第三章离心式压缩机
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a) 为中间级，由叶轮（1）、扩压器（2）、 弯道（3）、回流器（4）组成。
b) 为首级，由吸气管和中间级组成。
c) 为末级，由叶轮（1）、扩压器（2）、 排气蜗室（5）组成
离心叶轮的典型结构： 叶轮有轮盖、叶片、轮盘组成 闭式叶轮：漏气少、效率高、性能好、轮盖强度影响u2 1 半开式 效率低、强度高、u2大作功大、单级压力高 双面进气 流量大、轴向力小 按弯曲形式、出口角分 后弯叶轮 效率高、工作范围大、常用 2 径向叶轮 介于两者间 前弯叶轮 效率小、工作范围小、常用于通风机
1.性能曲线、最佳工况点与稳定工作范围
性能曲线亦称特性曲线
（1）增压比曲线（ε-qvin)，选压缩机、定工况点、能量核算 （2）效率曲线（η -qvin)，是经济指标、参数计算的原始数据 （3）轴功率曲线（N-qvin)，决定原动机功率。 qvin是出口截面测得的流量换算到进口P、T下的qv
通常将曲线上效率最高点称为最佳工况点。 稳定工况范围： 压缩机左边受喘振工况限制，右边受堵塞工况限制，两个
4) 出口旁设置旁通管道，让多余气体放空或降压后回 进口
5) 进（温度、流量）出（压力）口安置监视仪表
6) 运行操作人员了解压缩机工作原理，注意机器所在 工况位置，使机器不致进入喘振状态
防喘振设计
d) 压缩机的堵塞工况
Q增加，气流产生负冲角，叶片工作面上气流分离，
当Q大大增加，叶轮做功全部成为能量损失，速度甚 至达到音速，这是压缩机达到堵塞工况，压力、 流量不再增加。
工作过程与典型结构
工作过程：
驱动机带动叶轮高速旋转，叶轮入口产生低 压，将气体从吸入室吸入，经叶轮后压力、 温度、速度增加，然后流入扩压器扩压， 经弯道和回流器回到第二级入口继续压缩。 为了降低温度与减少功耗，采用中间冷却 器冷却。
主要零部件如图
级的结构与关键截面
发展概况
离心压缩机是透平式压缩机的一种，具有处理Βιβλιοθήκη Baidu量大，体积小，结构简单，运转平稳，维修方 便以及气体不受污染等特点。随着气体动力学 研究的成就，使离心压缩机的效率不断提高， 又由于高压密封，小流量、窄叶轮的加工，多 油契轴承等关键技术的研制成功，解决了离心 压缩机向高压力、宽流量范围发展的一系列问 题，使离心压缩机的应用范围大为扩展，以致 于在许多场合可以取代往复活塞式压缩机。
e) 性能曲线的变化规律
由制造厂商提供的离心式压缩机的性能曲线图上一般都注明 该压缩机的设计条件，例如气体介质名称、密度（或分子 量）、进气压力及进气温度等。因为如果运转时的气体介质、 进气条件与设计条件不符，那么压缩机的运转性能就有别于 所提供的性能曲线图。以如图形式表示的性能曲线与气体的 性质和进气状态密切相关。如图所示，如果进气温度T1不变， 在相同容积流量Qi下，压缩重的气体所得到的压力比较大， 反之，压缩轻的气体所得的压力比较小。同样，假设压缩机 是同一种气体介质，但进气温度T1不同，进气温度较高的气 体，其 性能曲线在下 方，进气温度 较低的气体的 性能曲线在上
管网特性曲线有三种形式：
图a，管网阻力与流量大小无关，例如压缩机后面仅经 过很短的管道即进入容积很大的储气筒，此即为忽略沿程 压力，而局部阻力为定值的情况。
图b，可用p=Aq2v表示，大部分管网都属于这种形式，如 输气管道、流经塔器、热交换器等。
大。
适用范围
化工及石油化工工艺用 动力工程用 制冷工程和气体分离用 气体输送用
Use in process industries
3.2 性能、调节与控制
3.2.1离心式压缩机的性能 3.2.2压缩机的调节方法及其特点 3.2.3 附属系统 3.2.4 压缩机的控制
3.2.1 离心式压缩机的性能
扩压器典型结构 扩压器作用：升压、降速 无叶扩压器：结构简单、效率高、工作范围大，D4大 叶片扩压器：D4小、效率高、结构复杂、工作范围小 弯道作用：将气体引入回流器 蜗壳作用：升压、降速
离心式压缩机的特点
1）流量大；(连续、截面大、转速大) 2）转速高；(无惯性力、往复件） 3）结构紧凑；（重量小、占地面积小） 4）运转可靠，维修费低；（1~3年不停、无备机） 5）单级压力比不高；（P2>70MPa需用活塞式) 6）不适用小流量。（转速高、流通截面大 ） 7）效率低（能量损失大） 8）稳定工况区窄，不适宜工况变化大，故障破坏性
工况之间为稳定工作范围
2. 压缩机的喘振与堵塞
a)压缩机的喘振机理（旋转脱离及压缩机的喘振） b)喘振的危害
Pc下降，效率下降、噪音、振动增加，轴承破坏，转子与 固定件碰撞。 c)防喘振的措施：
1) 标注喘振线的性能曲线，随时了解工作点位置
2) 降低转速，使喘振发生流量点下降
3) 设置调节导叶机构（特别是首级，改变进气冲角）
工作原理
一般说，提高气体压力的主要目标就是增加单位 容积内气体分子的数量，也就是缩短气体分子与 分子间的距离。为达到这个目标，除了采用挤压 元件来挤压气体的容积式压缩机以外，还有一种 用气体动力学的方法，即利用机器的做功元件 （高速回转的叶轮）对气体作功，使气体在离心 场中压力得到提高，同时动能也大为增加，随后 在扩张流道中流动时，这部分动能又转变成静压 能，使气体压力进一步提高，这就是离心式压缩 机的工作原理或增压原理。
方。
3 压缩机与管网联合工作
压缩机前面或后面气体所经过的设备和管道的总称。 化工用的压缩机往往前后均有管道和容器设备等。管 网在前为抽气机、吸气机，管网在后为压缩机。
（1）管网特性曲线 气体在管网中流动时，需要足够的压力用来克
服沿程阻力和各种局部阻力。
每一种管网都有自己的特性曲线，亦称管网阻 力曲线，即p=f（qv ）曲线。管网特性曲线决定于 管网本身的结构和用户的要求。
第三章 离心式压缩机
3.1 离心式压缩机的典型结构和工作原理 3.2 性能、调节与控制 3.3 安全可靠性 3.4. 选型
3.1 离心式压缩机的典型结构和工作原理
3.1.1 离心压缩机的典型结构与特点 • 发展概况
• 工作原理 • 工作过程与典型结构 • 级的结构与关键截面 • 离心压缩机的特点 • 适用范围
b) 为首级，由吸气管和中间级组成。
c) 为末级，由叶轮（1）、扩压器（2）、 排气蜗室（5）组成
离心叶轮的典型结构： 叶轮有轮盖、叶片、轮盘组成 闭式叶轮：漏气少、效率高、性能好、轮盖强度影响u2 1 半开式 效率低、强度高、u2大作功大、单级压力高 双面进气 流量大、轴向力小 按弯曲形式、出口角分 后弯叶轮 效率高、工作范围大、常用 2 径向叶轮 介于两者间 前弯叶轮 效率小、工作范围小、常用于通风机
1.性能曲线、最佳工况点与稳定工作范围
性能曲线亦称特性曲线
（1）增压比曲线（ε-qvin)，选压缩机、定工况点、能量核算 （2）效率曲线（η -qvin)，是经济指标、参数计算的原始数据 （3）轴功率曲线（N-qvin)，决定原动机功率。 qvin是出口截面测得的流量换算到进口P、T下的qv
通常将曲线上效率最高点称为最佳工况点。 稳定工况范围： 压缩机左边受喘振工况限制，右边受堵塞工况限制，两个
4) 出口旁设置旁通管道，让多余气体放空或降压后回 进口
5) 进（温度、流量）出（压力）口安置监视仪表
6) 运行操作人员了解压缩机工作原理，注意机器所在 工况位置，使机器不致进入喘振状态
防喘振设计
d) 压缩机的堵塞工况
Q增加，气流产生负冲角，叶片工作面上气流分离，
当Q大大增加，叶轮做功全部成为能量损失，速度甚 至达到音速，这是压缩机达到堵塞工况，压力、 流量不再增加。
工作过程与典型结构
工作过程：
驱动机带动叶轮高速旋转，叶轮入口产生低 压，将气体从吸入室吸入，经叶轮后压力、 温度、速度增加，然后流入扩压器扩压， 经弯道和回流器回到第二级入口继续压缩。 为了降低温度与减少功耗，采用中间冷却 器冷却。
主要零部件如图
级的结构与关键截面
发展概况
离心压缩机是透平式压缩机的一种，具有处理Βιβλιοθήκη Baidu量大，体积小，结构简单，运转平稳，维修方 便以及气体不受污染等特点。随着气体动力学 研究的成就，使离心压缩机的效率不断提高， 又由于高压密封，小流量、窄叶轮的加工，多 油契轴承等关键技术的研制成功，解决了离心 压缩机向高压力、宽流量范围发展的一系列问 题，使离心压缩机的应用范围大为扩展，以致 于在许多场合可以取代往复活塞式压缩机。
e) 性能曲线的变化规律
由制造厂商提供的离心式压缩机的性能曲线图上一般都注明 该压缩机的设计条件，例如气体介质名称、密度（或分子 量）、进气压力及进气温度等。因为如果运转时的气体介质、 进气条件与设计条件不符，那么压缩机的运转性能就有别于 所提供的性能曲线图。以如图形式表示的性能曲线与气体的 性质和进气状态密切相关。如图所示，如果进气温度T1不变， 在相同容积流量Qi下，压缩重的气体所得到的压力比较大， 反之，压缩轻的气体所得的压力比较小。同样，假设压缩机 是同一种气体介质，但进气温度T1不同，进气温度较高的气 体，其 性能曲线在下 方，进气温度 较低的气体的 性能曲线在上
管网特性曲线有三种形式：
图a，管网阻力与流量大小无关，例如压缩机后面仅经 过很短的管道即进入容积很大的储气筒，此即为忽略沿程 压力，而局部阻力为定值的情况。
图b，可用p=Aq2v表示，大部分管网都属于这种形式，如 输气管道、流经塔器、热交换器等。
大。
适用范围
化工及石油化工工艺用 动力工程用 制冷工程和气体分离用 气体输送用
Use in process industries
3.2 性能、调节与控制
3.2.1离心式压缩机的性能 3.2.2压缩机的调节方法及其特点 3.2.3 附属系统 3.2.4 压缩机的控制
3.2.1 离心式压缩机的性能
扩压器典型结构 扩压器作用：升压、降速 无叶扩压器：结构简单、效率高、工作范围大，D4大 叶片扩压器：D4小、效率高、结构复杂、工作范围小 弯道作用：将气体引入回流器 蜗壳作用：升压、降速
离心式压缩机的特点
1）流量大；(连续、截面大、转速大) 2）转速高；(无惯性力、往复件） 3）结构紧凑；（重量小、占地面积小） 4）运转可靠，维修费低；（1~3年不停、无备机） 5）单级压力比不高；（P2>70MPa需用活塞式) 6）不适用小流量。（转速高、流通截面大 ） 7）效率低（能量损失大） 8）稳定工况区窄，不适宜工况变化大，故障破坏性
工况之间为稳定工作范围
2. 压缩机的喘振与堵塞
a)压缩机的喘振机理（旋转脱离及压缩机的喘振） b)喘振的危害
Pc下降，效率下降、噪音、振动增加，轴承破坏，转子与 固定件碰撞。 c)防喘振的措施：
1) 标注喘振线的性能曲线，随时了解工作点位置
2) 降低转速，使喘振发生流量点下降
3) 设置调节导叶机构（特别是首级，改变进气冲角）
工作原理
一般说，提高气体压力的主要目标就是增加单位 容积内气体分子的数量，也就是缩短气体分子与 分子间的距离。为达到这个目标，除了采用挤压 元件来挤压气体的容积式压缩机以外，还有一种 用气体动力学的方法，即利用机器的做功元件 （高速回转的叶轮）对气体作功，使气体在离心 场中压力得到提高，同时动能也大为增加，随后 在扩张流道中流动时，这部分动能又转变成静压 能，使气体压力进一步提高，这就是离心式压缩 机的工作原理或增压原理。
方。
3 压缩机与管网联合工作
压缩机前面或后面气体所经过的设备和管道的总称。 化工用的压缩机往往前后均有管道和容器设备等。管 网在前为抽气机、吸气机，管网在后为压缩机。
（1）管网特性曲线 气体在管网中流动时，需要足够的压力用来克
服沿程阻力和各种局部阻力。
每一种管网都有自己的特性曲线，亦称管网阻 力曲线，即p=f（qv ）曲线。管网特性曲线决定于 管网本身的结构和用户的要求。
第三章 离心式压缩机
3.1 离心式压缩机的典型结构和工作原理 3.2 性能、调节与控制 3.3 安全可靠性 3.4. 选型
3.1 离心式压缩机的典型结构和工作原理
3.1.1 离心压缩机的典型结构与特点 • 发展概况
• 工作原理 • 工作过程与典型结构 • 级的结构与关键截面 • 离心压缩机的特点 • 适用范围