一、透平作用
膨胀机是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的原理以获得冷量的机械。
透平膨胀机是膨胀机多种结构形式中的一种,具有体积小效率高的特点。增压机是一种利用低压流体获得高压流体的机械,由于运行需要消耗低压流体,同时向外输出机械功,所以某种场合,如空气分离装置,也可以起到膨胀机的作用,同时其产生的高压流体可以减少压缩机处理(节能降耗)。有些结构(不是所有)的透平膨胀机,同时具有增压机的功能。二、什么是透平,透平原理
透平鼓风机是离心鼓风机的一种。结构是由叶轮、扩散器和蜗壳组成。透平鼓风机是煤焦化公司重要的在线设备,一旦发生故障停机,将导致煤气放散,直接影响炼铁、轧钢。
为了确保风机的正常运行,采用进口振动监测仪器2120数据采集器,对风机预先设定的部位按规定周期进行监测诊断。对出现的问题进行分析并制订预防措施。
三、透平机械原理
根据能量转换和守恒定律可知,气体在透平膨胀机内进行绝热膨张对外作功时,气体的能量焓值一定要减少,从而使气体本身强烈地冷却,而达到制冷的目的。
透平膨胀机的实际制冷量总比理论制冷量要小,因此,膨胀机的效率总是小于1。膨胀机的效率越低,则在相同进、出口压力和进口温度下,膨胀机的单位工质制冷量越小,反映出膨胀机的温降效果越小。在实际操作中,应该了解哪些因素影响膨胀机的效率,以便尽可能保证膨胀机在高效率下运转。
膨胀机的效率高低取决于膨胀机内的各种损失的大小。由于各种损失的存在,使气体对外做功的能力降低。而这些损失(如摩擦、涡流等)又以热的形式传给气体本身,使气体的出口温度升高,温降效果减小。其损失主要有以下几种:
1)流动损失。气流流过导流器和工作轮时,由于流道表面的摩擦、局部产生漩涡、气流撞击等产生的损失属于流动损失。
流动损失的大小与流道形状是否与气流流动方向相适应、表面光洁程度等因素有关。流道除了与设计、制造技术水平有关外,膨胀机内流道的磨损、杂质在表面积聚、转速变化而使气流进入叶轮时产生的撞击等,都会增加流动损失。一般情况下,导流器内的流动损失约占总制冷量的5%,工作轮内的流动损失约占总制冷量的6%。
2)工作轮轮盘的摩擦鼓风损失。工作轮在旋转时,轮盘周围的气体对叶轮的转动有一摩擦力,轮盘将带动气体运动。由此产生的摩擦热将使气体的温度升高,这种损失称为摩擦鼓风损失。它与工作轮的直径及转速等因素有关,一般占总制冷量的3%~4%。
3)泄漏损失。泄漏损失包括内泄漏和外泄漏两种,如图71所示。内泄漏是指一部分气体经过导流器后不通过叶轮膨胀,而直接从工作轮与机壳之间的缝隙漏出,与通过叶轮膨胀的气体汇合。这小股泄漏气体未经过叶轮的进一步膨胀,温度较高,因而使膨胀机的制冷量减小,降低了膨胀机的效率。内泄漏量的大小取决于转子与机壳之间的间隙,因此在安装时必须严格控制在规定公差范围之内。
外泄漏是指通过轮盘后部沿轴间隙向外泄漏出的气体。这部分气体的泄漏对膨胀机的效率没有影响,但是将减少总的制冷量。同时外漏气体的冷量也无法回收,所以它对产冷的影响是很大的。外泄漏量的大小与密封装置结构、间隙以及是否通压力密封气有关。
4)排气损失。通过膨胀机的气体在出口还具有一定的速度,叫做余速。余速越高,能量损失也越大,这部分损失叫做排气损失或余速损失。排气损失不仅与设计有关,在运转过程中当转速变化偏离设计工况时,也会使气流出口速度增加,效率降低。
四、透平过程
透平压缩机,是指具有高速旋转叶轮的动力式压缩机。它依靠旋转叶轮与气流间的相互作用力来提高气体压力,同时使气流产生加速度而获得动能,然后气流在扩压器中减速,将动能转化为压力能,进一步提高压力。在压缩过程中气体流动是连续的。透平压缩机是在通风机的基础上发展起来的。它广泛用于各种工艺过程中输送空气和各种气体,并提高其压力。
五、透平原理图简单
增压透平膨胀机原理:
透平膨胀机其实就是2个叶轮组合而成,一端是膨胀轮,一端是制动轮(增压轮)。动力是膨胀轮受高压气体(一般是汽车尾气,或油田气等高压气体)吹动,带动制动轮一起转动,制动轮压缩气体。一般的涡轮增压器就是这样工作的。
六、透平原理 课程
原理如下
其主要原理是利用有一定压力的气体在透平膨胀机内进行绝热膨胀对外做功而消耗气体本身的内能,从而使气体自身强烈地冷却而达到制冷的目的。


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