第七讲离心式压气机
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离心式压缩机
内容
离心式压缩机的结构、原理 蒸汽轮机介绍 密封介绍 润滑油系统 离心式压缩机组的开、停步骤 常见事故的处理
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2
压缩机简介
压缩机是一种用于压缩气体以提高气体压力或输送气体的机 器，广泛应用于化工企业各部门。压缩机种类繁多，尽管用途 可能一样，但其结构型式和工作原理都可能有很大的不同。气 体的压力取决于单位时间内气体分子撞击单位面积的次数与强 烈程度。
因此，提高气体压力的主要方法就是增加单位容积内气体分 子数目，也就是容积式压缩机（活塞式、滑片式、罗茨式螺杆 式等）的基本工作原理；而利用惯性的方法，通过气流的不断 加速、减速，因惯性而彼此挤压，缩短分子间的距离，来提高 气体的压力，离心式压缩机的工作原理属于这一类。
压缩Байду номын сангаас分类
一、容积式 往复式、滑片式、罗茨式 螺杆式等
量较小，运动件与静止件保持一定的间隙，因而转速较高。 一般离心式压缩机的转速为5000-20000r/min。 （3）结构紧凑——机组重量和占地面积比同一流量的往复式压 缩机小得多。 （4）运行可靠——离心式压缩机运转平稳一般可连续一至三年 不需停机检修，亦可不用备机。排气均匀稳定，故运转可靠， 维修简单，操作费用低。
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12
压缩机的型号和含义
3 B CL 52 8 | | | | |__缸内装有8级叶轮
||| | | | | |_____叶轮名义直径520mm
||| | | | ________无叶扩压器
|| | |____________垂直剖分结构
| |______________ 3个进气\出气口
2）压缩比 指压缩机的排出压力和吸入压力之比，有时也称压 比。计算压比时排出压力和吸入压力都要用绝对压力。
内容
离心式压缩机的结构、原理 蒸汽轮机介绍 密封介绍 润滑油系统 离心式压缩机组的开、停步骤 常见事故的处理
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2
压缩机简介
压缩机是一种用于压缩气体以提高气体压力或输送气体的机 器，广泛应用于化工企业各部门。压缩机种类繁多，尽管用途 可能一样，但其结构型式和工作原理都可能有很大的不同。气 体的压力取决于单位时间内气体分子撞击单位面积的次数与强 烈程度。
因此，提高气体压力的主要方法就是增加单位容积内气体分 子数目，也就是容积式压缩机（活塞式、滑片式、罗茨式螺杆 式等）的基本工作原理；而利用惯性的方法，通过气流的不断 加速、减速，因惯性而彼此挤压，缩短分子间的距离，来提高 气体的压力，离心式压缩机的工作原理属于这一类。
压缩Байду номын сангаас分类
一、容积式 往复式、滑片式、罗茨式 螺杆式等
量较小，运动件与静止件保持一定的间隙，因而转速较高。 一般离心式压缩机的转速为5000-20000r/min。 （3）结构紧凑——机组重量和占地面积比同一流量的往复式压 缩机小得多。 （4）运行可靠——离心式压缩机运转平稳一般可连续一至三年 不需停机检修，亦可不用备机。排气均匀稳定，故运转可靠， 维修简单，操作费用低。
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压缩机的型号和含义
3 B CL 52 8 | | | | |__缸内装有8级叶轮
||| | | | | |_____叶轮名义直径520mm
||| | | | ________无叶扩压器
|| | |____________垂直剖分结构
| |______________ 3个进气\出气口
2）压缩比 指压缩机的排出压力和吸入压力之比，有时也称压 比。计算压比时排出压力和吸入压力都要用绝对压力。
离心压气机讲解
2、有限叶片数情况下通道中流速是
不均匀的，可以看做是相对速度的
平均值与环流速度合成。
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮出口的相对运动速度 最低，与环流叠加后在压 力面可能出现环负值，气 流分离现象最大可能出现 在叶轮出口压力面上。
叶轮机械原理
——离心压缩机
有限叶片数的影响
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
进气系统：
1、保证进气均匀对称 2、流动损失小 3、保证气流能良好的充满 工作轮，并满足预旋规律
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——第九章离心压缩机
功率：
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮几何参数
叶轮机械原理
——离心压缩机
离心压气机叶轮流动理论：
假设条件： 1、气体为理想气体忽略粘性作用； 2、气体为定常流动； 3、同一半径处气体密度为常数。
叶轮机械原理
——离心压缩机
流体微团受力分析： 1、牵连运动惯性力：
dm2r bdnds2r
——离心压缩机
工作过程：
叶轮机械原理
——离心压缩机
径向流道内流体运动分析
哥式加速度：
ac 2w
哥式力垂直于相对运 动速度与旋转角速度， 与叶轮旋转圆周速度 方向相同。
叶轮机械原理
——离心压缩机
速度三角形：
叶轮机械原理
——第九章离心压缩机
离心压气机中由于离心力作用可获得更高的压比
不均匀的，可以看做是相对速度的
平均值与环流速度合成。
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮出口的相对运动速度 最低，与环流叠加后在压 力面可能出现环负值，气 流分离现象最大可能出现 在叶轮出口压力面上。
叶轮机械原理
——离心压缩机
有限叶片数的影响
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
进气系统：
1、保证进气均匀对称 2、流动损失小 3、保证气流能良好的充满 工作轮，并满足预旋规律
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——第九章离心压缩机
功率：
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮几何参数
叶轮机械原理
——离心压缩机
离心压气机叶轮流动理论：
假设条件： 1、气体为理想气体忽略粘性作用； 2、气体为定常流动； 3、同一半径处气体密度为常数。
叶轮机械原理
——离心压缩机
流体微团受力分析： 1、牵连运动惯性力：
dm2r bdnds2r
——离心压缩机
工作过程：
叶轮机械原理
——离心压缩机
径向流道内流体运动分析
哥式加速度：
ac 2w
哥式力垂直于相对运 动速度与旋转角速度， 与叶轮旋转圆周速度 方向相同。
叶轮机械原理
——离心压缩机
速度三角形：
叶轮机械原理
——第九章离心压缩机
离心压气机中由于离心力作用可获得更高的压比
离心式压气机的工作特性2增压系统运行的基本规律二冲程柴油机四
3.4 增压系统的故障与维护管理
增压系统流道阻塞因素的影响 1. 流量减小→配合运行线左移，靠近喘振线； 2. 增压器总效率ηTk↓，→运行线向左移。
增压系统流通阻塞是引起喘振的主要原因
二冲程柴油机增压系统运行的基本规 律
1. 二冲程柴油机增压系统当量系统 2. 增压系统流道阻塞因素的影响 3. 非流道阻塞因素的影响 4. 基本规律
3.4 增压系统的故障与维护管理
1、离心式压气机的工作特性 2、增压系统运行的基本规律
二冲程柴油机 四冲程柴油机
3、增压系统的故障 4、增压系统的维护管理
二冲程柴油机增压系统运行的基本规律
1. 二冲程柴油机增压系统当量系统 2. 增压系统流道阻塞因素的影响 3. 非流道阻塞因素的影响 4. 基本规律
3.4 增压系统的故障与维护管理
1、离心式压气机的工作特性 2、增压系统运行的基本规律
二冲程柴油机 四冲程柴油机
3、增压系统的故障 4、增压系统的维护管理
增压系统的维护管理
1．增压器轴承的维护管理 （1）油的清洁度； （2）油的品质严格按规定使用； （3）定期更换。 2. 增压系统主要部件的清洗 3. 增压器的拆装
3.4 增压系统的故障与维护管理
现代二冲程主柴油机增压系统运行的基本规律 （1）通流特性与柴油机的转速无关 （2）新型低速主机所有工况点落在唯一的正常配合运
行线上，与船舶航行条件和船舶运动状态无关 （3）纯废气涡轮增压二冲程柴油机喘振的影响因素可
分成两类。 增压系统流道阻塞：影响通流特性，配合运行线 移近喘振线，是喘振的主要原因。 非流道阻塞：不会影响通流特性，不会移动配合 运行线，而仅改变增压器与柴油机配合运行点在 该配合运行线上的位置，对喘振裕量影响较小。
超详细的离心式压缩机介绍
超详细的离心式压缩机介绍离心式压缩机是一种常见的压缩设备，被广泛应用于工业、航空、石油化工、制药等领域。
本文将对离心式压缩机的工作原理、结构特点、性能参数以及应用领域进行详细介绍。
一、工作原理离心式压缩机利用离心力、动能转换和压缩空气来实现压缩的作用。
其工作原理可以简单地分为四个步骤：吸气、旋转运动、压缩和排气。
1.吸气：在吸气过程中，压缩机的进气口通过进气管道将大量的空气吸入到转子内部。
2.旋转运动：进气的空气经过进气口进入到离心式压缩机的转子内，受到高速旋转的转子叶片的作用，空气被带动向外发散。
在旋转过程中，转子叶片会不断地提升和压缩空气。
3.压缩：随着转子旋转速度的增加，空气受到离心作用力的作用，对空气进行加速，并通过转子叶片进行高速压缩。
在这一过程中，空气的温度和压力都会不断上升。
4.排气：旋转过程中，空气在进气部分的中心孔上生成高压区域，接着由高压区域流向较低压的周围区域，最终通过出气口排出。
二、结构特点离心式压缩机的结构主要由驱动装置、离心机组、排气部分、润滑装置和控制装置组成。
1.驱动装置：用于提供转子旋转的动力，通常是由电动机驱动。
2.离心机组：由转子、叶片、转子轴和壳体组成。
转子是离心式压缩机的核心部件，主要负责压缩气体。
3.排气部分：包括进气管道、进气口、气室、出气管道和出气口。
4.润滑装置：用于保证离心式压缩机的正常运行和延长使用寿命，通常采用润滑油进行润滑。
5.控制装置：用于控制离心式压缩机的运行参数和保护装置，确保其安全运行。
三、性能参数离心式压缩机的性能参数直接影响到其工作效率和性能。
1.流量：指单位时间内进入离心式压缩机的气体体积，通常以立方米/分钟或立方米/小时表示。
2.压力比：指离心式压缩机排气压力与进气压力之比，标志着其压缩效果。
3.压力水平：指离心式压缩机能够达到的最高压力。
4.转速：指离心式压缩机转子旋转的速度，通常以每分钟转数（RPM）表示。
5.能效比：指离心式压缩机消耗单位电能产生的压缩空气量，是衡量其能效的指标。
离心式压气机的原理与设计(1)
n1 n1 −1
ξin为损失系数，可取 0.05 ~ 0.10
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空气在进口段中的流动
---进口气流角 ---进口气流角
以叶轮旋转轴为中心轴， 作圆柱面切割叶轮，然后 展开，可以得到如左所示 的叶轮进口处的速度三角 形的图。 叶片安装角βg1,30-35° 进口气流角β1 气流冲角i，3-5° i=βg1- β1
---叶轮的结构(1) ---叶轮的结构(1) 叶轮的结构
铸造叶轮毛坯， 带长短叶片
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空气在叶轮内的流动
---叶轮的结构(2) ---叶轮的结构(2) 叶轮的结构
五轴铣床铣削叶轮，一般用于大直径的叶轮制造
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空气在叶轮内的流动
---叶轮的结构(3) ---叶轮的结构(3) 叶轮的结构
叶轮平衡去重位置
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空气在叶轮内的流动
---导风轮与工作叶轮 ---导风轮与工作叶轮
离心式压气机叶轮由导风轮和工作叶轮两部分 组成。导风轮将流入气体由轴向转为径向；工 作叶轮使气体由内向外作径向流动。通常将直 径方向尺寸基本不变的一段叫做导风轮。 车辆用增压器由于压气机叶轮小型化及采用精 密铸造工艺，而将导风轮和工作叶轮铸成一个 整体，并统称压气机叶轮。
n k Wr = − n − 1 k − 1 R T4* − T1*
(
)
(3-6)
20
空气在进口段中的流动
---进口的形式(1) ---进口的形式(1) 进口的形式
车辆用增压器的进口型式一般为圆锥形或圆柱形，图 3-6(a)。极少部分的进口采用预扭叶片，以扩大压气 机的流量范围。
21
空气在进口段中的流动
前弯叶片，工作叶轮可将较多的能量传递给空气， 但是，这部分多出来的能量是以增加叶轮出口处的 气流速度的方式，即增加动能的方式传递给空气， 因而必须经过叶轮之后的扩压段，和涡壳通道才能 转变为气体的压力能。由于扩压段及涡壳中的效率 较低，这种形式的叶轮降低了压气机的级效率。 目前用的极少。
【培训课件精品】离心式压缩机
梳齿材料一般采用青铜、铜锑锡合金及铝合金 等较软的金属制作，避免划伤轴、轴套或轮盖。对 于易燃、易爆的气体，还应采用不会产生火花的材 料。
8 平衡盘：
由于叶轮在入口处有轴向开口，因此在工作时， 叶轮受到的气体对它轴向的压力不同，这样就产生了 一个指向入口方向的轴向力。轴向力对于压缩机的正 常运转是不利的，它使转子向一端窜动。甚至使转子 与机壳相碰，造成事故。对于工作压力很高的大型压 缩机而言，这是一个很大的数值，压缩机的轴承难以 承受，因此必须预以消除。低压大流量的压缩机可采 用背靠背布置叶轮的方式来相互抵消叶轮产生的轴向 力，但最常用的方式是在末级叶轮后设置一个平衡盘 （鼓）的方式。
不同，化工流程用压缩机所压缩的气体往往含有极少 量的液态重组分，因此管线接口方向向下有利于排除 液体。输气用压缩机的接口一般在压缩机的两侧
水平剖分式离心压缩机
垂直剖分式离心压缩机
离心式压缩机的典型结构：
叶轮同向排列式离心压缩机
叶轮背靠背排列式离心压缩机
四：离心式压缩机的优缺点
优点： （1）排气量大，气体流经离心压缩机是连续的，其流通截面 积较大，且叶轮转速很高，故气流速度很大，因而流量很大。 （2）结构紧凑、尺寸小，由于离心式压缩机吸气排气是连续 的，因此在吸气和排气以及段与段之间不需要进气缓冲罐和排 气缓冲罐等体积较大的设备，一般只在段与段之间连接一个冷 却装置。它比同气量的活塞式压缩机体积小得多； （3）运转平稳可靠，连续运转时间长，维护费用省，操作人 员少； （4）不污染被压缩的气体，这对化工生产是非常重要的； （5）转速较高，适宜用蒸汽轮机或燃气轮机直接带动。 缺点： （1）单级压力比不高，不适用于较小的流量； （2）稳定工况区较窄，尽管气量调节较方便，但是经济性较 差； （3）离心式压缩机的工作效率普遍比往复活塞式压缩机低。
8 平衡盘：
由于叶轮在入口处有轴向开口，因此在工作时， 叶轮受到的气体对它轴向的压力不同，这样就产生了 一个指向入口方向的轴向力。轴向力对于压缩机的正 常运转是不利的，它使转子向一端窜动。甚至使转子 与机壳相碰，造成事故。对于工作压力很高的大型压 缩机而言，这是一个很大的数值，压缩机的轴承难以 承受，因此必须预以消除。低压大流量的压缩机可采 用背靠背布置叶轮的方式来相互抵消叶轮产生的轴向 力，但最常用的方式是在末级叶轮后设置一个平衡盘 （鼓）的方式。
不同，化工流程用压缩机所压缩的气体往往含有极少 量的液态重组分，因此管线接口方向向下有利于排除 液体。输气用压缩机的接口一般在压缩机的两侧
水平剖分式离心压缩机
垂直剖分式离心压缩机
离心式压缩机的典型结构：
叶轮同向排列式离心压缩机
叶轮背靠背排列式离心压缩机
四：离心式压缩机的优缺点
优点： （1）排气量大，气体流经离心压缩机是连续的，其流通截面 积较大，且叶轮转速很高，故气流速度很大，因而流量很大。 （2）结构紧凑、尺寸小，由于离心式压缩机吸气排气是连续 的，因此在吸气和排气以及段与段之间不需要进气缓冲罐和排 气缓冲罐等体积较大的设备，一般只在段与段之间连接一个冷 却装置。它比同气量的活塞式压缩机体积小得多； （3）运转平稳可靠，连续运转时间长，维护费用省，操作人 员少； （4）不污染被压缩的气体，这对化工生产是非常重要的； （5）转速较高，适宜用蒸汽轮机或燃气轮机直接带动。 缺点： （1）单级压力比不高，不适用于较小的流量； （2）稳定工况区较窄，尽管气量调节较方便，但是经济性较 差； （3）离心式压缩机的工作效率普遍比往复活塞式压缩机低。
离心式压缩机的结构和工作原理ppt课件.ppt
• 2．2 迷宫密封的结构与原理
• 迷宫密封是离心式压缩机级间和轴端最基本的密封形式。 根据结构特点不同，可分为平滑式、曲折式、阶梯式和蜂 窝式四种类型。
• 当气体流过密封齿与轴表面构成的间隙时，气流受到一次 截流作用，气流的压力和温度下降，
离心式压缩机的密封
• 而流速增加，经过间隙后，是两密封齿形成的较大空腔， 气体容积增加，速度下降，形成涡流。气体每经过一次间 隙和随后的较大空腔，气流就受到一次节流和扩容作用。 随着流经间隙和空腔数量增加，气体的流速和压降越来越 大，从而实现了气体的密封。
1．压缩机的构造
• 1．5 工作原理：压缩机轴带动其各级叶轮做高速旋转。 把从轴向进入叶轮的气体高速甩出叶轮。气体进入流通面 积逐步扩大的扩压器中使流速迅速下降，压力逐步升高， 然后再进入下一级叶轮。同样被提高一次压力，这样把气 体逐步压缩。。
2.汽轮机的结构与原理
• 2．1 汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的旋转式动力 机械。
• 由油过滤器出口至给油管线中设有调节阀，用以调节 供给压缩机和原动机的油压，油过滤器进出管线上装 有压差计或压差变送器以观察过滤器的清洁度，一旦 压差过高即发出报警，以便及时切换清扫和更换滤芯。
• 油过滤后至给油口管线中的阀门及油管均为不锈钢材 质，经清洗后接入设备中。
气压机的润滑油系统
❖ 高位油箱
• 2．3 蒸汽阻塞 密封对于不允许外漏气体的轴端密封，有 时采用蒸汽阻塞密封，即在轴端密封腔室注入压力略高于 介质压力的蒸汽封住介质，向外漏出的蒸汽及少量气体由 外接的抽汽器通过接管抽走，抽出的气体放大气。
• 2．4 抽气密封：抽气密封常同迷宫密封联合使用，把迷 宫密封漏出的少量介质，用一根管子接到抽气器，用动力 把抽气器中的介质抽出，放入大气或其他地方。
• 迷宫密封是离心式压缩机级间和轴端最基本的密封形式。 根据结构特点不同，可分为平滑式、曲折式、阶梯式和蜂 窝式四种类型。
• 当气体流过密封齿与轴表面构成的间隙时，气流受到一次 截流作用，气流的压力和温度下降，
离心式压缩机的密封
• 而流速增加，经过间隙后，是两密封齿形成的较大空腔， 气体容积增加，速度下降，形成涡流。气体每经过一次间 隙和随后的较大空腔，气流就受到一次节流和扩容作用。 随着流经间隙和空腔数量增加，气体的流速和压降越来越 大，从而实现了气体的密封。
1．压缩机的构造
• 1．5 工作原理：压缩机轴带动其各级叶轮做高速旋转。 把从轴向进入叶轮的气体高速甩出叶轮。气体进入流通面 积逐步扩大的扩压器中使流速迅速下降，压力逐步升高， 然后再进入下一级叶轮。同样被提高一次压力，这样把气 体逐步压缩。。
2.汽轮机的结构与原理
• 2．1 汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的旋转式动力 机械。
• 由油过滤器出口至给油管线中设有调节阀，用以调节 供给压缩机和原动机的油压，油过滤器进出管线上装 有压差计或压差变送器以观察过滤器的清洁度，一旦 压差过高即发出报警，以便及时切换清扫和更换滤芯。
• 油过滤后至给油口管线中的阀门及油管均为不锈钢材 质，经清洗后接入设备中。
气压机的润滑油系统
❖ 高位油箱
• 2．3 蒸汽阻塞 密封对于不允许外漏气体的轴端密封，有 时采用蒸汽阻塞密封，即在轴端密封腔室注入压力略高于 介质压力的蒸汽封住介质，向外漏出的蒸汽及少量气体由 外接的抽汽器通过接管抽走，抽出的气体放大气。
• 2．4 抽气密封：抽气密封常同迷宫密封联合使用，把迷 宫密封漏出的少量介质，用一根管子接到抽气器，用动力 把抽气器中的介质抽出，放入大气或其他地方。
《离心式压缩机培训》课件
密封和润滑系统
密封
防止气体在压缩机内部泄漏，确保压缩机的效率和安全性。
润滑系统
为轴承和密封提供润滑油，减少摩擦和磨损。
控制系统
控制柜
集成控制压缩机运行的所有电器元件 ，如电机、启动器、保护装置等。
传感器和执行器
用于监测和控制压缩机的运行状态和 参数，如温度、压力、流量等。
03
离心式压缩机的操作与 维护
统，更换轴承等部件。
振动过大
可能是转子不平衡、地脚螺栓 松动等原因导致。应检查转子 平衡状况，紧固地脚螺栓等。
泄漏
可能是密封件老化或损坏等原 因导致。应更换密封件，检查 密封腔等。
流量不足
可能是进气或排气管道堵塞等 原因导致。应检查管道通畅状
况，清理堵塞物等。
04
离心式压缩机的安全与 环保
安全操作规程
气的压缩。
制冷行业
离心式压缩机在制冷行业中用 于冷媒气体的压缩。
石油和天然气工业
离心式压缩机用于石油和天然 气开采、输送过程中的气体压
缩。
离心式压缩机的优缺点
优点
离心式压缩机具有效率高、结构简单、易损件少、运行稳定 等优点。此外，其适应性强，可在多种工况下运行，且易于 实现自动化控制。
缺点
离心式压缩机的缺点主要包括启动电流大、不适合低压力比 的应用以及高速旋转的叶轮对气体进行加速时会产生较大的 噪音和振动。
排放标准
了解并遵守国家和地方的环保排 放标准，确保离心式压缩机排放 的废气、废水和噪声等符合相关
规定。
废气处理
根据需要配置废气处理设施，如除 尘器、脱硫脱硝装置等，以降低废 气对环境的影响。
废水处理
对离心式压缩机产生的废水进行妥 善处理，确保达到排放标准后再进 行排放。
离心式压缩机的工作原理
离心式压缩机的工作原理
离心式压缩机是一种常见的空气压缩机，它通过离心力将气体压缩成高压气体。
其工作原理主要包括进气、压缩、排气三个过程。
首先，空气通过进气口进入离心式压缩机的腔室内。
在腔室内，空气被转子快
速旋转，形成离心力。
这个过程中，空气的动能逐渐增加，静压也随之增加。
接着，空气在转子的作用下被压缩。
由于离心力的作用，空气分子受到的压力
不断增加，空气的密度也逐渐增大。
在这个过程中，空气的动能被转化为压缩能，使得空气的压力不断提高。
最后，压缩后的高压气体通过排气口排出。
此时，空气的压力已经达到所需的
压缩比，可以用于各种工业生产和设备操作中。
除了上述三个基本过程，离心式压缩机的工作原理还涉及到离心力、转子结构、密封装置等方面的知识。
离心力是离心式压缩机能够实现高效压缩的关键，转子结构和密封装置则直接影响着压缩机的工作效率和可靠性。
总的来说，离心式压缩机通过离心力将气体压缩成高压气体，其工作原理涉及
进气、压缩、排气三个基本过程，以及离心力、转子结构、密封装置等相关知识。
深入了解离心式压缩机的工作原理，有助于我们更好地应用和维护这一常见的压缩设备。
离心式制冷机工作原理ppt课件.ppt
离心式压缩机的压缩原理
通过吸气室将要压缩的气体引入到叶轮；叶 轮吸入的气体在叶轮叶片的作用下跟着叶轮做高 速旋转，气体由于受离心力的作用以及在叶轮里 的扩压流动而提高其压力和速度后引出叶轮周边， 导入扩压器；气体从叶轮流出后，具有较高的流 速，为充分转化这部分速度能，在叶轮后面设置 了流通截面逐渐扩大 ，把速度能转化为压力能， 以提高气体的压力；扩压后的气体在蜗壳里汇集 起来后被引出机外。以上这一过程就是离心机的 压缩原理。
导叶机构
钢丝带动叶片旋转
连杆带动叶片旋转
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
进口导叶全开状态
进口导叶全闭状态
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
能效果更加明显。 ➢ 离心式冷水机组冷量衰减主要由水质引起：机组的冷凝器和蒸发器皆
为换热器，如传热管壁结垢，则机组制冷量下降，但是冷凝器和蒸发 器在厂家设计过程中，已考虑方便清洗，其冷量随着使用时间的长久， 冷量衰减很少，几乎没有。 ➢ 电制冷已经有一百多年的历史，技术和制造工艺成熟，使用和维修方 便，已经成为许多用户深受欢迎的产品。 ➢ 离心压缩机平均寿命75000小时，机组氟利昂和油已加好，用户现场 接上水电即可使用。 ➢ 机组无需大修，只需水系统的清洗，维修费用低。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金ห้องสมุดไป่ตู้ 时间价 值
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
通过吸气室将要压缩的气体引入到叶轮；叶 轮吸入的气体在叶轮叶片的作用下跟着叶轮做高 速旋转，气体由于受离心力的作用以及在叶轮里 的扩压流动而提高其压力和速度后引出叶轮周边， 导入扩压器；气体从叶轮流出后，具有较高的流 速，为充分转化这部分速度能，在叶轮后面设置 了流通截面逐渐扩大 ，把速度能转化为压力能， 以提高气体的压力；扩压后的气体在蜗壳里汇集 起来后被引出机外。以上这一过程就是离心机的 压缩原理。
导叶机构
钢丝带动叶片旋转
连杆带动叶片旋转
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
进口导叶全开状态
进口导叶全闭状态
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
能效果更加明显。 ➢ 离心式冷水机组冷量衰减主要由水质引起：机组的冷凝器和蒸发器皆
为换热器，如传热管壁结垢，则机组制冷量下降，但是冷凝器和蒸发 器在厂家设计过程中，已考虑方便清洗，其冷量随着使用时间的长久， 冷量衰减很少，几乎没有。 ➢ 电制冷已经有一百多年的历史，技术和制造工艺成熟，使用和维修方 便，已经成为许多用户深受欢迎的产品。 ➢ 离心压缩机平均寿命75000小时，机组氟利昂和油已加好，用户现场 接上水电即可使用。 ➢ 机组无需大修，只需水系统的清洗，维修费用低。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金ห้องสมุดไป่ตู้ 时间价 值
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
轴流式 离心式压气机
离心式风机，气流沿平行旋转轴的方向流入叶轮，被高速旋转的叶轮沿垂直旋转轴的方向甩出，通过蜗壳的收集，从出口排出。
轴流式风机，气流沿平行旋转轴方向流入叶轮，被旋转叶轮加压以后，仍然沿平行旋转轴方向流出叶轮，通过下游的扩压器收集，排出。
离心式空气压缩机是由叶轮带动气体做高速旋转，使气体产生离心力，由于气体在叶轮里的扩压流动，从而使气体通过叶轮后的流速和压力得到提高，连续地生产出压缩空气。
离心式空气压缩机属于速度式压缩机，在用气负荷稳定时离心式空气压缩机工作稳定、可靠。
①结构紧凑、重量轻，排气量范围大；
②易损件少，运转可靠、寿命长；
③排气不受润滑油污染，供气品质高；
④大排量时效率高、且有利于节能。
离心式空气压缩机的工作原理：
随着机轴传递给叶片的动能,气体在叶片驱使下高速旋转,产生离心力,机内气体
在离心力作用下,沿叶片流道向叶片出口甩出.从叶片出口流出的高速气体,在蜗
壳流道内速度逐渐变慢,压力逐渐升高,并沿排出口排出.与此同时,叶片入口处的气体减少,压力降低,形成出入口压差,也就连续吸入新的气
轴流式压缩机
气体由轴向吸入，经压缩后从轴向排出的一种透平压缩机。
属速度型压缩机。
主要由叶轮、导叶和机壳等组成。
依靠高速旋转的叶轮将气体从轴向吸入，气体获得速度后排入导叶，经扩压后再沿轴向排出。
优点是气流路程短，阻力损失较小，流量较大，效率比离心式压缩机高。
大多用于燃气轮机和喷气式发动机。
石油化工生产中有的用轴流—离心组合式压缩机输送流量大的气体。
[工程科技]离心式压气机的原理与设计
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何尺寸，主要是叶片的
相对长度rm1/r2有关。
左为叶轮具有径向叶片 时计算功率系数的卡尚 特然经验公式。
4
压气机的功率系数
---影响因素与经验公式(2) 根据卡尚特然公式计算
的μ与叶轮的叶片数z
及叶轮的叶片的相对长
度rm1/r2关系如左图所
示。由图中可以看出：
z越大，μ越大；rm1/r2
越小（叶片相对长度越
大），μ也越大
5
压气机的功率系数
---影响因素与经验公式(3)
计算功率系数μ的经验
公式还有多种，其中以
1
z
sin
g2
cr 2 u2
tan 1
g2
STODOLA的最具代表性。 他在公式内包含了叶片
出口安装角βg2，因而
对于径向，前弯，后弯
三种叶片都适用。
6
压气机的功率系数
---经验取值(1)
叶轮叶片的出口宽度b由流量方程确定，且应考虑到
叶片实际厚度对流道有效面积的堵塞影响。
b2
M c1 2D2ca1 2
2
D2
z
2
D2
z
1
1
1z D1 sin
g1
16
扩压器
---扩压器的分类
扩压器的作用是将由叶轮流出的气体动能的 一部分转变为压力(势能)。
扩压器可分为有叶和无叶两种。一般讲，有 叶扩压器的最高效率值较大，然而能适应的 流量范围却较窄；无叶扩压器的最高效率值 较低，而效率曲线随流量变化较平缓，故能 适应较宽的流量范围。
涡轮增压技术 第三章
离心式压气机的原理与设计(2)
1
相对长度rm1/r2有关。
左为叶轮具有径向叶片 时计算功率系数的卡尚 特然经验公式。
4
压气机的功率系数
---影响因素与经验公式(2) 根据卡尚特然公式计算
的μ与叶轮的叶片数z
及叶轮的叶片的相对长
度rm1/r2关系如左图所
示。由图中可以看出：
z越大，μ越大；rm1/r2
越小（叶片相对长度越
大），μ也越大
5
压气机的功率系数
---影响因素与经验公式(3)
计算功率系数μ的经验
公式还有多种，其中以
1
z
sin
g2
cr 2 u2
tan 1
g2
STODOLA的最具代表性。 他在公式内包含了叶片
出口安装角βg2，因而
对于径向，前弯，后弯
三种叶片都适用。
6
压气机的功率系数
---经验取值(1)
叶轮叶片的出口宽度b由流量方程确定，且应考虑到
叶片实际厚度对流道有效面积的堵塞影响。
b2
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D2
z
2
D2
z
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1
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g1
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扩压器
---扩压器的分类
扩压器的作用是将由叶轮流出的气体动能的 一部分转变为压力(势能)。
扩压器可分为有叶和无叶两种。一般讲，有 叶扩压器的最高效率值较大，然而能适应的 流量范围却较窄；无叶扩压器的最高效率值 较低，而效率曲线随流量变化较平缓，故能 适应较宽的流量范围。
涡轮增压技术 第三章
离心式压气机的原理与设计(2)
1
离心式压缩机教程PPT课件
二、关键截面 在逐级的分析和计算中，只着重分析、计算级内几个关键 截面上的参数
三、叶轮的典型结构 1、离心式叶轮 闭式叶轮 半开式叶轮 双面进气叶轮
第8页/共151页
第9页/共151页
2、按叶片弯曲形式 后弯叶片：弯曲方向与叶轮旋转方向相反，级效率高， β2A＜90 径向叶片：β2A＝90，工作稳定范围宽，常用 前弯叶片：弯曲方向与叶轮旋转方向相同， β2A＞90，效 率低，稳定工作范围较窄，多用于一部分通风机。 3、叶轮的速度三角形 在讨论其工作原理时，常常会用到叶轮进、出口处的三角 形
10002r2u 2
b2 D2
第31页/共151页
3.4 多级压缩 （1） 采用多级串联和多缸串联的必要性 （2） 分段与中间冷却以减少耗功 （3) 级数与叶轮圆周速度和气体分子量的关系
第32页/共151页
（1）采用多级串联和多缸串联的必要性
离心压缩机的压力比一般都在3以上，有的高 达150，甚至更高。离心压缩机的单级压力比， 较活塞式的低，所以一般离心压缩机多为多级串 联式的结构。考虑到结构的紧凑性与机器的安全 可靠性，一般主轴不能过长。对于要求高增压比 或输送轻气体的机器需要两缸或多缸离心压缩机 串联起来形成机组。
第27页/共151页
（2） 密封件的结构形式及漏气量的计算
第28页/共151页
（3） 轮盖密封的漏气量及漏气损失系数
轮盖密封处的漏气能量损失使叶轮多消耗机械功。通
常隔板与轴套之间的密封漏气损失不单独计算，只高考
虑在固定部件的流动损失之中。
轮盖密封处的漏气量为：
qm Dsmu2
43Z1D D12
2
第21页/共151页
3.2的积分，从而计算出压缩功或压力升高的多少。每 千克气体所获得的压缩功也称为有效能量头，如对多 变压缩功而言，则有：
三、叶轮的典型结构 1、离心式叶轮 闭式叶轮 半开式叶轮 双面进气叶轮
第8页/共151页
第9页/共151页
2、按叶片弯曲形式 后弯叶片：弯曲方向与叶轮旋转方向相反，级效率高， β2A＜90 径向叶片：β2A＝90，工作稳定范围宽，常用 前弯叶片：弯曲方向与叶轮旋转方向相同， β2A＞90，效 率低，稳定工作范围较窄，多用于一部分通风机。 3、叶轮的速度三角形 在讨论其工作原理时，常常会用到叶轮进、出口处的三角 形
10002r2u 2
b2 D2
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3.4 多级压缩 （1） 采用多级串联和多缸串联的必要性 （2） 分段与中间冷却以减少耗功 （3) 级数与叶轮圆周速度和气体分子量的关系
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（1）采用多级串联和多缸串联的必要性
离心压缩机的压力比一般都在3以上，有的高 达150，甚至更高。离心压缩机的单级压力比， 较活塞式的低，所以一般离心压缩机多为多级串 联式的结构。考虑到结构的紧凑性与机器的安全 可靠性，一般主轴不能过长。对于要求高增压比 或输送轻气体的机器需要两缸或多缸离心压缩机 串联起来形成机组。
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（2） 密封件的结构形式及漏气量的计算
第28页/共151页
（3） 轮盖密封的漏气量及漏气损失系数
轮盖密封处的漏气能量损失使叶轮多消耗机械功。通
常隔板与轴套之间的密封漏气损失不单独计算，只高考
虑在固定部件的流动损失之中。
轮盖密封处的漏气量为：
qm Dsmu2
43Z1D D12
2
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3.2的积分，从而计算出压缩功或压力升高的多少。每 千克气体所获得的压缩功也称为有效能量头，如对多 变压缩功而言，则有：
离心压气机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮结构形式：
叶轮机械原理
——离心压缩机
进气系统：
1、保证进气均匀对称 2、流动损失小 3、保证气流能良好的充满 工作轮，并满足预旋规律
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
功率：
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮几何参数
叶轮机械原理
——离心压缩机
离心压气机叶轮流动理论：
假设条件： 1、气体为理想气体忽略粘性作用； 2、气体为定常流动； 3、同一半径处气体密度为常数。
叶轮机械原理
——离心压缩机
流体微团受力分析： 1、牵连运动惯性力：
方向：径向
叶轮机械原理
——离心压缩机
——离心压缩机
工作过程：
叶轮机械原理
——离心压缩机
哥式加速度：
径向流道内流体运动分析
哥式力垂直于相对运 动速度与旋转角速度， 与叶轮旋转圆周速度 方向相同。
叶轮机械原理
——离心压缩机
速度三角形：
叶轮机械原理
——第九章离心压缩机
离心压气机中由于离心力作用可获得更高的压比
叶轮机械原理
——第九章离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
——离心压缩机
叶轮机械原理
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第三章 压气机
主要内容
第3.1节 离心式压气机 第3.2节 轴流式压气机
3.2.1 轴流式压气机的组成 3.2.2 基元级的工作原理 3.2.3 轴流式压气机的叶栅特性 3.2.4 轴流式压气机级的工作原理 3.2.5 多级轴流式压气机 3.2.6 轴流式压气机的参数 3.2.7 压气机的流量特性 3.2.8 压气机的喘振
不宜用于高速飞行的大推力发动机上 在早期中小推力发动机以及近期小型发动机上得到了应用
具有特性平缓、结构简单、工艺性好等优点
早期离心式压气机单级增压比为3.0-4.5，效率为 0.75-0.78 60年代借助于数值流场计算技术使增压比达到6-8 组合压气机（前面加上1-2级超跨音速轴流压气机）， 应用于性能良好的小型风扇发动机
相对速度的变化 圆周速度的变化（占据主导地位）
空气在扩压器中的流动
空气离开工作叶轮时,相对速度并不高, 而绝对速度还是很高的,一般相应的马 赫数为1.1～1.2。因此要有扩压器使空 气的静压进一步提高。 离心式压气机的扩压器一般由缝隙扩压 器和叶片扩压器两部分组成。
空气在集气管中的流动中
气流参数变化
图4－2
进气装置
4.1.1 离 工作叶轮上叶片间的通道是扩张形的 空气在流过它时, 对空气作功, 加速空气 的流速, 同时提高空气的压力 从结构上叶轮分单面叶轮和双面叶轮两 种
两面进气,这样可以增大进气量 对于平衡作用在轴承上的轴向力也有好处
空气从叶片式扩压器流出之后,流入集 气管 集气管与燃烧室相连,它的作用除了把 空气导入燃烧室之外,还使气流速度继 续降低,进一步提高压力。 为了缩小径向尺寸,常把扩压器和集气 管统一在一起,气流在拐弯中一边扩压, 一边转为轴向。
第4.1节 离心式压气机
离心式压气机的特点及应用
与轴流压气机相比具有迎风面积尺寸大、效率低的 特点
压气机主要功用
对流过它的空气进行压缩, 提高空气的压力, 为燃气膨胀作功创造条件, 以改善发动机的 经济性, 增大发动机的推力 利用高速旋转的叶片对空气作功, 将功转变 为压力位能和内能 分为离心式压气机和轴流式压气机
提高空气压力的方法
压气机分类
第4.1节 离心式压气机
定义：
空气在工作叶轮内沿 远离叶轮旋转中心的 方向流动
由进气装置, 工作叶 轮, 扩压器, 集气管 等部分组成 叶轮和扩压器是其中 两个主要部件
图4－1 离心式压气机
离心式压气机的组成
典型的离 心式压气 机
4.1.1 离心式压气机的组成
进气装置
安装在叶轮的进口处， 其通道是收敛形的 功用
使气流拐弯并以一定方 向均匀进入工作叶轮, 以减小流动损失 此过程中气流加速，防 止出现拐弯分离流 空气在流过它时速度增 大,而压力和温度下降
4.1.2 空气在离心式压气机中的流动
空气在导流器中的流动
单面进气的离心式压气机叶轮的进口直接与 进气道的出口相接 双面进气离心式压气机的进气装置一般由预 旋片和分气盆构成
预旋片的作用在于造成工作轮进口有一定规律的 气流切向速度分布 分气盆的作用则在于将经过预旋片的空气分为数 层,以便将空气较均匀地充满工作轮叶片的进口 进气装置中的流道做成略有收敛,使空气经过它 后,速度略有增大，以减少流动损失
图4－5 双面离心式压气机进气装置
气体经过工作叶轮的扩压
离心式压气机静压增加主要在工作叶轮中实 现，增压比为2.5-3.0 工作叶轮通道并不是设计成扩张形的
除了在导风轮中的变化之外, 在叶轮中的变化不 大 由于离心力作用，叶轮外径处压强比内径大的多
气体增压主要靠离心增压实现
总之，气体增压有两方面因素
两级单面叶轮离心式压气机
双轴涡轴发动机
扩压器
位于叶轮的出口处 其通道是扩张形的 空气在流过它时, 速 度下降, 压力和温度 都上升
使气流变为轴向, 将 空气引入燃烧室
集气管
离心压气机中的压力和速度变化
离心式压气机的主要优点
单级增压比高
一级的增压比可达4:1－5:1, 甚至 更高
同时离心式压气机稳定的工作范 围宽 结构简单可靠 重量轻, 所需要的起动功率小
主要缺点
但它的流动损失大, 尤其是级间损失更 大, 不适于用多级, 最多两级 效率较低, 一般离心式压气机的效率最 高只有83％－85％, 甚至不到80％ 单位面积的流通能力低, 故迎风面积大, 阻力大
主要内容
第3.1节 离心式压气机 第3.2节 轴流式压气机
3.2.1 轴流式压气机的组成 3.2.2 基元级的工作原理 3.2.3 轴流式压气机的叶栅特性 3.2.4 轴流式压气机级的工作原理 3.2.5 多级轴流式压气机 3.2.6 轴流式压气机的参数 3.2.7 压气机的流量特性 3.2.8 压气机的喘振
不宜用于高速飞行的大推力发动机上 在早期中小推力发动机以及近期小型发动机上得到了应用
具有特性平缓、结构简单、工艺性好等优点
早期离心式压气机单级增压比为3.0-4.5，效率为 0.75-0.78 60年代借助于数值流场计算技术使增压比达到6-8 组合压气机（前面加上1-2级超跨音速轴流压气机）， 应用于性能良好的小型风扇发动机
相对速度的变化 圆周速度的变化（占据主导地位）
空气在扩压器中的流动
空气离开工作叶轮时,相对速度并不高, 而绝对速度还是很高的,一般相应的马 赫数为1.1～1.2。因此要有扩压器使空 气的静压进一步提高。 离心式压气机的扩压器一般由缝隙扩压 器和叶片扩压器两部分组成。
空气在集气管中的流动中
气流参数变化
图4－2
进气装置
4.1.1 离 工作叶轮上叶片间的通道是扩张形的 空气在流过它时, 对空气作功, 加速空气 的流速, 同时提高空气的压力 从结构上叶轮分单面叶轮和双面叶轮两 种
两面进气,这样可以增大进气量 对于平衡作用在轴承上的轴向力也有好处
空气从叶片式扩压器流出之后,流入集 气管 集气管与燃烧室相连,它的作用除了把 空气导入燃烧室之外,还使气流速度继 续降低,进一步提高压力。 为了缩小径向尺寸,常把扩压器和集气 管统一在一起,气流在拐弯中一边扩压, 一边转为轴向。
第4.1节 离心式压气机
离心式压气机的特点及应用
与轴流压气机相比具有迎风面积尺寸大、效率低的 特点
压气机主要功用
对流过它的空气进行压缩, 提高空气的压力, 为燃气膨胀作功创造条件, 以改善发动机的 经济性, 增大发动机的推力 利用高速旋转的叶片对空气作功, 将功转变 为压力位能和内能 分为离心式压气机和轴流式压气机
提高空气压力的方法
压气机分类
第4.1节 离心式压气机
定义：
空气在工作叶轮内沿 远离叶轮旋转中心的 方向流动
由进气装置, 工作叶 轮, 扩压器, 集气管 等部分组成 叶轮和扩压器是其中 两个主要部件
图4－1 离心式压气机
离心式压气机的组成
典型的离 心式压气 机
4.1.1 离心式压气机的组成
进气装置
安装在叶轮的进口处， 其通道是收敛形的 功用
使气流拐弯并以一定方 向均匀进入工作叶轮, 以减小流动损失 此过程中气流加速，防 止出现拐弯分离流 空气在流过它时速度增 大,而压力和温度下降
4.1.2 空气在离心式压气机中的流动
空气在导流器中的流动
单面进气的离心式压气机叶轮的进口直接与 进气道的出口相接 双面进气离心式压气机的进气装置一般由预 旋片和分气盆构成
预旋片的作用在于造成工作轮进口有一定规律的 气流切向速度分布 分气盆的作用则在于将经过预旋片的空气分为数 层,以便将空气较均匀地充满工作轮叶片的进口 进气装置中的流道做成略有收敛,使空气经过它 后,速度略有增大，以减少流动损失
图4－5 双面离心式压气机进气装置
气体经过工作叶轮的扩压
离心式压气机静压增加主要在工作叶轮中实 现，增压比为2.5-3.0 工作叶轮通道并不是设计成扩张形的
除了在导风轮中的变化之外, 在叶轮中的变化不 大 由于离心力作用，叶轮外径处压强比内径大的多
气体增压主要靠离心增压实现
总之，气体增压有两方面因素
两级单面叶轮离心式压气机
双轴涡轴发动机
扩压器
位于叶轮的出口处 其通道是扩张形的 空气在流过它时, 速 度下降, 压力和温度 都上升
使气流变为轴向, 将 空气引入燃烧室
集气管
离心压气机中的压力和速度变化
离心式压气机的主要优点
单级增压比高
一级的增压比可达4:1－5:1, 甚至 更高
同时离心式压气机稳定的工作范 围宽 结构简单可靠 重量轻, 所需要的起动功率小
主要缺点
但它的流动损失大, 尤其是级间损失更 大, 不适于用多级, 最多两级 效率较低, 一般离心式压气机的效率最 高只有83％－85％, 甚至不到80％ 单位面积的流通能力低, 故迎风面积大, 阻力大