氣體輸送設(shè)備第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

①能量衡算基準不同，

液體1kg揚程，m氣體1m3風壓，N/m2

②氣體壓縮時，產(chǎn)生熱效應，需設(shè)冷卻裝置。(3)氣、液體輸送設(shè)備區(qū)別風機主要用于：氣體輸送；壓縮機主要用于：壓縮氣體。說明：第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一2.6.1離心式通風機

型式：離心式——多用于氣體輸送；軸流式——一般用于通風換氣。離心式和軸流式通風機示意圖(a)離心式(b)軸流式第3頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一(1)離心式通風機結(jié)構(gòu)及工作原理

①結(jié)構(gòu)：

主要部件：葉輪、蝸殼；

葉片形式：低壓風機——葉片平直；中、高壓風機——葉片彎曲。

②工作原理：同離心泵1－機殼2－葉輪3－吸入口4－排除口第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一(2)離心通風機的性能參數(shù)與特性曲線①風量Q

：以進氣口體積流量計，m3/s、m3/h；②全風壓HT：單位體積的氣體流過風機時所獲得的能量，Pa；

風機內(nèi)壓力變化小，氣體可視為不可壓縮流體，對風機進、出口截面作能量衡算：靜風壓動風壓第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一④軸功率

說明：HT與流體密度ρ有關(guān)⑤離心通風機特性曲線③效率第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一(3)離心通風機的選用

①由流體性質(zhì)，選擇風機類型；

②由管路所需風壓、流量，確定具體型號；例：輸送400C空氣，管路需要HT′Q

′選型

風機特性曲線由廠家提供，列于風機樣本中。

標定條件：

注意：按HT和Q′，從樣本中選擇風機③計算風機效率，使其在高效區(qū)工作。第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一2.6.2鼓風機類型：離心式、羅茨式（1）離心式鼓風機（透平鼓風機）主要結(jié)構(gòu)和工作原理與離心通風機類似，為產(chǎn)生較高的風壓，采用多級。出口表壓力一般不超過294×103Pa。（2）羅茨鼓風機①結(jié)構(gòu)第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一②工作原理同齒輪泵說明：①為正位移型，風量與轉(zhuǎn)速成正比，而與出口壓力無關(guān)；②流量采用旁路調(diào)節(jié)；③出口閥不能完全關(guān)閉；④操作溫度不超過85oC。2.6.3壓縮機

類型：離心式、往復式

(1)離心式壓縮機（透平壓縮機）作用原理與離心鼓風機相同，為達到較高的出口壓力，采用多級數(shù)，大葉輪直徑，高轉(zhuǎn)數(shù)(一般在5000rpm以上)。第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一◆壓縮比高，溫升過高，故壓縮機分為幾段?！舳伍g設(shè)冷卻器，各段溫度大致相等◆葉輪直徑逐段減小，葉輪寬度逐級略有減小說明：優(yōu)點：與往復壓縮機相比，離心壓縮機具有機體體積較小，流量大，供氣均勻，運動平穩(wěn)，易損部件少和維修較方便等。缺點：離心式壓縮機的制造精度要求極高，否則，在高轉(zhuǎn)速情況下將會產(chǎn)生很大的噪音和振動。注意：當離心式壓縮機進氣量減小到允許的最小值，壓縮機會發(fā)生喘振。因此，壓縮機必須在比喘振流量大5%~10%的范圍內(nèi)操作。第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一(2)往復式壓縮機①

結(jié)構(gòu)和工作原理與往復泵相似吸入和排出閥更加靈巧12340V2V1VP1P2無余隙壓縮循環(huán)56②

無余隙壓縮循環(huán)第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一整個循環(huán)活塞對氣體所作的功：等溫壓縮循環(huán)：12340V2V1VP1P2無余隙壓縮循環(huán)56第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一12340V2V1VP1P2無余隙壓縮循環(huán)2'56絕熱壓縮循環(huán)：κ

——絕熱指數(shù)出口溫度：第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一m——多變指數(shù)，1~κ多變壓縮循環(huán)：影響壓縮所需軸功W和排氣溫度T2的主要因素：（1）壓縮比p1/p2愈大，W和T2也愈大；（2）壓縮所需的軸功W與吸入氣體量（V1一V4）成正比；（3）多變指數(shù)m愈大，則W和T2也愈大。注意：對于石油氣壓縮機用空氣試車或用氮氣置換石油氣時，務須注意超負荷和超溫的問題。

出口溫度：第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一12340V2V1VP1P2P有余隙壓縮循環(huán)V4V3

③有余隙壓縮循環(huán)

余隙體積：V3余隙系數(shù)：新鮮氣體：V1-V4容積系數(shù)：無余隙時：大、中型壓縮機的低壓氣缸ε<8%高壓氣缸ε≈12%第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一12340V2V1VP1P2P有余隙壓縮循環(huán)V4V3多變壓縮過程，將V4用V3表示：討論：

壓縮比一定時,ε↑，λ0↓

ε一定，壓縮機達到的最高壓力是有限制的。

余隙系數(shù)一定，↑λ0

↓余隙氣體膨脹大，吸氣量小。充滿汽缸時λ0=0，壓縮極限第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一④主要性能參數(shù)(a）排氣量(生產(chǎn)能力或吸氣量):將壓縮機在單位時間內(nèi)排出的氣體體積換算成吸入狀態(tài)下的數(shù)值。無余隙時的理論吸氣量：實際吸氣量<理論吸氣量實際排氣量：由于泄露，實際排氣量<實際吸氣量第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一原因：(1)實際吸氣量比實際排氣量大，凡吸入的氣體都經(jīng)過壓縮，多消耗了能量；(2)氣體在氣缸內(nèi)脈動及通過閥門等的流動阻力，也要消耗能量；壓縮機的運動部件的摩擦，還要消耗能量。所以壓縮機的軸功率為:絕熱總效率＞０.８(b)軸功率若以絕熱過程為例，壓縮機的理論軸功率為：式中:Na

—按絕熱壓縮考慮的壓縮機的軸功率，kw；

Vmin—壓縮機的排氣量，m3／min。

實際所需的軸功率>理論軸功率大第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一⑤多級壓縮三級壓縮機流程圖1級2級3級1234567891，4，7-氣缸；2，5-中間冷卻器；8-出口氣體冷卻器；3，6，9-油水分離器

存在壓縮極限；

溫度過高；

機械結(jié)構(gòu)不合理。

一般地，壓縮比>8時，應采用多級壓縮.

原因：第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一增加氣缸——減小壓縮比，減少余隙的影響；中間冷卻器——降低氣體溫度，氣體體積減小，降低壓縮機功耗。級數(shù)越多，功耗越小，越接近等溫壓縮過程。（a）多級壓縮與單級壓縮所需軸功的比較三級壓縮所需外功常用的級數(shù)：2~6級分三級絕熱壓縮所需的軸功<一級絕熱壓縮所需軸功第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一（b）多級壓縮級間壓力的確定若每級按無余隙循環(huán)可逆多變過程考慮，且各級氣體入口溫度相同，經(jīng)推導得：絕熱過程最小軸功：說明：每級壓縮比相等，每級所需軸功也相等。此時，所需總功最小。第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一⑥壓縮機的分類和構(gòu)造分類方法:（a）吸、排氣體方式：單動、復動（b）壓縮級數(shù)：單級（壓縮比2～8）；兩級（壓縮比8～50）；多級（壓縮比100～1000）。（c）終壓：低壓（10.133×105Pa）；中壓（10.133~101.33×105Pa）；高壓（101.33~1013.3×105Pa）。（d）生產(chǎn)能力：小型（10m3／min以下）；中型（10～30m3／min）；大型（30m3／min以上）。第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一（e）壓縮氣體的種類：空氣壓縮機、氨氣壓縮機、石油氣壓縮機等；（f）氣缸在空間的位置:立式（氣缸垂直放置）；臥式（氣缸水平放置）；角式（氣缸互相配置成V型、W型、L型）。⑦選用與操作a）選定壓縮機的種類。依據(jù)：所處理的氣體b）選定結(jié)構(gòu)形式。依據(jù)：操作環(huán)境c）定出壓縮機的規(guī)格。依據(jù)：生產(chǎn)中所要求的排氣量與排氣壓力第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

2.6.4真空泵將氣體由大氣壓以下的低壓氣體經(jīng)過壓縮而排向大氣、以維持系統(tǒng)的真空度的設(shè)備，實際上，也是一種壓縮機。（1）與一般壓縮機的區(qū)別①進氣壓力與排氣壓力之差最多也只是1.0133×105Pa，但隨著進氣壓力逐漸趨于真空，壓縮比將要變得很高。②隨著真空度的提高，設(shè)備中的液體及其蒸氣也將越來越容易地與氣體同時被抽吸進來，其結(jié)果是使可以達到的真空度下降。③因為所處理的氣體的密度很小，所以氣缸容積和功率對比就要大一些。在一般的多級壓縮中，是越到高壓級氣缸直徑就越小，但在多級真空泵中，則通常是做成同一尺寸的氣缸。第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一（2）真空泵的主要性能參數(shù)①極限真空度或殘余壓力：真空泵所能達到的最高真空度；②抽氣速率：單位時間內(nèi)真空泵在殘余壓力和溫度條件下所能吸入的氣體體積，即真空泵的生產(chǎn)能力，以m3／h或l/s計量。（3）真空泵的型式化工廠中常用的幾種有：往復真空泵、旋轉(zhuǎn)真空泵、噴射泵。①往復真空泵◆構(gòu)造和作用原理雖與往復壓縮機的基本相同；◆吸入和排出閥門必須更加輕巧而靈活；◆氣缸左右兩端之間設(shè)有平衡氣道；◆屬于干式真空泵。第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一②旋轉(zhuǎn)真空泵（a）液環(huán)真空泵：常用的有水環(huán)真空泵、納西泵特點：屬于濕式真空泵，最高真空度可達85％；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、沒有活門、經(jīng)久耐用；為了維護泵內(nèi)液封以及冷卻泵體，運轉(zhuǎn)時常需要不斷向泵內(nèi)充水。水環(huán)真空泵第26頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一納西泵

液環(huán)真空泵的特點：

抽出的氣體不與泵殼直接接觸，因此，在抽吸腐蝕性氣體時只要葉輪采用耐腐蝕材料制造即可。

泵內(nèi)所注入的液體必須不與氣體起化學反應。吸入口1第27頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一（b）滑片真空泵③噴射泵原理：利用流體流動時，靜壓能與動壓能相互轉(zhuǎn)換的原理來吸送流體的它可用于吸送氣體，也可吸送液體。

工作流體：蒸氣（蒸氣噴射泵）、水（水噴射泵）或其它流體。1－吸入口；2－排除口第28頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一優(yōu)點：構(gòu)造簡單，制造容易，可用各種耐腐材料制成，不需傳動設(shè)備。缺點：產(chǎn)生的壓頭小，效率低以外，其所輸送的流體還與工作流體混合，因而使其應用范圍受到限制。用途：一般多用作抽真空，而不作輸送用。蒸氣噴射泵也常用于小型鍋爐的注水操作。154231-工作蒸氣；2-擴大管；3-壓出口4-混合室；5-氣體吸入口單