矿大北京化工原理05

1、中国矿业大学（北京）1第二节第二节 气体输送和压缩设备气体输送和压缩设备 气体压送设备的工作原理与同类型液体输送设气体压送设备的工作原理与同类型液体输送设备的相似。除了为克服阻力提高气体的压强外，还备的相似。除了为克服阻力提高气体的压强外，还可以为某些过程可以为某些过程(反应过程、单元操作反应过程、单元操作)提供所需的提供所需的高压高压或或真空条件真空条件。设备分类：。设备分类： 类型类型 终压终压 压缩比压缩比 通风机通风机 14.7 103Pa(表表) 鼓风机鼓风机 14.7 103294 103Pa (表表) 294 103Pa(表表) 4真空泵真空泵 入口侧为负压入口侧为负压中国矿业大

2、学（北京）2下面以离心通风机为介绍对象。下面以离心通风机为介绍对象。多级多级 对气体有压缩作用。对气体有压缩作用。鼓风机鼓风机 压缩机压缩机 它们的工作原理与离心泵的类似。它们的工作原理与离心泵的类似。 通风机通风机单级单级 只供输送气体只供输送气体2-2-1 离心通风机、鼓风机与压缩机离心通风机、鼓风机与压缩机高温通风机高温通风机450-800 C鼓风机鼓风机离心式通风机叶轮离心式通风机叶轮离心式通风机叶轮离心式通风机叶轮压缩机压缩机中国矿业大学（北京）3 (二二)性能参数性能参数与与特性曲线特性曲线( (与泵比与泵比) )离心泵离心泵 Q、 H、 、N离心通风机离心通风机 风量风量Q、风压

3、、风压HT、 、N压强压强,kPa(表表) 叶片形状及数量叶片形状及数量 蜗形泵壳通道蜗形泵壳通道低压低压0.9807 直、短、多直、短、多 方形方形中压中压0.98072.942 高压高压2.94214.7弯曲、多弯曲、多 圆形圆形(一一)结构结构Pa中国矿业大学（北京）4 风量风量Q 单位时间从排气口排出的气体体积，以气单位时间从排气口排出的气体体积，以气体在风机进口处的状态为准，体在风机进口处的状态为准，m3/h。 (全全)风压风压HT 单位体积气体经过通风机获得的能量，单位体积气体经过通风机获得的能量，J/m3=Pa，习惯上用，习惯上用mmH2O。 HT取决于风机的结构、叶轮尺寸、转速

4、和进入风取决于风机的结构、叶轮尺寸、转速和进入风机的气体密度机的气体密度(即与气体的种类，即与气体的种类，T、P等状态有关等状态有关)。 输送对象有压缩性、密度小的特点，输送对象有压缩性、密度小的特点，性能性能参数与离心泵的有些区别：参数与离心泵的有些区别：中国矿业大学（北京）5HT 由实验测定由实验测定： 21 ,212212122)()(feThuuppgZZWH 测风机进、出口气体的流速与压强，并以进口测风机进、出口气体的流速与压强，并以进口为为1-1，出口为，出口为2-2，1-2间间(单位体积流体单位体积流体)柏式：柏式： Z及及 均小均小可略可略进、出口间管进、出口间管段短段短可略可

5、略若风机进口通大气，若风机进口通大气，1-1在进口外侧，在进口外侧，u1=0 2)(2212uppHT (2-37)中国矿业大学（北京）6 若通风机进口与旋风分离器的若通风机进口与旋风分离器的净气净气出口相连，出口相连，出口通大气；或通风机放在出口通大气；或通风机放在锅炉和烟囱之间锅炉和烟囱之间，用，用于抽出于抽出净气净气或或锅炉中烟气锅炉中烟气。此时成为。此时成为“引风机引风机”。 通风机性能表上给出的通风机性能表上给出的“全全”风压是以风压是以20，1.013 105Pa下的空气为工质，其下的空气为工质，其 =1.2kg/m3。工。工质改变时，修正：质改变时，修正：(2-38)2 . 1

6、TTTHHH 22)(2112112upuppHT 锅炉离心通锅炉离心通/引风机引风机引引风风机机贴贴瓷瓷叶叶轮轮中国矿业大学（北京）7 相同气体状态下的值相同气体状态下的值 对应全风压，对应全风压，称为称为“全压效率全压效率”。通风机的。通风机的特性曲线如图，当风量较特性曲线如图，当风量较大时，再增加风量静风压大时，再增加风量静风压显著下降。显著下降。HTQ QHstQNQ1000kwQHNT (2-39) 轴功率轴功率N及及效率效率 中国矿业大学（北京）8(三三)通风机的选择通风机的选择 依柏式依柏式求求实际输送系统所需的实际输送系统所需的HT，并，并换算换算成实成实 验条件下的验条件下的

7、HT ； 据输送据输送气体的性质气体的性质(清洁、易燃、易爆、含尘清洁、易燃、易爆、含尘 等等)与与风压范围风压范围，确定风机类型；，确定风机类型； 以风机进口状态以风机进口状态计的实际风量计的实际风量Q，实验条件实验条件下的下的 HT ，选择合适的风机机号。原则同离心泵的。，选择合适的风机机号。原则同离心泵的。中国矿业大学（北京）9 用风机将用风机将20，质量流量为，质量流量为38,000kg/h的空气送入加热器加热至的空气送入加热器加热至100，然后经管路送到，然后经管路送到进口风量进口风量 /hm316702 . 1380003 swQp119 例例 2-10常压设备内，输送系统所需全风

8、压为常压设备内，输送系统所需全风压为1200Pa(输送条件输送条件按按60,常压计常压计)，试选合适的风机。，试选合适的风机。解：进口：解：进口：20、常压，、常压， =1.2kg/m3。中国矿业大学（北京）10 输送条件输送条件60，常压，常压 =1.06kg/m3，换算为，换算为实验条件实验条件下的下的HT值。值。Pa135906.12.112002.1 TTHH 查查p365 附录二十五附录二十五，得，得4-72-11No.10C：n，rpm HT，Pa Q，m3/h ，% N，kw 1000 1422 32700 94.3 16.5/hm316703 Q中国矿业大学（北京）11则则10

9、0，常压下，常压下， =0.946kg/m3Pa1422Pa2 .1522946. 02 . 11200 TH但但风机上一行的风机上一行的41300m3/h。 946.0/38000 Q若风量能满足要求，还应计算风压合适否。若风量能满足要求，还应计算风压合适否。 温度升高，体积增大，降低了风机效率。除了验温度升高，体积增大，降低了风机效率。除了验算风压、风量，还应考虑所选风机对温度的适应性。算风压、风量，还应考虑所选风机对温度的适应性。/hm32700401703 若将通风机装在换热器后面若将通风机装在换热器后面但但2226.2Pa中国矿业大学（北京）12 由四个机翼扭曲叶片组成，叶片的角度可

10、以由四个机翼扭曲叶片组成，叶片的角度可以在一定的范围内调节。它产生的风压较小，化工在一定的范围内调节。它产生的风压较小，化工中常于空冷器或冷水塔中作通风用。中常于空冷器或冷水塔中作通风用。 离心式通风机较多地用于气体输送离心式通风机较多地用于气体输送。二、离心式鼓风机和压缩机二、离心式鼓风机和压缩机 自学。自学。通风机的另一种形式通风机的另一种形式轴流式轴流式中国矿业大学（北京）132-2-2 旋转鼓风机、压缩机与真空泵旋转鼓风机、压缩机与真空泵一、罗兹鼓风机一、罗兹鼓风机 是旋转鼓风机在化工生产是旋转鼓风机在化工生产中应用最广的一种型式。中应用最广的一种型式。其其腰形腰形(或三角形或三角形)

11、转子与泵壳、转子与转子的间隙很小，转子与泵壳、转子与转子的间隙很小，被转子拨入转子与壳体间的气体随着转子的被转子拨入转子与壳体间的气体随着转子的转动而被拨向排出口。气送风量与转速成正比转动而被拨向排出口。气送风量与转速成正比“正位移式正位移式”，该量基本为常数，不受出口压强影响。，该量基本为常数，不受出口压强影响。风量范围在风量范围在 2500m3/min，出口表压强，出口表压强80 103Pa，40 103Pa 效率最高。效率最高。三叶罗茨泵三叶罗茨泵中国矿业大学（北京）14 优优：结构较简单，无活塞与活门装置，排：结构较简单，无活塞与活门装置，排气连续且均匀。气连续且均匀。 缺缺：制造、安

12、装不易。：制造、安装不易。 罗兹鼓风机要采用旁路调节流量，风机出罗兹鼓风机要采用旁路调节流量，风机出口应安装口应安装“气体稳压罐气体稳压罐”，配以安全阀；操作，配以安全阀；操作温度温度80，避免材料膨胀，转子咬死。，避免材料膨胀，转子咬死。中国矿业大学（北京）15 产生的表压强可达产生的表压强可达490 103588 103Pa，147 103177 103Pa(表表)内内效率最高。效率最高。 液环将气体与泵壳液环将气体与泵壳二、液环压缩机二、液环压缩机吸吸入入排排出出隔开，隔开，输送腐蚀性气体时，叶轮抗腐蚀即输送腐蚀性气体时，叶轮抗腐蚀即可。适当补充液体。可。适当补充液体。中国矿业大学（北京

13、）16三、真空泵三、真空泵 ( 2-2-4 ) (一一)水环真空泵水环真空泵 偏心叶轮与圆形泵体间形成月牙室。偏心叶轮与圆形泵体间形成月牙室。产生的产生的最高最高真空度为真空度为83.4 103Pa ；也可；也可以做鼓风机用，产生以做鼓风机用，产生98.7 103Pa(表表)。 优优：结构简单、紧凑，易制造和维修，旋转部：结构简单、紧凑，易制造和维修，旋转部分无机械摩擦分无机械摩擦寿命长、操作可靠。适于抽吸含液体寿命长、操作可靠。适于抽吸含液体的气体和有腐蚀性和爆炸性的气体。的气体和有腐蚀性和爆炸性的气体。 效率较低，效率较低，3050%。温度。温度产生的真空度产生的真空度 。中国矿业大学（北京）17(二二)旋片真空泵旋片真空泵 转子旋转时，旋片在弹簧及自身转子旋转时，旋片在弹簧及自身离心力的作用下，紧贴壁面滑动，工离心力的作用下，紧贴壁面滑动，工作室扩大侧气体吸入；缩小侧气体排作室扩大侧气体吸入；缩小侧气体排出。转子旋转一圈，吸、排气各两次。出。转子旋转一圈，吸、排气各两次。 泵的主要部分浸没于真空油中，用以密封各部泵的主要部分浸没于真空油中，用以密封各部件间隙并润滑之。能产生件间隙并润滑之。能产生5 10-3Torr (mmHg柱柱)绝压绝压的真空度。抽气速率较小，适于抽除干燥气体或含的真空度。抽气速率较小，适于抽除干燥气体或含少量可凝性蒸汽的气体。少