化工原理之流体_输送设备.ppt

* 制药工程专业《化工原理》 * 第三节 气体输送机械 输送和压缩气体的设备统称气体压送机械。用途： 气体输送 产生高压气体 产生真空 液体输送机械的结构和工作原理大致相同。但是由于气体具有可压缩性和密度较小，对输送机械的结构和形状都有一定影响，其特点是： 由于气体的密度小，体积流量就大，因而气体输送机械的体积大。 * 制药工程专业《化工原理》 * 气体在管路中的流速要比液体流速大得多，同样质量流量的气体时，其产生的流动阻力要多，因而需要提高的压头也大。 由于气体具有可压缩性，压强变化时其体积和温度同时发生变化，因而气体输送和压缩设备的结构、形状有一定特殊要求。 * 制药工程专业《化工原理》 * 分类： 按结构与工作原理分： 离心式 往复式 选择式 流体力学作用式 * 制药工程专业《化工原理》 * 按终压(气体出口表压p2)和压缩比(气体出口与进口绝压之比x)分： 通风机：p2≤15kPa，x＝1～1.15，主要结构有离心式、轴流式，用于通风换气和送气。 鼓风机：p2＝15～294kPa,x＜4，主要结构为多级离心式、旋转式，用于输送气体。 压缩机：p2294kPa，x4，主要为往复式结构，用于产生高压气体。 真空泵：p2为大气压，x由真空度而定，结构为旋转式，用于将设备中气体抽出而减压。 * 制药工程专业《化工原理》 * 1 离心通风机 因终压小(≤15kPa)，故常用于通风换气和送气。 工业上常用的通风机为离心通风机，按其产生 风压大小分为： 低压离心通风机：出口风压低于1kPa(表压) 中压离心通风机：出口风压在1～3kPa(表压) 高压离心通风机：出口风压在3～15kPa(表压) 工作原理：同离心泵 * 制药工程专业《化工原理》 * 结构：机壳为蜗牛壳形，断面有方形和圆形；叶轮直径大，叶片数目多而且短。叶片有平直，前弯和后弯等形状，前弯叶片送风量大，但往往效率低，因此高效通风机的叶片通常是后弯的。 低压离心通风机：断面方形，叶片平直，与中心成辐射状 中压离心通风机：断面方形，叶片弯曲 高压离心通风机：断面圆形，叶片弯曲 2、离心通风机的结构和工作原理 * 制药工程专业《化工原理》 * 2 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，并以风机进口处气体的状态计，以qv表示，单位m3/h。风量大小取决于风机的结构、叶轮尺寸(叶轮直径与叶片宽度)和转速。 2.风压 单位体积的气体通过风机时所获得的有效能量，HT，Pa。 * 制药工程专业《化工原理》 * 风压的大小取决于风机的结构尺寸、转速和气体密度，其值目前只能通过实验测定。取1m3气体为基准，在风机进出口截面1-1′与2-2′间列柏努利方程，得： * 制药工程专业《化工原理》 * 其中： (ps2－ps1)称为静风压，以ps表示， pd=ρu2/2称为动风压，二者之和称为全风压。 由于ρ和(Z2－Z1)值较小，ρ(Z2－Z1)g一项可忽略；风机进出口管段很短，ρ∑hf ≈0 ；因而上式简化为： * 制药工程专业《化工原理》 * 风机性能表上所列风压，一般是在20℃，101.3kPa条件下用空气测得的，此时空气密度为1.2kg/m3，在选用通风机时，若输送介质的条件与上述实验条件不同时，应将实际风压pT换算为实验条件下风压pt0 (实际风压pt由柏氏方程导出)： HT′、ρ′－操作条件 HT、ρ－实验条件 * 制药工程专业《化工原理》 * 3.轴功率和效率 轴功率和效率的定义同离心泵，其计算式为： * 制药工程专业《化工原理》 * 计算时qv与pt必须为同一状态下的值。风机性能表上给出的轴功率，也是指在20℃，101.3kPa条件下用空气测定值，当输送介质密度大于1.2kg/m3，应将实验条件下轴功率P换算为实际轴功率P′： * 制药工程专业《化工原理》 * 离心通风机的类型与选择 1.类型 离心通风机按其用途分为排尘通风(C)、防腐蚀(F)、工业炉吹风(L)、耐高温(W)、防爆炸(B)、冷却塔通风(LF)，一般通风换气(T)等。其型号分别表示全压系数，通风机比转数，进口吸入型式及设计顺序号等。分别用数字和符号表示。 在某型号下通风机的具体性能参见附录和有关资料。 * 制药工程专业《化工原理》 * 2离心通风机的选择 (1)计算输送系统所需风量Q和风压HT ，根据生产任务换算为进口状态计的气体流量；所需实际风压HT′按柏努利方程进行计算，然后换为实验条件下的HT； (2)根据气体的性质与风压范围确定风机的类型； (3)根据Q和HT从风机样本中选择合适的型号，所选风机应留有一定余量； (4)核算风机的轴功率 特别当气体密度与实验条件下密度相差大时 * 制药工程专业《化工原理》 * 例2-7 用风机将20