气体输送设备培训课程

气体输送机械

其结构原理与液体输送机械大体相同。但气体

，故气体输送有自身的特点。气体输送机械

气体输送的特点:①动力消耗大：对一定的质量流量，由于气体的密度小，其体积流量很大。因此气体输送管中的流速比液体要大得多，前经济流速（15~25m/s）约为后者（1~3m/s）的10倍。这样，以各自的经济流速输送同样的质量流量，经相同的管长后气体的阻力损失约为液体的10倍。因而气体输送机械的动力消耗往往很大。②气体输送机械体积一般都很庞大，对出口压力高的机械更是如此。③由于气体的可压缩性，故在输送机械内部气体压力变化的同时，体积和温度也将随之发生变化。这些变化对气体输送机械的结构、形状有很大影响。因此，气体输送机械需要根据出口压力来加以分类。1、通风机工业上常用的通风机有轴心式和离心式两类。（1）轴流式通风机轴流式通风机的结构与轴流泵类似，如图所示。轴流式通风机排送量大，所产生的风压甚小，一般只用来通风换气，而不用来输送气体。化工生产中，在空冷器和冷却水塔的通风方面，轴流式通风机的应用还是很广的。2、离心式通风机①离心式通风机的结构特点离心式通风机工作原理与离心泵相同，结构也大同小异。离心通风机及叶轮1—机壳;2—叶轮;3—吸入口;4—排出口2a、为适应输送风量大的要求，通风机的叶轮直径一般是比较大的。b、叶轮上叶片的数目比较多。c、叶片有平直的、前弯的、后弯的。通风机的主要要求是通风量大，在不追求高效率时，用前变叶片有利于提高压头，减小叶轮直径。d、机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常不为圆形而为矩形。②离心式通风机的性能参数和特性曲线a、风量：按入口状态计的单位时间内的排气体积。m3/s，m3/hb、全风压：单位体积气体通过风机时获得的能量，J/m3，Pa在风机进、出口之间写柏努利方程：

式中，可以忽略；当气体直接由大气进入风机时，a、从该式可以看出，通风机的全风压由两部分组成，一部分是进出口的静压差，习惯上称为静风压；另一部分为进出口的动压头差，习惯上称为动风压

。说明：再忽略入口到出口的能量损失，则上式变为：b、在离心泵中，泵进出口处的动能差很小，可以忽略。但对离心通风机而，其气体出口速度很高，动风压不仅不能忽略，且由于风机的压缩比很低，动风压在全压中所占比例较高。c、轴功率和效率

风机的性能表上所列的性能参数，一般都是在1atm、20℃的条件下测定的，在此条件下空气的密度kg/m3,相应的全风压和静风压分别记为和

。d、特性曲曲线：与离心泵泵一样，，离心通通风机的的特性参参数也可可以用特特性曲线线表示。。特性曲曲线由离离心泵的的生产厂厂家在1atm、20℃的条件用用空气测测定，主主要有四条曲线线：离心式通通风机特特性曲线线③离心式式通风机机的选型型a、根据气气体种类类和风压压范围，，确定风风机的类类型b、确定所所求的风风量和全全风压。。风量根根据生产产任务来来定；全全风压按按柏努利利方程来来求，但但要按标标准状况况校正，，即根据按入入口状态态计的风风量和校校正后的的全风压压在产品品系列表表中查找找合适的的型号。。鼓风机在工厂中中常用的的鼓风机机有旋转转式和离离心式两两种类型型。（1）罗茨鼓鼓风机图1-66罗茨鼓风机鼓风机罗茨鼓风风机的工工作原理理与齿轮轮泵类似似。如图图所示，机壳壳内有两两个渐开开摆线形形的转子子，两转转子的旋旋转方向相反反，可使使气体从从机壳一一侧吸，，从另一一侧排出出。转子与转转子、转转子与机机壳之间间的缝隙隙很小，，使转子子能自由运动动而无过过多泄漏漏。鼓风机属于正位位移型的的罗茨风风机风量量与转速速成正比比，与出出口压强强无关。该风风机的风风量范围围可自2至500m3/min，出口表表压可达达80kPa，在40kPa左右效率率最高。。该风机出出口应装装稳压罐罐，并设设安全阀阀。流量量调节采采用旁路路，出口阀不可可完全关关闭。操操作时，，气体温温度不能能超过85℃，否则转转子会因受热臌臌胀而卡卡住。鼓风机离心式鼓鼓风机的的结构特特点：离心心式鼓风风机的外外形与离心心泵相象象，内部部结构也有有许多相相同之处。离心式的的鼓风机机鼓风机例如，离离心式鼓鼓风机的的蜗壳形形通道亦亦为圆形形；但外外壳直径与厚度度之比较较大；叶叶轮上叶叶片数目目较多；；转速较较高；叶叶轮外周都装装有导轮轮。单级出口口表压多多在30kPa以内；多多级可达达0.3MPa。离心式鼓鼓风机的的选型方方法与离离心式通通风机相相同。压缩机按工作原原理可分分为：往复式压压缩机离心式压缩机往复式压压缩机1、单动压压缩机结结构简图图。吸入入活门S、排出活活门D。其结构构和工作原理与与往复泵泵类似。。①开始时时刻：当当活塞位位于最右右端时，，缸内气气体体积积为，压力为为，用图中中1点表示；；往复式压压缩机②压缩阶阶段：当当活塞由由右向左左运动时时，由于于D活门所在在管线有一定压压力，所所以D活门是关关闭的，，活门S受压也关关闭。因因此，在这段时时间里气气缸内气气体体积积下降而而压力上上升，所所以是压压缩阶段。直到到压力上上升到，，活门D被顶开为为止。此此时的缸缸内气体体状态如2点表示。。往复式压压缩机③排气阶阶段：活活门D被顶开后后，活塞塞继续向向左运动动，缸内内气体被排排出。这这一阶段段缸内气气体压力力不变，，体积不不断减小小，直到气体完全排排出体积减至至零。这一阶阶段属恒压排排气阶段。此此时的状态为3点表示。④吸气阶段：：活塞从最左左端退回，缸缸内压力立刻刻由降降到，状状况达到4。此时D活门受压关闭闭，S活门受压打开开，气缸又开始吸入入气体，体积积增大，压力力不变，因此此为恒压吸气气阶段，直到1点为止。往复式压缩机机2．压缩类型等温压缩；绝绝热压缩；多多变压缩。等温压缩是指指压缩阶段产产生的热量随随时从气体中中完全取出，，气体的温度保持持不变。绝热热压缩是另一一种极端情况况，即压缩产产生的热量完全不取出出。实际是压压缩过程既不不是等温的，，也不是绝热热的，而是介于两者之之间，称为多多变压缩。往复式压缩机机3．压缩功：实际过程为多多变过程，每每一循环多变变压缩的功为为（J）：其中m称为多变指数数，对于等温温压缩，m=1，但压缩功另另有算法。对于绝热热压缩，m等于定压比热热与定容比热热之比。压缩功的大小小可以用图中中1-2-3-4所围成的面积积来表示。等等温压缩功最小，绝绝热压缩功最最大，多变压压缩功介于等等者之间。往复式压缩机机4．有余隙的压压缩循环上述压缩循环环之所以称为为理想的，除除了假定过程程皆属可逆之之外，还假定定了压缩阶段段终了缸内气气体一点不剩剩地排尽。实实际上此时活活塞与气缸盖盖之间必须留留有一定的空空隙，以免活活塞杆受热臌臌胀后使活塞塞与气缸相撞撞。这个空隙隙就称为余隙隙。余隙系数=余隙体积/活塞推进一次次扫过的体积积容积系数=实际吸气体积积/活塞推进一次次扫过的体积积往复式压缩机机根据上述定义义：；余隙的存在使使一个工作循循环的吸、排排气量减小，，这不仅是因因为活塞推进进一次扫过的的体积减小了了，还因为活活塞开始由左左向右运动时时不是马上有有气体吸入，，而是缸内剩剩余气体的膨膨胀减压，即即从3至4，待压力减至至，，容容往复式压缩机机积增至时时，，才开始吸气气。即在有余余隙的工作循循环中，在气气体排出阶段和吸入入阶段之间又又多了一个余余隙气体膨胀胀阶段，使得得每一循环中吸入的气气体量比理想想循环为少。。余隙系数与容容积系数的关关系为：由该式可以看看出，余隙系系数和压缩比比越大，容积积系数越小，，实际吸气量越小小，至于会出出现一种极限限情况：容积积系数为零，，，，此时余隙气体体膨胀将充满满整个气缸，，实际吸气量量为零。往复式压缩机机5．多级压缩多级压缩是指指在一个气缸缸里压缩了一一次的气体进进入中间冷却却器冷却之后后再送入次一一气缸进行压压缩，经几次次压缩才达到到所需要的终终压。讨论：（1）采用多级压压缩的原因：：①若所需要要的压缩比很很大，容积系系数就很小，，实际送气量量就会很小；；②压缩终了了气体温度过过高，会引起起气缸内润滑滑油碳化或油油雾爆炸等问问题；③机械械结构亦不合合理：为了承承受很高的终终压，气缸要要做的很厚，，为了吸入初初压很低的气气体气缸体积积又必须很大大。往复式压缩机机（2）级数越多，，总压缩功越越接近于等温温压缩功，即即最小值。然然而，级数越多多，整体构造造使越复杂。。因此，常用用的级数为2至6，每级压缩比为3至5。（3）理论上可以以证明，在级级数相同时，，各级压缩比比相等，则总总压缩功最小。。往复式压缩机机6．往复式压缩缩机的流量调调节（1）调节转速；；（2）旁路调节；；（3）改变气缸余余隙体积：显显然，余隙体体积增大，余余隙内残存气气体膨胀后所占占容积将增大大，吸入气体体量必然减少少，供气量随随之下降。反之，供供气量上升。。这种调节方方法在大型压压缩机中采用用较多。离心式压缩机机1．结构——定子与转子转子：主轴、、多级叶轮、、轴套及平衡衡元件定子：气缸和和隔板2．工作原理：：气体沿轴向向进入各级叶叶轮中心处，，被旋转的叶轮做功功，受离心力力的作用，以以很高的速度度离开叶轮，，进入扩压器。。气体在扩压压器内降速、、增压。经扩扩压器减速、、增压后气体进进入弯道，使使流向反转180度后进入回流流器，经过回流器后又又进入下一级级叶轮。显然然，弯道和回回流器是沟通通前一级叶轮和和后一级叶轮轮的通道。如如此，气体在在多个叶轮中中被增加数次，，能以很高的的压力能离开开。离心式压缩机机3．特性曲线离心式压缩机机的H~Q曲线与离心式式通风机在形形状上相似。。在小流量时都呈现现出压力随流流量的增加而而上升的情况况。4．特点与往复压缩机机相比，离心心式压缩机有有如下优点：：体积和重量量都很小而或流流量很大；供供气均匀；运运转平稳；易易损部件少、、维护方便。。因此此，除除非压压力要要求非非常高高，离离心式式压缩缩机已已有取取代往往复式压缩缩机的的趋势势。而而且，，离心心式压压缩机机已经经发展展成为为非常常大型型的设备，，流量量达几几十万万立方方米/时，出出口压压力达达几十十兆帕帕。真空泵泵1、真空空泵的的一般般特点点真空泵泵就是是从真真空容容器中中抽气气、一一般在在大气气压下下排气气的输输送机机械。若若将前前述任任何一一种气气体输输送机机械的的进口口与设设备接接通，，即成成为从从设备抽抽气的的真空空泵。。然而而，专专门为为产生生真空空用的的设备备却有有其获获得之之处。（1）由于于吸入入气体体的密密度很很低，，要求求真空空泵的的体积积必须须足够够大；；（2）压缩缩比很很高，，所以以余隙隙的影影响很很大。。真空泵泵真空泵泵的主主要性性能参参数有有：（1）极限限剩余余压力力（或或真空空度））：这这是真真空泵泵所能能达到到最低低压力；（2）抽气气速率率：单单位时时间内内真空空泵在在极限限剩余余压力力下所所吸入入的气体体体积，，亦即即真空空泵的的生产产能力力。真空泵泵-2往复式式真空空泵与往复复式压压缩式式的构构造显显著区区别，，但也也有其其自身身的特点点：（1）在低低压下下操作作，气气缸内内、外外压差差很小小，所所用的的活门门必须须更加轻轻巧；；（2）当要要求达达到较较好的的真空空度时时，压压缩比比会很很大，，余隙隙容积积必须很很小，，否则则就不不能保保证较较大的的吸气气量。。（3）为减减少余余隙的的影响响，设设有连连通活活塞左左右两两侧的的平衡衡气道。干干式往往复真真空泵泵可造造成高高达96~99.9%的真空空度；；湿式式则只只能达到80~85%真空泵泵-3水环真真空泵泵水环真真空泵泵的外外壳呈呈圆形形，其其中的的叶轮轮偏心心安装装。启启动前前，泵泵内注入入一定定量的的水，，当叶叶轮旋旋转时时，由由于离离心力力的作作用，，水被被甩至至壳壁形形成水水环。。此水水环具具有密密封作作用，，使叶叶片间间的空空隙形形成许许多大大小不不同同的的密密封封室室。。由由于于叶叶轮轮的的旋旋转转运运动动，，密密封封室室外外由由小小变变大大形形成成真真空，，将将气气体体从从吸吸入入口口吸吸入入；；继继而而密密封封室室由由大大变变小小，，气气体体由由压压出出口口排排出。。水环环真真空空泵泵结结构构简简单单、、紧紧凑凑，，最最高高真真空空度度可可达达85%。真空空泵泵-4液环环真真空空泵泵叶环环泵泵外外壳壳呈呈椭椭圆圆形形。。当当叶叶轮轮旋旋转转时时液液体体被被抛抛向向四四周周形形成成一椭椭圆圆形形液液环环，，在在其其轴轴方方向向上上形形成成两两个个月月牙牙形形的的工工作作腔腔。。由由于于叶轮轮的的旋旋转转运运动动，，每每个个工工作作腔腔内内密密封封室室逐逐渐渐由由小小变变大大而而从从吸吸入入口吸吸入入气气体体；；然然后后又又由由大大变变小小，，将将气气体体强强行行排排出出。。与水水环环真真空空泵泵极极为为相相似似仅仅仅仅是是介介质质不不同同真空空泵泵-5旋片片真真空空泵泵是旋旋转转式式真真空空泵泵的的一一种种，，其其工作作原原理理见见图图。。当当带带有有两两个个旋旋片片7的偏偏心心转转子子按按箭箭头头方方向向旋旋转转时时，，旋片片在在弹弹簧簧8的压压力力及及自自身身离离心心力的的作作用用下下，，紧紧贴贴泵泵体体9内壁壁滑滑动，，吸吸气气工工作作室室不不断断扩扩大大，，被被抽抽气体体通通过过吸吸气气口口3经吸吸气气管管4进入入吸气气工工作作室室，，当当旋旋片片转转至至垂垂直直位位置时时，，吸吸气气完完毕毕，，此此时时吸吸入入的的气气体被被隔隔离离。。真空空泵泵-5转子子继继续续旋旋转转，，被被隔隔离离的的气气体体逐逐渐渐被被压压缩缩，，压压强强升升高高。。当当压强超过过排气阀阀片2上的压强强时，则则气体经经排气管管5顶开阀片片2，通过油油液从泵泵排气口口1排出。泵泵在工作作过程中中，旋片片始终将将泵腔分成成吸气、、排气两两个工作作室，转转子每旋旋转一周周，有两两次吸气、排气气过程。。旋片泵的