02.气体输送设备

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1、2.6通风机、鼓风机、压缩机和真空泵属于气体输送设备。(1)分类：*按出口压力分类往复式通风机：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。*按结构分类离心式①能量衡算基准不同，液体1kg扬程，m气体1m3风压，N/m2②气体压缩时，产生热效应，需设冷却装置。(3)气、液体输送设备区别风机主要用于：气体输送；压缩机主要用于：压缩气体。说明：2.6.1离心式

2、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。离心式和轴流式通风机示意图(a)离心式(b)轴流式(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①风量Q：以进气口体积流量计，m3/s、m3/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：静风压动风压④轴功率说明：HT与流体密度ρ有关⑤离心通风机特性曲线③效率

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；例：输送400C空气，管路需要HT′Q′选型风机特性曲线由厂家提供，列于风机样本中。标定条件：注意：按HT和Q′，从样本中选择风机③计算风机效率，使其在高效区工作。2.6.2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②工作原理同齿轮泵说明：①为正位移型，风量与转速成正比，而与出口压力无关；②流量采用旁路调节；③出口阀不能完全关闭；④操作温度不超过8

4、5ºC。2.6.3压缩机类型：离心式、往复式(1)离心式压缩机（透平压缩机）作用原理与离心鼓风机相同，为达到较高的出口压力，采用多级数，大叶轮直径，高转数(一般在5000rpm以上)。◆压缩比高，温升过高，故压缩机分为几段。◆段间设冷却器，各段温度大致相等◆叶轮直径逐段减小，叶轮宽度逐级略有减小说明：优点：与往复压缩机相比，离心压缩机具有机体体积较小，流量大，供气均匀，运动平稳，易损部件少和维修较方便等。缺点：离心式压缩机的制造精度要求极高，否则，在高转速情况下将会产生很大的噪音和振动。注意：当离心式压缩机进气量减小到允许的最小值，压缩机会发生喘振。因此，压缩机必须在比喘振

5、流量大5%~10%的范围内操作。(2)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12340V2V1VP1P2无余隙压缩循环56②无余隙压缩循环整个循环活塞对气体所作的功：等温压缩循环：12340V2V1VP1P2无余隙压缩循环5612340V2V1VP1P2无余隙压缩循环2'56绝热压缩循环：κ——绝热指数出口温度：m——多变指数，1~κ多变压缩循环：影响压缩所需轴功W和排气温度T2的主要因素：（1）压缩比p1/p2愈大，W和T2也愈大；（2）压缩所需的轴功W与吸入气体量（V1一V4）成正比；（3）多变指数m愈大，则W和T2也愈大。注意：对于石油气压缩机用

6、空气试车或用氮气置换石油气时，务须注意超负荷和超温的问题。出口温度：12340V2V1VP1P2P有余隙压缩循环V4V3③有余隙压缩循环余隙体积：V3余隙系数：新鲜气体：V1-V4容积系数：无余隙时：大、中型压缩机的低压气缸ε<8%高压气缸ε≈12%12340V2V1VP1P2P有余隙压缩循环V4V3多变压缩过程，将V4用V3表示：讨论：◇压缩比一定时,ε↑，λ0↓◇ε一定，压缩机达到的最高压力是有限制的。◇余隙系数一定，↑λ0↓余隙气体膨胀大，吸气量小。充满汽缸时λ0=0，压缩极限④主要性能参数(a）排气量(生产能力或吸气量):将压缩机在单位时间内排出的气体体积换算成吸入

7、状态下的数值。无余隙时的理论吸气量：实际吸气量<理论吸气量实际排气量：由于泄露，实际排气量<实际吸气量原因：(1)实际吸气量比实际排气量大，凡吸入的气体都经过压缩，多消耗了能量；(2)气体在气缸内脉动及通过阀门等的流动阻力，也要消耗能量；压缩机的运动部件的摩擦，还要消耗能量。所以压缩机的轴功率为:绝热总效率＞０.８(b)轴功率若以绝热过程为例，压缩机的理论轴功率为：式中:Na—按绝热压缩考虑的压缩机的轴功率，kw；Vmin—压缩机的排气量，m3／min。实际所需的轴功率>理论轴功率大⑤多级压缩三级压缩机流程图1级2