化工單元操作任務(wù)七 認(rèn)識氣體輸送機械

1、復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧 復(fù)習(xí)一復(fù)習(xí)一 離心泵的工作原理離心泵的工作原理 啟動前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動啟動前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動高速轉(zhuǎn)動，葉片間的液體也隨著轉(zhuǎn)動。在高速轉(zhuǎn)動，葉片間的液體也隨著轉(zhuǎn)動。在離心力離心力的作用下，液體的作用下，液體從葉輪中心被從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進入蝸，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴大而減速，又將部分形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴大而減速，又將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要，最后以較高的壓力流入

2、排出管道，送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的場所。液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的真真空空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中?？梢?，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動，液體便會不斷地被續(xù)壓入葉輪中?？梢?，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動，液體便會不斷地被吸入和排出。吸入和排出。 復(fù)習(xí)二復(fù)習(xí)二 離心泵的主要部件離心泵的主要部件 主要部件：主要部件： 葉輪、葉輪、泵殼、泵殼、軸封軸封作用：作用：葉輪通過高速旋轉(zhuǎn)將原動機的能量傳給液體，以葉輪通過高速旋轉(zhuǎn)將原動機的能量傳給液體，以提高液體的靜壓能和動能

3、。提高液體的靜壓能和動能。作用：作用：將葉輪封閉在一定的空間內(nèi)，以便由葉輪的作用吸入和壓出液體蝸殼形流道截面積逐漸擴大，從葉輪四周甩出的高速液體逐漸減速，部分動能有效轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時又是一個能量轉(zhuǎn)換裝置。作用：作用：防止泵殼內(nèi)高壓液體沿軸漏出或外界空氣被吸入泵的低壓區(qū)。任務(wù)七任務(wù)七 認(rèn)識氣體輸送機械認(rèn)識氣體輸送機械 主講教師主講教師 趙佩趙佩氣體輸送機械在化工生產(chǎn)中的作用氣體輸送機械在化工生產(chǎn)中的作用非常廣泛非常廣泛與液體輸送機械與液體輸送機械結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和和原理原理大體相同大體相同也分也分四種四種類型類型氣體輸送設(shè)備分類：氣體輸送設(shè)備分類：* 按出口壓力分類按出口

4、壓力分類往復(fù)式往復(fù)式 流體作用式流體作用式 通風(fēng)機通風(fēng)機：終壓不大于1.471104Pa (表壓)，壓縮比 1.15； 鼓風(fēng)機鼓風(fēng)機：終壓不大于1.47129.2104Pa (表壓) ，壓縮比 29.2104Pa (表壓) ，壓縮比 4； 真空泵真空泵：終壓接近于0，壓縮比由真空度決定； 從設(shè)備中抽出氣體，使設(shè)備中產(chǎn)生負(fù)壓。* 按結(jié)構(gòu)分類按結(jié)構(gòu)分類 離心式離心式 旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式風(fēng)機主要用于：氣體輸送；風(fēng)機主要用于：氣體輸送；壓縮機主要用于：壓縮氣體。壓縮機主要用于：壓縮氣體。12pp前級出口氣體絕壓后級出口氣體絕壓壓縮比說明：說明：氣體輸送設(shè)備分類氣體輸送設(shè)備分類類類 型型終壓終壓/kPa/kP

5、a（表壓）（表壓）壓縮比壓縮比用途用途通風(fēng)機通風(fēng)機15151 11.151.15用于換氣通風(fēng)用于換氣通風(fēng)鼓風(fēng)機鼓風(fēng)151.154 4用于送氣用于送氣壓縮機壓縮機3003004 4造成高壓造成高壓真空泵真空泵當(dāng)?shù)卮髿鈮寒?dāng)?shù)卮髿鈮河烧婵斩葲Q定由真空度決定用于減壓操作用于減壓操作 7.1 通風(fēng)機通風(fēng)機 型式：型式： 離心式離心式風(fēng)量大，壓頭高，多用于氣體輸送；風(fēng)量大，壓頭高，多用于氣體輸送； 軸流式軸流式風(fēng)壓小，風(fēng)量大，一般用于通風(fēng)換氣，風(fēng)壓小，風(fēng)量大，一般用于通風(fēng)換氣， 不用來輸送氣體。不用來輸送氣體。離心式和軸流式通風(fēng)機示意圖離心式和軸流式通風(fēng)機示意圖(a) 離心式離心

6、式(b) 軸流式軸流式 (1) 離心式通風(fēng)機結(jié)構(gòu)及工作原理離心式通風(fēng)機結(jié)構(gòu)及工作原理 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 主要部件主要部件：葉輪、蝸殼； 葉片形式葉片形式： 低壓風(fēng)機 葉片平直； 中、高壓風(fēng)機 葉片彎曲，（徑向、前彎后彎）一般后彎，高效風(fēng)機。 工作原理工作原理 ：同離心泵1機殼2葉輪3吸入口4排出口根據(jù)所產(chǎn)生的壓頭大小，可將離心式通風(fēng)機分為：低壓通風(fēng)機：出口風(fēng)壓低于低壓通風(fēng)機：出口風(fēng)壓低于0.98070.980710103 3PaPa（表壓）（表壓）中壓通風(fēng)機：中壓通風(fēng)機： 0.98070.980710103 32.9422.94210103 3Pa Pa （表壓）（表壓）高壓通風(fēng)機：高壓通風(fēng)機：2

7、.942 2.942 10103 314.714.710103 3Pa Pa （表壓）（表壓）(2) 離心通風(fēng)機的性能參數(shù)與特性曲線離心通風(fēng)機的性能參數(shù)與特性曲線 風(fēng)量風(fēng)量 qv ：是指單位時間內(nèi)通風(fēng)機輸送的氣體體積。是指單位時間內(nèi)通風(fēng)機輸送的氣體體積。以進氣口體積流量計，以進氣口體積流量計，m3/s、m3/h； 風(fēng)量風(fēng)量 風(fēng)壓風(fēng)壓 效率效率 軸功率軸功率fepupgzWupgz222222111112121kpTHHuuppH)(2)(2122123/mJ 全風(fēng)壓全風(fēng)壓 HT：單位體積的氣體流過風(fēng)機時所獲得的能量，單位體積的氣體流過風(fēng)機時所獲得的能量，Pa； 風(fēng)機內(nèi)壓力變化小，氣體可視為不可

8、壓縮流體，對風(fēng)機進、出口1-1 、2-2 截面間作能量衡算即列伯努利方程：靜風(fēng)壓靜風(fēng)壓動風(fēng)壓動風(fēng)壓gHWHeTTH 軸功率軸功率 PPe)(1000kWqHPPVTeP說明：說明：HT 與與 流體密度流體密度有關(guān)有關(guān) 離心通風(fēng)機特性曲線離心通風(fēng)機特性曲線 效率效率(3) 離心通風(fēng)機的選用離心通風(fēng)機的選用 由流體性質(zhì)，選擇風(fēng)機類型；由流體性質(zhì)，選擇風(fēng)機類型； 由管路所需風(fēng)壓、流量，確定具體型號；由管路所需風(fēng)壓、流量，確定具體型號； 例：輸送例：輸送400 0C空氣，管路需要空氣，管路需要HT qV 選型選型 風(fēng)機特性曲線由廠家提供，列于風(fēng)機樣本中。風(fēng)機特性曲線由廠家提供，列于風(fēng)機樣本中。 標(biāo)定條

9、件：標(biāo)定條件：)/2 . 1(20130mkgCatm的空氣、2 . 1PP軸功率：2 . 1TTHH風(fēng)壓： 注意：按注意：按標(biāo)定條件風(fēng)壓標(biāo)定條件風(fēng)壓H HT T 和實際操作風(fēng)量和實際操作風(fēng)量 q qV V ，從樣本中選擇風(fēng)機，從樣本中選擇風(fēng)機 計算風(fēng)機效率，使其在高效區(qū)工作。計算風(fēng)機效率，使其在高效區(qū)工作。,TTHH VVqq 現(xiàn)從一氣柜向某設(shè)備輸送密度為現(xiàn)從一氣柜向某設(shè)備輸送密度為1.36kg/m1.36kg/m3 3的氣體，的氣體，氣柜內(nèi)的壓力為氣柜內(nèi)的壓力為650Pa650Pa（表壓），設(shè)備內(nèi)的壓力為（表壓），設(shè)備內(nèi)的壓力為102.1kPa102.1kPa（絕壓）。通風(fēng)機輸出管路的流速

10、為（絕壓）。通風(fēng)機輸出管路的流速為12.5m/s12.5m/s，管路中的壓力損失為，管路中的壓力損失為500Pa500Pa。試計算管路。試計算管路中所需的全風(fēng)壓。（設(shè)大氣壓力為中所需的全風(fēng)壓。（設(shè)大氣壓力為101.3kPa101.3kPa） 例例 題一題一解解： 2212()2TfHPPuP 5005 .12236. 11065. 03 .1011 .10223Pa25.756 空氣最大的輸送量為空氣最大的輸送量為14500kg/h,14500kg/h,在此風(fēng)量下輸送在此風(fēng)量下輸送系統(tǒng)所需全風(fēng)壓（表壓）為系統(tǒng)所需全風(fēng)壓（表壓）為1600Pa1600Pa（一風(fēng)機入口（一風(fēng)機入口狀態(tài)計），入口溫度

11、為狀態(tài)計），入口溫度為4040。試選一臺合適的離。試選一臺合適的離心通風(fēng)機。已知當(dāng)?shù)卮髿鈮簽樾耐L(fēng)機。已知當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?5kPaPa。例例 題二題二1 1、計算入口狀態(tài)下的空氣流量：、計算入口狀態(tài)下的空氣流量：入口狀態(tài)下的空氣密度可按理想氣體計算入口狀態(tài)下的空氣密度可按理想氣體計算解：解：33395 1029 101.059/8.314 (27340)PMkg mRT則入口狀態(tài)下的空氣流量為則入口狀態(tài)下的空氣流量為33145001.369 10/1.059mvqqmh2、將操作條件下的全風(fēng)壓、將操作條件下的全風(fēng)壓1600Pa （表壓），（表壓），換算為標(biāo)定條件下的全風(fēng)壓：換算為標(biāo)定條件下的全風(fēng)

12、壓：1.21.2160018131.059TTHHPa全風(fēng)壓：3、由附錄十表，查得由附錄十表，查得4-72-11-6c4-72-11-6c型離心通風(fēng)機，型離心通風(fēng)機，其中其中4-72-114-72-11為離心通風(fēng)機代號，為離心通風(fēng)機代號，6 6為機號，為機號，c c表示用三角皮帶傳動。表示用三角皮帶傳動。該機的性能如下：該機的性能如下：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速全風(fēng)壓全風(fēng)壓風(fēng)量風(fēng)量效率效率電機功率電機功率2000r/min1941.8Pa14100m3/h91%10KW思考題思考題A A、離心通風(fēng)機的終壓小于、離心通風(fēng)機的終壓小于1500mmH1500mmH2 2O O柱；柱；B B、離心鼓風(fēng)機的終壓為、離心鼓

13、風(fēng)機的終壓為1500mmH1500mmH2 2O O柱柱3kgf/cm3kgf/cm2 2，壓，壓 縮比大于縮比大于4 4。C C、離心壓縮機終壓為、離心壓縮機終壓為3kgf/cm3kgf/cm2 2（表壓）以上，壓縮（表壓）以上，壓縮比大于比大于4 4；D D、離心鼓風(fēng)機的終壓為、離心鼓風(fēng)機的終壓為3kgf/cm3kgf/cm2 2，壓縮比大于，壓縮比大于4 4。1、下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ）。）。 1kgf/cm1kgf/cm2 2 100Pa 100Pa C CA A、輸任何條件的氣體介質(zhì)的全風(fēng)壓都達到、輸任何條件的氣體介質(zhì)的全風(fēng)壓都達到 100mmH100mmH2 2O

14、O；B B、輸送空氣時不論流量的多少，全風(fēng)壓都可達到、輸送空氣時不論流量的多少，全風(fēng)壓都可達到100mmH100mmH2 2O O；C C、輸送任何氣體介質(zhì)當(dāng)效率最高時，全風(fēng)壓為、輸送任何氣體介質(zhì)當(dāng)效率最高時，全風(fēng)壓為100mmH100mmH2 2O O；D D、輸送、輸送2020，101325Pa101325Pa的空氣，在效率最高時全風(fēng)的空氣，在效率最高時全風(fēng)壓為壓為100mmH100mmH2 2O O。2、離心通風(fēng)機銘牌上的標(biāo)明風(fēng)壓是離心通風(fēng)機銘牌上的標(biāo)明風(fēng)壓是 100mmH100mmH2 2O O意思是（意思是（ ）。）。標(biāo)定條件：標(biāo)定條件：)/2 . 1(20130mkgCatm的空氣

15、、DA A、體積較??；、體積較?。籅 B、壓頭相應(yīng)也更高；、壓頭相應(yīng)也更高；C C、結(jié)構(gòu)設(shè)計更簡單；、結(jié)構(gòu)設(shè)計更簡單；D D、效率更高。、效率更高。3、與液體相比，輸送相同質(zhì)量流量與液體相比，輸送相同質(zhì)量流量的氣體，氣體輸送機械的（的氣體，氣體輸送機械的（ ）。）。 氣體具有壓縮性和密度小氣體具有壓縮性和密度小BA A、保持軸承潤滑良好，溫度不超過、保持軸承潤滑良好，溫度不超過6565；B B、保持冷卻水暢通，出水溫度不超過、保持冷卻水暢通，出水溫度不超過3535；C C、注意風(fēng)機有無雜音、振動、地腳螺栓和緊固、注意風(fēng)機有無雜音、振動、地腳螺栓和緊固件是否松動，保持設(shè)備清潔，零部件齊全；件是否

16、松動，保持設(shè)備清潔，零部件齊全；D D、以上三種要求。、以上三種要求。4、通風(fēng)機日常維護保養(yǎng)要求做到（通風(fēng)機日常維護保養(yǎng)要求做到（ ）。）。D 7.2 鼓風(fēng)機鼓風(fēng)機類型：類型：離心式、羅茨式（1）離心式鼓風(fēng)機（透平鼓風(fēng)機）離心式鼓風(fēng)機（透平鼓風(fēng)機） 主要結(jié)構(gòu)和工作原理與離心通風(fēng)機類似，為產(chǎn)生較高的風(fēng)壓，采用多級。出口表壓力一般不超過294103Pa。（2）羅茨鼓風(fēng)機）羅茨鼓風(fēng)機 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 7.3 真空泵真空泵 將氣體由大氣壓以下的低壓氣體經(jīng)過壓縮而排向大氣的設(shè)備，實際上，也是一種壓縮機。 （1）與一般壓縮機的區(qū)別）與一般壓縮機的區(qū)別 進氣壓力與排氣壓力之差最多也只是1.0133105Pa，但隨

17、著進氣壓力逐漸趨于真空，壓縮比將要變得很高。 隨著真空度的提高，設(shè)備中的液體及其蒸氣也將越來越容易地與氣體同時被抽吸進來，其結(jié)果是使可以達到的真空度下降。 因為所處理的氣體的密度很小，所以氣缸容積和功率對比就要大一些。在一般的多級壓縮中，是越到高壓級氣缸直徑就越小，但在多級真空泵中，則通常是做成同一尺寸的氣缸。（2）真空泵的主要性能參數(shù)）真空泵的主要性能參數(shù) 極限真空度或殘余壓力：極限真空度或殘余壓力：真空泵所能達到的最高真空度； 抽氣速率：抽氣速率：單位時間內(nèi)真空泵在殘余壓力和溫度條件下所能吸入的氣體體積，即真空泵的生產(chǎn)能力，以m3h或l/s計量。（3）真空泵的型式）真空泵的型式 化工廠中常

18、用的幾種有：往復(fù)真空泵、旋轉(zhuǎn)真空泵、噴射泵。 往復(fù)真空泵往復(fù)真空泵 構(gòu)造和作用原理雖與往復(fù)壓縮機的基本相同； 吸入和排出閥門必須更加輕巧而靈活 ； 氣缸左右兩端之間設(shè)有平衡氣道； 屬于于式真空泵 。 旋轉(zhuǎn)真空泵旋轉(zhuǎn)真空泵（a）液環(huán)真空泵： 常用的有水環(huán)真空泵、納西泵 特點：屬于濕式真空泵，最高真空度可達85； 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、沒有活門、經(jīng)久耐用； 為了維護泵內(nèi)液封以及冷卻泵體，運轉(zhuǎn)時常需要不斷向 泵內(nèi)充水。 水環(huán)真空泵納西泵 液環(huán)真空泵的特點：液環(huán)真空泵的特點： 抽出的氣體不與泵殼直接接觸，因此，在抽吸腐蝕性氣體時只要葉輪采用耐腐蝕材料制造即可。 泵內(nèi)所注入的液體必須不與氣體起化學(xué)反應(yīng)。 吸入

19、口吸入口1（b）滑片真空泵 噴射泵噴射泵原理：原理：利用流體流動時，靜壓能與動壓能相互轉(zhuǎn)換的原理來吸送流體的它可用于吸送氣體，也可吸送液體 。 工作流體：工作流體： 蒸氣（蒸氣噴射泵）、水（水噴射泵）或其它流體。 1吸入口； 2排除口優(yōu)點：優(yōu)點：構(gòu)造簡單，制造容易，可用各種耐腐材料制成，不需傳動設(shè)備。缺點：缺點：產(chǎn)生的壓頭小，效率低而外，其所輸送的流體還與工作流體混合，口而使其應(yīng)用范圍受到限制。 用途：用途：一般多用作抽真空，而不作輸送用。蒸氣噴射泵也常用于小型鍋爐的注水操作。 154231-工作蒸氣；2-擴大管；3-壓出口4-混合室；5-氣體吸入口 單級蒸氣噴射泵利用仿真軟件進行學(xué)習(xí)、操作。

20、利用仿真軟件進行學(xué)習(xí)、操作。真空系統(tǒng)的仿真操作真空系統(tǒng)的仿真操作7.4 往復(fù)式壓縮機往復(fù)式壓縮機 結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)和工作原理 與往復(fù)泵相似 吸入和排出閥更加靈巧12340V2V1VP1P2 無余隙壓縮循環(huán)56 無余隙壓縮循環(huán)無余隙壓縮循環(huán)12340V2V1VP1P2P 有余隙壓縮循環(huán)V4V3 有余隙壓縮循環(huán)有余隙壓縮循環(huán) 余隙體積：V3余隙系數(shù)：余隙系數(shù)：313VVV新鮮氣體：V1-V4容積系數(shù)：容積系數(shù)：31410VVVV010無余隙時：大、中型壓縮機的低壓氣缸 8% 高壓氣缸12%12340V2V1VP1P2P 有余隙壓縮循環(huán)V4V3111120kpp多變壓縮過程：多變壓縮過程：討論：討

21、論：壓縮比一定時,，0 一定，壓縮機達到的最高壓力是有限制的。 余隙系數(shù)一定， 0 0 =0， 壓縮極限12pp12pp 主要性能參數(shù)主要性能參數(shù)(a）排氣量）排氣量(生產(chǎn)能力或吸氣量生產(chǎn)能力或吸氣量): 將壓縮機在單位時間內(nèi)排出的氣體體積換算成吸入狀態(tài)下的數(shù)值。由于泄露，實際排氣量實際排氣量 8時，應(yīng)采用多級壓縮. 原因：原因：增加氣缸減小壓縮比，減少余隙的影響；中間冷卻器降低氣體溫度，降低壓縮機功耗。常用的級數(shù)：2 6 級 壓縮機的分類和構(gòu)造壓縮機的分類和構(gòu)造分類方法分類方法:（a） 吸、排氣體方式：單動、復(fù)動（b） 壓縮級數(shù)： 單級（壓縮比28）； 兩級（壓縮比850）； 多級（壓縮比1

22、001000）。（c） 終壓 ： 低壓（10.133105Pa）； 中壓（10.133101.33105Pa）； 高壓（101.331013.3105Pa）。（d） 生產(chǎn)能力：小型（10m3min以下）； 中型（1030m3min）； 大型（30m3min以上）。（e）壓縮氣體的種類：空氣壓縮機、氨氣壓縮機、石油氣壓縮機等；（f）氣缸在空間的位置:立式（氣缸垂直放置）； 臥式（氣缸水平放置）； 角式（氣缸互相配置成V型、W型、L型）。7.5 7.5 離心式壓縮機離心式壓縮機離心壓縮機的工作原理、主要構(gòu)造和型號離心壓縮機的工作原理、主要構(gòu)造和型號 離心壓縮機又稱透平壓縮機透平壓縮機，其結(jié)構(gòu)、工作原理與離心通