气体输送机械1.pptVIP

第13讲 2.3 气体输送和压缩机械,教学内容：1、离心通风机与压缩机的结构、工作原理。 2、旋转鼓风机与压缩机的结构、工作原理。 3、往复式压缩机的结构、工作原理、主要性 能参数及选型。,教学目的：了解各种气体输送和压缩机械的构造、 工作原理和性能，达到合理选用的目的。,教学重点：离心通风机的选用。,教学难点：往复式压缩机的结构、工作原理、主要性能 参数及选型。,产生真空。 设备：真空泵,输送和压缩气体的设备统称为气体输送设备，其作用为对流体作功以提高其机械能，主要表现为静压能的提高。,1、应用：,输送气体。 设备：通风机、鼓风机。,产生高压气体。设备：压缩机。,2、气体输送机械分类：,按结构和工作原理分类：,离心式、往复式、旋转式和流体作用式。,概述,按出口气体的压强（终压）或压缩比（p出/p进）分类： 通风机：P出14.7kPa（表压） 压缩比为11.15 鼓风机：14.7KPa294kPa（表压） 压缩比为小于4 压缩机：P出294kPa（表压） 压缩比为大于4 真空泵：P出=大气压,（3）与液体输送机械比较：,相似点：工作原理基本相似,不同点：气体的,2.3.1 离心式通风机、鼓风机、压缩机,1.离心通风机,依靠高速速旋转的叶轮使气体获得能量，从而提高气体的压强。,(1) 离心通风机结构特征和工作原理,(2）离心通风机的性能参数,主要性能参数：风量Q、风压HT、轴功率N和效率。,1）风量Q,单位时间内从风机出口排出的气体体积，但以风机进口处的气体状态计。单位：m3/h,HT与风机的结构、尺寸、转速和进入风机的气体的密度有关。,2）风压HT 单位体积气体通过风机后所获得的能量，也称全风压。,HT值一般由实验测定。,单位：Pa，习惯用mmH2O表示。,HT值的实验测定方法：,以通风机进口为1-1截面，出口为2-2截面，以1m3气体为基准，在1-1与2-2截面间列柏努利方程：,整理得：,简化：,全风压为：,校正：,工作介质20,1atm下的空气。,（HT操作条件下的全风压，实际输送气体的密度）,3）轴功率N（KW）与效率,有效功率为：,轴功率为：,离心通风机的特性曲线,注：计算N时，HT和Q必须是同一状态下的数值。,（2-39）,(3) 离心通风机的选择,1）根据管路布局和工艺条件，利用柏努利方程，计算输送系统所需的实际风压HT，将HT换算成实验条件下的风压HT。,2）根据所输送气体的性质（如清洁空气、易燃、易爆或腐蚀性气体以及含尘气体）与风压范围，确定风机类型。,3）根据以风机以进口状态计的实际风量Q和实验条件下的全风压HT，选择机号。,（4）当1.2kg/m3时，要核算轴功率。,例2-12 用风机将20、 38000kg/h的空气送入加热器加热至100 ，然后经管路送到常压设备内，输送系统所需的全风压为1200Pa (按60 ，常压计) 。 试选择合适风机。若将选定的风机（转速相同）置于加热器之后，是否仍能完成输送任务。,解：由于输送清洁空气，可选用一般类型的通风机。然后根据操作条件下的风量和实验条件下的风压来确定。,（1）选择风机型号。按风机安装在加热器前考虑。,查得20，101.3kPa下空气的密度=1.205kg/m3,则20空气的流量为：,查得60 ，101.3kPa下空气的密度=1.06kg/m3,将60 下的风压换算为实验条件下的风压，即：,根据风量Q=31535m3/h和风压HT=1364Pa选择4-72-11型机号为10c的风机。在n=1000r/min下，风机的有关性能参数为：,Q=32700m3/h HT=1422Pa N=16.5kW =94.3%,(2) 若风机安装在加热器之后，则风量发生明显变化。,风机的转速不变，在风机入口气体状态为：100 ，近似常压，则：,故将风机安装在加热器之后，将不能满足风量的要求。同时，尚需考虑风机是否耐高温。,2. 离心鼓风机与压缩机,(1) 离心鼓风机 鼓风机的终压p24atm，压缩比p2/p14。 离心鼓风机又称为透平式鼓风机，工作原理与离心通风机相同，叶片数目较多，结构类似多级离心泵。,五级离心鼓风机示意图,(2) 离心式压缩机：透平式压缩机,2.3.2 旋转鼓风机与压缩机 1. 罗茨鼓风机,(1) 结构特征和工作原理,(2) 特性,定容式鼓风机，风量和转速成正比。,风量：2500m3/min,风压：可达80kPa（表压）,(3) 安装操作注意事项,出口安装稳压罐，并配置安全阀。流量采用旁路调节。操作温度一般小于85。,2.3.3 往复压缩机,2. 工作过程,理想压缩循环,主要部件：气缸、活塞、吸气阀和排气阀。,1. 往复式压缩机的结构,工作原理：与往复泵相同,1、压缩阶段 2、排气阶段 3、吸气阶段,实际压缩循环,1、压缩阶段 2、排气阶段 3、膨胀阶段 4、吸气阶段,一个理想压缩循环所需的理论功为:,依据不同的过程积分上式，得到:,等温压缩过程：,3. 往复压缩机做功,绝热压缩过程:,多变压缩过程:,等温压缩过程所需的外功最少，而绝热压缩过程消耗的外功最多。,绝热压缩时，排出气体的温度：,4. 实际压缩循环,（1）若按绝热考虑，所需外功：,（2）余隙系数：余隙体积占活塞推进一次所扫过的体积百分率。,（3）容积系数：压缩机一次循环吸入的气体体积和活塞一次扫过的体积之比。,相互关系：,5. 往复压缩机的主要性能参数,(1) 排气量：单位时间内排出的气体体积换算成吸入状态的数值，又称压缩机的输气量或生产能力。,理论吸气量：,单动：,双动：,实际排气量：,(2) 轴功率和效率,绝热压缩理论功率：,实际所需的轴功率:,（a绝热总效率）,6. 多级压缩,避免排出气体温度过高。,减少功耗，提高压缩机的经济性。,提高汽缸容积利用率。,压缩机结构更为合理。,多级压缩一般采用同一压缩比:,当压缩比大于8时，一般采用多级压缩。优点：,理论功：,7. 往复压缩机的选用,(1)首先根据气体的性质定类型； (2)根据排气量和排气压强(或压缩比)选择合适的型号。,8. 往复压缩机的安装与运转： (1)安装 往复压缩机的排气量是间歇的，不均匀的。为此排出的气体要先经过缓冲罐，再进入输气管路，作用有二：使气体输送流量均匀；使气体中夹带的油沫得到沉降、分离。 (2)启动与运转 启动时全开正路和旁路，采用降压启动，待转速接近正常时恢复正常电压。 往复压缩机运转时：注意各部分的润滑和冷却；运行时不允许关闭出口阀门。,2.3.4 真空泵,蒸汽喷射泵,喷射泵是利用流体流动时静压能与动能相互转换的原理来吸、送流体。,优点：喷射泵构造简单、紧凑，没有活动部分。 缺点：效率很低，蒸汽消耗量大。,注：若将几个真空泵串联起来，便可得到更高的真空度。,作业：教