第三章 气体的压缩与输送.ppt

1 （2） 气体输送管路的流速较大，流动阻力较大，因此输送相同的质量流量， 第三章 气体的压缩与输送 第一节 气体压缩与输送的主要任务 气体压缩与输送在化工生产中应用十分广泛，主要用于：气体输送、产生高压气体 和产生真空。 压缩和输送气体的机械统称为气体压缩机械。 气体输送机械的特点 ： （1） 气体的密度小，输送一定质量的气体时，其流量大， 故气体输送机械的体积较大 气体输送 要求提供的压头相应也更高 。 （3） 由于气体的可压缩性，在输送机械内部气体压强变化时，其体积和温度随之而变。 故结构设计更为复杂，选用上必须考虑的影响因素也更多。 气体输送机械的分类 ： 按工作原理可分为：往复式、离心式、旋转式和流体作用式。 2 气体输送机械可按照出口气体的压力（终压）或出口与进口气体绝对压力的比值（压缩比）来分类，见表3-1。 表3-1气体输送机械按终压和压缩比分类 名称 终压（表压） 压缩比 通风机 鼓风机 压缩机 真空泵 ≤15kPa 15～300kPa ﹥300kPa 当时当地的大气压 1～1.15 ﹤4 ﹥4 由真空度决定 第二节 往复式压缩机 一、往复式压缩机的主要构造和工作原理 1．往复式压缩机的主要构造 主要工作部件为气缸、活塞、吸入阀和排出阀。 3 2．往复式压缩机的工作原理 往复式压缩机和往复泵在结构和装置上的不同之处： （1）必须有散热装置；（2）必须有润滑装置； （3）必须控制余隙的大小（4）对吸排气阀要求更高。 图3-2往复压缩机 的工作过程 开始时刻 活塞位于最右端，点1 P1,V1, 1.压缩阶段 向左运动 吸排气阀关闭 直至点2，排气阀被顶开之前 P2,V2, 2.排气阶段 继续向左 排气阀打开 P2不变 直至最左端，点3 P2,V3, 3. 膨胀阶段 向右运动 吸排气阀关闭 直至点4，吸气阀被顶开之前 P1,V4, 4.吸气阶段 继续向右 吸气阀打开 P1不变 直至最左端，点1 P1,V1, 4 二、往复式压缩机的生产能力（送气量） 送气量：单位时间内排出的气体体积折算成吸入状态下的数值。 若没有余隙容积，往复式压缩机的理论吸气量与往复泵的类似。 1．理论生产能力 单缸、单动往复式压缩机 单缸、双动往复式压缩机 2．实际生产能力 （1）由于有余隙容积，余隙气体膨胀后占据了部分气缸容积，使实际吸气量比 理论吸气量低 。 （2）吸入阀有一定的阻力，致使气缸内压强低于吸入管的压强，气体膨胀， 使实际吸气量比理论吸气量低。 （3）气缸内的温度高于吸入气体的温度，使吸入气缸内的气体立即膨胀 5 考虑到压缩机的各种泄漏等因素的影响，使实际吸气量比理论吸气量低，实际生产能力为： ——送气系数，由试验测得或取自经验数据，一般数值为0.7~0.9 图3-3三级压缩流程示意图 1、4、7-气缸； 3、6、9-油水分离器； 2、5-中间冷却器； 8-出口气体冷却器 三、多级压缩 多级压缩是在几个串联气缸 中进行的气体压缩过程。 采用多级压缩的理由： 1.避免压缩后气体温度过高。 2.可减少功耗。 3.提高气缸容积利用率。 4.使压缩机的结构更为合理。 7 第三节 离心式气体输送机械 一、离心式通风机 离心式通风机是一种广泛应用的低压气体的输送设备。 风压：风机对单位体积气体所做的有效功。（全风压） 符号：pt；单位:Pa。 根据风压的不同，将离心式通风机分为三类： 低压离心式通风机：出口风压低于1KPa（表压） 中压离心式通风机 出口风压低于1~3×KPa（表压） 高压离心式通风机：出口风压低于3~15×kPa（表压） 1．离心式通风机的构造和工作原理 离心式通风机的构造和工作原理与离心泵大致相同。 图3-4所示。 8 离心式通风机的结构特点： ①叶轮直径较大 ——适应大风量 ②叶片数较多 ③叶片有平直、前弯、后弯 ④机壳内逐渐扩大的通道及出口截面常为矩形 2．离心通风机的性能参数与特性曲线 （1）离心通风机的性能参数 ①风量：单位时间内从风机出口排出的气体体积，并以风机进口处的气体状态计。 符号：qv，单位:m3/h。 ②风压（全风压） :单位体积的气体通过风机时所获得的能量。 符号：pt；单位:Pa。 风压的大小取决于风机的结构、叶轮直径和转速，并正比于气体的密度。 风压一般由试验测定。 9 设风机进口为截面1-1， 风机出口为截面2-2， 根据柏努利方程，单位体积气体通过通风机所获得的风压为：