第五节气体输送机械

西北大学化工原理课件1.工业应用①气体输送压力不高，但量大，动力消耗大②产生高压气体终到设备压力高③生产真空上游设备负压操作第五节气体输送机械西北大学化工原理课件2.气体输送机械的特点①动力消耗大②设备体积庞大③特殊性——气体的可压缩性多级离心压缩机西北大学化工原理课件3.气体输送机械的分类离心式、旋转式、往复式、喷射式等①通风机：终压≤15kPa，压缩比1至1.15；②鼓风机：终压15~300kPa，压缩比小于4；③压缩机：终压≥300kPa以上，压缩比大于4；④真空泵：造成负压，压缩比由真空度决定。◆按工作原理分类：◆按出口压力(终压)和压缩比大小分类西北大学化工原理课件一、通风机西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件1．离心式通风机的结构特点（1）叶轮直径较大——适应大风量（3）叶片有平直、前弯、后弯不求高效率时——前弯（2）叶片数较多（4）机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常为为矩形动画演示西北大学化工原理课件2．性能参数和特性曲线（1）风量：按入口状态计的单位时间内的排气体积m3/s，m3/h（2）全风压：单位体积气体通过风机时获得的能量J/m3，Pa风机进、出口之间列B.E.22212121()()()2Tfuupgzzpphρρρ−=−+−++∑gzzρ)(12−忽略01=u忽略能量损失西北大学化工原理课件1.2()()TTTpppρρρ′′==′2221()2Tskupppppρ=−+=+说明：①气体获能=进出口静压差(静风压)+动能差(动风压)②出口速度很高，且压缩比小，动风压占比例很高（3）轴功率和效率1000vTqpPη⋅=⋅1000vTqpPη⋅=⋅西北大学化工原理课件η~qvP~qvQpT~qvpS~qvp1atm、20℃用空气测定→pT0~qv，ps0~qv，P~qv，η~qv离心通风机特性曲线西北大学化工原理课件3．离心式通风机的选型（1）根据气体种类和风压范围，确定风机的类型（2）确定流量和压头生产任务→qv（3）根据流量和压头查找合适型号1.2()()TTTpppρρρ′′==′西北大学化工原理课件二、鼓风机工厂常用的鼓风机有离心式和旋转式两种1.罗茨鼓风机工作原理≈齿轮泵正位移型：风量∝n，与出口压强无关风量：2~500m3/min，出口表压可达80kPa气体温度≤85℃，否则转子会因受热臌胀而卡住结构特点：外形≈离心泵蜗壳形通道常为圆形外壳直径与厚度之比较大，叶片数目较多，叶轮外周都装有导轮，转速较高。单级出口表压多在30kPa以内；多级可达0.3MPa2.离心式鼓风机动画演示西北大学化工原理课件1.往复式压缩机三、压缩机西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件①开始时刻P1,V1,②压缩阶段，活塞位于最右端，点1向左运动S关D关直至2点，D被顶开之前P2,V2,③排气阶段继续向左D开排气P2不变直至最左端，V=0点3④吸气阶段向右运动P=P10→V1点1点2(2)压缩类型等温压缩；绝热压缩；多变压缩(1)工作原理西北大学化工原理课件(3)压缩功多变压缩，每一循环(J)⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=−1111211mmppVpmmWm——多变指数W——1-2-3-4所围成的面积相对大小：等温多变绝热西北大学化工原理课件(4)有余隙的压缩循环余隙——排气结束活塞左侧留有一定空隙V4V3V14321VPP1P2313VVV−=ε活塞推进一次扫过体积余隙体积余隙系数=活塞推进一次扫过体积实际吸气体积余隙系数=31410VVVV−−=λ余隙膨胀阶段——3→4西北大学化工原理课件⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡−⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=11/1120mppελ说明：余隙的存在使吸、排气量减小且ε↑，则λ↓，吸、排气量↓压缩比↑，则λ↓，吸、排气量↓(5)多级压缩——级间冷却原因：压缩比大时，则λ↓，吸、排气量↓气体温度过高机械结构不合理西北大学化工原理课件级数越多，越接近等温压缩，结构越复杂常用2-6级，级压缩比3~5各级压缩比相等，则总压缩功最小(6)往复式压缩机的流量调节①调节原动机转速②旁路调节③改变气缸余隙体积西北大学化工原理课件转子：主轴、多级叶轮、轴套及平衡元件定子：气缸和隔板（1）结构——定子与转子2.离心式压缩机西北大学化工原理课件气体→叶轮中心离心力做功→高速到达外围扩压器降速、增压→弯道，回流器→下一级叶轮中心增压多次，高压离开（2）工作原理（3）特性曲线——与离心通风机相似西北大学化工原理课件◆体积和重量都很小而流量很大；◆供气均匀、运转平稳；◆易损部件少、维护方便；◆已有取代往复式压缩机的趋势。（4）特点——与往复压缩机相比西北大学化工原理课件1.真空泵的一般特点2.各种类型真空泵简介四、真空泵往复式真空泵水环真空泵液环真空泵旋片真空泵喷射真空泵动画动画动画