化工原理教学资料：教学讲稿4-第二章

1、 第三节第三节 气体输送机械气体输送机械 概述概述 一气体输送机械在工业生产中的应用一气体输送机械在工业生产中的应用 气体输送压力不高，但量大，动力消耗大；气体输送压力不高，但量大，动力消耗大；产生高压气体、下游设备压力高；产生高压气体、下游设备压力高；生产真空、上游设备负压操作；生产真空、上游设备负压操作；二气体输送机械的一般特点二气体输送机械的一般特点 动力消耗大；动力消耗大；设备体积庞大；设备体积庞大；特殊性：气体的可压缩性；特殊性：气体的可压缩性；三气体输送机械的分类三气体输送机械的分类1.工作原理：离心式、旋转式、往复式、喷射式等；工作原理：离心式、旋转式、往复式、喷射式等；2.出口压力终压和压缩比出口压力终压和压缩比 通风机：终压通风机：终压 15kPa，压缩比，压缩比1至至1.15；鼓风机：终压鼓风机：终压15300kPa，压缩比小于，压缩比小于4；压缩机：终压压缩机：终压 300kPa以上，压缩比大于以上，压缩比大于4；真空泵：造成负压、终压真空泵：造成负压、终压p0 101.33kPa，压缩比由真空度决定；压缩比由真空度决定；一、一、离心式通风机离心式通风机一离心式通

2、风机的结构特点一离心式通风机的结构特点 叶轮直径较大叶轮直径较大 适应大风量；适应大风量；叶片数较多；叶片数较多；叶片有平直、前弯、后弯；叶片有平直、前弯、后弯；不求高效率时不求高效率时前弯；前弯；机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常为矩形；机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常为矩形；二性能参数和特性曲线二性能参数和特性曲线 1.风量：按入口状态计的单位时间内的排气体积；风量：按入口状态计的单位时间内的排气体积；m3/s，m3/h 2.全风压：单位体积气体通过风机时获得的能量；全风压：单位体积气体通过风机时获得的能量；J/m3，Pa 风机进、出口之间写风机进、出口之间写B.E.忽略忽略忽略能量损失；忽略能量损失；说明说明气体获能气体获能=进出口静压差进出口静压差(静风压静风压)+动能差动能差(动风压动风压)出口速度很高，且压缩比小，动风压出口速度很高，且压缩比小，动风压 占比例很高；占比例很高；3.轴功率和效率轴功率和效率 性能表上参数性能表上参数(1atm、20)pt0,pst0 QNQQpTQpSQp 4.特性曲线特性曲线 用用1atm、20空气测定空气测定 pt0Q、pst0Q、NQ，Q

3、；三离心式通风机的选型三离心式通风机的选型 1.根据气体种类和风压范围，确定风机的类型；根据气体种类和风压范围，确定风机的类型；2.确定确定Q0和和pt0生产任务生产任务Q3.根据根据Q0和和pt0查找适宜型号查找适宜型号例题例题2 2 用离心通风机将空气送至表压为用离心通风机将空气送至表压为490.5Pa490.5Pa的锅炉燃烧室，的锅炉燃烧室，通风机的特性曲线如下图。在夏季气温为通风机的特性曲线如下图。在夏季气温为2020C C，大气压为，大气压为101.3kPa101.3kPa管路中的气体流量为管路中的气体流量为2.4kg/s2.4kg/s，且流动已进入阻力，且流动已进入阻力平方区。试求在冬季气温降为平方区。试求在冬季气温降为-20-20C C、大气压不变的情况下，、大气压不变的情况下，管路中的气体质量流量为多少？管路中的气体质量流量为多少？A12123 二、离心式的鼓风机结构特点二、离心式的鼓风机结构特点1.外形外形 离心泵蜗壳形、通道常为圆形；离心泵蜗壳形、通道常为圆形；2.外壳直径与厚度之比较大；外壳直径与厚度之比较大；3.叶片数目较多；叶片数目较多；4.转速较高；转速较高

4、；5.叶轮外周都装有导轮子；叶轮外周都装有导轮子；6.单级出口表压多在单级出口表压多在30kPa以内；多级可达以内；多级可达0.3MPa；7.选型方法与离心通风相同；选型方法与离心通风相同；三、离心式压缩机三、离心式压缩机 一结构一结构定子与转子定子与转子1.转子：主轴、多级叶轮、轴套及平衡元件；转子：主轴、多级叶轮、轴套及平衡元件；2.定子：气缸和隔板定子：气缸和隔板；叶轮叶轮二二 工作原理工作原理 气体气体叶轮中心叶轮中心离心力做功离心力做功高速到达外围高速到达外围扩压器降速、增压扩压器降速、增压弯道，回流器弯道，回流器下一级叶轮中心下一级叶轮中心增压屡次，高压离开增压屡次，高压离开三三 特性曲线特性曲线 与离心通风机相似与离心通风机相似四特点四特点 与往复压缩机相比与往复压缩机相比体积和重量都很小而流量很大；体积和重量都很小而流量很大；供气均匀；运转平稳供气均匀；运转平稳 易损部件少、维护方便易损部件少、维护方便 已有取代往复式压缩机的趋势已有取代往复式压缩机的趋势 四、罗茨鼓风机四、罗茨鼓风机 工作原理工作原理 齿轮泵齿轮泵 正位移型：风量正位移型：风量 n，与出，与出口压强无

5、关口压强无关 风量：风量：2 2500m500m3 3/min/min 出口表压出口表压可达可达80kPa80kPa气体温度气体温度 8585否那么转子会因受热臌胀而卡住否那么转子会因受热臌胀而卡住 五、往复式压缩机往复式压缩机 一 操作原理与理想压缩循环 开始时刻开始时刻P1,V1,压缩阶段压缩阶段 ，活塞位于最右端，活塞位于最右端，点，点1 1向左运动向左运动S S关关D D关关直至直至2 2点，点，D D被顶开之前被顶开之前P2,V2,排气阶段排气阶段 继续向左继续向左D D开排气开排气P2 2不变不变直至最左端，直至最左端，V=0=0点点3 3吸气阶段吸气阶段 向右运动向右运动P=P10 0V V1 1点点1 1点点2 2二二 压缩类型压缩类型等温压缩；绝热压缩；多变压缩等温压缩；绝热压缩；多变压缩 三压缩功三压缩功 多变压缩多变压缩 ，每一循环，每一循环(J)J)m多变指数多变指数 1-2-3-41-2-3-4所围成的面积所围成的面积相对大小：等温相对大小：等温 多变多变 绝热绝热四有余隙的压缩循环四有余隙的压缩循环 余隙余隙排气结束活塞左侧留有一定空隙排气结束活塞左侧留有一

6、定空隙余隙膨胀阶段余隙膨胀阶段 3 34 4说明：说明：余隙的存在使吸、排气量减小余隙的存在使吸、排气量减小且且 ，那么，那么 ，吸、排气量，吸、排气量 压缩比压缩比，那么，那么，吸、排气量，吸、排气量五多级压缩五多级压缩 级间冷却级间冷却原因：原因：压缩比大时，那么压缩比大时，那么，吸、排气，吸、排气量量气体温度过高气体温度过高机械结构不合理机械结构不合理 级数越多，越接近等温压缩，结构越复杂级数越多，越接近等温压缩，结构越复杂常用常用2-62-6级，级压缩比级，级压缩比3 35 5各级压缩比相等，那么总压缩功最小各级压缩比相等，那么总压缩功最小 六往复式压缩机的流量调节六往复式压缩机的流量调节 1 1调节原动机转速调节原动机转速 2 2旁路调节旁路调节 3 3改变气缸余隙体积改变气缸余隙体积 2.4.7 真空泵真空泵一、真空泵的一般特点一、真空泵的一般特点 二、各种类型真空泵简介二、各种类型真空泵简介性能：性能：1真空度或极限剩余压力；真空度或极限剩余压力；2抽气速率：单位时间在极限剩抽气速率：单位时间在极限剩 余压力下吸入的气体体积。余压力下吸入的气体体积。一往复式真空泵一往复式真空泵二二 水环真空泵水环真空泵三喷射泵三喷射泵

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