化工原理22学时

1、1,第二章 流体输送机械,2.4 气体输送和压缩机械 2.4.1 气体压送机械的分类,2,气体输送机械,通风机 鼓风机 压缩机 真空泵,气体压送机械的分类,出口表压： 低于1.47104Pa 1.471042.94105Pa 2.94105Pa以上 0,3,压缩比： 11.15 小于4 大于4,气体压送机械的分类,4,设备： 离心通风机 罗茨鼓风机,离心鼓风机 往复压缩机,离心压缩机,液环压缩机 水环真空泵,往复真空泵,蒸汽喷射泵,气体压送机械的分类,5,第二章 流体输送机械,2.4 气体输送和压缩机械 2.4.1 气体压送机械的分类,2.4.2 离心式通风机、鼓风机和压缩机,6,一离心通风机

2、,风机对单位体积气体所作的有效功称为风压，以HT表示，单位为J/m3或Pa。,根据风压的不同，将离心通风机分为三类：,低压离心通风机： 中压离心通风机： 高压离心通风机：,出口风压（表压） 低于0.981103 Pa 0.981103 2.94103 Pa 2.94103 14.7103 Pa,动画11,7,1离心通风机的性能参数与特性曲线, 风量q 风量是指单位时间内从风机出口排出的气体体积；并以风机进口处的气体状态计，单位为m3/h。 风压HT 是单位体积气体通过风机时所获得的能量，单位为J/m3或Pa，习惯上用mmH2O表示。,一离心通风机,8,全风压由静风压与动风压构成 :,全风压,动

3、风压,静风压,若实际的操作条件与20、101.33kPa的实验条件不同,（2-36）,（2-35）,一离心通风机,9, 轴功率与效率,（2-37）,注意，用式（2-37）计算功率时，HT与q必须是同一状态下的数值。,一离心通风机,10,离心通风机的特性曲线是出厂前在温度为20的常压下（101.33kPa）实验测定的。离心通风机的特性曲线与离心泵的特性曲线相比，增加了一条静风压随流量的变化曲线，如图2-36所示。,一离心通风机,11,图2-36 离心通风机的特性曲线,一离心通风机,12,2离心通风机的选择 根据管路布局和工艺条件，计算输送系统所需的实际风压 ，并按式2-36换算为实验条件下的风压

4、 。,一离心通风机, 根据所输送气体的性质及所需的风压范围，确定风机的类型。 根据实际风量和实验条件下的风压，选择适宜的风机型号。 当1.2kg/m3时，要核算轴功率。,13,2.4.3 往复压缩机,第二章 流体输送机械,2.4 气体输送和压缩机械 2.4.1 气体压送机械的分类,2.4.2 离心式通风机、鼓风和压缩机,罗茨鼓风机 动画12,14,一往复压缩机的基本结构和工作原理,与往复泵相比，往复压缩机的特殊性： 压缩后气体的温度升高，体积变小，具有可压缩性。 为移除压缩放出的热量以降低气体的温度，还应附设冷却装置。 由于气缸中余隙的影响，往复压缩机实际的工作过程也比往复泵的更加复杂。,15

5、,1往复压缩机的理想压缩循环 简化假设： (1)被压缩的气体为理想气体。 (2)气体流经吸气阀的流动阻力可忽略不计。 (3)压缩机无泄漏。 (4)排气终了时活塞与气缸端盖之间没有空隙（又称余隙）。,一往复压缩机的基本结构和工作原理,16,图2-38 理想压缩循环的p-V图,吸气阶段 压缩阶段 排气阶段,一往复压缩机的基本结构和工作原理,17,一个理想压缩循环所需的外功为,（2-38）,依据不同的过程积分上式，得到,等温压缩过程：,（2-39）,一往复压缩机的基本结构和工作原理,18,绝热压缩过程,多变压缩过程,（2-41）,（2-40）,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

6、。,一往复压缩机的基本结构和工作原理,19,2往复压缩机的实际压缩循环,图2-39实际压缩循环的p-V图,一往复压缩机的基本结构和工作原理,吸气阶段 压缩阶段 排气阶段 余隙气体膨胀,20,在实际压缩循环中，活塞对气体所作的多变理论功为,（2-43）,一往复压缩机的基本结构和工作原理,21,余隙系数 余隙体积与活塞一次扫过的体积之比的百分数称为余隙系数。,（2-44）,容积系数0 压缩机一个循环吸入气体的体积与活塞一次扫过体积之比称为容积系数。,（2-45）,一往复压缩机的基本结构和工作原理,22,容积系数与余隙系数之间的关系为,（2-46）,余隙系数对压缩机性能的影响： 当压缩比一定时，余隙

7、系数加大，容积系数变小，压缩机的吸气量就减少。 对于一定的余隙系数，气体的压缩比愈高，容积系数则愈小，即每一压缩循环的吸气量愈小，当压缩比高到某极限值时，容积系数可能变为零。,一往复压缩机的基本结构和工作原理,23,二往复压缩机的主要性能参数,1排气量,理论吸气量,单动往复压缩机,双动往复压缩机,实际的排气量,排气系数 (0.80.95)0,24,2轴功率和效率,绝热压缩过程压缩机的理论功率为,（2-50）,实际所需的轴功率,（2-51）,绝热总效率 一般取0.70.9,二往复压缩机的主要性能参数,25,三多级压缩,当生产过程的压缩比大于8时，工业上大都采取多级压缩。 多级压缩的优点是： 避免

8、排出气体温度过高； 提高气缸容积利用率（即保持在0较高范围）；减少功率消耗； 压缩机的结构更为合理，从而提高压缩机的经济效益。,26,多级压缩的缺点： 若级数过多，则会使整个压缩系统结构复杂，能耗加大。,三多级压缩,27,四往复压缩机的类型与选择,1往复压缩机的类型 往复压缩机有多种分类方法：,空气压缩机 氨气压缩机 氢气压缩机 石油气压缩机 氧气压缩机,处理的气体种类,28,2压缩机的选用 (1)根据所输送气体的性质，确定压缩机的种类； (2)根据生产任务及厂房具体条件，选择压缩机的结构型式； (3)根据排气量和排气压力（或压缩比），从压缩机样本或产品目录中选取适宜的型号。,四往复压缩机的类

9、型与选择,29,2.4.4 回转鼓风机、压缩机（自学）,第二章 流体输送机械,2.4 气体输送和压缩机械 2.4.1 气体压送机械的分类 2.4.2 离心式通风机、鼓风和压缩机 2.4.3 往复压缩机,30,2.4.5 真空泵（自学）,第二章 流体输送机械,2.4 气体输送和压缩机械 2.4.1 气体压送机械的分类 2.4.2 离心式通风机、鼓风和压缩机 2.4.3 往复压缩机 2.4.4 回转鼓风机、压缩机,31,2.4.6 常用气体压送机械的性能比较 （自学）,第二章 流体输送机械,2.4 气体输送和压缩机械 2.4.1 气体压送机械的分类 2.4.2 离心式通风机、鼓风和压缩机 2.4.3 往复压缩机 2.4.4 回转鼓风机、压缩机 2.4.5 真空泵,32,练 习 题 目,思考题,作业题: 11、12,1离心通风机的性能参数与离心泵比较有哪些特别之处？ 2. 离心通风机如何选型？ 3. 压缩机采用多级压缩有哪些优点和缺点？那些属