1、2.6 通風機、鼓風機、壓縮機和真空泵 屬于氣體輸送設備。 (1) 分類：,* 按出口壓力分類,往復式,通風機：終壓不大于1.471104Pa (表壓)，壓縮比 29.2104Pa (表壓) ，壓縮比 4； 真空泵：終壓接近于0，壓縮比由真空度決定； 從設備中抽出氣體，使設備中產(chǎn)生負壓。,* 按結構分類,離心式, 能量衡算基準不同， 液體 1kg 揚程，m 氣體 1m3 風壓，N/m2 氣體壓縮時，產(chǎn)生熱效應，需設冷卻裝置。,(3) 氣、液體輸送設備區(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：,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

2、氣。,離心式和軸流式通風機示意圖,(1) 離心式通風機結構及工作原理 結構： 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。, 工作原理 ：同離心泵,1機殼 2葉輪 3吸入口 4排除口,(2) 離心通風機的性能參數(shù)與特性曲線, 風量 Q ：以進氣口體積流量計，m3/s、m3/h；, 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, 軸功率,說明：HT 與 流體密度有關, 離心通風機特性曲線, 效率,(3) 離心通風機的選用 由流體性質，選擇風機類型； 由管路

3、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 計算風機效率，使其在高效區(qū)工作。,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）,主要結構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294103Pa。,（2）羅茨鼓風機, 結構, 工作原理 同齒輪泵,說明：為正位移型，風量與轉速成正比，而與出口壓力無關 ； 流量采用旁路調節(jié)； 出口閥不能完全關閉； 操作溫度不超過85C。,2.6.3 壓縮機 類型：離心式、往復

4、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，高轉數(shù) (一般在5000rpm以上)。,壓縮比高，溫升過高，故壓縮機分為幾段。 段間設冷卻器，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%的范圍內操作。,(2) 往

5、復式壓縮機, 結構和工作原理 與往復泵相似 吸入和排出閥更加靈巧, 無余隙壓縮循環(huán),整個循環(huán)活塞對氣體所作的功：,等溫壓縮循環(huán)：,絕熱壓縮循環(huán)：, 絕熱指數(shù),出口溫度：,m多變指數(shù)，1 ,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：, 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

6、機的低壓氣缸 8% 高壓氣缸12%,多變壓縮過程，將V4用V3表示：,討論： 壓縮比一定時,，0, 一定，壓縮機達到的最高壓力是有限制的。, 余隙系數(shù)一定， 0 余隙氣體膨脹大，吸氣量小。充滿汽缸時 0 =0， 壓縮極限, 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,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

7、要消耗能量。 所以壓縮機的軸功率為: 絕熱總效率.,(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，m3min。,實際所需的軸功率 理論軸功率大, 多級壓縮,三級壓縮機流程圖,存在壓縮極限；,溫度過高；, 機械結構不合理。,一般地，壓縮比 8時，應采用多級壓縮. 原因：,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

8、功 一級絕熱壓縮所需軸功,（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。, 壓縮機的分類和構造,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28）； 兩級（壓縮比850）； 多級（壓縮比1001000）。 （c） 終壓 ： 低壓（10.133105Pa）； 中壓（10.133101.33105Pa）； 高壓（101.331013.3105Pa）。 （d） 生產(chǎn)能力：小型（10m3min以下）； 中型（1030m3min）

9、； 大型（30m3min以上）。,（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）。, 選用與操作 a）選定壓縮機的種類 。 依據(jù)：所處理的氣體 b）選定結構形式。 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,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)的真空度的設備，實際上，也是一種壓縮機。,（1）與一般壓縮機的區(qū)別, 進氣壓力與排氣壓力之差最多也只是1.0133105Pa，但隨著進氣壓力逐漸趨于真

10、空，壓縮比將要變得很高。 隨著真空度的提高，設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，其結果是使可以達到的真空度下降。 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。,（2）真空泵的主要性能參數(shù), 極限真空度或殘余壓力：真空泵所能達到的最高真空度； 抽氣速率：單位時間內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m3h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、旋轉真空泵、噴射泵。, 往復真空泵 構造和作用原理雖與往復

11、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有平衡氣道； 屬于干式真空泵 。, 旋轉真空泵,（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； 結構簡單、緊湊、沒有活門、經(jīng)久耐用； 為了維護泵內液封以及冷卻泵體，運轉時常需要不斷向 泵內充水。,水環(huán)真空泵,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。 泵內所注入的液體必須不與氣體起化學反應。,（b）滑片真空泵, 噴射泵 原理：利用流體流動時，靜壓能與動壓能相互轉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,優(yōu)點：構造簡單，制造容易，可用各種耐腐材料制成，不需傳動設備。 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。,用三級單動往復壓縮機將20的