流体输送技术课件任务七认识气体输送机械

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任务七 认识气体输送机械 主讲教师 赵佩 气体输送设备分类: 离心式 旋转式* 按结构分类 往复式 流体作用式 * 按出口压力分类 通风机:终压不大于1.471×104Pa (表压),压缩比< 1.15; 鼓风机:终压不大于1.471~29.2×104Pa (表压) ,压缩比< 4; 压缩机:终压> 29.2×104Pa (表压) ,压缩比> 4; 真空泵:终压接近于0,压缩比由真空度决定; 从设备中抽出气体,使设备中产生负压。说明: 后级出口气体绝压 p 压缩比 ? ? 2 前级出口气体绝压 p1 风机主要用于:气体输送; 压缩机主要用于:压缩气体。7.1 通风机 型式: 离心式——多用于气体输送; 轴流式——一般用于通风换气。 (a) 离心式 (b) 轴流式 离心式和轴流式通风机示意图(1) 离心式通风机结构及工作原理 ① 结构: 主要部件:叶轮、蜗壳; 叶片形式: 低压风机 ——叶片平直; 中、高压风机—— 叶片弯曲。 ② 工作原理 :同离心泵 1-机壳 2-叶轮 3-吸入口 4-排除口(2) 离心通风机的性能参数与特性曲线 3 3① 风量 qV :以进气口体积流量计,m /s、m /h;② 全风压 HT:单位体积的气体流过风机时所获得的能量,Pa; 风机内压力变化小,气体可视为不可压缩流体,对风机进、出口截面作能量衡算: 1 2 1 2 3 ?1z1g?p1 ? ?1u1 ?We???2z2g?p2 ? ?2u ???pf J/m 2 2 ? H ?(p ?p)? (u2 ?u2)?H ?H T 2 1 2 2 1 p k 静风压 动风压 P ③ 效率 ? ? e P P H q④ 轴功率 P ? e ? T V (kW) P ? ? ? ??1000 ⑤ 离心通风机特性曲线 说明:HT 与 流体密度ρ有关 HT ? ?We ? H?g ? H T ? ? 风机特性曲线由厂家提供,列于风机样本中。 标定条件: 1atm、20 0 C的空气 (? ? 1.2kg / m 3 )(3) 离心通风机的选用 ① 由流体性质,选择风机类型; ② 由管路所需风压、流量,确定具体型号; 0 例:输送40 C空气,管路需要HT′ qV ′选型 ? ? HT? ? HT , qV qV 1.2 ?? 风压:H ? H? 轴功率:P? ? P T T ?? 1.2 注意:按 HT 和 qV ′,从样本中选择风机 ③ 计算风机效率,使其在高效区工作。 7.2 鼓风机 类型:离心式、罗茨式(1)离心式鼓风机(透平鼓风机) 主要结构和工作原理与离心通风机类似,为产生较高的风压, 采用多级。出口表压力一般不超过294×103Pa。(2)罗茨鼓风机 ① 结构 7.3 真空泵 将气体由大气压以下的低压气体经过压缩而排向大气的设备,实际上,也 是一种压缩机。 (1)与一般压缩机的区别 ① 进气压力与排气压力之差最多也只是1.0133×105Pa,但随着进气压力逐渐 趋于真空,压缩比将要变得很高。 ② 随着真空度的提高,设备中的液体及其蒸气也将越来越容易地与气体同时 被抽吸进来,其结果是使可以达到的真空度下降。 ③ 因为所处理的气体的密度很小,所以气缸容积和功率对比就要大一些。在 一般的多级压缩中,是越到高压级气缸直径就越小,但在多级真空泵中,则 通常是做成同一尺寸的气缸。(2)真空泵的主要性能参数 ① 极限真空度或残余压力:真空泵所能达到的最高真空度; ② 抽气速率:单位时间内真空泵在残余压力和温度条件下所能吸入的气体体 积,即真空泵的生产能力,以m3/h或l/s计量。(3)真空泵的型式 化工厂中常用的几种有:往复真空泵、旋转真空泵、喷射泵。 ① 往复真空泵 ◆ 构造和作用原理虽与往复压缩机的基本相同; ◆ 吸入和排出阀门必须更加轻巧而灵活 ; ◆ 气缸左右两端之间设有平衡气道; ◆ 属于于式真空泵 。② 旋转真空泵 (a)液环真空泵: 常用的有水环真空泵、纳西泵 水环真空泵特点:属于湿式真空泵,最高真空度可达85%; 结构简单、紧凑、没有活门、经久耐用; 为了维护泵内液封以及冷却泵体,运转时常需要不断向 泵内充水。 吸入口纳西泵 1液环真空泵的特点: ◇ 抽出的气体不与泵壳直接接触,因此,在抽吸腐蚀性气体时只要叶轮采用耐腐蚀材料制造即可。 ◇ 泵内所注入的液体必须不与气体起化学反应。 (b)滑片真空泵 ③ 喷射泵 1-吸入口; 2-排除口原理:利用流体流动时,静压能与动压能相互转换的原理来吸送流体的它可用于吸送气体,也可吸送液体 。 工作流体: 蒸气(蒸气喷射泵)、水(水喷射泵)或其它流体。 2 1 3 4 1-工作蒸气;2-扩大管;3-压出口 4-混合室;5-气体吸入口 5 单级蒸气喷射泵优点:构造简单,制造容易,可用各种耐腐材料制成,不需传动设备。缺点:产生的压头小,效率低而外,其所输送的流体还与工作流体混合,口而使其应用范围受到限制。 用途:一般多用作抽真空,而不作输送用。蒸气喷射泵也常用于小型锅炉的注水操作。 真空系统的仿真操作利用仿真软件进行学习、操作。 7.4 往复式压缩机① 结构和工作原理 与往复泵相似 吸入和排出阀更加灵巧② 无余隙压缩循环 3 2 P2 P1 1 4 5 6 0 V2 V1 V 无余隙压缩循环③ 有余隙压缩循环 P 余隙体积:V 3 V 余隙系数: ? ? 3 3 2 V1 ? V3 P2大、中型压缩机的低压气缸ε< 8% 高压气缸ε≈12% P1 1 4新鲜气体:V1-V4 V1 ? V4 容积系数: ?0 ? 0 V3 V4 V2 V1 V V1 ? V3 有余隙压缩循环 无余隙时: ?0 ? 1 ? ? 0 多变压缩过程: P ? 1 ? ?? p ? k ? ? ? 1 ? ? ? 2 ? ? 1 0 ?? p ? ? ?? 1 ? ? 3 2 ? ? P2讨论: P1 1◇ 压缩比一定时,ε↑,λ0↓ 4 p 2◇ 余隙系数一定, ↑ λ0 ↓ p1 0 V3 V4 V2 V1 V p 2 λ0 =0, 压缩极限 p1 有余隙压缩循环 ◇ ε 一定,压缩机达到的最高压力是有限制的。 ④ 主要性能参数(a)排气量(生产能力或吸气量): 将压缩机在
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