氣體輸送設備設備選型
發(fā)布日期:2022-04-10 13:24:01 來源:風機百科
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(1)根據(jù)氣體種類和風壓范圍,確定風機的類型rn (2)確定所求的風量和全風壓。風量根據(jù)生產任務來定;全風壓按柏努利方程來求,但要按標準狀況校正,即根據(jù)按入口狀態(tài)計的風量和校正后的全風壓在產品系列表中查找合適的型號。
rn 點評
rn (1)當氣體的壓縮性可以忽略時,氣體輸送路的計算與液體輸送管路計算相似,所不同的是風機本身及其管路特性曲線與空氣的密度有關。因此當輸送的不是常溫,常壓空氣時,管路特性曲線應事先加以換算。
rn (2)用同樣的管路輸送氣體,氣體的溫度降低,密度增大,質量流量可能有明顯的增加。
rn 離心式的鼓風機
rn 離心式鼓風機的結構特點:離心式鼓風機的外形與離心泵相象,內部結構也有許多相同之處。例如,離心式鼓風機的蝸殼形通道亦為圓形;但外殼直徑與厚度之比較大;葉輪上葉片數(shù)目較多;轉速較高;葉輪外周都裝有導論。單級出口表壓多在30kPa以內;多級可達0。3MPa。離心式鼓風機的選型方法與離心式通風機相同。
rn 離心式壓縮機
rn 離心通風機的性能參數(shù)及特性曲線離心通風機的主要性能參數(shù)有流量(風量)、壓頭(風壓)、軸功率和效率。由于氣體通過風機的壓強變化較小,可視為不可壓縮,所以離心泵基本方程也可用來分析離心通風機性能。
rnrn ?。?)風量風量是單位時間內從風機出口排出的氣體體積,并以風機進口處氣體的狀態(tài)計,以Q表示,單位為m3/h。
rn 離心通風機的風量取決于風機的結構、尺寸和轉速。
rn ?。?)風壓習慣上將通風機的壓頭表示為單位體積氣體所獲得的能量,其單位為J/m3=N/m2=Pa,與壓強單位相同。所以風機的壓頭又稱風壓。
rn 離心通風機的風壓取決于風機的結構、葉輪尺寸、轉速與進入風機的氣體密度。目前還不能用理論方法精確計算,而是由實驗測定。一般通過測量風機進出口處氣體的流速與壓強的數(shù)據(jù),按柏努利方程來計算風壓。
rn 如取1m3氣體為基準,在風機進、出口的截面1u20151及2u20152間列柏努利方程,可得離心通風機的風壓為:
rn pT=ρgH=(Z2-Z1)ρg (p2-p1)
rn 式中(Z2-Z1)ρg值比較小,可以忽略。
rn 風機進、出口間管段很短,故也可忽略,又當空氣直接由大氣進入風機,u1也可忽略。上式可簡化為
rn pT=(p2-p1) (2-26)
rn 從上式看出,通風機的風壓由兩部分組成:(p2-p1)習慣上稱靜風壓pst;而稱動風壓。在離心泵中,泵進、出口處的動能差很小,可以忽略,但在離心通風機中,氣體出口速度很大,動能差不能忽略。因此,通風機的性能參數(shù)比離心泵多了一個動風壓。離心通風機的風壓為靜風壓與動風壓之和,又稱全風壓。
rn 通風機在出廠前,必須通過試驗測定其特性曲線(見圖2-29),試驗介質是壓強為1.013×105Pa,溫度為20℃的空氣(ρ=1.2kg/m3)。若實際操作條件與上述試驗條件不同時,應按下式將操作條件下的風壓P'T換算為實驗條件下的風壓pT,然后以pT的數(shù)值來選擇風機。 rn
離心鼓風機和壓縮機
rn 離心鼓風機又稱透平鼓風機,工作原理與離心通風機相同,結構類似多級離心泵。圖2-30所示為一臺五級離心鼓風機的示意圖。氣體由吸氣口進入后,經過第一級的葉輪和導輪,然后轉入第二級葉輪入口。再依次通過以后所有的葉輪和導輪,最后由排出口排出。
rn 離心鼓風機送氣量大,但所產生風壓仍不高,出口表壓強一般不超過2.94×104Pa。由于氣體的壓縮比不高,故無需冷卻裝置,各級葉輪的直徑也大體上相等。
rn 離心壓縮機常稱為透平壓縮機,主要結構、工作原理都與離心鼓風機相似。只是離心壓縮機的葉輪級數(shù)更多,可在10級以上,轉速較高,故能產生更高的壓強。由于氣體的壓縮比較高,體積變化就比較大,溫度升高也較顯著。因此離心壓縮機常分成幾段,每段包括若干級。葉輪直徑與寬度逐段縮小,段與段之間設置中間冷卻器,以免氣體溫度過高。
rn 離心壓縮機流量大,供氣均勻,體積小,機體內易損部件少,可連續(xù)運轉,且安全可靠維修方便,機體內無潤滑油污染氣體,所以近年來除要求壓強很高以外,離心壓縮機的應用日趨廣泛。
rn 真空泵
rnrn 從設備或系統(tǒng)中抽出氣體使其中的絕對壓強低于大氣壓,此時所用的輸送設備稱為真空泵。真空泵的型式很多,此處僅介紹化工廠中較常用的型式。
rn 1.水環(huán)真空泵該泵如圖2-33所示。外殼1內裝有偏心葉輪,其上有輻射狀的葉片2。泵內約充有一半容積的水,當旋轉時,形成水環(huán)。水環(huán)具有液封的作用,與葉片之間形成許多大小不同的密封小室。當小室逐漸增大時,氣體從入口3吸入;當小室逐漸減小時,氣體由出口4排出。
rn 水環(huán)真空泵可以造成的最高真空度為85kPa左右,也可作鼓風機用,但所產生的表壓強不超過101.3kPa。當被抽吸的氣體不宜與水接觸時,泵內可充以其它液體,所以又稱為液環(huán)真空泵。
rn 此類泵結構簡單、緊湊,易于制造和維修,由于旋轉部分沒有機械摩擦,使用壽命長,操作可靠。適用于抽吸含有液體的氣體,尤其在抽吸腐蝕性或爆炸性氣體時更為合適。但效率很低,約在30%~50%,所能造成的真空度受泵中水的溫度所限制。
rn 2.噴射泵噴射泵是利用流體流動的靜壓能與動能相互轉換的原理來吸、送流體的,既可用于吸送氣體,也可用于吸送液體。在化工生產中,噴射泵常用于抽真空,故又稱為噴射式真空泵。 rn
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