试论罗茨鼓风机选型设计

罗茨鼓风机选型设计

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设计试验‘

试论罗茨鼓风机选型设计

风机技术]9() 982

试论罗茨鼓风机选型设计陈泅水 (湖南省机械工业设计研究院 )

罗茨鼓风机是一种应用十分广泛的气体动力机械。其广泛的应用领域里，其是石在尤油化工、建材水泥行业的实际生产工艺流程

( )可得： 2式Q.一一

Q.

7_() 3』-P

中，罗茨鼓风机使用工况十分复杂，各种不同 的温度、力、体成分以及海拔高度等，压气均对罗茨鼓风机性能有很大的影响，果选型如

.Q— Q. . .

如采用摄氏温度 t℃)表压力 P (和( P G)“表示表压力 ) k a (G。则实际进气状态

设计不当，将导致整个生产工艺流程无法必达到预期的设计效果。因此，工艺流程的设在计中，也必须对罗茨鼓风机在其特定的工况下进行选型设计，以期达到最佳运行状态。现

下， T。 7+￡一1 13有=23 , 0 .+;准进气标状态下， T 23 0 P= 113有一 7+2, 0 .。代入(): 3式

Q—Q瓣 3,而113: .2+t 7 0丽.

() 4

就性能选型设计，述如下。分一

、

不同温度、力下，气流量的确定压空

根据 (),以把标准进气状态下的流 4式可量 Q换算成实际进气状态下的流量 Q J将实际排气温度￣2 3和实际排 7+t气压力 p=l1 3 a O .+代入 ( ), 3式可得排气流量：—

我国规定的风机标准进气状态为；力压— 1 1 3 P A( A”示绝对压力 )温度 f 0.k a“表， =2 C,对湿度=5%, 0相 0空气密度 P l 2— _

k/ g m因此，国内各厂家产品样本上给出的均是在该状态下的性能参数。然而，多工艺很流程设计所依据的风机进气状态并非标准状

Q而 13:撕3 a 1而+p 2瓦 0., 7+t

() 5

根据 ( ),以把实际进气流量 Q换 5式可 J

态，计者就不可能直接引用产品样本上的设性能参数，而需要按标准进气状态重新确定。 设容积流量为 Q(/ n,量流量为 m ml)质G( g mi)比容为 v m k )则 k/ n,

(/g,Q=Gv () 1

算成排气流量 Q =、同温度、力下，空气介质的流不压非量确定一

般来说，茨鼓风机产品样本上的流罗

又设绝对压力为 p(P A)绝对温度为 ka,丁(, K)则状态方程式为一』 f 』

量就是风机可达到的实际流量 Q,所对应 J其的风机理论流量 Q根据设计理论可准确计

算，实际泄漏量 Q为：则 () 2

一 R

Q一 - QJ一

() 6

式中：标“为实际进气状态，标下”下“”标准进气状态， J k K)为 R(/ g为气体常数

然而 .过样本值求出的泄漏量 Q,通是在标准进气状态下的空气泄漏量。当在非标准进气状态、为非空气介质时，同样需且

根据质量守恒原理， G=G,以， 1、有 J所由( )l9 9 8年 2月 6日收到一

长沙市

4 0 0 10f i

8一

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设计试验 要重新确定。

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风机杖术i9() g82

在鼓风机中，体的密度以及位能的变气化极小，以忽略不计。可因此伯努利方程式可写为：为：

。√ 笼:一

() 1 3() 1 4

⑧仅当压力比由 e变成时，漏量。泄垒一P。 2, P,。 2

式中：;加 (P A)别为进、 p、 k a分排气绝对压力， k/ )J气气体密度，认为泄 R( g m Y进并

√三{

④当 1、,成、、时，漏、 e变。: 泄量为：

漏气体的初始泄漏速度一 0则泄漏速度，为：一

√

㈣

l笼√ (5式，得： 1)可

,

根据阿佛加德罗定律：同温同压下，于对

设泄漏通流面积为 A( )根据稳定流 m。,

动的连续性方程式 Q—VA,并考虑实际流，动状态而乘上无量纲流量系数 n进行修正， 则泄漏流量为：一

两不气，:一将式入1、种同体有爱此代 () 3√_ r= n) 6

A

() 8

令力为一，由态程得压比 e鲁并状方式一

√ P 1

Ⅲ

( 2~ ( ) 1 ) I式是罗茨鼓风机在不同工况 7下重新确定流量的极其重要的公式。式中

压力比 e与进气状态是正压还是负压无关。也就是说，茨真空泵与罗茨鼓风机一样，可罗均采用上述公式进行流量的重新确定。 值得注意的是，体分子量对泄漏量的气

代入(): 7式一 2 RT, 1 ) () 9

将 ( )代入 (): 9式 8式Q一 6 a√ 2 T,}1 0A R ( ) ( 0 1)

设为气体分子量，通用气体常数则为 R一 R;常数，位为[/ mo K),单 J( l]

影响很大。例如空气分子量。 9氢气分；2,子量=2由( 3式可得：, 1)

代入 (0式，泄漏量为： 1)得6

√

( 1 1 )

Q 弩 30 ,一8:√ .Q一 8即氢气泄漏量是空气泄漏量的 388 . 0

由 (1式可知， 1)泄漏量 Q随进气温度

和压力比 E增加而增加；随分子量增加而减少；与风机转速无关。但 对于 (1式中 Q… 1) T E和四个参数， 对应于状态 1下标“”和状态 2下标“” ( l) ( 2)分别列出 (1式，后将两个状态下的 (1 1)然 1)式相除，得：可

倍。这也就是众多用户将罗茨鼓风机用于输送氢气时风量明显不足的原因。 三、同状态下确定理论流量及轴功率不由于罗茨鼓风机理论流量为 t

Q一要D。 n / A

(8 1)

对于同一机型，叶轮外径 D、其叶轮长度和面积利用系数是一定的，只与转速 ”成正比。因此，状态 1状态 2时，应在和对/“

①仅当进气温度由。成：, 变时泄漏量为：

√

n) 2

有；Q=Q^ 2 l一

②仅当分子量由 u变成 u时，漏量 :泄

( 9 1)9

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设计试验 同理，罗茨鼓风机轴功率为厶‘一 )

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风帆杖术19() 982

根据 Q一△,定章丘厂鼓风机型号 Pz初(。) 2

为 L 3 D, 5 L其性能参数为：Q|= 3 . m’ r i APl 6 . k G l 44/ n a= 8 6 Pa

或 L=

e 1一 )

( 1 2)

= 1 5 r mi 4 0/ n

L】 8 8 W=5 . k

式中， 为进、气压力，位为 A、排单 k a 为机

械效率。在状态 1状态 2下 P A;和分别列出( 1式，将两式相除，: 2)并得La 2 Q￣ z=

T。= 2 3 ( 0 ) P l 1 1 3 P A l 9K 2℃。一 0 . k a

Qn: 5 . 8 I n l 0 1 m mi=

舞一

6 8

③求介质分子量将 (9式代入上式，: 1)则Lo z一

已知空气分子量为：;2 9已知混合气体中各分气体分子量为：,

二 L” P l 1 1 l I。(— ):

1 .03 7 2

H。 1 01 ^ 8 6

=

- L定。

爱麓

44 Ol .

有了 (2~ (7式以及 (9、2), 1) 1) 1) (2式即可进行不同进气状态下流量、率的重新确功四、选型设计举例

由道尔顿分压定律可求得混合气体分子量为：2 1. 3= 7 0 2× 0 4 + 1 . 1 .5 8 0 6× 9 7 .9

+ 4 . l 9 7%=41 3 4 O×8 . 6 .4

根据某些用户提出的实际使用工况，笔者针对山东章丘鼓风机厂的产品，采用上述公式进行选型设计。举例：

④计算泄漏量由 (): 6=Q l 6式 Q l—Qn=5. 8 44 8 1—3.—1. 8/ i 5 7 m r n a

由 (5式可求得混合气体泄漏量： 1)

介质：合气体(混 NHa:0 4, O . S H:9 7, .9 CO2 8 . 6 ) 97

√ 孺r啪= 1 .7 5 8

进气流量：:9 2 Q. .? Nm’mi O, n(℃或 2 3 1 13 P A状态下 ) 7 K,O . k a 进气温度：: 4&quo …… 此处隐藏：2975字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……