2009-7-30
第二章流体输送机械 一、离心通风机、鼓风机与压缩机二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵第二节气体输送和压缩设备
2009-7-30
按照终压与压缩比
通风机,
鼓风机,
压缩机,
真空泵：
终压不大于 14.7× 103Pa(表压 )
终压为 14.7× 103~294× 103Pa,压缩比小于 4。
终压在 294× 103Pa以上,压缩比大于 4。
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
2009-7-30
一、离心式通风机、鼓风机与压缩机
1、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,
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
1） 离心式通风机的结构
2009-7-30
2009-7-30
2009-7-30
2） 离心通风机的性能参数与特性曲线
（ 1） 风量,指气体通过进风口的体积流率,以 Q表示,单位为 m3/h或 m3/s。 气体的体积按进口状态计 。
（ 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 Ht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 。
2009-7-30
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：
2121221212 2/)()()( hfuuppgzzH t
简化为
2)(
2
2
12
uPPH
t
（ P2－ P1） 称为静风压,以 HSt表示
2
2
2u? 称为动风压 。
离心通风机的风压为 静风压和动风压之和,称为全风压 。
2009-7-30
风压与被输送气体的密度 ρ 成正比,风机性能表上列出风压是按,标准状态,下 (20℃,1.01× 105Pa)的空气密度测定的 。 若实际操作条件与上述试验条件不同,应将操作条件下的风压 HT’换算为试验条件下的风压 HT,然后按 HT的数值来选择风机 。
'
2.1'
'
'
TTT HHH
（ 3） 功率和效率离心通风机的轴功率为：
1000
QHN T?
2009-7-30
（ 4） 特性曲线
2009-7-30
3） 离心通风机的选用选择离心通风机的主要步骤为：
（ 1） 根据气体的种类 （ 清洁空气,易燃气体,腐蚀性气体,含尘气体,高温气体等 ） 与风压范围,确定风机的类型
（ 2） 据所要求的风量与全压,从产品样本或规格目录中的特性曲线或性能表格中查得适宜的类型与机号 。
2,离心鼓风机和压缩机
1） 离心鼓风机离心鼓风机外形与离心泵相象 。 蜗壳形的通道为圆形,但其 外壳直径与宽度之比较大,叶轮上数目较多,转速较高,
2009-7-30
2009-7-30
2009-7-30
并且有一固定的导轮 。 图 为一台五级离心鼓风机的示意图 。
气体由吸入口进入后,经过第一级的叶轮和导轮,然后转入第 二 级 叶 轮 入 口,再 依 次 逐 级 通 过 以 后 的 叶 轮和导轮,最后由排气口排出 。
离心通风机的送气量大,但所产生的风压仍不太高,出口表压强一般不超过 294× 103Pa。 由于在离心鼓风机中,气体的压缩比不高,所以无需设置冷却装置,各级叶轮的直径也大致上相等 。
2009-7-30
2） 离心压缩机离心压缩机又称 透平压缩机 。 它的主要结构和工作原理与离心鼓风机相似 。 离心压缩机的 特点 是 叶轮级数多,通常在 10级以上,叶轮转速高,一般为 5000r/min以上 。 这样可以产生很多的出口压强,且由于压缩比高,气体体积缩小很多
,温度升高大 。 因此 压缩机都分成几段,每段包括若干级 。
叶轮的直径逐级缩小 。 叶轮宽度也逐级略有缩小,在 各段之间设有中间冷却器 。
优点,流量大而均匀,体积小,运转平稳,容易调节,维护方便 。
2009-7-30
二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵旋转鼓风机、压缩机与旋转泵相似，机壳内有一个或两个旋转的转子，没有活塞和阀门等装置。
特点：构造简单、紧凑、体积小、排气连续而均匀，适用于所需压强不高且流量大的情况。
1、罗茨鼓风机罗茨鼓风机的工作原理与齿轮泵相似,机壳内有两个渐开摆线形的转子,两转子之间,转子与机壳之间
2009-7-30
2009-7-30
2009-7-30
缝隙很小,使转子能自由运动而无过多的泄漏,两转子的旋转方向相反,可使气体从技巧一侧吸入,从另一侧排出
。 若改变两转子的旋转方向,则吸入和排出口互换 。
罗次鼓风机的特点,
(1)风量与转速成正比,转速一定时,出口压力提高,风量可保持大体不变 。
(2)输气量范围,2~500m3/min。 出口表压在 80kPa以内且在 40kPa附近效率较高 。
(3)流量调节一般用支路调节,出口阀不能完全关闭,且操作温度 ≯ 80-85oC
2009-7-30
2,液环压缩机液环压缩机 也称纳氏泵,由略呈椭圆性的外壳和旋转叶轮所组成,叶轮在存有适量液体的壳体内旋转,由叶片带动,液体在离心力作用下抛向壳体周边形成椭圆形液环 。 椭圆形长轴处则形成两个月牙形空隙,供气体吸入和排出 。 当叶轮旋转一周时,在液环和叶片间所形成的密闭空间逐渐变大和变小各两次,气体从两个吸气口进入机内,从两个排气口排出
。 液环压缩机使气体只与叶轮接触而不与壳体接触,可用于输送腐蚀性气体 。
2009-7-30
2009-7-30
3,真空泵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：
1） 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 。
2009-7-30
2009-7-30
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 。
2009-7-30
2） 喷射泵喷射泵 是利用高速流体射流时静压能转换为动能而造成的真空将气体吸入泵体,在泵内与射流流体混合,气体及工作流体一并排出泵体 。
喷射泵的工作流体可以是水,也可以是蒸汽 。 单级蒸汽喷射泵可以达到 90%的真空度,为要获得更高的真空度,可以采用多级蒸汽喷射泵 。 喷射泵结构简单,无运动部件,但效率很低,工作流体消耗很大 。
2009-7-30
第二章流体输送机械 一、离心通风机、鼓风机与压缩机二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵第二节气体输送和压缩设备
2009-7-30
按照终压与压缩比
通风机,
鼓风机,
压缩机,
真空泵：
终压不大于 14.7× 103Pa(表压 )
终压为 14.7× 103~294× 103Pa,压缩比小于 4。
终压在 294× 103Pa以上,压缩比大于 4。
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
2009-7-30
一、离心式通风机、鼓风机与压缩机
1、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,
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
1） 离心式通风机的结构
2009-7-30
2009-7-30
2009-7-30
2） 离心通风机的性能参数与特性曲线
（ 1） 风量,指气体通过进风口的体积流率,以 Q表示,单位为 m3/h或 m3/s。 气体的体积按进口状态计 。
（ 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 Ht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 。
2009-7-30
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：
2121221212 2/)()()( hfuuppgzzH t
简化为
2)(
2
2
12
uPPH
t
（ P2－ P1） 称为静风压,以 HSt表示
2
2
2u? 称为动风压 。
离心通风机的风压为 静风压和动风压之和,称为全风压 。
2009-7-30
风压与被输送气体的密度 ρ 成正比,风机性能表上列出风压是按,标准状态,下 (20℃,1.01× 105Pa)的空气密度测定的 。 若实际操作条件与上述试验条件不同,应将操作条件下的风压 HT’换算为试验条件下的风压 HT,然后按 HT的数值来选择风机 。
'
2.1'
'
'
TTT HHH
（ 3） 功率和效率离心通风机的轴功率为：
1000
QHN T?
2009-7-30
（ 4） 特性曲线
2009-7-30
3） 离心通风机的选用选择离心通风机的主要步骤为：
（ 1） 根据气体的种类 （ 清洁空气,易燃气体,腐蚀性气体,含尘气体,高温气体等 ） 与风压范围,确定风机的类型
（ 2） 据所要求的风量与全压,从产品样本或规格目录中的特性曲线或性能表格中查得适宜的类型与机号 。
2,离心鼓风机和压缩机
1） 离心鼓风机离心鼓风机外形与离心泵相象 。 蜗壳形的通道为圆形,但其 外壳直径与宽度之比较大,叶轮上数目较多,转速较高,
2009-7-30
2009-7-30
2009-7-30
并且有一固定的导轮 。 图 为一台五级离心鼓风机的示意图 。
气体由吸入口进入后,经过第一级的叶轮和导轮,然后转入第 二 级 叶 轮 入 口,再 依 次 逐 级 通 过 以 后 的 叶 轮和导轮,最后由排气口排出 。
离心通风机的送气量大,但所产生的风压仍不太高,出口表压强一般不超过 294× 103Pa。 由于在离心鼓风机中,气体的压缩比不高,所以无需设置冷却装置,各级叶轮的直径也大致上相等 。
2009-7-30
2） 离心压缩机离心压缩机又称 透平压缩机 。 它的主要结构和工作原理与离心鼓风机相似 。 离心压缩机的 特点 是 叶轮级数多,通常在 10级以上,叶轮转速高,一般为 5000r/min以上 。 这样可以产生很多的出口压强,且由于压缩比高,气体体积缩小很多
,温度升高大 。 因此 压缩机都分成几段,每段包括若干级 。
叶轮的直径逐级缩小 。 叶轮宽度也逐级略有缩小,在 各段之间设有中间冷却器 。
优点,流量大而均匀,体积小,运转平稳,容易调节,维护方便 。
2009-7-30
二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵旋转鼓风机、压缩机与旋转泵相似，机壳内有一个或两个旋转的转子，没有活塞和阀门等装置。
特点：构造简单、紧凑、体积小、排气连续而均匀，适用于所需压强不高且流量大的情况。
1、罗茨鼓风机罗茨鼓风机的工作原理与齿轮泵相似,机壳内有两个渐开摆线形的转子,两转子之间,转子与机壳之间
2009-7-30
2009-7-30
2009-7-30
缝隙很小,使转子能自由运动而无过多的泄漏,两转子的旋转方向相反,可使气体从技巧一侧吸入,从另一侧排出
。 若改变两转子的旋转方向,则吸入和排出口互换 。
罗次鼓风机的特点,
(1)风量与转速成正比,转速一定时,出口压力提高,风量可保持大体不变 。
(2)输气量范围,2~500m3/min。 出口表压在 80kPa以内且在 40kPa附近效率较高 。
(3)流量调节一般用支路调节,出口阀不能完全关闭,且操作温度 ≯ 80-85oC
2009-7-30
2,液环压缩机液环压缩机 也称纳氏泵,由略呈椭圆性的外壳和旋转叶轮所组成,叶轮在存有适量液体的壳体内旋转,由叶片带动,液体在离心力作用下抛向壳体周边形成椭圆形液环 。 椭圆形长轴处则形成两个月牙形空隙,供气体吸入和排出 。 当叶轮旋转一周时,在液环和叶片间所形成的密闭空间逐渐变大和变小各两次,气体从两个吸气口进入机内,从两个排气口排出
。 液环压缩机使气体只与叶轮接触而不与壳体接触,可用于输送腐蚀性气体 。
2009-7-30
2009-7-30
3,真空泵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：
1） 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 。
2009-7-30
2009-7-30
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 。
2009-7-30
2） 喷射泵喷射泵 是利用高速流体射流时静压能转换为动能而造成的真空将气体吸入泵体,在泵内与射流流体混合,气体及工作流体一并排出泵体 。
喷射泵的工作流体可以是水,也可以是蒸汽 。 单级蒸汽喷射泵可以达到 90%的真空度,为要获得更高的真空度,可以采用多级蒸汽喷射泵 。 喷射泵结构简单,无运动部件,但效率很低,工作流体消耗很大 。
2009-7-30
