《气体输送设备》PPT课件

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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

2、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;

3、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)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

4、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85ºC。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

5、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:12340V2V1

6、VP1P2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:V

7、3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

8、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

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