流體輸送技術(shù)課件任務(wù)七 認(rèn)識氣體輸送機(jī)械

任務(wù)七認(rèn)識氣體輸送機(jī)械

主講教師趙佩氣體輸送設(shè)備分類：*按出口壓力分類往復(fù)式流體作用式

通風(fēng)機(jī)：終壓不大于1.471×104Pa(表壓)，壓縮比<1.15；

鼓風(fēng)機(jī)：終壓不大于1.471~29.2×104Pa(表壓)，壓縮比<4；

壓縮機(jī)：終壓>29.2×104Pa(表壓)，壓縮比>4；

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

離心式旋轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)主要用于：氣體輸送；壓縮機(jī)主要用于：壓縮氣體。說明：

7.1通風(fēng)機(jī)

型式：離心式——多用于氣體輸送；軸流式——一般用于通風(fēng)換氣。離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)示意圖(a)離心式(b)軸流式

(1)離心式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

①結(jié)構(gòu)：

主要部件：葉輪、蝸殼；

葉片形式：低壓風(fēng)機(jī)——葉片平直；中、高壓風(fēng)機(jī)——葉片彎曲。

②工作原理：同離心泵1－機(jī)殼2－葉輪3－吸入口4－排除口(2)離心通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)與特性曲線①風(fēng)量qV

：以進(jìn)氣口體積流量計(jì)，m3/s、m3/h；②全風(fēng)壓HT：單位體積的氣體流過風(fēng)機(jī)時(shí)所獲得的能量，Pa；風(fēng)機(jī)內(nèi)壓力變化小，氣體可視為不可壓縮流體，對風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口截面作能量衡算：靜風(fēng)壓動風(fēng)壓④軸功率

說明：HT與流體密度ρ有關(guān)⑤離心通風(fēng)機(jī)特性曲線③效率(3)離心通風(fēng)機(jī)的選用

①由流體性質(zhì)，選擇風(fēng)機(jī)類型；

②由管路所需風(fēng)壓、流量，確定具體型號；例：輸送400C空氣，管路需要HT′qV

′選型

風(fēng)機(jī)特性曲線由廠家提供，列于風(fēng)機(jī)樣本中。

標(biāo)定條件：

注意：按HT和qV′，從樣本中選擇風(fēng)機(jī)③計(jì)算風(fēng)機(jī)效率，使其在高效區(qū)工作。

7.2鼓風(fēng)機(jī)類型：離心式、羅茨式（1）離心式鼓風(fēng)機(jī)（透平鼓風(fēng)機(jī)）主要結(jié)構(gòu)和工作原理與離心通風(fēng)機(jī)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294×103Pa。（2）羅茨鼓風(fēng)機(jī)①結(jié)構(gòu)

7.3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(shí)際上，也是一種壓縮機(jī)。（1）與一般壓縮機(jī)的區(qū)別①

進(jìn)氣壓力與排氣壓力之差最多也只是1.0133×105Pa，但隨著進(jìn)氣壓力逐漸趨于真空，壓縮比將要變得很高。②

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(shí)被抽吸進(jìn)來，其結(jié)果是使可以達(dá)到的真空度下降。③

因?yàn)樗幚淼臍怏w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)①極限真空度或殘余壓力：真空泵所能達(dá)到的最高真空度；②抽氣速率：單位時(shí)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m3／h或l/s計(jì)量。（3）真空泵的型式化工廠中常用的幾種有：往復(fù)真空泵、旋轉(zhuǎn)真空泵、噴射泵。①往復(fù)真空泵◆構(gòu)造和作用原理雖與往復(fù)壓縮機(jī)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。②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(diǎn)：屬于濕式真空泵，最高真空度可達(dá)85％；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、沒有活門、經(jīng)久耐用；為了維護(hù)泵內(nèi)液封以及冷卻泵體，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(diǎn)：

抽出的氣體不與泵殼直接接觸，因此，在抽吸腐蝕性氣體時(shí)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)。吸入口1（b）滑片真空泵③噴射泵原理：利用流體流動時(shí)，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：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(diǎn)：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(diǎn)：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：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(kuò)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(jìn)行學(xué)習(xí)、操作。真空系統(tǒng)的仿真操作7.4往復(fù)式壓縮機(jī)①

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)56②

無余隙壓縮循環(huán)12340V2V1VP1P2P有余隙壓縮循環(huán)V4V3

③有余隙壓縮循環(huán)

余隙體積：V3余隙系數(shù)：新鮮氣體：V1-V4容積系數(shù)：無余隙時(shí)：大、中型壓縮機(jī)的低壓氣缸ε<8%

高壓氣缸ε≈12%12340V2V1VP1P2P有余隙壓縮循環(huán)V4V3多變壓縮過程：討論：

壓縮比一定時(shí),ε↑，λ0↓

ε一定，壓縮機(jī)達(dá)到的最高壓力是有限制的。

余隙系數(shù)一定，↑λ0

↓

λ0=0，壓縮極限④主要性能參數(shù)(a）排氣量(生產(chǎn)能力或吸氣量):將壓縮機(jī)在單位時(shí)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(shí)際排氣量<實(shí)際吸氣量(b)軸功率

⑤

多級壓縮三級壓縮機(jī)流程圖1級2級3級1234567891，4，7-氣缸；2，5-中間冷卻器；8-出口氣體冷卻器；3，6，9-油水分離器

存在壓縮極限；

溫度過高；

機(jī)械結(jié)構(gòu)不合理。

一般地，壓縮比>8時(shí)，應(yīng)采用多級壓縮.

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(jī)功耗。常用的級數(shù)：2~6級⑥壓縮機(jī)的分類和構(gòu)造分類方法:（a）吸、排氣體方式：單動、復(fù)動（b）壓縮級數(shù)：單級（壓縮比2～8）；兩級（壓縮比8～50）；多級（壓縮比100～1000）。（c）終壓：低壓（10.133×105Pa）；

中壓（10.133~101.33×105Pa）；

高壓（101.33~1013.3×105Pa）。（d）生產(chǎn)能力：小型（10m3／min以下）；中型（10～30m3／min）；

大型（30m3／min以上）。（e）壓縮氣體的種類：空氣壓縮機(jī)、氨氣壓縮機(jī)、石油氣壓縮機(jī)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離心式壓縮機(jī)離心壓縮機(jī)的工作原理、主要構(gòu)造和型號

離心壓縮機(jī)又稱透平壓縮機(jī)，其結(jié)構(gòu)、工作原理與離心通風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)相似，但由于單級壓縮機(jī)不可能產(chǎn)生很高的風(fēng)壓，故離心壓縮機(jī)都是多級的，葉輪的級數(shù)多，通常10級以上。葉輪轉(zhuǎn)速高，一般在5000r/min以上。因此可以產(chǎn)生很高的出口壓強(qiáng)。由于氣體的體積變化較大，溫度升高也較顯著，故離心壓縮機(jī)常分成幾段，每段包括若干級，葉輪直徑逐段縮小，葉輪寬度也逐級有所縮小。段與段間設(shè)有中間冷卻器將氣體冷卻，避免氣體終溫過高。離心式壓縮機(jī)典型結(jié)構(gòu)圖離心壓縮機(jī)性能離心壓縮機(jī)的喘振現(xiàn)象當(dāng)實(shí)際流量小于性能曲線所表明的最小流量時(shí)，離心壓縮機(jī)就會出現(xiàn)一種不穩(wěn)定工作狀態(tài)，稱為喘振。喘振現(xiàn)象開始時(shí)，由于壓縮機(jī)的出口壓強(qiáng)突然下降，不能送氣，出口管內(nèi)壓強(qiáng)較高的氣體就會倒流入壓縮機(jī)。發(fā)生氣體倒流后，使壓縮機(jī)內(nèi)的氣量增大，至氣量超過最小流量時(shí)，壓縮機(jī)又按性能曲線所示的規(guī)律正常工作，重新把倒流進(jìn)來的氣體壓送出去。壓縮機(jī)恢復(fù)送氣后，機(jī)內(nèi)氣量減少，至氣量小于最小流量時(shí)，壓強(qiáng)又突然下降，壓縮機(jī)出口處壓強(qiáng)較高的氣體又重新倒流入壓縮機(jī)內(nèi)，重復(fù)出現(xiàn)上述的現(xiàn)象。這樣，周而復(fù)始地進(jìn)行氣體的倒流與排出。在這個過程中，壓縮機(jī)和