一、羅茨風機流量
羅茨風(fēng)機的流量也叫風(fēng)量,是用羅茨風(fēng)機出氣流量換算成其進氣狀态的結果所表示的,單(dān)位通常爲m3/min或者m3/h。
1、Q(進(jìn))=Q(出)×出氣(qì)氣(qì)體密度(kg/m3)/進(jìn)氣(qì)氣(qì)體的密度(kg/m3)
将标準狀态的流量Q(标準,m3/h,常溫常壓)換(huàn)算成進氣流量Q(進,m3/min),可按下列公式計(jì)算:
2、Q(進)=Q(标準)×P(進氣氣體壓力,Pa)/(P(進氣氣體壓力,Pa)-S(相對(duì)濕度)×P(水蒸氣飽(bǎo)和壓力,Pa))×T(進氣氣體的熱力學溫度K)/273
其中标準狀态是指:攝(shè)氏0度、0.1MPa幹(gàn)燥狀态
二、羅茨風機壓力
羅茨風機爲進行正常通風,需要産(chǎn)生克服管道阻力的壓力。風機的壓力分爲靜壓、動(dòng)壓、全壓三種形式。
1、靜(jìng)壓:克服管道阻力的壓力爲(wèi)靜(jìng)壓;
2、動(dòng)壓:氣體流動(dòng)中所需動(dòng)能轉換(huàn)成壓力的形式爲動(dòng)壓;
3、全壓:全壓表示空氣經羅茨風機後所獲得的機械能爲全壓;風機的全壓等於(yú)風機的出口全壓(出口靜壓和出口動(dòng)壓之和)減去風機的進口全壓(進口靜壓和進口動(dòng)壓之和)
三、羅茨風機功率
羅茨風機的功率主要是指原動機或傳動裝置傳輸到風機軸上的功率,稱(chēng)爲風機的軸功率,單位爲KW。羅茨風機功率主要是指軸功率,一般情況下,軸功率越高,效能越高。軸功率越低損失越大,消耗越大。我們再羅茨風機選型時,如果對軸功率由一定的要求,在採(cǎi)購技術協議中務必進行标注。
四、所輸送的氣體介質
通用羅茨風機一般隻能輸送清潔空氣、二氧化碳等惰性氣體。随著(zhe)不同行業的不同需求以及技術的不斷(duàn)進步,現在的羅茨風機也可以輸送煤氣、沼氣等易燃易爆氣體,二氧化硫等腐蝕性氣體,但需要對羅茨風機做特殊出力。
羅茨風機所輸送的氣體介質主要是指穿過羅茨風機腔體内部的氣體物質,如在除塵(chén)等行業中也能用到羅茨風機,但是其隻是作爲氣源動(dòng)力,爲灰塵(chén)提供動(dòng)力,灰塵(chén)不會經過羅茨風機内部。
爲瞭(le)保證生産安全,羅茨風機在選型的時候,如果所輸送的氣體介質中,含有水汽、油氣、有毒氣體、腐蝕性氣體等,需要加以備(bèi)注,特殊氣體的輸送必須對羅茨風機進行特殊出力方可使用,否則易發生事故。
五、所輸送的氣體密度
通常我們說的氣體介質密度是指在标準狀态下(即溫度爲攝氏0度,大氣壓力爲760mm汞柱下的)。我們在選型羅茨風機時,要充分考慮風機所輸送的氣體密度。尤其是在高海拔地區使用。海拔高的地方,氣體密度小,海拔高的地區,氣體密度大。對於(yú)羅茨風機選型時,如果我們是在高原地區或盆地地區,氣體密度不同對風機的影響大,我們應根據密度確(què)定具體的型号參數。
六、效率
羅茨風機設備(bèi)的輸出功率(有效功率)與輸入功率(軸功率)之比,稱(chēng)爲風機的效率或全壓效率。
七、轉速
羅茨風(fēng)機的轉速指風(fēng)機軸旋轉的速度,即單(dān)位時間内風(fēng)機軸的轉速,以n表示。
八、比轉速
羅茨風機的比轉速以ny表示。作爲性能參(cān)數的比轉速是按風機高位效率點對應的基本性能參(cān)數計算得出的。對於(yú)幾何相似的風機,不論其尺寸大小、轉速高低,其 比轉速均是一定的。比轉速參(cān)數也是風機分類的一種準則。
羅茨風機基本性能參(cān)數山東錦工重工機械有限公司專業生産制造各類羅茨風機、羅茨真空泵、MVR蒸汽壓縮機、回轉風機等設備(bèi),承接氣力輸送系統工程,生産旋轉供料器、倉泵、料封泵、旋轉閥等各類氣力輸送設備(bèi),綜合以上所講如有遺漏或問題歡迎咨詢錦工在線客服。
風機分類:
按氣流運動方向分類:
離心式風(fēng)機—氣流軸向駛入風(fēng)機葉輪後,在離心力作用下被壓縮,主要沿徑向流動(dòng)。
軸流式風機—氣流軸向駛入旋轉葉片通道,由於(yú)葉片與氣體相互作用,氣體被壓縮後近似在園柱型表面上沿軸線方向流動(dòng)。
混流式風(fēng)機—氣體與主軸成某一角度的方向進入旋轉葉道,近似沿錐面流動(dòng)。
橫流式風(fēng)機—氣體橫貫(guàn)旋轉葉道,而受到葉片作用升高壓力。
按生産(chǎn)壓力的高低分類(以絕對(duì)壓力計算):
通風(fēng)機—排氣壓力低於(yú)Pa;
鼓風(fēng)機(jī)—排氣壓力在Pa~Pa之間;
壓縮機(jī)—排氣壓力高於(yú)Pa以上;
壓力
離心通風機的壓力指升壓(相對於(yú)大氣的壓力),即氣體在風機内壓力的升高值或者該風機進出口處氣體壓力之差。它有靜壓、動壓、全壓之分。性能參(cān)數指全壓(等於(yú)風機出口與進口總壓之差),其單位常用Pa、KPa、mH2O、mmH2O等。
流量
單(dān)位時間内流過風機的氣體容積,又稱(chēng)風量。常用Q來表示,常用單(dān)位是;m3/s、m3/min、m3/h(秒、分、小時)。(有時候也用到“質量流量”即單(dān)位時間内流過風機的氣體質量,這個時候需要考慮風機進口的氣體密度,與氣體成份,當地大氣壓,氣體溫度,進口壓力有密切影響,需經換算才能得到習慣的“氣體流量”。
轉速
風(fēng)機轉子旋轉速度。常以n來表示、其單(dān)位用r/min(r表示轉速,min表示分鍾)。
功率
驅動(dòng)風機所需要的功率。常以N來表示、其單(dān)位用Kw。
風(fēng)機常用參(cān)數、技術要求
一般通、引風機:全壓P=….Pa、流量Q=…m3/h、海拔高度(當地大氣壓)、傳(chuán)動方式、輸送介質(空氣可不寫)、葉輪旋向、進出口角度(從(cóng)電機端正視)、工作溫度T=…℃(常溫可不寫)、電動機型号…….等。
高溫風(fēng)機(jī)及其它特殊風(fēng)機(jī):
全壓P=…Pa、流量Q=…m3/h、進口氣體密度Kg/m3、傳動方式、輸送介質(空氣可不寫)、葉輪旋向、進出口角度(從電機端正視)、工作溫度T=…..℃、瞬時最高溫度T=…℃、進口氣體密度□Kg/m3、當地大氣壓(或當地海撥(bō)高度)、含塵濃度、風機調節門、電動機型号、進出口膨脹節、整體底座、液力偶合器(或變(biàn)頻器、液體電阻啓動器)、稀油站、慢轉裝置、執行器、啓動櫃、控制櫃….等。
海撥(bō)高度換算當(dāng)地大氣壓
(760mmHg)-(海撥(bō)高度÷12.75)=當(dāng)地大氣壓(mmHg)
注:海拔高度在300m以下的可不修正。
1mmH2O=9.8073Pa;
1mmHg=13.5951mmH2O;
760mmHg=10332.3117mmH2O
風(fēng)機流量0~1000m海撥(bō)高度時可不修正;
1000~1500M海撥(bō)高度時(shí)加2%的流量;
1500~2500M海撥(bō)高度時(shí)加3%的流量;
2500M以上海撥(bō)高度時(shí)加5%的流量。
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摘要:針對污水處理廠羅茨鼓風機在使用狀态與标準狀态下,進口溫度、壓力等條件發生變化時,導緻風機的性能也發生變化這種情況,探讨瞭(le)設計選型時,鼓風機容積流量、出口壓力等的確定方法,結合工程熱力學原理及羅茨鼓風機的工作原理,推導瞭(le)流量的計算公式,並(bìng)通過實際工程中選型設計的計算範例,說明瞭(le)計算公式的使用方法。
引言
羅茨鼓風機是污水處理工程中常用的充氧設備(bèi),在污水廠鼓風機選型時,風機廠家産品樣本上給出的均是标準進氣狀态下的性能參數,我國規定的風機标準進氣狀态:壓力p0=101.3 kPa,溫度T0=20℃,相對濕度=50%,空氣密度ρ=1.2 kg/m3。然而風機在實際使用中並(bìng)非标準狀态,當鼓風機的環境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時,風機的性能也将發生變化,設計選型時就不能直接使用産品樣本上的性能參數,而需要根據實際使用狀态将風機的性能要求,換算成标準進氣狀态下的風機參數來選型。
2 鼓風(fēng)機(jī)出口壓力的計算
出口壓力的計算方法
這裏所說的出口壓力爲鼓風(fēng)機标準狀态和使用狀态下出口的絕對(duì)壓力:
p1′=p2+△p2 (1)
式中 p1′—— 标準狀态下風(fēng)機的出口壓力(絕對(duì)壓力),kPa
p2 ——使用狀态下風(fēng)機進口壓力(環(huán)境大氣壓力),kPa
△p2 —— 使用狀态下風(fēng)機(jī)的升壓,kPa
出口壓(yā)力影響(xiǎng)因素的分析
羅茨鼓風機[1]工作過程如圖1所示:在圖1a中,左面爲進氣腔,腔内壓力與進氣壓力相等;随著(zhe)葉輪的旋轉,在圖1b、c、d中,容積V保持不變,V内氣體壓力與進氣壓力相等;當運行到圖1e的位置時,V與排氣口相連通,排氣口的高壓氣體迅速回流,與低壓氣體混合,使其壓力由進氣壓力突然躍升到排氣壓力。因此,容積式鼓風機排氣壓力的高低並(bìng)不取決於風機本身,而是氣體由鼓風機排出後裝置的情況,即所謂“背壓”決定的 [2],所以羅茨鼓風機具有強制輸氣的特點。鼓風機銘牌上标出的排氣壓力是風機的額定排氣壓力。實際上,鼓風機可以在低於額定排氣壓力的任意壓力下工作,而且隻要強度和排氣溫度允許,也可以超過額定排氣壓力工作。
對於(yú)污水處理廠而言,排氣系統所産(chǎn)生的絕對壓力(背壓)爲管路系統的壓力損失值、曝氣池水深和環境大氣壓力之和,如圖1所示。若由於(yú)某種原因,如曝氣頭或管路堵塞,使管路系統的壓力損失增加,“背壓”也會升高,於(yú)是鼓風機的壓力也就相應升高;又若曝氣頭破裂或管路洩漏等原因,管路系統的壓力損失則會減少,“背壓”便不斷降低,鼓風機的壓力也随之降低。
綜上所述,確(què)定羅茨鼓風機壓力時,隻需要鼓風機在标準狀态下所能達到的絕對壓力等於(yú)使用狀态下的大氣壓力、曝氣池水深、管路損失之和。
鼓風機空氣流量的計算
在計算污水處(chù)理的需氧量時,其結果爲标準狀态下所需氧的質量流量qm(kg/min),再将其換算成标準狀态下所需空氣的容積流量qv1(m3/min),如果鼓風機的使用狀态不是标準狀态,例如在高原地區使用,則空氣密度、含濕量會發生變(biàn)化,鼓風機所供應的空氣容積流量與标準狀态是相同的,而所供空氣的質量流量将減少,有可能導緻供氧量不足。因此,必須計算出能供應相同質量流量的容積流量,即換算流量qv2。
在高原地區使用時,環境大氣壓力也會發生變(biàn)化,壓力比相應升高,那麽,羅茨鼓風機的洩漏流量qvb則會增大,這将導緻鼓風機所供應的空氣容積流量減少,也可能造成供氧量不足。因此,設計時必須考慮使用條件發生變(biàn)化時各種因素的影響,以保證風機所供應的實際空氣流量能夠滿足使用要求,並(bìng)需計算出換算流量qv2和洩漏流量qvb2,其計算方法在流量計算實例中将詳細說明。
換(huàn)算流量qv2的計(jì)算公式
設标準狀态下所需空氣的的容積流量爲qv1、進氣溫度爲T1、進氣壓力爲p1,鼓風(fēng)機在使用狀态的進氣溫度爲T2、進氣壓力爲p2,則換(huàn)算成使用狀态下鼓風(fēng)機的容積流量爲
(2)
式中 下标“1”——标準(zhǔn)狀(zhuàng)态,下同
下标“2”——使用狀(zhuàng)态,下同
q2——換(huàn)算爲使用狀态下所需鼓風(fēng)機的容積流量,換(huàn)算流量,m3/min
T2——使用狀态下的進(jìn)氣溫度(環(huán)境溫度),Ts=273+Ts,K
p2——使用狀态下的進(jìn)氣壓力(環(huán)境大氣壓力),kPa
q1——标準狀态下所需空氣(qì)的容積(jī)流量,m3/min
T1——标準狀态下的進(jìn)氣(qì)溫度,20℃,T0=293 K
p1——标準狀态下的進(jìn)氣(qì)壓力,p1=101.33 kPa
d2——使用狀态下空氣(qì)的含濕量,kg水蒸氣(qì)/kg幹(gàn)空氣(qì),
d——空氣(qì)的含濕量,kg水蒸氣(qì)/kg幹(gàn)空氣(qì)
——相對(duì)濕度,其數值介於(yú)0和1之間,%
p′——飽和濕
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