资源简介

模块一 流体输送操作
项目5 离心式通风机操作
【教材版本】李祥新、朱建民主编《化工单元操作》，高等教育出版社2009年3月出版。
【教学目标】
1．通过本项目的学习，学会离心式通风机的操作及流量调节的方法。
2．了解各种气体输送机械的结构及特点。
【教学重点、难点】
重点：离心式通风机的操作及流量调节
难点：各种气体输送机械的工作原理
【教学方法】
采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。根据本项目特点，采用“导入——演示——实训——评价——讲授——讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。
【学时安排】8学时
【教学建议】
先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。然后，在学生预习的基础上学习气体输送的相关知识。
【教学过程】
一、导入
气体输送机械在化工生产中具有广泛的应用，根据出口表压力的大小，可分通风机、鼓风机、压缩机和真空泵等四类。
二、教师讲授及演示实训步骤
布置实训任务：认识气体输送装置。
图1-49 离心式通风机
2．演示通风机的操作及流量调节。
三、学生实训
指导学生按工艺卡片进行实训。
检查准备——启动——运行——停车
四、检查评价
学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。
五、相关知识
在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。
气体输送机械
学生自学、讨论内容
1．按终压或压缩比（出口压力与进口压力之比），气体输送机械分是怎样分类的？
一、离心式通风机
1．结构与工作原理
结构和工作原理与离心泵相似，在蜗壳中有一高速旋转的叶轮，借叶轮旋转时所产生的离心力将气体压力增大而排出。
中、低压通风机机壳截面多是方形，高压的多为圆形。
低压通风机所用的叶轮多为平叶片，中、高压通风机的叶片是弯曲的。
图1-50离心式通风机叶轮
2．主要性能参数
性能参数 单 位 定 义
风量 m3/h 气体通过进风口的体积流量
风压HT N/m 单位体积的气体经过风机时所获得的能量
轴功率P全压效率η kW量纲为1
3．选用
与离心泵的选用步骤相似：计算风压——确定风机类型——根据实际风量与风压HT，从风机样本或产品目录中选择合适的机号——核算轴功率。
二、离心式压缩机
1．构造、工作原理及类型
离心式压缩机又称透平压缩机，其结构、工作原理与离心式通风机相似。
图1-51离心式压缩机
离心式压缩机都是多级的，通常在10级以上，且叶轮转速高，一般在5000r/min以上，可以产生很高的出口压力。
离心式压缩机常分成几段，每段包括若干级，叶轮直径逐段缩小，叶轮宽度也逐级有所缩小。段与段间设有中间冷却器将气体冷却，避免气体终温过高。
优点：体积小，排气量大而均匀，操作可靠，运转平稳，调节性能好，维修方便，压缩气体绝对无油，非常适宜处理那些不宜与油接触的气体。
2．离心式压缩机的性能曲线与调节
离心式压缩机也有一个设计点，实际流量等于设计流量时，效率最高；
一般流量越大，压缩比越小，即进气压力一定时，流量越大，出口压力越小。
离心式压缩机流量可以通过调整出口阀开度、入口阀开度和改变叶轮的转速来调节，其中调节入口阀开度是常用的调节方法。
离心压缩机有可能发生喘振现象，其流量不能小于稳定工作范围的最小流量。一般最小流量为设计流量的70%～85%。
三、往复式压缩机
构造及工作原理
构造与工作原理与往复泵相似，是依靠活塞的往复运动而将气体吸入和压出。主要部件有气缸、活塞、吸气阀和排气阀。附设冷却装置。
图1-52 往复式压缩机
往复式压缩机工作时，活塞往复一次，完成了一个实际的工作循环，每个工作循环由吸气、压缩、排气、气体膨胀四个过程组成。
2．主要性能参数
性能参数 单 位 定 义
排气量Vmin m3/min 又称生产能力，单位时间内排出的气体体积换算为吸入状态的量
排气温度 ℃ 经过压缩后的气体温度
功率P kW 单位时间内消耗的功（压缩机铭牌上标明的功率数值，为其最大功率）
压缩比ε 压缩机出口压力与进口压力之比
3．操作
往复式压缩机的操作分为准备、启动、管理和停车四个步骤。
四、罗茨鼓风机
罗茨鼓风机的工作原理与齿轮泵相似，机壳内有两个腰形转子，以同步等速向相反方向旋转，将气体从吸入口吸入，压入腔体，随着腔体内转子旋转，腰形容积变小，气体受挤压从出口排出，被送入管道或容器内。
（a）外观 （b）工作原理图
图1-53 罗茨鼓风机
罗茨鼓风机的输风量与转速成正比，当其转速一定时，风量大体保持不变，故称为定容式鼓风机。
罗茨鼓风机的出口应安装气体稳压罐（缓冲罐），并配置安全阀。出口阀门不能完全关闭，一般采用回流支路调节流量。
特点：结构简单，运行稳定，效率高，易于维护，输送的气体纯净、干燥。
学生自学、讨论内容
2．根据实物或设备样本，比较各种真空泵的结构、特点及应用场合。
往复式真空泵、水环式真空泵、喷射式真空泵
图1-54 往复式真空泵
（a）外观 （b）内部结构
图1-55 水环式真空泵
【作业】
复习题
本模块理论知识结构
流体流动的基础知识
观察流体流动
管内流体的流动型态
化工管路的构成
化工管路的安装 管路的分类
管子的选用和管路安装
离心泵的结构与工作原理
离心泵的特性
拆装离心泵 离心泵的类型
其他类型的泵
离心泵的安装高度
离心泵操作 离心泵的选用与安装
离心泵的操作
离心式通风机
离心式压缩机
通风机操作 往复式压缩机
罗茨鼓风机
真空泵
流体输送操作

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