化工原理课件：2-3 气体输送机械

1、应用：2.3 气体输送机械输送气体产生高压气体产生真空自动控制的回路或系统需有一定压力的气源分类： 按工作原理分 按出口压力或压缩比分 往复压缩机旋转压缩机离心压缩机流体作用压缩机通风机 出口表压不大于15kPa，压缩比不大于1.15。鼓风机 出口表压为10300kPa，压缩比为1.14。压缩机 出口表压大于300kPa，压缩比大于2。真空泵 用于减压，排出压力略高于大气压。2.3 气体输送机械。2.3.1 离心式通风机(1) 工作原理与基本结构 离心式通风机的工作原理与离心泵相同。 离心式通风机的结构与单级离心泵相似。在蜗壳形机壳内装一叶轮，叶轮上叶片数目较多。机壳内气体流道有矩形和圆形两种

2、。通风机一般为单级，根据叶轮上的叶片大小、形状分为多翼式风机和涡轮式风机。2.3.1 离心式通风机(2) 性能参数与特性曲线 性能参数 流量（风量）：单位时间内流过风机进口的气体体积，以qv表示，单位m3/h、m3/min或m3/s。 通风机内气体压力变化不大，可忽略压缩性。 离心式通风机性能表上的风量是指空气在标准条件（20，101325Pa）的数值，使用时需换算。2.3.1 离心式通风机 风压： 全风压是单位体积气体流经通风机后所获得的总机械能，以pt表示，单位为J/m3或Pa。 通过在风机的进、出口截面之间列柏努利方程 ，忽略两截面间的位差和阻力损失，得到 静风压动风压全风压(2) 性能

3、参数与特性曲线 性能参数2.3.1 离心式通风机 功率与效率 有效功率 轴功率全风压全风压效率(2) 性能参数与特性曲线 性能参数2.3.1 离心式通风机 特性曲线离心通风机特性曲线(2) 性能参数与特性曲线 2.3.1 离心式通风机(1) 离心式鼓风机和压缩机离心鼓风机与压缩机又称透平鼓风机和压缩机，其结构类似于多级离心泵，每级叶轮之间都有导轮，工作原理和离心通风机相同。离心压缩机的段与段之间设置冷却器，以免气体温度过高。离心式压缩机生产能力大，供气均匀，连续运行安全可靠，维修方便，因而广被采用。 2.3.2 鼓风机和压缩机离心式鼓风机2.3.2 鼓风机和压缩机离心式压缩机离心式压缩机叶轮2

4、.3.2 鼓风机和压缩机(2) 旋转式鼓风机 罗茨鼓风机是最常用的一种旋转式鼓风机。 普通型罗茨鼓风机的主要部件是机壳内有两个特殊形状的转子（常为腰形或三星形）。罗茨鼓风机的工作原理和齿轮泵相似，两个转子的旋转方向相反，气体从机壳一侧吸入，从另一侧排出。罗茨鼓风机属容积式机械，其排气量与转速成正比。当转速一定时，风量与风机出口压力无关，表压为40kPa上下时效率较高。罗茨鼓风机一般用回路调节流量，操作温度不能太高，其出口应安装气体稳压罐并配置安全阀。2.3.2 鼓风机和压缩机罗茨鼓风机结构和工作原理(2) 旋转式鼓风机2.3.2 鼓风机和压缩机(2) 旋转式鼓风机2.3.2 鼓风机和压缩机罗茨

5、鼓风机(2) 旋转式鼓风机2.3.2 鼓风机和压缩机主要部件：气缸、活塞、吸气阀和排气阀工作原理：与往复泵相同。因气体密度小、可压缩，且在压缩过程中温度升高，所以压缩机的结构复杂，并附设有冷却装置。(3) 往复式压缩机2.3.2 鼓风机和压缩机(1) 往复真空泵 往复真空泵的构造和工作原理与往复式压缩机基本相同。但是，由于真空泵所抽吸气体的压力很小，且其压缩比又很高（通常大于20），因而真空泵吸入和排出阀门必须更加轻巧灵活、余隙容积必须更小。为了减小余隙的不利影响，真空泵气缸设有连通活塞左右两侧的平衡气道。若气体具有腐蚀性，可采用隔膜真空泵。2.3.3 真空泵(1) 往复真空泵2.3.3 真空

6、泵往复真空泵水环真空泵的外壳内偏心地装有叶轮，叶轮上有辐射状叶片，泵壳内约充有一半容积的水。当叶轮旋转时，形成水环。水环有液封作用，使叶片间空隙形成大小不等的密封小室。当小室的容积增大时，气体通过吸入口被吸入；当小室变小时，气体由压出口排出。水环真空泵运转时，要不断补充水以维持泵内液封。水环真空泵属湿式真空泵，吸气中可允许夹带少量液体。水环真空泵可产生的最大真空度为83kPa左右。当被抽吸的气体不宜与水接触时，泵内可充以其它液体。(2) 水环真空泵2.3.3 真空泵水环真空泵(2) 水环真空泵2.3.3 真空泵(3) 喷射泵喷射泵是利用流动时静压能转换为动能而造成的真空来吸送流体的。它既可用来

7、吸送气体，也可用来吸送液体。在化工生产中，喷射泵常用于抽真空，故它又称为喷射真空泵。喷射泵的工作流体可以是蒸汽，也可以是液体。单级蒸汽喷射泵可达到90的真空，若要获得更高的真空度，可以采用多级蒸汽喷射泵。2.3.3 真空泵 工作蒸汽以很高的速度从喷嘴喷出，在喷射过程中，蒸汽的静压能转变为动能，产生低压，而将气体吸入。吸入的气体与蒸汽混合后进入扩散管，使部分动能转变为静压能，而后从压出口排出。(3) 喷射泵2.3.3 真空泵围绕离心泵的学习，复习要点如下：理解离心泵的结构和工作原理，离心泵的主要部件及作用。掌握离心泵的主要性能参数（定义、单位及影响因素）。掌握离心泵特性曲线的构成、条件、每条曲线的变化规律。掌握气缚现象和汽蚀现象的原因、现象和预防措施。理解汽蚀余量的定义和几种表示方法的关系，掌握离心泵安装高度的确定。本章复习要点(6) 掌握管路特性方程的求取、管路特性曲线的含义及 泵工作点的确定。(7) 掌握离心泵流量调节方法及各自的特点。(8) 了解离心泵的选择原则和方法。(9) 熟悉离心泵操作注意事项(启动和关