氣體輸送設(shè)備

氣體輸送設(shè)備.第一頁，共22頁。氣體輸送機械輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱氣體壓送機械。用途：氣體輸送（氣體輸送機械）產(chǎn)生高壓氣體產(chǎn)生真空常用的氣體輸送設(shè)備：低壓空氣壓縮機、通風(fēng)機和鼓風(fēng)機等第六小組第二頁，共22頁。按結(jié)構(gòu)與工作原理分：離心式往復(fù)式選擇式流體力學(xué)作用式按p2和x分：通風(fēng)機：p2≤15kPa，x＝1～1.15，主要結(jié)構(gòu)有離心式、軸流式，用于通風(fēng)換氣和送氣。鼓風(fēng)機：p2＝15～294kPa,x＜4，主要結(jié)構(gòu)為多級離心式、旋轉(zhuǎn)式，用于輸送氣體。壓縮機：p2>294kPa，x>4，主要為往復(fù)式結(jié)構(gòu)，用于產(chǎn)生高壓氣體。真空泵：p2為大氣壓，x由真空度而定，結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)式，用于將設(shè)備中氣體抽出而減壓。第六小組第三頁，共22頁。氣體輸送機械的特點：對一定質(zhì)量的氣體，由于氣體的密度小，體積流量就大，因而氣體輸送機械的體積大。氣體在管路中的流速要比液體流速大得多，輸送同樣質(zhì)量流量的氣體時，其產(chǎn)生的流動阻力要多，因而需要提高的壓頭也大。由于氣體具有可壓縮性，壓強變化時其體積和溫度同時發(fā)生變化，因而氣體輸送和壓縮設(shè)備的結(jié)構(gòu)、形狀有一定特殊要求。分類按結(jié)構(gòu)與工作原理分按終壓(氣體出口表壓p2)和壓縮比(氣體出口與進(jìn)口絕壓之比x)分第六小組第四頁，共22頁。離心式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機的分類通風(fēng)機通常是單級的，按其所產(chǎn)生的風(fēng)壓不同，可分為：低壓離心通風(fēng)機，風(fēng)壓低于1kPa（表壓）；中壓離心通風(fēng)機，風(fēng)壓為1～3kPa（表壓）；高壓離心通風(fēng)機，風(fēng)壓為3～15kPa（表壓）。

第六小組第五頁，共22頁?；窘Y(jié)構(gòu)離心式通風(fēng)機的基本結(jié)構(gòu)和單級離心泵相似。機殼是蝸殼形，但機殼斷面有方形和圓形兩種。一般低、中壓通風(fēng)機多為方形，如圖2-21所示，高壓的多為圓形。1.機殼2.葉輪3.吸入口4.排出口圖2-21低壓離心通風(fēng)機第六小組第六頁，共22頁。離心通風(fēng)機的特性曲線離心通風(fēng)機在某一特定轉(zhuǎn)速下風(fēng)壓、軸功率、全壓效率與風(fēng)量的關(guān)系，此外還有靜壓、靜壓效率與風(fēng)量兩條關(guān)系曲線第六小組第七頁，共22頁。離心通風(fēng)機的選擇(1)計算輸送系統(tǒng)所需風(fēng)量Q和風(fēng)壓HT風(fēng)量根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定值換算為進(jìn)口狀態(tài)計的氣體流量；所需實際風(fēng)壓HT′按柏努利方程進(jìn)行計算，然后換為實驗條件下的HT；(2)根據(jù)被輸送氣體的性質(zhì)與風(fēng)壓的范圍確定風(fēng)機的類型；(3)根據(jù)Q和HT從風(fēng)機樣本中選擇合適的型號，所選風(fēng)機應(yīng)留有一定余量；(4)核算風(fēng)機的軸功率特別當(dāng)氣體密度與實驗條件下密度相差大時。第六小組第八頁，共22頁。離心式鼓風(fēng)機

如圖24所示為一臺三級離心鼓風(fēng)機。離心鼓風(fēng)機的送氣量大，但所產(chǎn)生的風(fēng)壓不高，出口表壓強一般不超過294×103Pa。由于在離心鼓風(fēng)機中，壓縮比不高，所以無需冷卻裝置，各級葉輪的直徑也大致相同。離心鼓風(fēng)機的選用方法與離心通風(fēng)機相同。圖24三級離心鼓風(fēng)機第六小組第九頁，共22頁。離心式壓縮機離心式壓縮機常稱為透平壓縮機，它的主要結(jié)構(gòu)、工作原理都與離心鼓風(fēng)機相似，但離心壓縮機的葉輪級數(shù)多，通常在10級以上，且轉(zhuǎn)速較高，故能產(chǎn)生更高的壓強。離心壓縮機的特點是：流量大，供氣均勻，體積小，機體內(nèi)易損部件少，可連續(xù)運轉(zhuǎn)且安全可靠，維修方便，機體內(nèi)無潤滑油污染氣體等。1.氣缸2.活塞3.排氣閥4.吸氣閥5.曲軸6.連桿圖27立式單動雙缸壓縮機第六小組第十頁，共22頁。液環(huán)壓縮機液環(huán)壓縮機又稱納氏泵。如圖26所示，它主要由一個略似橢圓的外殼和旋轉(zhuǎn)葉輪所組成，殼中盛有適量的液體。1.進(jìn)口2.出口3.吸氣口4.排出口圖26液環(huán)壓縮機第六小組第十一頁，共22頁。真空泵——水環(huán)真空泵該泵如圖28所示。外殼1內(nèi)偏心地裝有葉輪，其上有輻射狀的葉片2。1.外殼2.葉片3.水環(huán)4.排出口5.吸入口圖28水環(huán)真空泵第六小組第十二頁，共22頁。真空泵——蒸汽噴射泵圖29所示為一單級蒸汽噴射泵。工作蒸汽在高壓下以1000~1400m/s的高速度從噴嘴3噴出，在噴射過程中蒸汽的靜壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，產(chǎn)生低壓，而將氣體吸入。吸入的氣體與蒸汽混合后，進(jìn)入擴散管5，速度逐漸降低，壓強隨之升高，而從壓出口6排出。1.工作蒸汽入口2.過濾器3.噴嘴4.氣體吸入口5.擴散管6.壓出口圖29單級蒸汽噴射泵第六小組第十三頁，共22頁。真空泵——水噴射真空泵圖31所示為水噴射真空泵。從設(shè)備中抽出水蒸汽而加以冷凝，使設(shè)備內(nèi)維持真空。1.泵蓋2.噴嘴3、9.螺栓4、10.墊圈5、11.螺母6.孔板7、12.墊片8.泵體13.擴壓管14.抽氣管圖31水噴射泵第六小組第十四頁，共22頁。3.空氣壓縮機概述：生物工程工業(yè)中的好氧培養(yǎng)需要向發(fā)酵罐中通入0.2~0.3MPa的壓縮空氣常用空氣壓縮機（渦輪空壓機或往復(fù)式空壓機）作為供氣設(shè)備第六小組第十五頁，共22頁。渦輪式空壓機一般由電動機通過增速裝置直接帶動渦輪高速旋轉(zhuǎn)，將空氣吸入并使之獲得較高的離心力，甩向葉輪外圓周，部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，由壓出管排出。特點：供氣量大，出口壓強穩(wěn)定，輸出的壓縮空氣不含油霧；功率消耗較小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較小。用于抗生素發(fā)酵的是低壓渦輪空壓機，其出口壓強為0.25～0.55mPa(表壓)，容量一般都大于100m3/min第六小組第十六頁，共22頁。渦輪式空壓機第六小組第十七頁，共22頁。型號：國產(chǎn)的渦輪空壓機的型號有DA型和SA型，符號“D”表示單吸，而“S”代表雙吸，“A”則表示渦輪壓氣機，其后的數(shù)字分別代表供氣量與出口壓強以及設(shè)計序號。離心空壓機：離心空壓機第六小組第十八頁，共22頁。往復(fù)式空壓機往復(fù)式空壓機的結(jié)構(gòu)和工作原理類似于往復(fù)泵，在氣缸外需有冷卻裝置。冷卻裝置有水冷和風(fēng)冷之分，一般需連續(xù)供氣的場合，都選水冷式空壓機。特點：優(yōu)點是容量范圍廣，價格比較低廉，操作與維修比較方便；其缺點是出口流量不穩(wěn)定，而且壓出氣體中夾帶油霧，給后道工序空氣除菌帶來一些困難。第六小組第十九頁，共22頁。按其氣缸的排列不同，可分