气体输送设备设备选型

发布日期:2022-04-10 13:24:01 来源:风机百科

 

  (1)根据气体种类和风压范围,确定风机的类型

rn  (2)确定所求的风量和全风压。风量根据生产任务来定;全风压按柏努利方程来求,但要按标准状况校正,即根据按入口状态计的风量和校正后的全风压在产品系列表中查找合适的型号。

rn  点评

rn  (1)当气体的压缩性可以忽略时,气体输送路的计算与液体输送管路计算相似,所不同的是风机本身及其管路特性曲线与空气的密度有关。因此当输送的不是常温,常压空气时,管路特性曲线应事先加以换算。

rn  (2)用同样的管路输送气体,气体的温度降低,密度增大,质量流量可能有明显的增加。

rn  离心式的鼓风机

rn  离心式鼓风机的结构特点:离心式鼓风机的外形与离心泵相象,内部结构也有许多相同之处。例如,离心式鼓风机的蜗壳形通道亦为圆形;但外壳直径与厚度之比较大;叶轮上叶片数目较多;转速较高;叶轮外周都装有导论。单级出口表压多在30kPa以内;多级可达0。3MPa。离心式鼓风机的选型方法与离心式通风机相同。

rn  离心式压缩机

rn  离心通风机的性能参数及特性曲线离心通风机的主要性能参数有流量(风量)、压头(风压)、轴功率和效率。由于气体通过风机的压强变化较小,可视为不可压缩,所以离心泵基本方程也可用来分析离心通风机性能。

rnrn  (1)风量风量是单位时间内从风机出口排出的气体体积,并以风机进口处气体的状态计,以Q表示,单位为m3/h。

rn  离心通风机的风量取决于风机的结构、尺寸和转速。

rn  (2)风压习惯上将通风机的压头表示为单位体积气体所获得的能量,其单位为J/m3=N/m2=Pa,与压强单位相同。所以风机的压头又称风压。

rn  离心通风机的风压取决于风机的结构、叶轮尺寸、转速与进入风机的气体密度。目前还不能用理论方法精确计算,而是由实验测定。一般通过测量风机进出口处气体的流速与压强的数据,按柏努利方程来计算风压。

rn  如取1m3气体为基准,在风机进、出口的截面1u20151及2u20152间列柏努利方程,可得离心通风机的风压为:

rn  pT=ρgH=(Z2-Z1)ρg (p2-p1)

rn  式中(Z2-Z1)ρg值比较小,可以忽略。

rn  风机进、出口间管段很短,故也可忽略,又当空气直接由大气进入风机,u1也可忽略。上式可简化为

rn  pT=(p2-p1) (2-26)

rn  从上式看出,通风机的风压由两部分组成:(p2-p1)习惯上称静风压pst;而称动风压。在离心泵中,泵进、出口处的动能差很小,可以忽略,但在离心通风机中,气体出口速度很大,动能差不能忽略。因此,通风机的性能参数比离心泵多了一个动风压。离心通风机的风压为静风压与动风压之和,又称全风压。

rn  通风机在出厂前,必须通过试验测定其特性曲线(见图2-29),试验介质是压强为1.013×105Pa,温度为20℃的空气(ρ=1.2kg/m3)。若实际操作条件与上述试验条件不同时,应按下式将操作条件下的风压P'T换算为实验条件下的风压pT,然后以pT的数值来选择风机。 rn

  离心鼓风机和压缩机

rn  离心鼓风机又称透平鼓风机,工作原理与离心通风机相同,结构类似多级离心泵。图2-30所示为一台五级离心鼓风机的示意图。气体由吸气口进入后,经过第一级的叶轮和导轮,然后转入第二级叶轮入口。再依次通过以后所有的叶轮和导轮,最后由排出口排出。

rn  离心鼓风机送气量大,但所产生风压仍不高,出口表压强一般不超过2.94×104Pa。由于气体的压缩比不高,故无需冷却装置,各级叶轮的直径也大体上相等。

rn  离心压缩机常称为透平压缩机,主要结构、工作原理都与离心鼓风机相似。只是离心压缩机的叶轮级数更多,可在10级以上,转速较高,故能产生更高的压强。由于气体的压缩比较高,体积变化就比较大,温度升高也较显着。因此离心压缩机常分成几段,每段包括若干级。叶轮直径与宽度逐段缩小,段与段之间设置中间冷却器,以免气体温度过高。

rn  离心压缩机流量大,供气均匀,体积小,机体内易损部件少,可连续运转,且安全可靠维修方便,机体内无润滑油污染气体,所以近年来除要求压强很高以外,离心压缩机的应用日趋广泛。

rn  真空泵

rnrn  从设备或系统中抽出气体使其中的绝对压强低于大气压,此时所用的输送设备称为真空泵。真空泵的型式很多,此处仅介绍化工厂中较常用的型式。

rn  1.水环真空泵该泵如图2-33所示。外壳1内装有偏心叶轮,其上有辐射状的叶片2。泵内约充有一半容积的水,当旋转时,形成水环。水环具有液封的作用,与叶片之间形成许多大小不同的密封小室。当小室逐渐增大时,气体从入口3吸入;当小室逐渐减小时,气体由出口4排出。

rn  水环真空泵可以造成的最高真空度为85kPa左右,也可作鼓风机用,但所产生的表压强不超过101.3kPa。当被抽吸的气体不宜与水接触时,泵内可充以其它液体,所以又称为液环真空泵。

rn  此类泵结构简单、紧凑,易于制造和维修,由于旋转部分没有机械摩擦,使用寿命长,操作可靠。适用于抽吸含有液体的气体,尤其在抽吸腐蚀性或爆炸性气体时更为合适。但效率很低,约在30%~50%,所能造成的真空度受泵中水的温度所限制。

rn  2.喷射泵喷射泵是利用流体流动的静压能与动能相互转换的原理来吸、送流体的,既可用于吸送气体,也可用于吸送液体。在化工生产中,喷射泵常用于抽真空,故又称为喷射式真空泵。 rn

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