化工原理22學(xué)時

1、1,第二章 流體輸送機(jī)械,2.4 氣體輸送和壓縮機(jī)械 2.4.1 氣體壓送機(jī)械的分類,2,氣體輸送機(jī)械,通風(fēng)機(jī) 鼓風(fēng)機(jī) 壓縮機(jī) 真空泵,氣體壓送機(jī)械的分類,出口表壓： 低于1.47104Pa 1.471042.94105Pa 2.94105Pa以上 0,3,壓縮比： 11.15 小于4 大于4,氣體壓送機(jī)械的分類,4,設(shè)備： 離心通風(fēng)機(jī) 羅茨鼓風(fēng)機(jī),離心鼓風(fēng)機(jī) 往復(fù)壓縮機(jī),離心壓縮機(jī),液環(huán)壓縮機(jī) 水環(huán)真空泵,往復(fù)真空泵,蒸汽噴射泵,氣體壓送機(jī)械的分類,5,第二章 流體輸送機(jī)械,2.4 氣體輸送和壓縮機(jī)械 2.4.1 氣體壓送機(jī)械的分類,2.4.2 離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī),6,一離心通風(fēng)機(jī)

2、,風(fēng)機(jī)對單位體積氣體所作的有效功稱為風(fēng)壓，以HT表示，單位為J/m3或Pa。,根據(jù)風(fēng)壓的不同，將離心通風(fēng)機(jī)分為三類：,低壓離心通風(fēng)機(jī)： 中壓離心通風(fēng)機(jī)： 高壓離心通風(fēng)機(jī)：,出口風(fēng)壓（表壓） 低于0.981103 Pa 0.981103 2.94103 Pa 2.94103 14.7103 Pa,動畫11,7,1離心通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)與特性曲線, 風(fēng)量q 風(fēng)量是指單位時間內(nèi)從風(fēng)機(jī)出口排出的氣體體積；并以風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的氣體狀態(tài)計，單位為m3/h。 風(fēng)壓HT 是單位體積氣體通過風(fēng)機(jī)時所獲得的能量，單位為J/m3或Pa，習(xí)慣上用mmH2O表示。,一離心通風(fēng)機(jī),8,全風(fēng)壓由靜風(fēng)壓與動風(fēng)壓構(gòu)成 :,全風(fēng)壓,動

3、風(fēng)壓,靜風(fēng)壓,若實際的操作條件與20、101.33kPa的實驗條件不同,（2-36）,（2-35）,一離心通風(fēng)機(jī),9, 軸功率與效率,（2-37）,注意，用式（2-37）計算功率時，HT與q必須是同一狀態(tài)下的數(shù)值。,一離心通風(fēng)機(jī),10,離心通風(fēng)機(jī)的特性曲線是出廠前在溫度為20的常壓下（101.33kPa）實驗測定的。離心通風(fēng)機(jī)的特性曲線與離心泵的特性曲線相比，增加了一條靜風(fēng)壓隨流量的變化曲線，如圖2-36所示。,一離心通風(fēng)機(jī),11,圖2-36 離心通風(fēng)機(jī)的特性曲線,一離心通風(fēng)機(jī),12,2離心通風(fēng)機(jī)的選擇 根據(jù)管路布局和工藝條件，計算輸送系統(tǒng)所需的實際風(fēng)壓 ，并按式2-36換算為實驗條件下的風(fēng)壓

4、 。,一離心通風(fēng)機(jī), 根據(jù)所輸送氣體的性質(zhì)及所需的風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的類型。 根據(jù)實際風(fēng)量和實驗條件下的風(fēng)壓，選擇適宜的風(fēng)機(jī)型號。 當(dāng)1.2kg/m3時，要核算軸功率。,13,2.4.3 往復(fù)壓縮機(jī),第二章 流體輸送機(jī)械,2.4 氣體輸送和壓縮機(jī)械 2.4.1 氣體壓送機(jī)械的分類,2.4.2 離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)和壓縮機(jī),羅茨鼓風(fēng)機(jī) 動畫12,14,一往復(fù)壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,與往復(fù)泵相比，往復(fù)壓縮機(jī)的特殊性： 壓縮后氣體的溫度升高，體積變小，具有可壓縮性。 為移除壓縮放出的熱量以降低氣體的溫度，還應(yīng)附設(shè)冷卻裝置。 由于氣缸中余隙的影響，往復(fù)壓縮機(jī)實際的工作過程也比往復(fù)泵的更加復(fù)雜。,15

5、,1往復(fù)壓縮機(jī)的理想壓縮循環(huán) 簡化假設(shè)： (1)被壓縮的氣體為理想氣體。 (2)氣體流經(jīng)吸氣閥的流動阻力可忽略不計。 (3)壓縮機(jī)無泄漏。 (4)排氣終了時活塞與氣缸端蓋之間沒有空隙（又稱余隙）。,一往復(fù)壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,16,圖2-38 理想壓縮循環(huán)的p-V圖,吸氣階段 壓縮階段 排氣階段,一往復(fù)壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,17,一個理想壓縮循環(huán)所需的外功為,（2-38）,依據(jù)不同的過程積分上式，得到,等溫壓縮過程：,（2-39）,一往復(fù)壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,18,絕熱壓縮過程,多變壓縮過程,（2-41）,（2-40）,等溫壓縮過程所需的外功最少，而絕熱壓縮過程消耗的外功最多

6、。,一往復(fù)壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,19,2往復(fù)壓縮機(jī)的實際壓縮循環(huán),圖2-39實際壓縮循環(huán)的p-V圖,一往復(fù)壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,吸氣階段 壓縮階段 排氣階段 余隙氣體膨脹,20,在實際壓縮循環(huán)中，活塞對氣體所作的多變理論功為,（2-43）,一往復(fù)壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,21,余隙系數(shù) 余隙體積與活塞一次掃過的體積之比的百分?jǐn)?shù)稱為余隙系數(shù)。,（2-44）,容積系數(shù)0 壓縮機(jī)一個循環(huán)吸入氣體的體積與活塞一次掃過體積之比稱為容積系數(shù)。,（2-45）,一往復(fù)壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,22,容積系數(shù)與余隙系數(shù)之間的關(guān)系為,（2-46）,余隙系數(shù)對壓縮機(jī)性能的影響： 當(dāng)壓縮比一定時，余隙

7、系數(shù)加大，容積系數(shù)變小，壓縮機(jī)的吸氣量就減少。 對于一定的余隙系數(shù)，氣體的壓縮比愈高，容積系數(shù)則愈小，即每一壓縮循環(huán)的吸氣量愈小，當(dāng)壓縮比高到某極限值時，容積系數(shù)可能變?yōu)榱恪?一往復(fù)壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,23,二往復(fù)壓縮機(jī)的主要性能參數(shù),1排氣量,理論吸氣量,單動往復(fù)壓縮機(jī),雙動往復(fù)壓縮機(jī),實際的排氣量,排氣系數(shù) (0.80.95)0,24,2軸功率和效率,絕熱壓縮過程壓縮機(jī)的理論功率為,（2-50）,實際所需的軸功率,（2-51）,絕熱總效率 一般取0.70.9,二往復(fù)壓縮機(jī)的主要性能參數(shù),25,三多級壓縮,當(dāng)生產(chǎn)過程的壓縮比大于8時，工業(yè)上大都采取多級壓縮。 多級壓縮的優(yōu)點是： 避免

8、排出氣體溫度過高； 提高氣缸容積利用率（即保持在0較高范圍）；減少功率消耗； 壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)更為合理，從而提高壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益。,26,多級壓縮的缺點： 若級數(shù)過多，則會使整個壓縮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能耗加大。,三多級壓縮,27,四往復(fù)壓縮機(jī)的類型與選擇,1往復(fù)壓縮機(jī)的類型 往復(fù)壓縮機(jī)有多種分類方法：,空氣壓縮機(jī) 氨氣壓縮機(jī) 氫氣壓縮機(jī) 石油氣壓縮機(jī) 氧氣壓縮機(jī),處理的氣體種類,28,2壓縮機(jī)的選用 (1)根據(jù)所輸送氣體的性質(zhì)，確定壓縮機(jī)的種類； (2)根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)及廠房具體條件，選擇壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)型式； (3)根據(jù)排氣量和排氣壓力（或壓縮比），從壓縮機(jī)樣本或產(chǎn)品目錄中選取適宜的型號。,四往復(fù)壓縮機(jī)的類

9、型與選擇,29,2.4.4 回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)（自學(xué)）,第二章 流體輸送機(jī)械,2.4 氣體輸送和壓縮機(jī)械 2.4.1 氣體壓送機(jī)械的分類 2.4.2 離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)和壓縮機(jī) 2.4.3 往復(fù)壓縮機(jī),30,2.4.5 真空泵（自學(xué)）,第二章 流體輸送機(jī)械,2.4 氣體輸送和壓縮機(jī)械 2.4.1 氣體壓送機(jī)械的分類 2.4.2 離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)和壓縮機(jī) 2.4.3 往復(fù)壓縮機(jī) 2.4.4 回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī),31,2.4.6 常用氣體壓送機(jī)械的性能比較 （自學(xué)）,第二章 流體輸送機(jī)械,2.4 氣體輸送和壓縮機(jī)械 2.4.1 氣體壓送機(jī)械的分類 2.4.2 離心式通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)和壓縮機(jī) 2.4.3 往復(fù)壓縮機(jī) 2.4.4 回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī) 2.4.5 真空泵,32,練 習(xí) 題 目,思考題,作業(yè)題: 11、12,1離心通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)與離心泵比較有哪些特別之處？ 2. 離心通風(fēng)機(jī)如何選型？ 3. 壓縮機(jī)采用多級壓縮有哪些優(yōu)點和缺點？那些屬