气体输送机械.doc

气体输送机械
冶金机械
从原则上讲，冶金机械气体输送机械与液体输送机械的结构和工作原理大体相同，其作用都是向流体做功，以提高流体的静压力，但由于气体的可压缩性及比液体小得多的密度，使气体输送机械具有与液体输送机械不同的特点，主要表现为：
(1)气体密度小，体积流量大，因此气体输送机械的体积大。
(2)流速大。在相同直径的管道内输送同样质量的流体，气体的阻力损失比液体的阻力损失要大得多，需提高的压头也大。
(3)由于气体的可压缩性，当气体压力变化时，其体积和温度也同时发生变化，这对气体输送机械的结构形状有很大的影响。
气体输送机械除按工作原理及设备结构分类外，还可按一般气体输送机械产生的进出口压差或压缩比来分类(如表1-2-10所示）。
表1-2-10气体输送机械的分类
种类
出口压力(表压)/Pa
压缩比
通风机
15x103
1-1,15
鼓风机
(15-294)x103
<4
压缩机
294x103
>4
真空泵
大气压
(用于减压）
(一)通风机
通风机主要有离心式和轴流式两种类型。轴流通风机由于其所产生的风压很小，一般只作通风换气之用。冶金厂应用最广的是离心通风机。离心通风机按其所产生的风压大小可分为：
低压离心通风机:风压<1x103Pa(表压）
中压离心通风机:风压为1x103+3x103Pa(表压）
高压离心通风机:风压为3x103~15x103Pa(表压）
1离心通风机的结构及工作原理
离心通风机的基本结构和工作原理均与单级离心泵相似，如图1-2-54所示。它同样是在蜗形机体内靠叶轮的高速旋转所产生的离心力，使气体的压力增大而排出。与离心泵相比，其结构具有如下特点：
(1)叶轮直径大，叶片数目多，叶片短，以保证达到输送量大，风压高的目的。
(2)蜗形通道一般为矩形截面，以利于加工。

图1-2-54离心式通风机2离心通风机的性能参数和特性曲线
离心通风机的性能参数主要有风量(流量）、风压(压头）、功率和效率。
与离心泵类似，离心通风机性能参数之间的关系也是用实验方法测定，并用特性曲线或性能数据表的形式表示。
(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"表示，单位为m^h-1。标准状态(298K，1.0133x105Pa)下的风量，单位表示为Nm^h-1或Nm3"
s_1。
(2)风压
风压是单位体积的气体流过风机时所获得的能量，以pt表示，单位为Pa。
用下标1、分别表示进口与出口的状态。在风机的吸入口与压出口之间，列柏努利方程
式：
Z1+£i+#+H!Z2+P2+|+"HfPg'g Pg'g
上式各项均乘以pg并加以整理得
PgH=Pg(Z2-Z1)+(P2-P1)+!V'281+Pg"Hf对于气体，式中P及(Z2-0)值都比较小，故(Z2-q)g可忽略；因进出口管段很短，g"Hf亦可忽略。当空气直接由大气进入通风机时，则A也可忽略。故上述柏努利方程式可简化为
Pt=pg9=(P2-P1)+PV2=Pst+P< (1-2-189)
式中Pst——静风压；
Pk 动风压。
离心通风机中气体的出口流速较大，故动风压不能忽略。因此离心通风机的风压应为静风压与动风压之和，又称为全风压或全压。通风机性能表上所列的风压是指全风压。
(3)轴功率及功率
离心通风机的轴功率可仿照离心泵的计算式，即
N=iS"" (1-2-190)
式中N——轴功率，kW;
"——风量，m"s-1;
Pt全风压，Pa;
" 效率。
离心通风机的特性曲线如图1-2-55所示，由于通风机的风压有全风压和静风压之分，故其特性曲线与离心泵相比，多了一条曲线。
图中的四条曲线表明在一定的转速下，全风压R、静风压&轴功率N和效率"与风量"的关系。由于通风机前后气体压力的变化较小，因而气体的密度和温度可视为不变。因此，在计算通风机性能时，可与离心泵使用相同的公式。
必须指出，通风机的特性曲线是由生产厂家在20°C及1.0133x105Pa条件下用空气进行实验测定的，此条件下空气的密度为1.2kg*m-3。
图1-2-558-18N014离心通风机的特性曲线3离心通风机的选择。
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