壓力分類
一般根據(jù)所產(chǎn)生的壓力分為四類:(1)送風(fēng)機,壓力不高于表壓0。015兆帕(0。15大氣壓或1500毫米水柱);(2)鼓風(fēng)機,壓力是表壓0。015~0。2兆帕(0。15~2大氣壓);(3)壓縮機,壓力是表壓0。2兆帕(2大氣壓)以上;(4)真空泵,壓力低于大氣壓。
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工業(yè)應(yīng)用
①氣體輸送:為了克服管路的阻力,需要提高氣體的壓力,純粹為了輸送的目的而對氣體加壓,壓力一般都不高。但氣體輸送往往輸送量很大,需要的動力往往相當大。
②產(chǎn)生高壓氣體:化學(xué)工業(yè)中一些化學(xué)反應(yīng)過程需要在高壓下進行,如合成氨反應(yīng),乙烯的本體聚合;一些分離過程也需要在高壓下進行,如氣體的液化與分離。這些高壓進行的過程對相關(guān)氣體的輸送設(shè)備出口壓力提出了相當高的要求。
、凵a(chǎn)真空:相當多的單元操作是在低于常壓的情況下進行,這時就需要真空泵從設(shè)備中抽出氣體以產(chǎn)生真空。
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一般特點
、賱恿ο拇螅簩σ欢ǖ馁|(zhì)量流量,由于氣體的密度小,其體積流量很大。因此氣體輸送管中的流速比液體要大得多,前經(jīng)濟流速(15~25m/s)約為后者(1~3m/s)的10倍。這樣,以各自的經(jīng)濟流速輸送同樣的質(zhì)量流量,經(jīng)相同的管長后氣體的阻力損失約為液體的10倍。因而氣體輸送設(shè)備的動力消耗往往很大。
、跉怏w輸送設(shè)備體積一般都很龐大,對出口壓力高的機械更是如此。
、塾捎跉怏w的可壓縮性,故在輸送機械內(nèi)部氣體壓力變化的同時,體積和溫度也將隨之發(fā)生變化。這些變化對氣體輸送設(shè)備的結(jié)構(gòu),形狀有很大影響。因此,氣體輸送設(shè)備需要根據(jù)出口壓力來加以分類。
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設(shè)備分類
氣體輸送設(shè)備也可以按工作原理分為離心式,旋轉(zhuǎn)式,往復(fù)式以及噴射式等。按出口壓力(終壓)和壓縮比不同分為如下幾類:
、偻L(fēng)機:終壓(表壓,下同)不大于15kPa(約1500mmH2O),壓縮比1至1。15
、诠娘L(fēng)機:終壓15~300kPa,壓縮比小于4。
、蹓嚎s機:終壓在300kPa以上,壓縮比大于4。
④真空泵:在設(shè)備內(nèi)造成負壓,終壓為大氣壓,壓縮比由真空度決定。
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代表設(shè)備
離心式通風(fēng)機
工作原理
。1)為適應(yīng)輸送風(fēng)量大的要求,通風(fēng)機的葉輪直徑一般是比較大的。
(2)葉輪上葉片的數(shù)目比較多。
(3)葉片有平直的,前彎的,后彎的。通風(fēng)機的主要要求是通風(fēng)量大,在不追求高效率時,用前變?nèi)~片有利于提高壓頭,減小葉輪直徑。
。4)機殼內(nèi)逐漸擴大的通道及出口截面常不為圓形而為矩形。
性能參數(shù)
。1)風(fēng)量:按入口狀態(tài)計的單位時間內(nèi)的排氣體積。m3/s,m3/h
(2)全風(fēng)壓:單位體積氣體通過風(fēng)機時獲得的能量,J/m3,Pa
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設(shè)備選型
(1)根據(jù)氣體種類和風(fēng)壓范圍,確定風(fēng)機的類型
(2)確定所求的風(fēng)量和全風(fēng)壓。風(fēng)量根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)來定;全風(fēng)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(fēng)量和校正后的全風(fēng)壓在產(chǎn)品系列表中查找合適的型號。
點評
(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(fēng)機本身及其管路特性曲線與空氣的密度有關(guān)。因此當輸送的不是常溫,常壓空氣時,管路特性曲線應(yīng)事先加以換算。
(2)用同樣的管路輸送氣體,氣體的溫度降低,密度增大,質(zhì)量流量可能有明顯的增加。
離心式的鼓風(fēng)機
離心式鼓風(fēng)機的結(jié)構(gòu)特點:離心式鼓風(fēng)機的外形與離心泵相象,內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有許多相同之處。例如,離心式鼓風(fēng)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(zhuǎn)速較高;葉輪外周都裝有導(dǎo)論。單級出口表壓多在30kPa以內(nèi);多級可達0。3MPa。離心式鼓風(fēng)機的選型方法與離心式通風(fēng)機相同。
離心式壓縮機
結(jié)構(gòu)
轉(zhuǎn)子:主軸,多級葉輪,軸套及平衡元件
定子:氣缸和隔板
工作原理
氣體沿軸向進入各級葉輪中心處,被旋轉(zhuǎn)的葉輪做功,受離心力的作用,以很高的速度離開葉輪,進入擴壓器。氣體在擴壓器內(nèi)降速,增壓。經(jīng)擴壓器減速,增壓后氣體進入彎道,使流向反轉(zhuǎn)180度后進入回流器,經(jīng)過回流器后又進入下一級葉輪。顯然,彎道和回流器是溝通前一級葉輪和后一級葉輪的通道。如此,氣體在多個葉輪中被增加數(shù)次,能以很高的壓力能離開。
工藝流程
特性曲線
離心式壓縮機的H~Q曲線與離心式通風(fēng)機在形狀上相似。在小流量時都呈現(xiàn)出壓力隨流量的增加而上升的情況。
特點
與往復(fù)壓縮機相比,離心式壓縮機有如下優(yōu)點:體積和重量都很小而或流量很大;供氣均勻;運轉(zhuǎn)平穩(wěn);易損部件少,維護方便。因此,除非壓力要求非常高,離心式壓縮機已有取代往復(fù)式壓縮機的趨勢。而且,離心式壓縮機已經(jīng)發(fā)展成為非常大型的設(shè)備,流量達幾十萬立方米/時,出口壓力達幾十兆帕。
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發(fā)展市場
氣體輸送設(shè)備廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻;鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng);空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng);谷物的烘干和選送;風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進等。
2007年,中國氣體輸送設(shè)備制造業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值、新產(chǎn)品產(chǎn)值、工業(yè)銷售產(chǎn)值等均較上年有較大幅度增長;行業(yè)的整體銷售能力和規(guī)模擴張速度都有了提高;綜合來看行業(yè)運營能力高于上年,并且行業(yè)外部市場需求旺盛,增長的潛力仍然較大。受國家宏觀調(diào)控和能源、原材料價格持續(xù)上漲的影響,行業(yè)整體盈利能力較2006年有所下降。
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影響
中國氣體輸送設(shè)備制造業(yè)的巨大需求引起了眾多國外知名廠商的關(guān)注,世界一流的氣體輸送設(shè)備制造商相繼進入中國,并通過合并和收購方式日益壯大,占領(lǐng)了相當大的市場份額。
中國氣體輸送設(shè)備行業(yè)的企業(yè)分布比較零散,不同類型企業(yè)有不同的市場面。比如各式中小型通風(fēng)機和其它風(fēng)機產(chǎn)品由于技術(shù)含量相對較低、附加價值較低,故多由中小企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn),絕大多數(shù)中小型企業(yè)生產(chǎn)的通風(fēng)機都是大眾化的通用產(chǎn)品,沒有自己獨特的主導(dǎo)產(chǎn)品,競爭能力一般。