化工道理第二章第二节讲稿
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化工仪表及自动化第2章 第二节 对象数学模型的建立
简单水槽的动态特性
优点 缺点
简单 稳定时间长 测试精度受限
图2-7 简单水槽对象
图2-8 水槽的阶跃反应曲线
21
第二节 对象数学模型的建立
2. 矩形脉冲法
当对象处于稳定工况下，在时间t0突然加一阶跃干扰， 幅值为A，到t1时突然除去阶跃干扰，这时测得的输出量 y随时间的变化规律，称为对象的矩形脉冲特性，而这 种形式的干扰称为矩形脉冲干扰。此外，还可以采用矩 形脉冲波和正弦信号。
化工仪表及自动化
第二章 过程特性及其数学模型
内容提要
化工过程的特点及其描述方法
对象数学模型的建立
建模目的 机理建模 实验建模
描述对象特性的参数
放大系数Κ 时间常数Τ 滞后时间τ
1
第二节 对象数学模型的建立
一、建模目的
（1）控制系统的方案设计 （2）控制系统的调试和控制器参数的确定 （3）制定工业过程操作优化方案 （4）新型控制方案及控制算法的确定 （5）计算机仿真与过程培训系统 （6）设计工业过程的故障检测与诊断系统
18
第二节 对象数学模型的建立
三、实验建模
实验方法
研究对象特性
对象特性的实验测取法，就是在所要研究的对象上，加 上一个人为的输入作用（输入量），然后，用仪表测取并 记录表征对象特性的物理量（输出量）随时间变化的规律， 得到一系列实验数据（或曲线）。这些数据或曲线就可以 用来表示对象的特性。
19
第二节 对象数学模型的建立
三、实验建模
系统辨识
定义：通过这种应用对象的输入输出的实测数据来决 定其模型的结构和参数 。
特点：把被研究的对象视为一个黑匣子，完全从外部 特性上来测试和描述它的动态特性，不需要深入了解 其内部机理 。
优点 缺点
简单 稳定时间长 测试精度受限
图2-7 简单水槽对象
图2-8 水槽的阶跃反应曲线
21
第二节 对象数学模型的建立
2. 矩形脉冲法
当对象处于稳定工况下，在时间t0突然加一阶跃干扰， 幅值为A，到t1时突然除去阶跃干扰，这时测得的输出量 y随时间的变化规律，称为对象的矩形脉冲特性，而这 种形式的干扰称为矩形脉冲干扰。此外，还可以采用矩 形脉冲波和正弦信号。
化工仪表及自动化
第二章 过程特性及其数学模型
内容提要
化工过程的特点及其描述方法
对象数学模型的建立
建模目的 机理建模 实验建模
描述对象特性的参数
放大系数Κ 时间常数Τ 滞后时间τ
1
第二节 对象数学模型的建立
一、建模目的
（1）控制系统的方案设计 （2）控制系统的调试和控制器参数的确定 （3）制定工业过程操作优化方案 （4）新型控制方案及控制算法的确定 （5）计算机仿真与过程培训系统 （6）设计工业过程的故障检测与诊断系统
18
第二节 对象数学模型的建立
三、实验建模
实验方法
研究对象特性
对象特性的实验测取法，就是在所要研究的对象上，加 上一个人为的输入作用（输入量），然后，用仪表测取并 记录表征对象特性的物理量（输出量）随时间变化的规律， 得到一系列实验数据（或曲线）。这些数据或曲线就可以 用来表示对象的特性。
19
第二节 对象数学模型的建立
三、实验建模
系统辨识
定义：通过这种应用对象的输入输出的实测数据来决 定其模型的结构和参数 。
特点：把被研究的对象视为一个黑匣子，完全从外部 特性上来测试和描述它的动态特性，不需要深入了解 其内部机理 。
人教版第二章第二节第2课时 氯气的实验室制法 氯离子的检验(共39张PPT)
()
A．防止CO 等的干扰 B．防止Cl 的干扰 新知探究(二) 氯离子(Cl )的检验 2－
－
一往般往先 是除最去后有停毒止、加有热刺或激停性止气通味气的气体3，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气
C．生成Ag CO 沉淀 新知探究(一) 氯气的实验室制法
新知探究(一) 氯气的实验室制法 由气体的性质选择干燥剂
(3) 不能 (填“能”或“不能”)用水代替饱和食盐水来除去 杂质HCl，原因：氯__气__在__水__中__有__一__定__的__溶__解__度__，__要__防__止__氯_ 气__在__水__中__的__溶__解__。
(4) 不能 (填“能”或“不能”)用水或澄清石灰水代替NaOH 吸收尾气，原因：_水__吸__收__氯__气__的__效__果__太__差__，__澄__清__石__灰__水__ __的__溶_解__度__很__小__，__吸__收__效__果__也__很__差__。
取少量待测液于一洁净试管中，加入硝酸酸 规范描述 化的AgNO3溶液，若观察到溶液中有白色沉
淀生成，说明溶液中含有Cl－
[注意]
①检验时要先加稀硝酸，以排除CO
2－ 3
等离子的干
扰，不能用稀硫酸，因为Ag2SO4微溶，会干扰实验，更不能
用盐酸，因为盐酸中含有Cl－。
②若被检液中含有SO
2－ 4
，需先用Ba(NO3)2溶液除去SO
往往是最后停止加热或停止通气
新知探究(一) 氯气的实验室制法 由气体的性质选择干燥剂 新知探究(一) 氯气的实验室制法
Na2CO3 _白__色__沉__淀___ 溶液
_沉__淀__溶__解__并_
2Ag＋＋CO23－=== Ag2CO3↓、
第二章第二节醇和酚
第二章第二节醇和酚醇酚的定义：醇：烃分子中饱和碳原子的一个或几个氢原子被羟基取代的产物，如乙醇CH3CH2OH。
羟基是醇的官能团。
酚：芳香烃分子中苯环上的一个或几个氢原子被羟基取代的产物。
如苯酚C6H5OH或C6H6O：醇和酚的官能团都是羟基，但性质有很大差别。
一醇根据羟基所连烃基的种类饱和一元醇：烷基+ 一个羟基（1）通式：CnH2n+1OH 或CnH2n+2O（2）物理性质：n≤3，无色液体、与水任意比互溶4≤n≤11，无色油状液体，部分溶于水n ≥12，无色蜡状固体，不溶于水。
溶解度: 碳原子数越多，溶解度越小，直至不溶。
沸点: 碳原子数越多，沸点越高甲醇是组成最简单的一元醇。
也称为木醇。
甲醇是无色、具有挥发性的液体，沸点65 ℃，有毒，误服会损伤视神经，甚至会致人死亡。
作为重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用作燃料。
乙二醇：无色、无臭、具有甜味的粘稠液体，熔点为-16 ℃，沸点197 ℃，能与水任意比例互溶。
目前作为市售汽车发动机防冻液的主要化学成分。
丙三醇：俗称甘油，无色、无臭、有甜味的粘稠液体，沸点290 ℃（分解），与水任意比例互溶，强吸水能力。
主要用于日用化妆品和三硝酸甘油酯。
三硝酸甘油酯用于炸药，也是治疗心绞痛药物的主要成分之一。
注意：如果醇分子中的烃基是烷基，这种醇称为饱和醇，如甲醇、乙醇等。
饱和一元醇可以看成烷烃分子中的一个氢原子被羟基取代后的产物，其组成可用通式C n H2n+1OH（n≥1）表示。
练习：1.下列物质中属于醇的是（）2.写出分子式为C4H10O的化合物的所有同分异构体。
1什么是氢键？（F,N,O）2多元醇通式：CnH2n+2Om(n>=2,m>=2)二醇的化学性质1羟基的反应P58【取代反应】与浓的氢卤酸反应：乙醇反应生成乙醚和水：【消去反应】丙醇消去生成丙烯:2羟基中氢的反应1烃基对醇分子中羟基氢活泼性的影响P592）与羧酸反应（取代反应，也可以说是酯化反应）乙醇和乙酸反应制取乙酸乙酯CH3C-OH + H18OC2H5 CH3-C-18O-C2H5 + H2O利用同位素示踪法对乙醇分子中的氧原子进行标识，经过检测，发现产物乙酸乙酯中含有氧的同位素18O。
磷化工教学课件-第2章- 磷化合物生产原料
Ca(PO4)2 + C + 6SiO2 → P4 ↑ + CO↑ + CaSiO3 P4+ O2 →P4O10 + H2O → [HPO3] 3 + H2O → H3PO4
此反应是一强吸热反应，约在1000℃开 始发生反应，在形成熔融体后反应加剧 进行，在此高温下磷以P2分子状态逸出， 后再结合成P4分子。
二水法湿法磷酸制备流程：
该流程包括：酸解（磷矿分解）、过滤（磷酸与磷石膏的 分离）两个主要工序。
矿浆 硫酸
酸解槽
空
鼓风机
气
含氟 气体
文丘里吸收塔
水
净化尾气经 排风机排空
料浆泵
盘式过滤机 磷酸
石膏滤饼经洗涤后卸 至传输机送到石膏厂
磷酸生产的三大经济指标 1、转化率：
转化率（以x表示）：反应物反应掉的 量占其输入量的百分数。
热法磷酸分为：水冷法、酸冷法
水冷法：将黄磷燃烧，得到P2O5后用水冷却、吸收制得磷 酸。
酸冷法：将燃烧得到的P2O5用预先冷却的磷酸进行冷却、 吸收后得到磷酸。
湿法磷酸与热法磷酸生产工艺比较
制酸方法 湿法磷酸
产品酸的浓度 “三废” 情况
依据方法不同，“三废” 其浓度不一样 均存在，
量较大
热法磷酸 浓度高
一步法：半水结晶不过滤直接水化为二水物再过滤分离， 产品酸浓度为30%~32%。 两步法：过滤半水物料浆分出成品酸，然后再将滤饼送入 水化槽重结晶为二水物，产品酸浓度为45%。
二水-半水法P2O5的总收率高达99%。产品磷酸浓度为 35%P2O5。磷石膏含结晶水少，有利于作为生产硫酸和水 泥。
此法首先在二水物生产条件下被分解，此时可使产品 酸浓度提高到35%，高于普通的二水物法，过滤得到的滤 饼在一定的条件下，于脱水槽中转化为半水物。
此反应是一强吸热反应，约在1000℃开 始发生反应，在形成熔融体后反应加剧 进行，在此高温下磷以P2分子状态逸出， 后再结合成P4分子。
二水法湿法磷酸制备流程：
该流程包括：酸解（磷矿分解）、过滤（磷酸与磷石膏的 分离）两个主要工序。
矿浆 硫酸
酸解槽
空
鼓风机
气
含氟 气体
文丘里吸收塔
水
净化尾气经 排风机排空
料浆泵
盘式过滤机 磷酸
石膏滤饼经洗涤后卸 至传输机送到石膏厂
磷酸生产的三大经济指标 1、转化率：
转化率（以x表示）：反应物反应掉的 量占其输入量的百分数。
热法磷酸分为：水冷法、酸冷法
水冷法：将黄磷燃烧，得到P2O5后用水冷却、吸收制得磷 酸。
酸冷法：将燃烧得到的P2O5用预先冷却的磷酸进行冷却、 吸收后得到磷酸。
湿法磷酸与热法磷酸生产工艺比较
制酸方法 湿法磷酸
产品酸的浓度 “三废” 情况
依据方法不同，“三废” 其浓度不一样 均存在，
量较大
热法磷酸 浓度高
一步法：半水结晶不过滤直接水化为二水物再过滤分离， 产品酸浓度为30%~32%。 两步法：过滤半水物料浆分出成品酸，然后再将滤饼送入 水化槽重结晶为二水物，产品酸浓度为45%。
二水-半水法P2O5的总收率高达99%。产品磷酸浓度为 35%P2O5。磷石膏含结晶水少，有利于作为生产硫酸和水 泥。
此法首先在二水物生产条件下被分解，此时可使产品 酸浓度提高到35%，高于普通的二水物法，过滤得到的滤 饼在一定的条件下，于脱水槽中转化为半水物。
化工——第二章_2(流动基本概念)
Re 9 10 5 2000 1 整理得： u 1.14( m s ) d 0.158
燃料油在管中作层流时的临界速度为1.14m· s-1。
2-7 流速分布
层流
如上图所示，流体在圆形直管内作定态层流流动。在圆管内， 以管轴为中心，取半径为r、长度为l的流体柱作为研究对象。
粘性是流体流动时产生的阻碍流体流动的内摩擦力。 粘度是衡量流体粘性大小的物理量。
u F A y
u F A y
剪应力：单位面积上的内摩擦力，以τ表示。
F u A y
适用于u与y成直线关系
du dy
式中：
——牛顿粘性定律
du 速度梯度 ： dy
比例系数，它的值随流体的不同而不同，流 ：
P (泊）
cm
SI单位制和物理单位制粘度单位的换算关系为：
1Pa s 1000 cP 10 P
5）运动粘度
v
单位： SI制：m2/s； 物理单位制：cm2/s，用St表示。
1 St 100 cSt 10 4 m 2 / s
思考：
（1）气体在一定直径的圆管中流动，如果qm不变，
第二章 流体流动与输送
闽南师范大学 化学与环境科学系 主讲：张婷
第二节
流体流动
一、流量与流速
二、定态流动与非定态流动 三、流动形态 四、牛顿黏性定律 五、边界层及边界层分离 六、流体在管内的速度分布
§2 流体流动
2-1 流体的流量和流速 • 流量
单位时间内通过导管任一截面的流体量称为流量(或流率)。
d u 流体的流动类型用雷诺数Re判断： Re
Re的量纲：
L M ( L) 3 du T L [Re] [ ] L0 M 0T 0 1 M ( L )(T )
化工原理第二章1
②泵的工作点对应的泵压头既是泵提供的，也是管路需要 的；
③工作点对应的各性能参数反映一台泵的实际工作状态。
14
3．离心泵的流量调节 （1）改变管路特性------变出口阀的开度
15
（2）改变泵的特性 ----变叶轮转速 nA＜nB，转速增加,流量和压头均
增加。
（3）改变泵的特性 ----切削叶轮直径
调节范围不大，只能变小，适合 长期性调整，操作中调整不可行
P63
例2－3
16
四
离心泵的组合操作
1．双泵并联 ①理论上，H不变，Q加倍； ②实际工作流量并未加倍（QB＜2QA），压头有所增加 ；n台完全相同的泵并联，组合泵的特性方程为： ③
H A B Q2 n2
2．双泵串联 ①理论上，Q不变，H加倍；
θ
28
3.往复泵特点：
(1) 流量只与泵缸尺寸、冲程、活塞往复次数有关，与泵的压
头、管路等无关。
(2) 理论上
单动泵的流量：QT＝ASnr 双动泵的流量：QT＝(2A-a)S nr 式中： QT —— 往复泵理论流量，m3/s； A —— 活塞截面积，m2；
a —— 活塞杆截面积，m2；
有效功率Ne ：单位时间离心泵对流体做的功。 Ne=gQH ；
轴功率N：单位时间内由电机输入离心泵的功。 效率η ：泵对外加能量的利用程度。 η = Ne /N 2．离心泵的性能曲线 ①H-Q曲线：随着流量的增加，泵的压头下降， 此规律对流量很小的情况可能不适用。 ② N-Q曲线：轴功率随流量的增加而增大，离心
部真空，周围液体以很高的流速冲向真空区域； ③当汽泡的冷凝发生在叶片表面附近时，大量液体以高频冲 击力冲击叶片，使叶轮损伤，这种现象称为“汽蚀”。
③工作点对应的各性能参数反映一台泵的实际工作状态。
14
3．离心泵的流量调节 （1）改变管路特性------变出口阀的开度
15
（2）改变泵的特性 ----变叶轮转速 nA＜nB，转速增加,流量和压头均
增加。
（3）改变泵的特性 ----切削叶轮直径
调节范围不大，只能变小，适合 长期性调整，操作中调整不可行
P63
例2－3
16
四
离心泵的组合操作
1．双泵并联 ①理论上，H不变，Q加倍； ②实际工作流量并未加倍（QB＜2QA），压头有所增加 ；n台完全相同的泵并联，组合泵的特性方程为： ③
H A B Q2 n2
2．双泵串联 ①理论上，Q不变，H加倍；
θ
28
3.往复泵特点：
(1) 流量只与泵缸尺寸、冲程、活塞往复次数有关，与泵的压
头、管路等无关。
(2) 理论上
单动泵的流量：QT＝ASnr 双动泵的流量：QT＝(2A-a)S nr 式中： QT —— 往复泵理论流量，m3/s； A —— 活塞截面积，m2；
a —— 活塞杆截面积，m2；
有效功率Ne ：单位时间离心泵对流体做的功。 Ne=gQH ；
轴功率N：单位时间内由电机输入离心泵的功。 效率η ：泵对外加能量的利用程度。 η = Ne /N 2．离心泵的性能曲线 ①H-Q曲线：随着流量的增加，泵的压头下降， 此规律对流量很小的情况可能不适用。 ② N-Q曲线：轴功率随流量的增加而增大，离心
部真空，周围液体以很高的流速冲向真空区域； ③当汽泡的冷凝发生在叶片表面附近时，大量液体以高频冲 击力冲击叶片，使叶轮损伤，这种现象称为“汽蚀”。
化工安全 第二章-燃烧与爆炸
火源
(1)明火 在易燃液体装置附近，严禁明火。 为了防火安全，常常用隔墙的方法实现充分隔 离。隔墙一般推荐使用耐火建筑，即礴石或混凝土的 隔墙。 易燃液体在应用时需要采取限制措施。在加工 区，即使运输或贮存少量易燃液体，也要用安全罐盛 装。在火灾中，防止火焰扩散是绝对必要的。所有罐 都应该设置通往安全地的溢流管道，因而必须用拦液 堤容纳溢流的燃烧液体，否则火焰会大面积扩散，造 成人员或财产的更大损失。
固体燃烧有两种情况：对于硫、磷等简单物质，受 热时首先熔化，而后蒸发为蒸气进行燃烧，无分解过 程；对于复合物质，受热时首先分解成其组成部分， 生成气态和液态产物，而后气态产物和液态产物蒸气 着火燃烧。 可见，任何可燃物质的燃烧都经历氧化分解、 着火、燃烧等阶段。
达到T自，可燃物质开始氧 初始阶段，加热的大 如继续加热，温度上升 T 氧′是开始出现火焰的 T燃为物质的燃烧温度。 化。由于温度较低，氧化速度 部分热量用于可燃物质 很快，达到T自，即使停止 温度，为实际测得的自燃 T自到T自′间的时间间隔称 不快，氧化产生的热量尚不足 的熔化或分解，温度上 加热，温度仍自行升高， 点。 为燃烧诱导期，在安全上 以抵消向外界的散热。此时若 升比较缓慢。 达到T自′就着火燃烧。 有一定实际意义。 T燃为物质的燃烧温度。 停止加热，不会引起燃烧。
第四节 爆炸及其特性
一、爆炸概述
爆炸是指物系自一种状态迅速转变为另一状态，并在 瞬间以对外作机械功的形式放出大量能量的现象。 在爆炸过程中，爆炸物质所含能量的快速释放，变为
对爆炸物质本身、爆炸产物及周围介质的压缩能或运动能。
物质爆炸时，大量能量极短的时间在有限体积内突然 释放并聚积，造成高温高压，对邻近介质形成急剧的压力
l00℃以下时，二者往往相同。在没有闪点数据的情况下， 也可以用着火点表征物质的火险。
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化工道理第二章第二节讲 稿
按照终压与压缩比
通风机：
鼓风机： 压缩机：
终压不大于14.7×103Pa
(表压)
真空泵： 终压为14.7×103~294×103Pa ，压缩比小于4。
终压在294×103Pa以上，压缩比大于4。
将低于大气压强的气体从容器或设备内抽至大气中。
按结构与工作原理 离心式、往复式、旋转式和流体作用式
03.01.2021
03.01.2021
3、真空泵 从设备中或系统中抽出气体，使其处于绝对压强低于外界
大气压的状态，所用的输送机械称为真空泵。实质上真空泵 也是气体压缩机械，只是它入口压强低，出口为常压。化工 厂中较常用的型式有： 1）水环真空泵 水环真空泵的外形呈圆形，外壳内有一个偏心安装的叶轮， 上有辐射状叶片，水环真空泵的壳内注入一定量的水，当叶 轮旋转时，在离心力的作用下将水甩至壳壁形成水环。
离心通风机的风压为静风压和动风压之和，称为全风压。
03.01.2021
风压与被输送气体的密度ρ成正比，风机性能表上列出风 压是按“标准状态”下(20℃，1.01×105Pa)的空气密度测 定的。若实际操作条件与上述试验条件不同，应将操作条件 下的风压HT’换算为试验条件下的风压HT，然后按HT的数 值来选择风机。
(2)输气量范围：2~500m3/min。出口表压在80kPa以内 且在40kPa附近效率较高。
(3)流量调节一般用支路调节，出口阀不能完全关闭，且 操作温度≯80-85oC
03.01.2021
2、液环压缩机 液环压缩机也称纳氏泵，由略呈椭圆性的外壳和旋转叶轮所 组成，叶轮在存有适量液体的壳体内旋转，由叶片带动，液 体在离心力作用下抛向壳体周边形成椭圆形液环。椭圆形长 轴处则形成两个月牙形空隙，供气体吸入和排出。当叶轮旋 转一周时，在液环和叶片间所形成的密闭空间逐渐变大和变 小各两次，气体从两个吸气口进入机内，从两个排气口排出 。 液环压缩机使气体只与叶轮接触而不与壳体接触，可用 于输送腐蚀性气体。
按照终压与压缩比
通风机：
鼓风机： 压缩机：
终压不大于14.7×103Pa
(表压)
真空泵： 终压为14.7×103~294×103Pa ，压缩比小于4。
终压在294×103Pa以上，压缩比大于4。
将低于大气压强的气体从容器或设备内抽至大气中。
按结构与工作原理 离心式、往复式、旋转式和流体作用式
03.01.2021
03.01.2021
3、真空泵 从设备中或系统中抽出气体，使其处于绝对压强低于外界
大气压的状态，所用的输送机械称为真空泵。实质上真空泵 也是气体压缩机械，只是它入口压强低，出口为常压。化工 厂中较常用的型式有： 1）水环真空泵 水环真空泵的外形呈圆形，外壳内有一个偏心安装的叶轮， 上有辐射状叶片，水环真空泵的壳内注入一定量的水，当叶 轮旋转时，在离心力的作用下将水甩至壳壁形成水环。
离心通风机的风压为静风压和动风压之和，称为全风压。
03.01.2021
风压与被输送气体的密度ρ成正比，风机性能表上列出风 压是按“标准状态”下(20℃，1.01×105Pa)的空气密度测 定的。若实际操作条件与上述试验条件不同，应将操作条件 下的风压HT’换算为试验条件下的风压HT，然后按HT的数 值来选择风机。
(2)输气量范围：2~500m3/min。出口表压在80kPa以内 且在40kPa附近效率较高。
(3)流量调节一般用支路调节，出口阀不能完全关闭，且 操作温度≯80-85oC
03.01.2021
2、液环压缩机 液环压缩机也称纳氏泵，由略呈椭圆性的外壳和旋转叶轮所 组成，叶轮在存有适量液体的壳体内旋转，由叶片带动，液 体在离心力作用下抛向壳体周边形成椭圆形液环。椭圆形长 轴处则形成两个月牙形空隙，供气体吸入和排出。当叶轮旋 转一周时，在液环和叶片间所形成的密闭空间逐渐变大和变 小各两次，气体从两个吸气口进入机内，从两个排气口排出 。 液环压缩机使气体只与叶轮接触而不与壳体接触，可用 于输送腐蚀性气体。
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将低于大气压强的气体从容器或设备内抽至大气中。
按结构与工作原理 离心式、往复式、旋转式和流体作用式
1/9/2021
一、离心式通风机、鼓风机与压缩机
1、离心式通风机
离心式通风机按所产生的风压不同，分为： 低压离心通风机：出口风压低于0.9807×103Pa (表压)； 中压离心通风机出：口风压为：0.9807×103Pa~2.942×103Pa 高压离心通风机 ：出口风压为：2.942×103Pa~14.7×103Pa 1）离心式通风机的结构
(3)流量调节一般用支路调节，出口阀不能完全关闭，且 操作温度≯80-85oC
1/9/2021
2、液环压缩机 液环压缩机也称纳氏泵，由略呈椭圆性的外壳和旋转叶轮所 组成，叶轮在存有适量液体的壳体内旋转，由叶片带动，液 体在离心力作用下抛向壳体周边形成椭圆形液环。椭圆形长 轴处则形成两个月牙形空隙，供气体吸入和排出。当叶轮旋 转一周时，在液环和叶片间所形成的密闭空间逐渐变大和变 小各两次，气体从两个吸气口进入机内，从两个排气口排出 。 液环压缩机使气体只与叶轮接触而不与壳体接触，可用 于输送腐蚀性气体。
优点：流量大而均匀，体积小，运转平稳，容易调节，维 护方便。
1/9/2021
二、旋转鼓风机、压缩机与真空泵
旋转鼓风机、压缩机与旋转泵相似，机壳内有一个或 两个旋转的转子，没有活塞和阀门等装置。
特点：构造简单、紧凑、体积小、排气连续而均匀， 适用于所需压强不高且流量大的情况。
1、罗茨鼓风机
罗茨鼓风机的工作原理与齿轮泵相似，机壳内有两个渐 开摆线形的转子，两转子之间，转子与机壳之间
1/9/2021
1/9/2021
水环具有密封作用，使叶片间的空隙形成大小不同的密封 室。当小室增大时，气体从吸入口吸入，当小室从大变小 时，气体由压出口排出。 水环真空泵可以造成的最高真空度为83.4×103Pa左右， 它也可作鼓风机用，但所产生的表压强不超过 98.07×103Pa当被抽吸的气体不宜与水接触时，泵内可充 以其它液体。 此类泵结构简单、紧凑，易于制造和维修。但泵的效率较 低，一般为30%～50%。另外，该泵产生的真空度受泵内 水温的限制。
1/9/2021
1/9/2021
3、真空泵 从设备中或系统中抽出气体，使其处于绝对压强低于外界
大气压的状态，所用的输送机械称为真空泵。实质上真空泵 也是气体压缩机械，只是它入口压强低，出口为常压。化工 厂中较常用的型式有： 1）水环真空泵 水环真空泵的外形呈圆形，外壳内有一个偏心安装的叶轮， 上有辐射状叶片，水环真空泵的壳内注入一定量的水，当叶 轮旋转时，在离心力的作用下将水甩至壳壁形成水环。
第二章 流体输送机械
第二节 气体输送和压
缩设备
一、离心通风机、鼓风机 与压缩机
二、旋转鼓风机、压缩机 与真空泵
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按照终压与压缩比
通风机：
鼓风机： 压缩机：
终压不大于14.7×103Pa
(表压)
真空泵： 终压为14.7×103~294×103Pa ，压缩比小于4。
终压在294×103Pa以上，压缩比大于4。
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2）喷射泵 喷射泵是利Leabharlann 高速流体射流时静压能转换为动能而造
成的真空将气体吸入泵体，在泵内与射流流体混合，气 体及工作流体一并排出泵体。
喷射泵的工作流体可以是水，也可以是蒸汽。单级蒸 汽喷射泵可以达到90%的真空度，为要获得更高的真空 度，可以采用多级蒸汽喷射泵。喷射泵结构简单，无运 动部件，但效率很低，工作流体消耗很大。
HT HT'' HT'1.2'
（3）功率和效率 离心通风机的轴功率为：
N HTQ
1000
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（4）特性曲线
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3）离心通风机的选用 选择离心通风机的主要步骤为： （1）根据气体的种类（清洁空气、易燃气体、腐蚀性气体
、含尘气体、高温气体等）与风压范围，确定风机的类型 （2）据所要求的风量与全压，从产品样本或规格目录中的
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离心通风机的送气量大，但所产生的风压仍不太高，出口 表压强一般不超过294×103Pa。由于在离心鼓风机中，气 体的压缩比不高，所以无需设置冷却装置，各级叶轮的直径 也大致上相等。
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2）离心压缩机 离心压缩机又称透平压缩机。它的主要结构和工作原理与
离心鼓风机相似。离心压缩机的特点是叶轮级数多，通常在 10级以上，叶轮转速高，一般为5000r/min以上。这样可以 产生很多的出口压强，且由于压缩比高，气体体积缩小很多 ，温度升高大。因此压缩机都分成几段，每段包括若干级。 叶轮的直径逐级缩小。叶轮宽度也逐级略有缩小，在各段之 间设有中间冷却器。
（P2－P1）称为静风压，以HSt表示
u 2 2 称为动风压。 2
离心通风机的风压为静风压和动风压之和，称为全风压。
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风压与被输送气体的密度ρ成正比，风机性能表上列出风 压是按“标准状态”下(20℃，1.01×105Pa)的空气密度测 定的。若实际操作条件与上述试验条件不同，应将操作条件 下的风压HT’换算为试验条件下的风压HT，然后按HT的数 值来选择风机。
特性曲线或性能表格中查得适宜的类型与机号。 2、离心鼓风机和压缩机 1）离心鼓风机
离心鼓风机外形与离心泵相象。蜗壳形的通道为圆形， 但其外壳直径与宽度之比较大，叶轮上数目较多，转速较高 ，
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并且有一固定的导轮。图为一台五级离心鼓风机的示意图。 气体由吸入口进入后，经过第一级的叶轮和导轮，然后转入 第二级叶轮入口，再依次逐级通过以后的叶轮 和导轮，最后由排气口排出。
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2）离心通风机的性能参数与特性曲线 （1）风量：
指气体通过进风口的体积流率，以Q表示，单 位为m3/h或m3/s。气体的体积按进口状态计。
（2）风压：指单位体积的气体通过通风机时所获得的能量， 单位为N/m2，与压强单位相同，以Ht表示。取 决于风机的结构，叶轮尺寸，转速与进入风机的 气体的密度。
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缝隙很小，使转子能自由运动而无过多的泄漏，两转子的 旋转方向相反，可使气体从技巧一侧吸入，从另一侧排出 。若改变两转子的旋转方向，则吸入和排出口互换。 罗次鼓风机的特点：
(1)风量与转速成正比，转速一定时，出口压力提高，风 量可保持大体不变。
(2)输气量范围：2~500m3/min。出口表压在80kPa以内 且在40kPa附近效率较高。
目前，还不能用理论方法精确计算离心通风机的风 压，而是由试验测定。
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在通风机的进口截面1-1’和出口截面2-2’间列柏努力方程：
H t ( z 2 z 1 )g ( p 2 p 1 ) ( u 2 2 u 1 2 ) /2 h 1 2 f
简化为
Ht (P2P1)u222