文档介绍：第四节气体输送机械
一概述
①气体输送:为了克服管路的阻力,需要提高气体的压力。纯粹为了输送的目的而对气体加压,压力一般都不高。但气体输送往往输送量很大,需要的动力往往相当大。
②产生高压气体:化学工业中一些化学反应过程需要在高压下进行,如合成氨反应,乙烯的本体聚合;一些分离过程也需要在高压下进行,如气体的液化与分离。这些高压进行的过程对相关气体的输送机械出口压力提出了相当高的要求。
③生产真空:相当多的单元操作是在低于常压的情况下进行,这时就需要真空泵从设备中抽出气体以产生真空。
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。
气体输送机械也可以按工作原理分为离心式、旋转式、往复式以及喷射式等。按出口压力(终压)和压缩比不同分为如下几类:
①通风机:终压(表压,下同)不大于15kPa(约1500mmH2O),
②鼓风机:终压15~300kPa,压缩比小于4。
③压缩机:终压在300kPa以上,压缩比大于4。
④真空泵:在设备内造成负压,终压为大气压,压缩比由真空度决定。
离心通风机及叶轮
1—机壳; 2—叶轮; 3—吸入口; 4—排出口
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二离心式通风机
离心式通风机工作原理与离心泵相同,结构也大同小异。
①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。
②叶轮上叶片的数目比较多。
③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。
④机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常不为圆形而为矩形。
(1)风量:按入口状态计的单位时间内的排气体积。m3/s,m3/h
(2)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,,再忽略入口到出口的能量损失,则上式变为:
说明①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****惯上称为静风压;另一部分为进出口的动压头差****惯上称为动风压。
②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。
(3)轴功率和效率
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离心式通风机特性曲线
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
(4)特性曲线:与离心泵一样,离心通