化工原理 第2章 流体输送机械 2. 3

气体输送机械2----3一概述1．气体输送机械在工业生产中的应用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。2．气体输送机械的一般特点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。3．气体输送机械的分类按工作原理离心式旋转式往复式喷射式按出口压力（终压）和压缩比不同分①通风机：终压（表压，下同）不大于15kPa（约1500mmH2O）,压缩比1至1.15②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。p2p1压缩比=p2/p1二离心式通风机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.2离心通风机及叶轮1—机壳;2—叶轮;3—吸入口;4—排出口离心通风机及叶轮1—机壳;2—叶轮;3—吸入口;4—排出口离心通风机的结构1—机壳;2—叶轮;3—吸入口;4—排出口2•叶片数目多、短，有径向、前弯、后弯等，•通道多呈矩形特点：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。2离心通风机及叶轮1—机壳;2—叶轮;3—吸入口;4—排出口离心通风机分类：根据风压的不同，将离心通风机分为三类：①低压离心通风机:③高压离心通风机:出口风压为2.94×103～14.7×103Pa（表压）。出口风压为0.981×103～2.94×103Pa（表压）；②中压离心通风机:出口风压低于0.981×103Pa（表压）；空气柱mkPa10012．离心式通风机的性能参数和特性曲线（1）风量Q：按入口状态计的单位时间内的排气体积。单位:m3/s，m3/h以进口状态计风量、风压、轴功率、效率主要性能参数:（2）全风压HT：单位:J/m3，Pa,习惯上用mmH2O表示。单位体积气体通过风机时获得的能量称全风压,Pa;空气柱mkPa1001p2p1在风机进、出口之间写柏努利方程：HT=(p1－p2)+ρu22/2可以忽略;再忽略入口到出口的能量损失:静风压pst动风压pk标准全风压HT,0--------用1atm、20℃空气或空气的密度为1.2kg/m3（20℃、101.3kPa）的条件下测定的风压若使用条件与测定条件不同，需换算：ρ’――操作条件下空气的密度,kg/m3。HT’=ρ’HT,0/1.2gHHT（3）轴功率和效率1000tpQNN=HTQ/1000ηN――轴功率，kW；Q――风量，m3/s；HT――全风压，Pa；η――全压效率。计算功率时,HT和Q必须是同一状态下的数值全压效率η=70%~90%（4）特性曲线：通风机出厂前在温度为20℃的常压下（101.3kPa）实验测定其特性曲线。主要有四条曲线:离心式通风机特性曲线ηHT，0NPstQ~Q~QN~Q3．离心式通风机的选型①根据管路布局和工艺条件，计算输送系统所需的实际风压HT’，并按式换算为实验条件下的风压HT。②根据所输送气体的性质及所需的风压范围，确定风机的类型。③根据实际风量和实验条件下的风压，选择适宜的风机型号。④当ρ’＞1.2kg/m3时，要核算轴功率。与离心泵的选择遵循相似的步骤：