壓力分類(lèi)
一般根據(jù)所產(chǎn)生的壓力分為四類(lèi):(1)送風(fēng)機(jī),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(jī),壓力是表壓0。015~0。2兆帕(0。15~2大氣壓);(3)壓縮機(jī),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(duì)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(dòng)力往往相當(dāng)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(guò)程需要在高壓下進(jìn)行,如合成氨反應(yīng),乙烯的本體聚合;一些分離過(guò)程也需要在高壓下進(jìn)行,如氣體的液化與分離。這些高壓進(jìn)行的過(guò)程對(duì)相關(guān)氣體的輸送設(shè)備出口壓力提出了相當(dāng)高的要求。
③生產(chǎn)真空:相當(dāng)多的單元操作是在低于常壓的情況下進(jìn)行,這時(shí)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(diǎn)
①動(dòng)力消耗大:對(duì)一定的質(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(jì)流速(15~25m/s)約為后者(1~3m/s)的10倍。這樣,以各自的經(jīng)濟(jì)流速輸送同樣的質(zhì)量流量,經(jīng)相同的管長(zhǎng)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(dòng)力消耗往往很大。
②氣體輸送設(shè)備體積一般都很龐大,對(duì)出口壓力高的機(jī)械更是如此。
③由于氣體的可壓縮性,故在輸送機(jī)械內(nèi)部氣體壓力變化的同時(shí),體積和溫度也將隨之發(fā)生變化。這些變化對(duì)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(lái)加以分類(lèi)。
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設(shè)備分類(lèi)
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(lèi):
①通風(fēng)機(jī):終壓(表壓,下同)不大于15kPa(約1500mmH2O),壓縮比1至1。15
②鼓風(fēng)機(jī):終壓15~300kPa,壓縮比小于4。
③壓縮機(jī):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(fù)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(jī)
工作原理
(1)為適應(yīng)輸送風(fēng)量大的要求,通風(fēng)機(jī)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(jī)的主要要求是通風(fēng)量大,在不追求高效率時(shí),用前變?nèi)~片有利于提高壓頭,減小葉輪直徑。
(4)機(jī)殼內(nèi)逐漸擴(kuò)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(jì)的單位時(shí)間內(nèi)的排氣體積。m3/s,m3/h
(2)全風(fēng)壓:?jiǎn)挝惑w積氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)時(shí)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(lèi)和風(fēng)壓范圍,確定風(fēng)機(jī)的類(lèi)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(lái)定;全風(fēng)壓按柏努利方程來(lái)求,但要按標(biāo)準(zhǔn)狀況校正,即根據(jù)按入口狀態(tài)計(jì)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(hào)。
點(diǎn)評(píng)
(1)當(dāng)氣體的壓縮性可以忽略時(shí),氣體輸送路的計(jì)算與液體輸送管路計(jì)算相似,所不同的是風(fēng)機(jī)本身及其管路特性曲線(xiàn)與空氣的密度有關(guān)。因此當(dāng)輸送的不是常溫,常壓空氣時(shí),管路特性曲線(xiàn)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(jī)
離心式鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):離心式鼓風(fēng)機(jī)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(jī)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(jí)出口表壓多在30kPa以?xún)?nèi);多級(jí)可達(dá)0。3MPa。離心式鼓風(fēng)機(jī)的選型方法與離心式通風(fēng)機(jī)相同。
離心式壓縮機(jī)
結(jié)構(gòu)
轉(zhuǎn)子:主軸,多級(jí)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(jìn)入各級(jí)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(kāi)葉輪,進(jìn)入擴(kuò)壓器。氣體在擴(kuò)壓器內(nèi)降速,增壓。經(jīng)擴(kuò)壓器減速,增壓后氣體進(jìn)入彎道,使流向反轉(zhuǎn)180度后進(jìn)入回流器,經(jīng)過(guò)回流器后又進(jìn)入下一級(jí)葉輪。顯然,彎道和回流器是溝通前一級(jí)葉輪和后一級(jí)葉輪的通道。如此,氣體在多個(gè)葉輪中被增加數(shù)次,能以很高的壓力能離開(kāi)。
工藝流程
特性曲線(xiàn)
離心式壓縮機(jī)的H~Q曲線(xiàn)與離心式通風(fēng)機(jī)在形狀上相似。在小流量時(shí)都呈現(xiàn)出壓力隨流量的增加而上升的情況。
特點(diǎn)
與往復(fù)壓縮機(jī)相比,離心式壓縮機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn):體積和重量都很小而或流量很大;供氣均勻;運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn);易損部件少,維護(hù)方便。因此,除非壓力要求非常高,離心式壓縮機(jī)已有取代往復(fù)式壓縮機(jī)的趨勢(shì)。而且,離心式壓縮機(jī)已經(jīng)發(fā)展成為非常大型的設(shè)備,流量達(dá)幾十萬(wàn)立方米/時(shí),出口壓力達(dá)幾十兆帕。
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發(fā)展市場(chǎng)
氣體輸送設(shè)備廣泛用于工廠(chǎng)、礦井、隧道、冷卻塔、車(chē)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(jìn)等。
2007年,中國(guó)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(xiāo)售產(chǎn)值等均較上年有較大幅度增長(zhǎng);行業(yè)的整體銷(xiāo)售能力和規(guī)模擴(kuò)張速度都有了提高;綜合來(lái)看行業(yè)運(yùn)營(yíng)能力高于上年,并且行業(yè)外部市場(chǎng)需求旺盛,增長(zhǎng)的潛力仍然較大。受?chē)?guó)家宏觀(guān)調(diào)控和能源、原材料價(jià)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(guó)氣體輸送設(shè)備制造業(yè)的巨大需求引起了眾多國(guó)外知名廠(chǎng)商的關(guān)注,世界一流的氣體輸送設(shè)備制造商相繼進(jìn)入中國(guó),并通過(guò)合并和收購(gòu)方式日益壯大,占領(lǐng)了相當(dāng)大的市場(chǎng)份額。
中國(guó)氣體輸送設(shè)備行業(yè)的企業(yè)分布比較零散,不同類(lèi)型企業(yè)有不同的市場(chǎng)面。比如各式中小型通風(fēng)機(jī)和其它風(fēng)機(jī)產(chǎn)品由于技術(shù)含量相對(duì)較低、附加價(jià)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(jī)都是大眾化的通用產(chǎn)品,沒(méi)有自己獨(dú)特的主導(dǎo)產(chǎn)品,競(jìng)爭(zhēng)能力一般。