魯氏鼓風機簡介與結構概述(1) - hvac-net.org.t · 2 表1...

1 任何氣體機械(Gas machinery ；即處理氣體類之升壓、壓縮、輸送等裝置，一般泛指壓縮機、風扇、鼓風機等)相關之理論分析除機械或力學以外者，均脫不了熱力或流體力學(含性質)等之分析(即所謂之熱流分析) 。魯氏鼓風機亦是以處理氣體類之升壓、輸送等之裝置，因此其機械結構、分類亦同一般流體機械者，然由於其升壓範圍之限制性，在結構僅劃分其中之一類，本文擬就其相關之結構與分類作一概括性的分析。壹、簡介一、概述就一般產業應用中之壓縮及輸送氣體機械而言，通常分為通風機、鼓風機及壓縮機等類別(大致之分類有如表1 所示者)。其中，通風機之升壓較小，著重於輸送目的；壓縮機之升壓較高，主要作用是壓縮；鼓風機之性能則介於上述兩者之間，並與通風機合稱為風機。此外，鼓風機與壓縮機若置於吸入側之工作場合時，又稱為抽風機或真空幫浦。魯氏鼓風機起初只用於正壓鼓風，後來則發展到真空領域，再衍生出所謂之魯氏真空幫浦。當進氣口處於大氣狀態時，魯氏鼓風機之排氣表壓一般為 9.8～196 kPa，做為真空幫浦用時，直排大氣時真空度可達-9.8～-80 kPa；與旋片式或滑閥式前置真空幫浦配套時，可做為機械增壓幫浦使用，其極限真空可達 5×10 -2 kPa 左右。直排大氣之真空幫浦與機械增壓幫浦雖然都稱魯氏真空幫浦，但工作特性有很大的差異。前者在粗真空範圍工作，壓差大、壓力比小，氣體呈粘滯流狀態；後者在中、高真空範圍工作，壓差小、壓力比大，含有分子作用原理。魯氏鼓風機與直排大氣之魯氏真空幫浦，雖然名義上有鼓風機與真空幫浦之分，但都在大氣壓附近工作，壓力特性並無多少差異。通常，魯氏鼓風機可直接做直排大氣之真空幫浦使用，反之亦然。因此，本文將直排大氣之魯氏真空幫浦納入魯氏鼓風機的範疇進行討論。對兩者不做區分時，統稱為鼓風機，須要區分時，則分別稱之為鼓風機與真空幫浦。若進氣表壓為負值時，將直排大氣之真空幫浦另稱為負壓鼓風機。二、原理與特點魯氏鼓風機設計與分析連載一魯氏鼓風機簡介與結構概述(1)

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1

(Gas machinery)()()

(

1 )

9.8196 kPa-9.8-80 kPa 510-2 kPa

(1)
2

1

P15 kPa 15 kPaP200 kPa P200 kPa

1.

( 1 )

()

2.

2

()
3

1

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

2

1.

()

(1)

()()()()

(2)

2.
4

(1)()

(2)

(3)

(4)

()

3.

0.5800 m3/min 1,400 m3/min -53.398 kPa 196 kPa-80 kPa 156.8 kPa-78.4 kPa 1999 3

1.

s-1 r/min

2.
5

3

A. B. C. D. E. F. G.

(1)

Pa kPa

(2)

sd PPP = kPa (1) Ps (kPa)Pd (kPa)P PsPd

(3)

sd PP /= (2) PsPd

3.

20 101.325 kPa 50% 20 101.325 kPa m3/s m3/min

0 101.325 kPa
6

Nm3/min

4.

W kW

5.

sd ttt = (3) tstd ()

1.

(SI)(Pa) 2 (Torr)1 Torr = 133.322 Pa(1 bf/in2)1 bf/in2 = 6,894.76 Pa(1 bf/ft2)(1 bf/ft2) = 47.8803 Pa

2

(Pa)

(atm)

(kgf/cm2)

(bar)

4(mmH2O)

0 (mmHg)

1 9.8692310-6 1.0197210-5 110-5 1.0197210-1 7.5006210-3 1.01325105 1 1.03323 1.01325 1.03323104 7.60102 9.80665104 9.6784110-1 1 9.8066510-1 1104 7.35559102

1105 9.8692310-1 1.0972 1 1.0972104 7.50062102 9.80665 9.6784110-5 110-4 9.8066510-5 1 7.3555910-2

1.33322102 1.3157910-3 1.3595110-3 1.3332210-3 1.3595110 1

2.

SI (m3/s)(m3/min)(l/s)(ft3/s)(in3/h)

1 m3/s = 60 m3/min = 1,000 l/s1 ft3/s = 0.0283168 m3/s1 in3/h= 4.5519610-6 l/s

3.

SI (W)(kW)(kgf.m/s)( chCV PS)(hp)(ft.1bf/s) 3

4.

()(K) K

1= 1K
7

T = t +273.15 T = t +273K

t ()T (K)

3

kW ./kgf.m/s ch hp ./ft.1bf/s 1 1.019716102 1.35962 1.34102 7.37562102

9.8066510-3 1 1.3333310-2 1.31510-2 7.23301 7.3549910-1 7.510 1 9.863210-1 5.42476102 7.457010-1 7.6040210 1.01387 1 5.50102 1.3558210-3 1.3825510-1 1.8434010-3 1.8181810-3 1

1.

40 100 mg/m3

2.

(1) 10 15,000 h 25,000 h GB 10095 7

(2)()4

4

m3/min % % 0.5

0.51.5 1.515 15

7 6 5 4

8 7 6 5

(3)() 11.2 mm/s

(4) 95 65

3.

(1) G 6.3

(2)

(3) 1.5 1530 min

(4)
8

1. 1854 (Francis Philander Roots) 1867 () 1951 19601970 1.

2. D SD

1980 L

1987 () R RK RN TS TRRV RW TRW

1990 20 SR WR JR JS RCT RVT

1990~1998 1 ( 4)

2.

(1)

(2)

(3)

(4)
9

4

(CFD)

SRE-200 5 () 5

1.

2.
10

3.

6

7

4.

11

5.

6.

(A) (B) (C)

6
11

5 SRE-200

()O
12

5 SRE-200

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

HT250

45

45

HT250

45

HT250

HT250

Q235-A

Q235-A

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

45

I-2

Q235-A

HT250

20CrMo

20CrMo

45

Q235-A

Q235-A

45

HT250

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

O

O

O

HT200

I-2

HT250

Q235-A

45

I-2

HT200

I-2

HT200

(A) (B) (C)

7