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文檔簡介
1、中國礦業(yè)大學(xué)(北京)1第二節(jié)第二節(jié) 氣體輸送和壓縮設(shè)備氣體輸送和壓縮設(shè)備 氣體壓送設(shè)備的工作原理與同類型液體輸送設(shè)氣體壓送設(shè)備的工作原理與同類型液體輸送設(shè)備的相似。除了為克服阻力提高氣體的壓強(qiáng)外,還備的相似。除了為克服阻力提高氣體的壓強(qiáng)外,還可以為某些過程可以為某些過程(反應(yīng)過程、單元操作反應(yīng)過程、單元操作)提供所需的提供所需的高壓高壓或或真空條件真空條件。設(shè)備分類:。設(shè)備分類: 類型類型 終壓終壓 壓縮比壓縮比 通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) 14.7 103Pa(表表) 鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī) 14.7 103294 103Pa (表表) 294 103Pa(表表) 4真空泵真空泵 入口側(cè)為負(fù)壓入口側(cè)為負(fù)壓中國礦業(yè)大
2、學(xué)(北京)2下面以離心通風(fēng)機(jī)為介紹對象。下面以離心通風(fēng)機(jī)為介紹對象。多級多級 對氣體有壓縮作用。對氣體有壓縮作用。鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī) 壓縮機(jī)壓縮機(jī) 它們的工作原理與離心泵的類似。它們的工作原理與離心泵的類似。 通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)單級單級 只供輸送氣體只供輸送氣體2-2-1 離心通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)離心通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)高溫通風(fēng)機(jī)高溫通風(fēng)機(jī)450-800 C鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)離心式通風(fēng)機(jī)葉輪離心式通風(fēng)機(jī)葉輪離心式通風(fēng)機(jī)葉輪離心式通風(fēng)機(jī)葉輪壓縮機(jī)壓縮機(jī)中國礦業(yè)大學(xué)(北京)3 (二二)性能參數(shù)性能參數(shù)與與特性曲線特性曲線( (與泵比與泵比) )離心泵離心泵 Q、 H、 、N離心通風(fēng)機(jī)離心通風(fēng)機(jī) 風(fēng)量風(fēng)量Q、風(fēng)壓
3、、風(fēng)壓HT、 、N壓強(qiáng)壓強(qiáng),kPa(表表) 葉片形狀及數(shù)量葉片形狀及數(shù)量 蝸形泵殼通道蝸形泵殼通道低壓低壓0.9807 直、短、多直、短、多 方形方形中壓中壓0.98072.942 高壓高壓2.94214.7彎曲、多彎曲、多 圓形圓形(一一)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)Pa中國礦業(yè)大學(xué)(北京)4 風(fēng)量風(fēng)量Q 單位時間從排氣口排出的氣體體積,以氣單位時間從排氣口排出的氣體體積,以氣體在風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的狀態(tài)為準(zhǔn),體在風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的狀態(tài)為準(zhǔn),m3/h。 (全全)風(fēng)壓風(fēng)壓HT 單位體積氣體經(jīng)過通風(fēng)機(jī)獲得的能量,單位體積氣體經(jīng)過通風(fēng)機(jī)獲得的能量,J/m3=Pa,習(xí)慣上用,習(xí)慣上用mmH2O。 HT取決于風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、葉輪尺寸、轉(zhuǎn)速
4、和進(jìn)入風(fēng)取決于風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、葉輪尺寸、轉(zhuǎn)速和進(jìn)入風(fēng)機(jī)的氣體密度機(jī)的氣體密度(即與氣體的種類,即與氣體的種類,T、P等狀態(tài)有關(guān)等狀態(tài)有關(guān))。 輸送對象有壓縮性、密度小的特點,輸送對象有壓縮性、密度小的特點,性能性能參數(shù)與離心泵的有些區(qū)別:參數(shù)與離心泵的有些區(qū)別:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)5HT 由實驗測定由實驗測定: 21 ,212212122)()(feThuuppgZZWH 測風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口氣體的流速與壓強(qiáng),并以進(jìn)口測風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口氣體的流速與壓強(qiáng),并以進(jìn)口為為1-1,出口為,出口為2-2,1-2間間(單位體積流體單位體積流體)柏式:柏式: Z及及 均小均小可略可略進(jìn)、出口間管進(jìn)、出口間管段短段短可略可
5、略若風(fēng)機(jī)進(jìn)口通大氣,若風(fēng)機(jī)進(jìn)口通大氣,1-1在進(jìn)口外側(cè),在進(jìn)口外側(cè),u1=0 2)(2212uppHT (2-37)中國礦業(yè)大學(xué)(北京)6 若通風(fēng)機(jī)進(jìn)口與旋風(fēng)分離器的若通風(fēng)機(jī)進(jìn)口與旋風(fēng)分離器的凈氣凈氣出口相連,出口相連,出口通大氣;或通風(fēng)機(jī)放在出口通大氣;或通風(fēng)機(jī)放在鍋爐和煙囪之間鍋爐和煙囪之間,用,用于抽出于抽出凈氣凈氣或或鍋爐中煙氣鍋爐中煙氣。此時成為。此時成為“引風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)”。 通風(fēng)機(jī)性能表上給出的通風(fēng)機(jī)性能表上給出的“全全”風(fēng)壓是以風(fēng)壓是以20,1.013 105Pa下的空氣為工質(zhì),其下的空氣為工質(zhì),其 =1.2kg/m3。工。工質(zhì)改變時,修正:質(zhì)改變時,修正:(2-38)2 . 1
6、TTTHHH 22)(2112112upuppHT 鍋爐離心通鍋爐離心通/引風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)引引風(fēng)風(fēng)機(jī)機(jī)貼貼瓷瓷葉葉輪輪中國礦業(yè)大學(xué)(北京)7 相同氣體狀態(tài)下的值相同氣體狀態(tài)下的值 對應(yīng)全風(fēng)壓,對應(yīng)全風(fēng)壓,稱為稱為“全壓效率全壓效率”。通風(fēng)機(jī)的。通風(fēng)機(jī)的特性曲線如圖,當(dāng)風(fēng)量較特性曲線如圖,當(dāng)風(fēng)量較大時,再增加風(fēng)量靜風(fēng)壓大時,再增加風(fēng)量靜風(fēng)壓顯著下降。顯著下降。HTQ QHstQNQ1000kwQHNT (2-39) 軸功率軸功率N及及效率效率 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)8(三三)通風(fēng)機(jī)的選擇通風(fēng)機(jī)的選擇 依柏式依柏式求求實際輸送系統(tǒng)所需的實際輸送系統(tǒng)所需的HT,并,并換算換算成實成實 驗條件下的驗條件下的
7、HT ; 據(jù)輸送據(jù)輸送氣體的性質(zhì)氣體的性質(zhì)(清潔、易燃、易爆、含塵清潔、易燃、易爆、含塵 等等)與與風(fēng)壓范圍風(fēng)壓范圍,確定風(fēng)機(jī)類型;,確定風(fēng)機(jī)類型; 以風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)以風(fēng)機(jī)進(jìn)口狀態(tài)計的實際風(fēng)量計的實際風(fēng)量Q,實驗條件實驗條件下的下的 HT ,選擇合適的風(fēng)機(jī)機(jī)號。原則同離心泵的。,選擇合適的風(fēng)機(jī)機(jī)號。原則同離心泵的。中國礦業(yè)大學(xué)(北京)9 用風(fēng)機(jī)將用風(fēng)機(jī)將20,質(zhì)量流量為,質(zhì)量流量為38,000kg/h的空氣送入加熱器加熱至的空氣送入加熱器加熱至100,然后經(jīng)管路送到,然后經(jīng)管路送到進(jìn)口風(fēng)量進(jìn)口風(fēng)量 /hm316702 . 1380003 swQp119 例例 2-10常壓設(shè)備內(nèi),輸送系統(tǒng)所需全風(fēng)
8、壓為常壓設(shè)備內(nèi),輸送系統(tǒng)所需全風(fēng)壓為1200Pa(輸送條件輸送條件按按60,常壓計常壓計),試選合適的風(fēng)機(jī)。,試選合適的風(fēng)機(jī)。解:進(jìn)口:解:進(jìn)口:20、常壓,、常壓, =1.2kg/m3。中國礦業(yè)大學(xué)(北京)10 輸送條件輸送條件60,常壓,常壓 =1.06kg/m3,換算為,換算為實驗條件實驗條件下的下的HT值。值。Pa135906.12.112002.1 TTHH 查查p365 附錄二十五附錄二十五,得,得4-72-11No.10C:n,rpm HT,Pa Q,m3/h ,% N,kw 1000 1422 32700 94.3 16.5/hm316703 Q中國礦業(yè)大學(xué)(北京)11則則10
9、0,常壓下,常壓下, =0.946kg/m3Pa1422Pa2 .1522946. 02 . 11200 TH但但風(fēng)機(jī)上一行的風(fēng)機(jī)上一行的41300m3/h。 946.0/38000 Q若風(fēng)量能滿足要求,還應(yīng)計算風(fēng)壓合適否。若風(fēng)量能滿足要求,還應(yīng)計算風(fēng)壓合適否。 溫度升高,體積增大,降低了風(fēng)機(jī)效率。除了驗溫度升高,體積增大,降低了風(fēng)機(jī)效率。除了驗算風(fēng)壓、風(fēng)量,還應(yīng)考慮所選風(fēng)機(jī)對溫度的適應(yīng)性。算風(fēng)壓、風(fēng)量,還應(yīng)考慮所選風(fēng)機(jī)對溫度的適應(yīng)性。/hm32700401703 若將通風(fēng)機(jī)裝在換熱器后面若將通風(fēng)機(jī)裝在換熱器后面但但2226.2Pa中國礦業(yè)大學(xué)(北京)12 由四個機(jī)翼扭曲葉片組成,葉片的角度可
10、以由四個機(jī)翼扭曲葉片組成,葉片的角度可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。它產(chǎn)生的風(fēng)壓較小,化工在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。它產(chǎn)生的風(fēng)壓較小,化工中常于空冷器或冷水塔中作通風(fēng)用。中常于空冷器或冷水塔中作通風(fēng)用。 離心式通風(fēng)機(jī)較多地用于氣體輸送離心式通風(fēng)機(jī)較多地用于氣體輸送。二、離心式鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)二、離心式鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī) 自學(xué)。自學(xué)。通風(fēng)機(jī)的另一種形式通風(fēng)機(jī)的另一種形式軸流式軸流式中國礦業(yè)大學(xué)(北京)132-2-2 旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)與真空泵旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)與真空泵一、羅茲鼓風(fēng)機(jī)一、羅茲鼓風(fēng)機(jī) 是旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)在化工生產(chǎn)是旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)在化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種型式。中應(yīng)用最廣的一種型式。其其腰形腰形(或三角形或三角形)
11、轉(zhuǎn)子與泵殼、轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子的間隙很小,轉(zhuǎn)子與泵殼、轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子的間隙很小,被轉(zhuǎn)子撥入轉(zhuǎn)子與殼體間的氣體隨著轉(zhuǎn)子的被轉(zhuǎn)子撥入轉(zhuǎn)子與殼體間的氣體隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而被撥向排出口。氣送風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比轉(zhuǎn)動而被撥向排出口。氣送風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比“正位移式正位移式”,該量基本為常數(shù),不受出口壓強(qiáng)影響。,該量基本為常數(shù),不受出口壓強(qiáng)影響。風(fēng)量范圍在風(fēng)量范圍在 2500m3/min,出口表壓強(qiáng),出口表壓強(qiáng)80 103Pa,40 103Pa 效率最高。效率最高。三葉羅茨泵三葉羅茨泵中國礦業(yè)大學(xué)(北京)14 優(yōu)優(yōu):結(jié)構(gòu)較簡單,無活塞與活門裝置,排:結(jié)構(gòu)較簡單,無活塞與活門裝置,排氣連續(xù)且均勻。氣連續(xù)且均勻。 缺缺:制造、安
12、裝不易。:制造、安裝不易。 羅茲鼓風(fēng)機(jī)要采用旁路調(diào)節(jié)流量,風(fēng)機(jī)出羅茲鼓風(fēng)機(jī)要采用旁路調(diào)節(jié)流量,風(fēng)機(jī)出口應(yīng)安裝口應(yīng)安裝“氣體穩(wěn)壓罐氣體穩(wěn)壓罐”,配以安全閥;操作,配以安全閥;操作溫度溫度80,避免材料膨脹,轉(zhuǎn)子咬死。,避免材料膨脹,轉(zhuǎn)子咬死。中國礦業(yè)大學(xué)(北京)15 產(chǎn)生的表壓強(qiáng)可達(dá)產(chǎn)生的表壓強(qiáng)可達(dá)490 103588 103Pa,147 103177 103Pa(表表)內(nèi)內(nèi)效率最高。效率最高。 液環(huán)將氣體與泵殼液環(huán)將氣體與泵殼二、液環(huán)壓縮機(jī)二、液環(huán)壓縮機(jī)吸吸入入排排出出隔開,隔開,輸送腐蝕性氣體時,葉輪抗腐蝕即輸送腐蝕性氣體時,葉輪抗腐蝕即可。適當(dāng)補(bǔ)充液體??伞_m當(dāng)補(bǔ)充液體。中國礦業(yè)大學(xué)(北京
13、)16三、真空泵三、真空泵 ( 2-2-4 ) (一一)水環(huán)真空泵水環(huán)真空泵 偏心葉輪與圓形泵體間形成月牙室。偏心葉輪與圓形泵體間形成月牙室。產(chǎn)生的產(chǎn)生的最高最高真空度為真空度為83.4 103Pa ;也可;也可以做鼓風(fēng)機(jī)用,產(chǎn)生以做鼓風(fēng)機(jī)用,產(chǎn)生98.7 103Pa(表表)。 優(yōu)優(yōu):結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,易制造和維修,旋轉(zhuǎn)部:結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,易制造和維修,旋轉(zhuǎn)部分無機(jī)械摩擦分無機(jī)械摩擦壽命長、操作可靠。適于抽吸含液體壽命長、操作可靠。適于抽吸含液體的氣體和有腐蝕性和爆炸性的氣體。的氣體和有腐蝕性和爆炸性的氣體。 效率較低,效率較低,3050%。溫度。溫度產(chǎn)生的真空度產(chǎn)生的真空度 。中國礦業(yè)大學(xué)(北京)17(二二)旋片真空泵旋片真空泵 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,旋片在彈簧及自身轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,旋片在彈簧及自身離心力的作用下,緊貼壁面滑動,工離心力的作用下,緊貼壁面滑動,工作室擴(kuò)大側(cè)氣體吸入;縮小側(cè)氣體排作室擴(kuò)大側(cè)氣體吸入;縮小側(cè)氣體排出。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈,吸、排氣各兩次。出。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈,吸、排氣各兩次。 泵的主要部分浸沒于真空油中,用以密封各部泵的主要部分浸沒于真空油中,用以密封各部件間隙并潤滑之。能產(chǎn)生件間隙并潤滑之。能產(chǎn)生5 10-3Torr (mmHg柱柱)絕壓絕壓的真空度。抽氣速率較小,適于抽除干燥氣體或含的真空度。抽氣速率較小,適于抽除干燥氣體或含少量可凝性蒸汽的氣體。少
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