流体输送——气体输送设备

作者:雷竞技官网发布日期:2020-07-10 22:59

  流体输送——气体输送设备_机械/仪表_工程科技_专业资料。任务六 气体输送机械的应用与操作 一、气体输送机械的分类 ? 按其结构和工作原理可分为四类: ? 离心式 ? 往复式 ? 旋转式 ? 流体作用式 一、气体输送机械的分类 根据所能产生的终压(

  任务六 气体输送机械的应用与操作 一、气体输送机械的分类 ? 按其结构和工作原理可分为四类: ? 离心式 ? 往复式 ? 旋转式 ? 流体作用式 一、气体输送机械的分类 根据所能产生的终压(出口压力)或压缩比(即气 体出口压力与进口压力之比)进行分类: ? (1)通风机 ? 终压不大于15kPa(表压),压缩比为1~1.5; ? (2)鼓风机 ? 终压为15~300 kPa(表压),压缩比小于4; ? (3)压缩机 ? 终压在300kPa(表压)以上,压缩比大于4; ? (4)真空泵 ? 终压小于当时当地大气压力形成真空的气体输送设 备,压缩比较大。 二、离心式气体输送机械 ? (一)通风机 ? (二)离心式鼓风机和压缩机 (一)通风机 ? 1、通风机的工作原理与结构 低压离心通风机:风压≤100mm水柱; 中压离心通风机:风压为100~300mm水柱; 高压离心通风机:风压为300~1500mm水柱。 ? 2、离心通风机的性能参数与特性曲线)风量Q ? 风量Q是单位时间内离心通风机输送的气体体积,单位是m3/h或 m3/s。 ? (2)全风压HT与静风压HP ? 全风压或全压以HT表示,是1m3被输送的气体(以进口处气体状 况计)经过通风机后增加的总能量;而静风压或静压以HP表示, 只反映静压的增加。 HT ? ? p2 ? p1 ? ? u22 2 ? ? (3)轴功率N及效率η ? 离心通风机的轴功率和效率可参照离心泵,按正式计算: ? ? 式中η:全效率。 N ? HT Q ? 离心式通风机的特性曲线 离心式通风机的特性曲线、离心式通风机的选用 ? 离心式通风机的选用,由所需的气体流量和风压,对照 离心通风机的特性曲线或性能表选择合适的通风机。 ? 选用时,必须把管路所需要的风压换算成上述规定状态 下的风压H′,然后按H′的数值进行选用。H′按下式计算: H ? ? H ???? 1.2 ? ???? (二)离心式鼓风机和压缩机 ? 1、离心鼓风机 ? 离心式鼓风机其主要构造和工作原理与离心通机机类似,由 于单级叶轮所产生的压头很低,故一般采用多级叶轮。图1109所示,为五级离心鼓风机。D1200—22 图1-109 五级离心鼓风机 ? 2、离心式压缩机 ? (1)离心式压缩机的构造及特点 ? 离心式压缩机常称为透平式压缩机, ? 由于气体压力逐级增大,气体体积则相应缩小;因而叶轮也逐级 变小。 ? 当气体经过多级压缩后,温度显著上升,因而压缩机分为n段, 每段包括若干级,段与段间设置中间冷却器,以降低气体的温度。 ? 气体的压缩比越大,气体温度的升高就越多,则更需要中间冷却。 ? (2)离心式压缩机的的喘振与堵塞 ? 离心式压缩机在工作中,当流量减小到某一较小值时, 出现周而复始,就出现了叶道内周期性的气流脉动,这 就是喘振。 ? 发生喘振时,压缩机级和其后连接的储气罐中会产生一 种低频高振幅的压力脉动,引起叶轮应力的增加,噪声 严重;进而整个机器产生强烈振动,甚至无法工作 ? 离心式压缩机在工作中,当流量增大到某一值时,摩擦损 失、冲击损失都会很大,气体所获得的能量全部消耗在流 动损失上,使气体压力得不到提高,同时,气流速度也将 达到音速,再提高也不可能了,这种现象称为堵塞。 ? 离心式压缩机的工作只能在喘振工况与堵塞工况之间, 此区域称为稳定工况区。 ? (3)离心式压缩机的调节 ? ①出口节流调节法 ? ②进口节流调节法 ? ③采用可转动的进口导叶 ? ④改变压缩机的转速: 三、旋转式气体输送机械 ? 旋转式气体输送机械与旋转泵相似,机壳中有一个 或两个旋转的转子。根据排出气体的压力不同又可分 为: ? 旋转式鼓风机(rotary blower)、 ? 旋转式压缩机(rotary compressor)。 ? 旋转式设备的特点是:构造简单、紧凑、体积小、 排气连续均匀,适用于所需压力不大,而流量较大的 场合。 1、罗茨鼓风机( roots blower ? 罗茨鼓风机的工作原理:机壳内有两个腰形转子或两 个三星形转子(又称风叶),两转子的旋转方向相反,使 气体从一侧吸入,从另一侧排出。如果改变转子的旋转方 向,可使其吸入口和压出口互换。 图1-111 罗茨鼓风机 2、液环式压缩机(liquidring compressor) ? 液环式压缩机又称纳氏泵。它是由椭圆形外壳和圆形叶轮 所组成。壳内充有适量液体,当叶轮转动时,液体在离心 力作用下,沿椭圆形内壳形成一层液环。在液环内,椭圆 形长轴两端显出两月牙空隙,供气体进入和排出。 图1-112 液环式压缩机 3、活片式压缩机 ? 转子1上有一列缝隙。各缝隙内嵌入厚度为0.8~2.5mm 的可滑动的钢片2,当转子依箭头方向旋转时,各滑片 由于离心力作用,自各缝隙滑出从而形成若干大小不同 的密闭空间。由于偏心的关系,这些密闭的空间就随转 子旋转而越来越小,因此将气体压缩而排出。 图1-113 活片式压缩机 1、转子;2、活片;3、所压缩气体的体积;4、水夹套;5、机壳 四、往复式气体压缩机械 ? (一)往复式压缩机的结构与工作原理 容积系数λ0 ? 由于余隙的存在和气体具有可压缩性及膨胀性,在往 复式压缩机,余隙的影响就显得特别重要。故用一个 容积系数λ 0来衡量余隙对吸入过程的的影响: ?0 ? Vc Vc ? Vb ? Va ? 1 ? ? ? ???????? p2 p1 1 ?k ??? ? ? 1?? ?? 容积系数λ0是与压缩机的余隙系数ε及压缩比(p2/p1) 有关。 对于一定的余隙系数,当压缩比高到某一程度时, 容积系数可能为0。 (二)往复式压缩主要性能参数 ? (1)排气量 ? 往复式压缩排气量即为压缩机的生产能力,是指压缩机在单位时 间内排出的气体体积换算成吸入状态的数值。 V ? ?0V ? ?0 ? 4 D 2 Sn ? (2)轴功率和效率 ? 假定压缩机内气体的压缩过程为绝热压缩过程,则其理论功率为: ? k ?1 ? Na ? k k ?1 p1 V 60 ???????? p2 p1 ???? k ?1?? ?? k―绝热压缩指数。 压缩机所需的实际轴功率大于理论功率,若绝热效率 为ηa,则轴功率N为: N ? Na ?a (三)多级压缩(multistage compression) ? 当压缩比大于8时,则需采用多级压缩,此种压缩机称为多级压 缩机。 ? 多级压缩机是把两个或两个以上的气缸串联起来,在一 个气缸里压缩了一次的气体,又送入另一个气缸再度压 缩,经几次压缩后才达到最终的压力。 图1-115 多级压缩流程图 ? 多级压缩的具有以下优点: ? (1)避免排出气体温度过高。 ? (2)减少功耗,提高压缩机制经济性。 ? (3)提高气缸容积的利用率。 ? (4)使压缩机的结构更为合理。 五、真空泵(vacuum pump) ? 真空泵就是获得一个绝对压力低于大气压力的机械设备。 ? 真空泵基本上可分为两大类,即干式和湿式。 ? 真空泵的主要性能参数有两个。一是抽气速率,它是指单位 时间真空泵在残余压力下所吸入气体的体积,也就是真空泵 的生产能力。单位为m3/h表示。二是残余压力,它是指真空 泵所能达到的最低压力,单位mmHg或线、往复式真空泵(reciprocating vacuum pump) ? 往复式真空泵的工作原理与往复式压缩机基本相同, 只是所用的阀门必须更轻些。 2、水环式真空泵 ? 水环式真空泵结构简单。圆形叶壳中中有一偏心安装的转 子,由于壳内注入一定量的水,当转子旋转时,由于离心 力的作用,将水抛向壳壁形成水环,此水环具有液封作用, 将叶片间空隙封闭成许多大小不同的空室。当转达子旋转, 空室由小到大时,气体从吸入口吸入;当空室由大到小时, 气体由压出口被压出。 ? 水环式真空泵属于湿式真空泵,结构简单紧凑,没有 阀门,最高线%。 ? 水环式真空泵内的充水量约为一半容积高度。因此, 运转时,要不断地充水以保持充水量并维持泵内的液 封,同时也为了冷却泵体。 3、喷射式真空泵(liquid-jet vacuum pump) ? 喷射泵是利用流体流动时,静压能与动压能相互 转换的原理来吸送液体的。它可用于吸送气体,也可 吸送液体。在化工生产中,喷射泵常用于抽真空,故 又称喷射式真空泵。喷射泵的工作流体可以为蒸汽, 也可为水或其他流体。 1、工作蒸汽;2、扩大管;3、压出口;4、混合室;5、气体吸入口 图1-117喷射泵


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