02.氣體輸送設備

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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1.471×104Pa(表壓)，壓縮比<1.15；鼓風機：終壓不大于1.471~29.2×104Pa(表壓)，壓縮比<4；壓縮機：終壓>29.2×104Pa(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①能量衡算基準不同，液體1kg揚程，m氣體1m3風壓，N/m2②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

2、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(1)離心式通風機結構及工作原理①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。②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④軸功率說明：HT與流體密度ρ有關⑤離心通風機特性曲線③效率

3、(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。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294×103Pa。（2）羅茨鼓風機①結構②工作原理同齒輪泵說明：①為正位移型，風量與轉速成正比，而與出口壓力無關；②流量采用旁路調(diào)節(jié)；③出口閥不能完全關閉；④操作溫度不超過8

4、5oC。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，高轉數(shù)(一般在5000rpm以上)?！魤嚎s比高，溫升過高，故壓縮機分為幾段?！舳伍g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

5、流量大5%~10%的范圍內(nèi)操作。(2)往復式壓縮機①結構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)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)5612340V2V1VP1P2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：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

6、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：12340V2V1VP1P2P有余隙壓縮循環(huán)V4V3③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%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

7、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(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⑤多級壓縮三級壓縮機流程圖1級2