風量發(fā)生明顯變化。風機的轉速不變

6、，在風機入口氣體狀態(tài)為：100 ，近似常壓，則： 故將風機安裝在加熱器之后，將不能滿足風量的要求。同時，尚需考慮風機是否耐高溫。2. 離心鼓風機與壓縮機(1) 離心鼓風機 鼓風機的終壓p24atm，壓縮比p2/p14。 離心鼓風機又稱為透平式鼓風機，工作原理與離心通風機相同，葉片數(shù)目較多，結構類似多級離心泵。五級離心鼓風機示意圖(2) 離心式壓縮機：透平式壓縮機2.3.2 旋轉鼓風機與壓縮機1. 羅茨鼓風機(1) 結構特征和工作原理(2) 特性 定容式鼓風機，風量和轉速成正比。風量：2500m3/min風壓：可達80kPa（表壓）(3) 安裝操作注意事項 出口安裝穩(wěn)壓罐，并配置安全閥。流量采用

7、旁路調節(jié)。操作溫度一般小于85。2.3.3 往復壓縮機2. 工作過程理想壓縮循環(huán) 主要部件：氣缸、活塞、吸氣閥和排氣閥。1. 往復式壓縮機的結構工作原理：與往復泵相同1、壓縮階段2、排氣階段3、吸氣階段實際壓縮循環(huán)1、壓縮階段 2、排氣階段3、膨脹階段 4、吸氣階段一個理想壓縮循環(huán)所需的理論功為:依據(jù)不同的過程積分上式，得到:等溫壓縮過程： 3. 往復壓縮機做功絕熱壓縮過程:多變壓縮過程:等溫壓縮過程所需的外功最少，而絕熱壓縮過程消耗的外功最多。 絕熱壓縮時，排出氣體的溫度：4. 實際壓縮循環(huán)（1）若按絕熱考慮，所需外功：（2）余隙系數(shù)：余隙體積占活塞推進一次所掃過的體積百分率。（3）容積系數(shù)

8、：壓縮機一次循環(huán)吸入的氣體體積和活塞一次掃過的體積之比。相互關系：5. 往復壓縮機的主要性能參數(shù) (1) 排氣量：單位時間內排出的氣體體積換算成吸入狀態(tài)的數(shù)值，又稱壓縮機的輸氣量或生產能力。理論吸氣量： 單動：雙動：實際排氣量： (2) 軸功率和效率絕熱壓縮理論功率： 實際所需的軸功率: （a絕熱總效率）6. 多級壓縮避免排出氣體溫度過高。減少功耗，提高壓縮機的經濟性。提高汽缸容積利用率。壓縮機結構更為合理。多級壓縮一般采用同一壓縮比:當壓縮比大于8時，一般采用多級壓縮。優(yōu)點：理論功：7. 往復壓縮機的選用(1)首先根據(jù)氣體的性質定類型；(2)根據(jù)排氣量和排氣壓強(或壓縮比)選擇合適的型號。8. 往復壓縮機的安裝與運轉：(1)安裝 往復壓縮機的排氣量是間歇的，不均勻的。為此排出的氣體要先經過緩沖罐，再進入輸氣管路，作用有二：使氣體輸送流量均勻；使氣體中夾帶的油沫得到沉降、分離。(2)啟動與運轉 啟動時全開正路和旁路，采用降壓啟動，待轉速接近正常時恢復正常電壓。 往復壓縮機運轉時：注意各部分的潤滑和冷卻；運行時不允許關閉出口閥門。2.3.4 真空泵蒸汽噴射泵 噴射泵是利用流體流動時靜壓能與動能相互轉換的原理來吸、送流體。優(yōu)點：噴射泵構造簡單、緊湊，沒有活動部分。缺點：效率很低，蒸汽消耗量大。注：若將幾個真空泵串聯(lián)起來，便可得到更高的真空度。作