化工原理第二章第三节.ppt

第二章 流体输送机械 一、离心通风机 二、鼓风机、压缩机 三、真空泵 一、离心式通风机 离心式通风机按所产生的风压不同，分为： 低压离心通风机： 中压离心通风机： 高压离心通风机 ： 将上式改写为 压缩过程有等温压缩和绝热压缩。理想气体由状态p1、T1压缩后变为p2、T2，等温过程T1=T2,绝热过程有 活塞在气缸内从左端向右端运动时，由于气缸的左腔体积不断增大，气缸内气体的密度减小，而形成抽气过程，此时被抽容器中的气体经过吸气阀5进入泵体左腔。当活塞达到最右位置时，气缸左腔内就完全充满了气体。接着活塞从右端向左端运动，此时吸气阀5关闭。气缸内的气体随站活塞从右向左运动而逐渐被压缩，当气缸内气体的压力达到或稍大于一个大气压时，排气阀4被打开，将气体排到大气中，完成一个工作循环。当活塞再左向右运动时，又重复前一循环，如此反复下去，被抽容器内最终达到某一稳定的平衡压力。　 为提高抽气效率，一般在气缸的两端均设有吸气阀和排气阀，然后用管路将气缸两端的吸气口和排气口并联起来。 2. 多级压缩 避免排出气体温度过高； 减少功耗，提高压缩机的经济性； 提高气缸容积利用率； 使压缩机结构更合理。 一般当 时，采用多级压缩，常用2~6级，每级压缩比为3~5。 从设备中或系统中抽出气体，使其处于绝对压强低于外界大气压的状态，所用的输送机械称为真空泵。实质上真空泵也是气体压缩机械，只是它入口压强低，出口为常压。化工厂中较常用的型式有： （一）水环真空泵 水环真空泵的外形呈圆形，外壳内有一个偏心安装的叶轮，上有辐射状叶片，水环真空泵的壳内注入一定量的水，当叶轮旋转时，在离心力的作用下将水甩至壳壁形成水环。 三、真空泵 水环具有密封作用，使叶片间的空隙形成大小不同的密封室。当小室增大时，气体从吸入口吸入，当小室从大变小时，气体由压出口排出。 水环真空泵可以造成的最高真空度为83.4×103Pa左右，它也可作鼓风机用，但所产生的表压强不超过98.07×103Pa当被抽吸的气体不宜与水接触时，泵内可充以其它液体。 此类泵结构简单、紧凑，易于制造和维修。但泵的效率较低，一般为30%～50%。另外，该泵产生的真空度受泵内水温的限制。 （二）、往复式真空泵 往复真空泵的基本结构和操作原理与往复压缩机相同，只是真空泵在低压下操作，气缸内外压差很小，所用阀门必须更加轻巧，启闭方便。另外，当所需达到的真空度较高时，如95%的真空度，则压缩比约为20。这样高的压缩比，余隙中残余气体对真空泵的抽气速率影响必然很大。为了减小余隙影响，在真空泵气缸两端之间设置一条平衡气道，在活塞排气终了时，使平衡气道短时间连通，余隙中残余气体从一侧流向另一侧，以降低残余气体的压力，减小余隙的影响。 * * 第三节 气体输送机械 按照出口压力与压缩比 通风机： 鼓风机： 压缩机： 真空泵： 终压不大于14.7×103Pa (表压) ，压缩比不大于1.15 终压为14.7×103~294×103Pa ，压缩比1.1～4。 终压在294×103Pa以上，压缩比大于2。 将低于大气压强的气体从容器或设备内抽至大气中。 按结构与工作原理 离心式、往复式、旋转式和流体作用式 压缩比：气体排出与吸入压力（绝对压力）的比值。 出口风压低于0.9807×103Pa (表压)； 出口风压为：0.9807×103Pa~2.942×103Pa 出口风压为：2.942×103Pa~14.7×103Pa 通风机 轴流式 离心式 ：送气量大，风压较低，常用于通风换气 ：应用广泛，重点 （一）离心式通风机的结构 如图所示：离心式通风机和离心泵一样，在蜗壳形泵体内装一高速旋转的叶轮。借叶轮旋转所产生的离心力，使气体压头增大而排出。 （二）离心通风机的性能参数与特性曲线 1 性能参数 指气体通过进风口的体积流率，以qv表示，单位为m3/h或m3/s。气体的体积按进口状态计。 离心式通风机性能表上的风量指的是标定条件下的数值，以qv0表示，操作条件下风量qv、密度为ρ，则标定条件的风量为： （1）流量： （2）风压： 指单位体积的气体通过通风机时所获得的能量，单位为N/m2，与压强单位相同，以pt表示。取决于风机的结构，叶轮尺寸，转速与进入风机的气体的密度。 目前，还不能用理论方法精确计算离心通风机的风压，而是由试验测定。 在通风机的进口截面1-1’和出口截面2-2’间列柏努力方程： 简化为 离心通风机的风压为静风压和动风压之和，称为全风压。 Ps表示静压，令pd＝ρu2/2,称为动压。 静风压： 动风压