氣體輸送機械培訓課件

教學內(nèi)容：1、離心通風機與壓縮機的結(jié)構(gòu)、工作原理。

2、旋轉(zhuǎn)鼓風機與壓縮機的結(jié)構(gòu)、工作原理。

3、往復(fù)式壓縮機的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性能參數(shù)及選型。教學目的：了解各種氣體輸送和壓縮機械的構(gòu)造、工作原理和性能，達到合理選用的目的。教學重點：離心通風機的選用。教學難點：往復(fù)式壓縮機的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要性能參數(shù)及選型。1.10氣體輸送機械

氣體特點：1）氣體輸送機與液體輸送機原理基本相同

2）氣體具有可壓縮性，壓力變化，氣體的體積和溫度隨之變化。

可壓縮性、p、V、t變化

3）氣體:氣體或氣—固混合雙相流

4）氣體的密度：

5）經(jīng)濟流速范圍：u氣=10～25m/su液=0.5～３m/s-氣氣、NP-21.10氣體輸送機械1概述③產(chǎn)生真空。設(shè)備：真空泵；

輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱為氣體輸送設(shè)備，其作用為對流體作功以提高其機械能，主要表現(xiàn)為靜壓能的提高。1、應(yīng)用：①輸送氣體。設(shè)備：通風機、鼓風機。車間通風與空氣調(diào)節(jié)、干燥所的熱風②產(chǎn)生高壓氣體。設(shè)備：壓縮機。氣力輸送、所需的動力源等。2、氣體輸送機械分類：①按結(jié)構(gòu)和工作原理分類：軸流式、離心式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式和流體作用式。1概述②按出口氣體的壓強（終壓）或壓縮比（p出/p進）分類：通風機：P出≤14.7kPa（表壓）壓縮比為1～1.15軸流式：產(chǎn)生的風壓低，一般用于通風離心式：多用于氣體輸送鼓風機：14.7KPa～294kPa（表壓）壓縮比為小于4壓縮機：P出＞294kPa（表壓）壓縮比為大于4真空泵：P出=大氣壓（3）與液體輸送機械比較：相似點：工作原理基本相似不同點：氣體的1概述1.工業(yè)應(yīng)用①氣體輸送壓力不高，但量大，動力消耗大②產(chǎn)生高壓氣體終到設(shè)備壓力高③生產(chǎn)真空上游設(shè)備負壓操作1.10氣體輸送機械1概述2.氣體輸送機械的特點①動力消耗大②設(shè)備體積龐大③特殊性

——氣體的可壓縮性多級離心壓縮機

1概述2軸流通風機特點：1）產(chǎn)生軸向風，如風扇

2）排風量大、風壓小

3）用于通風換氣，不用與氣體輸送常安裝在需通風的墻壁孔或天花板上

78軸流式3離心通風機依靠高速速旋轉(zhuǎn)的葉輪使氣體獲得能量，從而提高氣體的壓強。(1)離心通風機結(jié)構(gòu)特征和工作原理1．離心式通風機的結(jié)構(gòu)特點（1）葉輪直徑較大——適應(yīng)大風量（2）葉片數(shù)較多（3）葉片有平直、前彎、后彎

不求高效率時——前彎（4）機殼內(nèi)逐漸擴大的通道及出口截面常為為矩形動畫演示2．性能參數(shù)和和特性曲線（1）風量：按入入口狀態(tài)計的的單位時間內(nèi)內(nèi)的排氣體積積m3/s，m3/h（2）全風壓：單單位體積氣體體通過風機時時獲得的能量量J/m3，Pa風機進、出口口之間列B.E.忽略忽略能量損失失說明：①氣體獲能能=進出口靜靜壓差(靜風風壓)+動能差(動風風壓)②出口速度很高高，且壓縮比比小，動風壓壓占比例很高高（3）軸功率和和效率~qvP~qvqVpT~qvpS~qvp1atm、20℃用空氣測定pT0~qv，ps0~qv，P~qv，~qv離心通風機特特性曲線（2）確定風量和和全風壓生產(chǎn)任務(wù)→qv（3）根據(jù)流量和和壓頭查找合合適型號3．離心式通風風機的選型（1）根據(jù)氣體種種類和風壓范范圍，確定風風機的類型實際狀態(tài)的全全風壓pT可換算成標準準狀況下的pT’(2）離心通風機機的性能參數(shù)數(shù)主要性能參數(shù)數(shù)：風量Q、風壓HT、軸功率N和效率η。1）風量Q單位時間內(nèi)從從風機出口排排出的氣體體體積，但以風風機進口處的的氣體狀態(tài)計計。單位：m3/hHT與風機的結(jié)構(gòu)構(gòu)、尺寸、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和進入風風機的氣體的的密度有關(guān)。。2）風壓HT單位體積氣體體通過風機后后所獲得的能能量，也稱全全風壓。HT值一般由實驗驗測定。單位：Pa，習慣用mmH2O表示。HT值的實驗測測定方法：：以通風機進進口為1-1’截面，出口口為2-2’截面，以1m3氣體為基準準，在1-1’與2-2’截面間列柏柏努利方程程：整理得：簡化：全風壓為：校正：工作介質(zhì)——20℃℃,1atm下的空氣。。（HT’——操作條件下下的全風壓壓，ρ’實際輸送氣氣體的密度度）3）軸功率N（KW）與效率η有效功率為為：軸功率為：離心通風機機的特性曲曲線注：計算N時，HT和Q必須是同一一狀態(tài)下的的數(shù)值。（2-39）(3)離心通風機機的選擇1）根據(jù)管路路布局和工工藝條件，，利用柏努努利方程，，計算輸送送系統(tǒng)所需需的實際風風壓H’T，將H’T換算成實驗驗條件下的的風壓HT。2）根據(jù)所輸輸送氣體的的性質(zhì)（如如清潔空氣氣、易燃、、易爆或腐腐蝕性氣體體以及含塵塵氣體）與與風壓范圍圍，確定風風機類型。。3）根據(jù)以風風機以進口口狀態(tài)計的的實際風量量Q和實驗條件件下的全風風壓HT，選擇機號號。（4）當ρ’＞1.2kg/m3時，要核算算軸功率。。例2-12用風機將20℃、38000kg/h的空氣送入入加熱器加加熱至100℃℃，然后經(jīng)管管路送到常常壓設(shè)備內(nèi)內(nèi)，輸送系系統(tǒng)所需的的全風壓為為1200Pa(按60℃，常壓計)。試選擇擇合適風機機。若將選選定的風機機（轉(zhuǎn)速相相同）置于于加熱器之之后，是否否仍能完成成輸送任務(wù)務(wù)。解：由于輸輸送清潔空空氣，可選選用一般類類型的通風風機。然后后根據(jù)操作作條件下的的風量和實實驗條件下下的風壓來來確定。（1）選擇風機機型號。按按風機安裝裝在加熱器器前考慮。。查得20℃，101.3kPa下空氣的密密度ρ=1.205kg/m3則20℃空氣的流量量為：查得60℃，101.3kPa下空氣的密密度ρ’=1.06kg/m3將60℃下的風壓換換算為實驗驗條件下的的風壓，即即：根據(jù)風量Q=31535m3/h和風壓HT=1364Pa選擇4-72-11型機號為10c的風機。在在n=1000r/min下，風機的的有關(guān)性能能參數(shù)為：：Q=32700m3/hHT=1422PaN=16.5kWηη=94.3%(2)若風機安裝裝在加熱器器之后，則則風量發(fā)生生明顯變化化。風機的轉(zhuǎn)速速不變，在在風機入口口氣體狀態(tài)態(tài)為：100℃℃，近似常壓壓，則：故將風機安安裝在加熱熱器之后，，將不能滿滿足風量的的要求。同同時，尚需需考慮風機機是否耐高高溫。4離心鼓風機機鼓風機的終終壓p2<4atm，壓縮比p2/p1<4。離心鼓風機機又稱為透透平式鼓風風機，工作作原理與離離心通風機機相同，葉葉片數(shù)目較較多，結(jié)構(gòu)構(gòu)類似多級級離心泵。。五級離心鼓鼓風機示意意圖二、離心式式鼓風機和和壓縮機圖2-25多級離心鼓鼓風機結(jié)構(gòu)構(gòu)圖5回轉(zhuǎn)式鼓風風機羅茨鼓風機機工作原理齒輪泵正位移型：：風量n，與出口壓壓強無關(guān)風量：2~500m3/min，風壓一般般不超過80kPa氣體溫度85℃，否則轉(zhuǎn)子子會因受熱熱臌脹而卡卡住圖2-26羅茨鼓風機機圖2-27液環(huán)壓縮機機動畫演示5羅茨鼓風機機(1)結(jié)構(gòu)特征和和工作原理理(2)特性定容式鼓風風機，風量量和轉(zhuǎn)速成成正比。風量：2～500m3/min風壓：可達達80kPa（表壓）(3)安裝操作注注意事項出口安裝穩(wěn)穩(wěn)壓罐，并并配置安全全閥。流量量采用旁路路調(diào)節(jié)。操操作溫度一一般小于85℃。m3/minkgf/m2二、鼓風機1、羅茨風機工作原理、基本結(jié)構(gòu)與羅茨泵相同特點：P↑、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、振動噪聲↑、凈化空氣要求↑

型號：結(jié)構(gòu)形式葉輪規(guī)格流量/靜壓風冷水冷直徑DSDcm主要用于氣力輸送動力源26羅茨風機羅茨鼓風機機屬于正位位移型，其其風量與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速成正比比，而與出出口壓力無無關(guān)，羅茨茨鼓風機的的風量范圍圍為2～500m3／min,出口表壓力力在80kPa以內(nèi)，在表表壓力為40kPa附近效率較較高，出口口壓力過高高，泄漏增增加，效率率降低。羅茨鼓風機機的出口應(yīng)應(yīng)安裝氣體體穩(wěn)壓罐與與安全閥，，流量采用用旁路調(diào)節(jié)節(jié)。出口閥閥不能完全全關(guān)閉。操操作溫度不不超過85℃，否則引起起轉(zhuǎn)子受熱熱膨脹，發(fā)發(fā)生卡死現(xiàn)現(xiàn)象。276往復(fù)壓縮機機1.往復(fù)壓縮機機的結(jié)構(gòu)及及工作原理理往復(fù)式壓縮縮機的基本本結(jié)構(gòu)和工工作原理與與往復(fù)泵相相似，是通通過氣缸內(nèi)內(nèi)活塞的往往復(fù)運動，，使氣體完完成吸入、、壓縮和排排出工作循循環(huán)，如圖圖2-28（a）所示。圖2-28往復(fù)壓縮機機工作過程程①開始時刻P1,V1,②壓縮階段，活塞位于于最右端，點1向左運動S關(guān)D關(guān)直至2點，D被頂開之前前P2,V2,③排氣階段繼續(xù)向左D開排氣P2不變直至最左端端，V=0點3④吸氣階段向右運動P=P10V1點1點2(2)壓縮類型等溫壓縮；；絕熱壓縮縮；多變壓壓縮(1)工作原理(3)理想工作過過程等溫、、絕熱壓縮縮功表達式式分別為：：若假設(shè)膨脹脹為絕熱過過程則有：：(4)有余隙的壓壓縮循環(huán)余隙——排氣結(jié)束活活塞左側(cè)留留有一定空空隙余隙膨脹階階段——34說明：余隙的存在在使吸、排排氣量減小小且，則，吸、排氣量量壓縮比，則，吸、排氣量量(5)多級壓縮——級間冷卻原因：壓縮比大時時，則，吸、排氣量量氣體溫度過過高機械結(jié)構(gòu)不不合理級數(shù)越多，，越接近等等溫壓縮，，結(jié)構(gòu)越復(fù)復(fù)雜常用2-6級，級壓縮縮比3~5各級壓縮比比相等，則則總壓縮功功最小(6)往復(fù)式壓縮縮機的流量量調(diào)節(jié)①調(diào)節(jié)原動機機轉(zhuǎn)速②旁路調(diào)節(jié)③改變氣缸余余隙體積2.多級壓縮3.往復(fù)壓縮機機的性能⑴壓力。⑵排氣量。⑶功率及效率率。4.往復(fù)壓縮機機的選型與與調(diào)節(jié)往復(fù)壓縮機機基本的選選型步驟為為：首先根根據(jù)輸送氣氣體的性質(zhì)質(zhì)，決定壓壓縮機的類類型，再根根據(jù)生產(chǎn)任任務(wù)和廠房房布置情況況等確定壓壓縮機的結(jié)結(jié)構(gòu)形式和和級數(shù)，最最后根據(jù)排排氣量和壓壓力從產(chǎn)品品樣本中選選用合適的的壓縮機。。往復(fù)式壓縮縮機與的流流量調(diào)節(jié)已已講7離心式壓縮縮機：透平平式壓縮機機2.3.3往復(fù)壓縮機機2.工作過程理想壓縮循循環(huán)主要部件：：氣缸、活活塞、吸氣氣閥和排氣氣閥。1.往復(fù)式壓縮縮機的結(jié)構(gòu)構(gòu)工作原理：：與往復(fù)泵泵相同1、壓縮階段段2、排氣階段段3、吸氣階段段實際壓縮循循環(huán)1、壓縮階段段2、排氣階段段3、膨脹階段段4、吸氣階段段一個理想壓壓縮循環(huán)所所需的理論論功為:依據(jù)不同的的過程積分分上式，得得到:等溫壓縮過過程：3.往復(fù)壓縮機機做功絕熱壓縮過過程:多變壓縮過過程:等溫壓縮過過程所需的的外功最少少，而絕熱熱壓縮過程程消耗的外外功最多。。絕熱壓縮時時，排出氣氣體的溫度度：4.實際壓縮循循環(huán)（1）若按絕熱熱考慮，所所需外功：：（2）余隙系數(shù)數(shù)：余隙體體積占活塞塞推進一次次所掃過的的體積百分分率。（3）容積系數(shù)數(shù)：壓縮機機一次循環(huán)環(huán)吸入的氣氣體體積和和活塞一次次掃過的體體積之比。。相互關(guān)系：：5.往復(fù)壓縮機機的主要性性能參數(shù)(1)排氣量：單單位時間內(nèi)內(nèi)排出的氣氣體體積換換算成吸入入狀態(tài)的數(shù)數(shù)值，又稱稱壓縮機的的輸氣量或或生產(chǎn)能力力。理論吸氣量量：單動：雙動：實際排氣量量：(2)軸功率和效效率絕熱壓縮理理論功率：：實際所需的的軸功率:（ηa—絕熱總效率率）6.多級壓縮①避免排出氣氣體溫度過過高。②減少功耗，，提高壓縮縮機的經(jīng)濟濟性。③提高汽缸容容積利用率率。④壓縮機結(jié)構(gòu)構(gòu)更為合理理。多級壓縮一一般采用同同一壓縮比比:當壓縮比大大于8時，一般采采用多級壓壓縮。優(yōu)點點：理論功：7.往復(fù)壓縮機機的選用(1)首先根據(jù)氣氣體的性質(zhì)質(zhì)定類型；；(2)根據(jù)排氣量量和排氣壓壓強(或壓縮比)選擇合適的的型號。8.往復(fù)壓縮機機的安裝與與運轉(zhuǎn)：(1)安裝往復(fù)壓縮機機的排氣量量是間歇的的，不均勻勻的。為此此排出的氣氣體要先經(jīng)經(jīng)過緩沖罐罐，再進入入輸氣管路路，作用有有二：①使氣體輸送送流量均勻勻；②使氣體中夾夾帶的油沫沫得到沉降降、分離。。(2)啟動與運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)啟動時全開開正路和旁旁路，采用用降壓啟動動，待轉(zhuǎn)速速接近正常常時恢復(fù)正正常電壓。。往復(fù)壓縮機機運轉(zhuǎn)時：：①注意各部分分的潤滑和和冷卻；②運行時不允允許關(guān)閉出出口閥門。。2、離心式鼓鼓風機1）工作原理理與離心式式通風機相相同2）多為多級級，與多級級離心泵相相似3）壓縮比不不大4）選擇方法法與離心通通風機相同同45三、壓縮機機1、什么叫壓壓縮機？壓壓縮機是是一種壓縮縮氣體提高高氣體壓力力或輸送氣氣體的機器器，又叫壓壓氣機和壓壓風機、各種壓縮機機都屬于動動力機械，，能將氣體體體積縮小小，壓力增增高，具有有一定的動動能，可作作為機械動動力或其他他用途。根據(jù)所壓縮縮的氣體不不同，稱空空氣壓縮機機，氧氣壓壓縮機、氨氨壓縮機、、煤氣壓縮縮機、等等等462、壓縮機有有什么用途途？隨著國民經(jīng)經(jīng)濟的飛躍躍發(fā)展，壓壓縮機在工工業(yè)上應(yīng)用用極為廣泛泛。壓縮機機因其用途途廣泛而被被稱為“通通用機械””。根據(jù)壓壓縮氣體的的使用性質(zhì)質(zhì)不同的特特點可分下下列幾種：：

（1）壓縮空空氣作為動動力（2）壓縮氣氣體用于制制冷

（3）壓縮氣氣體用于合合成及聚合合；

（4）氣體輸輸送：用用于管管道輸送氣氣體的壓縮縮機，視管管道長短而而決定其壓壓力。送遠遠程煤氣時時，壓力可可達30公斤/平方厘米。。473、壓縮機分分類壓壓縮機機按結(jié)構(gòu)原原理形式的的不同分類類如下：（（1）往復(fù)式（（活塞式））壓縮機、、（2）回轉(zhuǎn)式（（旋轉(zhuǎn)式））壓縮機（（渦輪式、、水環(huán)式、、透平）壓壓縮機，（3）軸流式壓壓縮機，（4）噴射式壓壓縮機（5）螺桿壓縮縮機其中應(yīng)用最最為廣泛的的是往復(fù)式式（活塞式式）壓縮機機48往復(fù)式（活活塞式）壓壓縮機4、往復(fù)式壓壓縮機工作作原理49

50往復(fù)式壓壓縮機根根據(jù)氣缸缸的空間間位置分分為：立式：氣氣缸垂直直放置臥式：氣氣缸水平平放置角式：W型V型L型515253541.理想壓縮縮循環(huán)工作過程程氣體吸入入過程4-1氣體壓縮縮過程1-2氣體排出出過程2-3瞬間降壓壓過程3-455有余隙壓壓縮機實際工作作過程吸氣、壓壓縮、排排氣、膨膨脹余隙體積積與活塞塞掃過的的體積之之比，稱稱為余隙隙系數(shù)，，以ε表示，即即：2.有余隙壓壓縮循環(huán)環(huán)P1P22134v3v4v1v2vp(a)(b)(c)(d)56余隙系數(shù)數(shù)一定時時，壓縮縮比越高高，余隙隙內(nèi)氣體體膨脹后后所占的的體積就就越大，，吸氣量量就越少少；當壓壓縮比超超過某一一數(shù)值時時，吸氣氣量可能能降為零零。因此此余隙體體積和壓壓縮比都都不能太太大，應(yīng)應(yīng)有限制制。一般般ε=0.3～0.1范圍，當當壓縮比比大于8時應(yīng)采用用多級壓壓縮。571-外殼2-葉輪3-氣體入口口4-氣體出口口5.液環(huán)式壓壓縮機當葉輪旋旋轉(zhuǎn)一周周時，每每個月牙牙形空間間內(nèi)的小小室，逐逐漸由小小變大和和由大變變小各兩兩次，氣氣體分別別從兩個個吸入?yún)^(qū)區(qū)吸入，，從兩個個排出區(qū)區(qū)排出。。液環(huán)式壓壓縮機產(chǎn)產(chǎn)生壓強強可達0.5～0.6MPa，一般在在0.15～0.18MPa處工作效效率最高高。液環(huán)環(huán)式壓縮縮機也可可作為真真空泵使使用，稱稱為液環(huán)環(huán)真空泵泵。58四、真空空泵作用：從從設(shè)備或或系統(tǒng)中中抽出氣氣體，使使其中的的絕對壓壓力低于于大氣壓。。型式：往往復(fù)式旋轉(zhuǎn)式噴射式1、往復(fù)式式工作原理理：與往往復(fù)泵相相似分類（1）干式：：只抽吸吸氣體，，真空度度應(yīng)應(yīng)用廣廣，體積積（2）濕式：：可吸氣氣體與液液體，真真空度應(yīng)應(yīng)用較少少，體積積2、旋轉(zhuǎn)式式：水環(huán)環(huán)真空泵泵、旋片片泵、羅羅茨泵等等59水環(huán)真空空泵60水環(huán)真空空泵工作作原理6162旋片片泵泵1-泵殼2-旋片3-轉(zhuǎn)子4-彈簧5-排氣閥片片旋片真空空泵可達達較高真真空度，，但抽氣氣速率較較小，常常用于抽抽氣量小小的設(shè)備備。63旋片泵工工作原理理64羅茨茨泵泵65