2-5 多级离心压缩机的性能曲线
离心式制冷机组的特性曲线
学习情景2：制冷压缩机 二、主要零部件的结构与作用
1.吸气室
其作用是将从蒸发器或级间冷却器来的气体，均 匀地引导至叶轮的进口。为减少气流的扰动和分离损失， 吸气室沿气体流动方向的截面一般做成渐缩形。
制冷技术及设备
学习情景2：制冷压缩机 2.进口导流叶片
导流叶片可用来调节制冷量，当导流叶
点A为压缩机的稳定工作点 点K为喘振工况点
其他各点、线意义？
制冷技术及设备
学习情景2：制冷压缩机
任务2.7离心式制冷压缩机
二、离心式制冷机组的能量调节 离心式制冷机组的能量调节决定于用户
热负荷大小的改变。一般情况下，当制冷量 改变时，要求保持从蒸发器流出的载冷剂温
度tS2为常数（这是由用户给定的），而这时
学习情景2：制冷压缩机
任务2.7离心式制冷压缩机
一 离心式压缩机的工作原理与结构
制冷技术及设备
学习情景2：制冷压缩机
任务2.7离心式制冷压缩机
一、离心式制冷压缩机原理及特点
离心式制冷压缩机属于速度型压缩机，是一种叶 轮旋转式的机械。它是靠高速旋转的叶轮对气体做功， 以提高气体的压力。
离心式制冷压缩机的---吸气量为0.0315m3/s， 转速为180090000r/min， 吸气温度通常在10 100℃， 吸气压力为14700kPa， 排气压力小于2MPa， 压力比在230之间， 几乎所有制冷剂都可采用。
制冷技术及设备
学习情景2：制冷压缩机
思 考 题：
1. 简述离心式制冷压缩机的工作原理及特点？ 2. 离心式制冷压缩机由哪些主要零部件组成？ 各主要零部件的作用是什么？ 3. 离心式制冷机组主要由哪些部分组成？ 4. 抽气回收装置的作用是什么？常用的型式哪 些？ 5. 何谓“喘振”？有何危害？ 6. 离心式制冷机组常用的能量调节方法有哪些？
压缩机
上述这种相似设计法，除了用于整台压缩机外，也可 以按照所需要的压缩机级或段进行模化，以及把不同压缩 机上的级或段，用到同一个所要设计的压缩机上。
§2.6
相似原理在离心压缩机中的应用
3．近似相似时的性能换算 无论是模型试验，还是产品试验，往往受试验条件的限 制，不可能保证产品试验条件与设计条件完全符合相似条件， 而只能满足其中部分相似条件。这时，完全相似换算关系式 就不再全部适用，只能从部分相似条件中找出某些联系，并 适当地补充一些条件，使两机工况保持一定的近似相似，从 而解决生产实践中的性能换算问题。这种性能换算称为近似 M 2和 M '2 u u k≠k 换算。下面分别讨论k=k'、 '两种情况的性能换 算。 M 2 u M '2 u 的近似换算 (1) k=k'、 由于受试验设备条件的限制，试验转速往往采用设计转 速。这时即使采用的气体相同，却会因进气条件不同，不能 保持 M 2u数相等。如果采用空气作为氧气，一氧化碳气、氮气 等压缩机的试验介质，这时尽管绝热指数相等，但气体常数 不同，也不能满足 M 2u相等。
§2.6
相似原理在离心压缩机中的应用
选定模化点后，就得到了模型机的进口条件 ps'、Ts'， 压力比ε'，进口流最Qs'和转速n'等。最后根据完全相似条 件，计算出原型机的参数， (1)几何尺寸比例常数
Qs ' RTs Qs R'Ts '
2 L
(2)压力比 (3)效率 (4)转速
'
§2.6
相似原理在离心压缩机中的应用
离心式压缩机
IIin Iin
qVIin
qVIIin qVIin
IIin , pIIin
qV min I II
Hale Waihona Puke qVIIin qVIin
pIIin , TIIin (损失）
IIin
qV max I II
qVIIin
二级串联使工况范围变窄，性能曲线变陡
§7-1 离心压缩机的性能曲线
§7-3 旋转失速和喘振
二、喘振工况 1 喘振机理 流量减小－旋转失速－流动恶化－出口压力降低－管网气流回流－管网 压力等于出口压力－气流正向流－压缩级正常工作－管网压力升高－流 量下降－倒流－….. 如此周而复始，在整个系统中发生了周期性的轴向低频大振幅的气流振 荡现象，称为喘振。 喘振时压力速度变化
§7-2 压缩机与管网联合工作
（1）管网系统：压缩机后面压缩气体所经过的全部装置的总称。 （2）压缩气体经过管网时，要克服一系列阻力而产生压力损失（沿程和局部损 失） （3） 管网性能曲线：通过管网的气体流量与保证该流量通过管网所需压力之间 的关系曲线
§7-2 压缩机与管网联合工作
管网性能曲线与压缩机联合工作情况
喘振界限线
2 hpol KqVin
最小流量工作线
qV min qVs hpol / K
§7-3 旋转失速和喘振
4 防止喘振方法
（1）压缩机设计时加宽稳定工况区，喘振流量小于0.8设计流量 （2）在压缩机性能曲线上标注喘振线和防喘振线（1.05-1.1 喘振流量） （3）防喘放空 （4）防喘回流 （5）转动进口导叶、转动扩压器叶片及改变转速 （6）压缩机进口安置温度、流量监视仪表，出口安置压力监视仪表，报警停车
离心压缩机的性能曲线
离心压缩机的性能曲线在理解离心压缩机的性能曲线之前，我们需要先了解一些基本概念。
离心压缩机通常由一个旋转的离心轮（也称为叶轮）和一个固定的蜗壳（也称为蜗舌）组成。
首先，我们来看一下离心压缩机的流量特性。
流量是指单位时间内通过压缩机的气体体积。
离心压缩机的流量特性通常由流量-压力（Q-H）曲线来表示。
该曲线显示了在给定转速下，压缩机的流量随着进气压力或排气压力的变化而变化。
在曲线的低压端，压缩机的流量随着压力的增加而增加，但随着压力接近压缩机的额定工作范围，流量将趋于稳定。
其次，我们来看一下离心压缩机的效率特性。
效率是指压缩机在将输入功率转化为输出功率时的能源利用率。
离心压缩机的效率通常由效率-流量（η-Q）曲线来表示。
该曲线显示了在给定流量下，压缩机的效率随着转速或气体比较温度的变化而变化。
在曲线的高流量端，压缩机的效率较低，因为工作时需要更多的能量来压缩气体。
随着流量的减少，效率逐渐提高，因为压缩机的工作负载减轻。
最后，我们来看一下离心压缩机的功率特性。
功率是指压缩机在工作过程中消耗的能量。
离心压缩机的功率通常由功率-流量（P-Q）曲线来表示。
该曲线显示了在给定流量下，压缩机的功率随着转速或气体比较温度的变化而变化。
在曲线的高流量端，压缩机的功率较高，因为需要更多的能量来压缩气体。
随着流量的减少，功率逐渐降低，因为压缩机的工作负载减轻。
为了获得更好的性能，离心压缩机通常需要在其额定工作范围内操作。
这意味着在设计和选型时要确保压缩机在其最佳效率点操作，以提高能源利用率和减少能耗。
此外，定期维护和维修离心压缩机也是保持其最佳性能的关键。
清洁滤网，定期更换润滑油和检查叶轮磨损等措施可以确保离心压缩机在其设计寿命内保持高效运行。
总之，离心压缩机的性能曲线描述了其在不同工作条件下的流量、效率和功率变化。
了解和正确使用这些曲线对于优化压缩机的性能效率非常重要，从而实现能耗降低和生产效率的提高。
希望本文能对您理解离心压缩机性能曲线提供帮助。
泵与压缩机-第五节离心压缩机的性能曲线
第五节级的性能曲线离心压缩机特性曲线是指离心压缩机特性曲线是指进气状态进气状态进气状态（（P s 、T s 、R 、k k ））和转速一定时压比和转速一定时压比、、效率效率、、功率随进气流量变化的曲线功率随进气流量变化的曲线。
)( )(2pol 1s s Q f Q f ==ηε)()sin ctg 1(222122222d s k s k A A r shf T hydTpol Q Q c Q c z u H H H H H H −−−−⋅−=−−=−=βπβϕ一、压缩机级的特性曲线1. ε－Q S 曲线spols pol s RT H RT H P P =−+≈=11εεη当气体性质一定当气体性质一定R R 、进气温度T s 一定,ε-1与H pol 成正比成正比，，也就是曲线H pol -Q s 与ε-Q s 曲线形状相似。
注意注意：：在性能曲线上必须注明在性能曲线上必须注明n n 、Ts Ts、、R （介质）2．曲线与离心泵相似与离心泵相似，，设计点效率最高设计点效率最高。
s pol Q −η损失没有完整可靠的计算方法，性能曲线也不能用理论计算得到。
对某一定的气体介质在一定对某一定的气体介质在一定n n 下进行测试测试，，得级性能曲线得级性能曲线。
对已有特性曲线利用相似理论进行换算而得换算而得。
3 3 喘振工况喘振工况离心压缩机特性与离心泵相似离心压缩机特性与离心泵相似，，但不能达到但不能达到Qs=0Qs=0Qs=0点点。
当Q=Q=Q Q min （Q min ≠0）时离心压缩机产生强烈的振动及噪音无法稳定工作时离心压缩机产生强烈的振动及噪音无法稳定工作，，这种不稳定工况称“喘振工况”，该Q min 称喘振流量称喘振流量。
当压缩产生的压头低于系统下游的压力时当压缩产生的压头低于系统下游的压力时，，特性曲线上流量很小上流量很小，，此时要发生喘振此时要发生喘振。
其原因其原因：： Q ＞Q 0，i ＜0 0 负冲角负冲角冲非工作面冲非工作面，，工作面分离，不易扩展不易扩展；；Q ＜Q 0，i ＞0 0 正冲角正冲角冲工作面冲工作面，，非工作面分离易扩展分离充满叶道分离充满叶道，，出口出现强烈气流脉动；旋转分离现象分离的速度分离区域分离区域ωω-ω′顺叶轮旋转方向分离的后果分离的后果：：进出口进出口P P 、Q 、C 强烈脉动'11~23ωωω≈严重时分离占了大部分或全部叶道性能曲线不连续曲线不连续，，P ↓压缩机与管网系统相连压缩机与管网系统相连。
离心压缩机的性能曲线ppt课件
右图为一定转速下某模型级的性能曲线，由图可以看出：
a. 在一定的进口气体状态或者转速下，增大流量，级的压 比将下降。反之，则上升。
b. 离心压缩机的级效率存在一个最大值，通常取这个最大 效率点作为设计点。当进口流量偏离设计点时，级效率 都会因为级内的损失增大而下降。
根据强烈程度，旋转失速可以分为渐进失速和突变失速。根 据右图可以看出，渐进失速时，性能曲线平滑而连续；而突 变失速时，性能曲线出现跳跃，表现为不连续性。
2. 喘振的定义
在离心压缩机的流道中，由于工况改变，流量显著减小，形成突变失速，此时的流 动情况会大大恶化。这时叶轮虽仍在旋转，对气体作功，但却不能提高气体的压力， 于是压缩机出口压力显著下降。这时可能出现管网中压力反大于压缩机出口处压力 的情况，因而管网中的气体就向压缩机倒流，一直到管网中的压力下降至低于压缩 机出口压力为止。这时倒流停止，气流又在叶轮作用下正向流动，压缩机又开始向 管网供气。但当管网压力回升到原有水平时，压缩机正常排气又受到阻碍，流量又 下降，系统中的气体又产生倒流。如此周而复始，在整个系统中发生了周期性的轴 向低频大振幅的气流振荡现象，这种现象称之为压缩机的“喘振”。
4
二. 喘振
3. 喘振的现象及特点
a. 喘振时噪声增大，发出异常的周期性吼叫 或喘气声，甚至出现爆音。
b. 喘振时出口压力和进口流量两个参数都发 生周期性的大幅度脉动。
c. 喘振时机体和轴承会发生强烈振动，其振严重的后果，主要有以下几点： 5. 喘振的预防措施
第 五 章 离心压缩机的性能曲线
一. 特性曲线 二. 喘振 三. 稳定工作区
泵与压缩机-第五节离心压缩机的特性曲线
泵与压缩机-第五节离心压缩机的特性曲线第五节离心压缩机的特性曲线一．压缩机级的特性曲线离心压缩机的特性曲线是指进期状态和转速一定时压比，效率，功率随进气流量的变化曲线。
1．▲当n不变时，Ht随Qs增大而呈线性减小。
流动损失可以近似认为其主要影响的是摩阻损失和冲击损失。
▲的形状Hpol—Qs曲线形状相似，随着流量的增大而压力比减小。
2．η—Qs曲线▲设计点效率最高，当流量大于设计流量Qd是，冲击损失和摩阻损失都增大，自Qd起，随流量增大而效率下降；当流量小于设计流量时，冲击损失急剧增加，内漏其损失及轮阻损失所占比例增大。
▲损失没有可靠的方法，性能曲线也不能用理论计算得到。
3．喘振工况▲离心压缩机级的特性曲线不能达到Qs=0的点。
当流量减小到某值时，离心压缩机就不能稳定工作，气流出现脉动，振动加剧，伴随着吼叫声，这种不稳定工况称为“喘振工况”，这一流量极限Qmin 称为“传真流量”。
▲工况改变，流量明显减少，出现明显气流脱离，气体做工大都变为能量损失，压缩机出口压力下降管网压力可能大于压缩机出口压力产生气体倒流现象，直到管网压力恢复至原来水平，压缩机正常排气又受阻，流量又开始下降，系统气体倒流，整个系统发生周期性轴向低频气流振荡现象称为压缩机的喘振。
4．阻塞工况：▲在转速不变时，当级中流量加到某个最大值Qmax，压比和效率就会下降，出现阻塞现象。
▲可能出现的情况：①在压缩机内流道中某个截面出现声速，流量不再增大。
②流量加大，摩擦损失及冲击损失都很大，叶轮对气体做的功全部用来克服流动损失，使级中气体压力得不到提高，压比为1。
5．稳定工况区：特性曲线上喘振工况与阻塞工况之间的区域称为稳定工况区。
kQ越大，表示级的稳定工况区越宽。
二．离心压缩机的特性曲线1．转速对压缩机特性曲线的影响离心压缩机在不同转速下可以得到不同的特性曲线，当转速增大时，压比增加，ε—Qs曲线向右上方移动。
当n增大时，气流马赫数增大，这是流量若偏离设计工况，就会使损失大大增加，曲线变陡，是稳定工况范围变窄。
不可不知的离心式压缩机性能曲线
不可不知的离心式压缩机性能曲线
作为现代工业气体压缩设备中最节能的产品——离心式压缩机，其各项性能皆以各种
不同的曲线表示，看懂项性能曲线也就能选择
适合的设备。
离心式压缩机
性能曲线
1、压力x流量
2、功率x流量
主要部件变化曲线
1、叶轮叶片出口角变化曲线
2、进气阀调节变化曲线
3、温度变化曲线
4、进气压力变化曲线
5、加、卸载变化曲线
6、常压控制变化曲线
每一个曲线图都在默默的向你述说着离心式压缩机的整体性能，每一种曲线的变化都将会影响你的选择，看懂这些曲线，理解它的内在，选择适合的设备就不盲目了。
来源：工业气体工程。
离心压缩机1(2)
cu c cos
HT r2 c2 cos 2 r1 c1 cos 1
HT u2c2u u1c1u
J/kg
欧拉公式 （重要！）
轴向吸入的，
液流在叶轮入口无预旋： c
1u
0
蜗形吸入的 ：
c1u 0 但 c1uu1 c2uu2
☆ 气体获得能头： H tot
☆ 叶片作功消耗： N T
☆ 轮阻损失消耗： N df
☆ 内漏损失消耗：
N tot N T N df N l
Nl
m-通过叶轮的有效质量流量
1.2 气体在级中流动的概念及基本方程
mtot H T N tot N T N df N l N df 1000 m H T m m l 1000 其中 m tot m m l ( N df ) 1000 m mH T 为叶道实际气体流量 m l 1000 m HT (1 N df ) 1000 m mH T
2 2 2 2 cb ca cb ca kR Tb Ta H ab C p Tb Ta 2 k-1 2
此式为离心压缩机中的重要公式，可以用于
计算各截面处的温度T和速度c的变化规律。 离心压缩机计算中，求解气流参数变化规律 的基本方程式。
1.2 气体在级中流动的概念及基本方程
2 2 cb ca H ab qab C p (Tb Ta ) 2 2 2 cb ca kR (Tb Ta ) k-1 2
C p Cv R
通常认为qab=0,则有：
2 2 cb ca kR H ab (Tb Ta ) k-1 2
1.2 气体在级中流动的概念及基本方程
离心压缩机的性能曲线课件
气体进入离心压缩机的叶轮，在高速 旋转的叶轮中，气体受到离心力的作 用，使气体的压力和速度得到提高， 从而实现气体的压缩。
离心压缩机的应用领域
工业领域
离心压缩机广泛应用于石油、化工、制药、食品、电力等工业领 域，用于气体压缩、输送和工艺流程等。
环保领域
离心压缩机可用于环保领域的烟气脱硫、脱硝、除尘等处理，以及 污水处理、垃圾焚烧等工艺流程。
离心压缩机在未来工业领域的应用前景
要点一
总结词
要点二
详细描述
随着工业技术的不断发展和进步，离心压缩机在未来工业 领域的应用前景十分广阔。
离心压缩机作为一种高效、可靠、节能的空气动力装置， 在未来工业领域的应用将更加广泛。例如，在新能源领域， 离心压缩机可用于压缩气体、制造氢气等；在环保领域， 离心压缩机可用于处理工业废气、烟气脱硫等。同时，随 着技术的不断进步和应用需求的不断提高，离心压缩机的 性能和功能也将得到进一步提升和完善。
气体在压缩机内的压差增大，从
而提高了气体的压缩效果。
出口压力对离心压缩机的性能曲 线具有直接的影响
随着出口压力的增加，离心压缩 机的流量和压比也会相应增加。
但同时，过高的出口压力可能导 致压缩机效率降低，因为高出口 压力可能导致叶轮出口处的流动 不稳定性增加。
温度对离心压缩机性能曲线的影响
温度对离心压缩机的性能曲线具有复杂的影响
通过性能曲线优化离心压缩机的运行效率
总结词
优化离心压缩机的运行效率可以提高生产效率和降低能耗。
详细描述
通过监测离心压缩机的实际运行参数，将其与性能曲线进行对比，可以发现运行过程中的瓶颈和低效 区域。采取相应措施，如调整操作参数、进行设备维护等，使离心压缩机的运行状态趋近于性能曲线 的最佳区域，从而提高运行效率，降低能耗和生产成本。
第四讲_离心式压缩机_第7节_多级离心压缩机的性能曲线
多级离心压缩机的性能曲线
第I级进气量 第II级进气量
Qs
m
s
m RTs ps
,
m
psQs RTs
Qs
m
s
m RTs ps
,
m
Q2 ps RTs
两级串联质量流量不变： m m m
Qs
ps ps
Ts Ts
Qs
由于两级吸气状态不同，各级进气体积流量不同。
多级离心压缩机的性能曲线
由于两级吸气状态不同，各级进气体积流量不同。
Ⅰ级： (QsⅠ)a、a
Ⅱ级： (QsⅡ)a (QsⅠ)a、Ⅱa
整机： (QsⅠⅡ)a (QsⅠ)a
ⅠⅡ a
Ⅰ
Ⅱ
a
多级离心压缩机的性能曲线
工作范围的确定
（1）最小流量点向右，即喘振流量点变大
① sⅠ dⅠ sⅡ QsⅡ QsⅠ
② QsⅠ pdⅠ QsⅡ
所以当第Ⅰ级流量下降到某一定值时， 尽管该级尚未达到该级的喘振流量 QminⅠ，但此时第Ⅱ级的流量QsⅡ 可能 已经达到其喘振流量QminⅡ。 故：两级串联压缩机喘振流量（QⅠ+Ⅱ）min〈（QⅠ）min， 性能曲线喘振点右移。
多级离心压缩机的性能曲线
工作范围的确定
多级离心压缩机的性能曲线
与离心泵一样，离心压缩机或级在不同转速n 下可得到不同性能曲线。
多级离心压缩机的性能曲线
n↑、ε↑：曲线向右上方移动
n↑、M↑：Qs偏离设计工况时， 损失大大增加，曲线变陡，稳 定工况区变窄。曲线向右上方 移动
喘振界限
多级离心压缩机的性能曲线
采用混合工质的两级离心压缩机性能数值分析
研究对象为某两级再生气离心压缩机，包括 两级叶轮及扩压器和级间的弯道和回流器，其结 构示意图如图 1 所示。
两级叶轮均采用后弯叶片，叶片数均为 19， 叶轮外径均为 630 mm。扩压器采用平行直壁无 叶结构，回流器叶片为圆弧形，叶片数为 17。混
合工质的组分和摩尔含量如表 1 所示。
图 1 两级离心压缩机结构示意 表 1 混合工质的的组分和摩尔含量
( 1) 构造实际气体状态方程，如两参数、三参 数以及更多参数的状态方程。
( 2) 对试验得到的气体物性进行数值拟合或 插值。对于本次研究的混合介质，其气体组分较 少，且多为较易获得较大温度范围物性的气体，因 此对于 NH3 、CO2 、N2 这 3 种单组分气体，其物性 由第二种方法获得，而 HNCO 的物性由第一种方 法 计 算 得 到，再 由 混 合 规 则 得 到 混 合 气 的 物 性。 该方法的优点是尽量提高物性数据的精度，且利 于与 CFD 技术相结合进行气动性能数值计算。
表明该两 级 三 元 叶 轮 及 其 扩 压 器、弯 道 和 回 流
26
FLUID MACHINERY
Vol. 39，No. 3，2011
器等部件 的 设 计 和 匹 配 合 理，避 免 了 大 的 流 动 分离; 作为做功部件的两个叶轮内部的压力梯 度变化最 大，其 次 是 与 叶 轮 直 接 联 结 的 扩 压 器 内 部 ，弯 道 和 回 流 器 内 部 的 压 力 变 化 相 对 较 小 。 在两级叶轮的进口处气流由轴向转弯为径向， 由于受到 离 心 力 的 作 用，盖 侧 的 气 流 速 度 大 于 盘 侧 。 同 时 ，由 于 流 道 的 收 缩 引 起 流 速 的 增 加 ， 从而造成该处存在较明显的压降。进入叶轮内 部 ，随 着 气 流 逐 渐 转 为 径 向 ，在 惯 性 和 离 心 力 的 共同作用 下，主 流 区 由 叶 轮 进 口 处 偏 向 盖 侧 逐 渐转为叶 轮 出 口 处 偏 向 盘 侧，压 力 沿 流 动 方 向 逐步增 加，且 分 布 较 为 均 匀。在 两 级 的 无 叶 扩 压器内部，随 着 半 径 的 增 加，气 流 不 断 掺 混，其 不 均 匀 性 逐 渐 减 小 ，至 出 口 处 已 基 本 趋 于 均 匀 ， 压力沿叶高方向分布均匀。自无叶扩压器入口 到 出 口 ，压 力 在 前 半 段 恢 复 得 较 快 ，后05 － 0329( 2011) 03 － 0023 － 05
2-4 级的性能曲线
2-4 级的性能曲线
四、堵塞工况
Q↑→Δ β ↓→-Δ β ，
→叶片工作面发生边界层分 离，但不易扩展。 Q↑→hf↑、hs↑→理论 能头全部消耗在损失上→ 压力提不高、流量不能继 续增大。 当Q=Qmax时，叶道喉部截
面气流达音速，Q不能再增
大→堵塞工况。
2-4 级的性能曲线
四、堵塞工况
Qmin与Qmax之间的区域
流动损失曲线
η 下降。
曲线完全由实验测试以及进行相似 换算获得。
2-4 级的性能曲线
三、喘振工况 与离心泵不同，离 心压缩机性能曲线不能 达到Qs=0的点。当流量
减小到某一个值时压缩
机工作不稳定，发生强 烈振动及噪音，称“喘 振工况”，此时的流量 称“喘振流量”。
压缩机决不允许在喘 振工况下操作。
结构参数、转速一定时：HT随Qs的增大而呈线性下降。 （2）流动损失对多变压缩功的影响较复杂，近似认为摩
阻损失和冲击损失起主要影响作用
H
pol
H T h f h s H T C k 1Q S C k 2 (Q d Q S )
2
2
2-4 级的性能曲线
一、ε—Qs曲线 ⑶ 进气条件一定的情况下，ε —Qs曲线形状与Hpol—
Qs曲线形状相似，是一条随流量增大而压力比减小的曲线。
pd ps 1 H
pol
RT S
（4）对于一定几何尺寸叶轮的级，在转速ｎ、进气温度
T、气体常数R一定的条件下，ε —Qs曲线由实测获得，曲线
必须注明转速、条件和介质。
2-4 级的性能曲线
二、η—Qs曲线
与离心泵相似：
（1）设计点（额定工况） Qd下η 最高； （2）Q>Qd时，hf和hs增加，随Q增大而 η 下降； （3）Q<Qd时，hs急剧增加，随Q减小而
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
一、级数对压缩机性能影响
以两级串联性能曲线为例。
第I级进气量 第II级进气量
Q s m m RT s p s ,m p s Q s RT s
Q 2 p s RT s
s
m
Q s
s
m RT s p s
压器，以具有较平坦的性能曲线
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
二、转速变化对压缩机性能曲线的影响 与离心泵类似，离心压
缩机或级在不同转速下可以
得到不同的性能曲线，如右 图所示。 在每一个转速下，每条
曲线的左端都是各自的喘振
点，将这些点连接起来形成 一条喘振界限。 压缩机只能在喘振界限 右边工作。
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
一、级数对压缩机性能影响 （2） 最大流量
Q S
S S
Q S
s Ⅱ SI Q s Ⅱ Q s Ⅰ
则：当第Ⅰ级流量增加到某一定 值时，尽管该级尚未堵塞工况点 QmaxⅠ，但此时第Ⅱ级的流量可能 已经达到其堵塞工况点QmaxⅡ。 故：两级串联压缩机堵塞流量 （QⅠ+Ⅱ）max《（QⅠ）max，性能 曲线堵塞工况点左移。
,m
m m m
连续性方程
Q s
SI S
Q SI
p s p s
T s T s
Q s
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
一、级数对压缩机性能影响 由于两级吸气状态不同， 各级进气体积流量不同。
Ⅰ级： ( Q s Ⅰ ) a 、( I ) a
艺要求的压力比，多采 用多级离心压缩机。
离心式制冷机组的特性曲线课件
02 离心式制冷机组的特性曲线
CHAPTER
特性曲线的定义与意义
定义
特性曲线是离心式制冷机组在特定工况下的性能表现图，通过图表形式展示制 冷量、能效、压比等关键参数随蒸发温度或冷凝温度的变化情况。
高可靠性
02
离心式制冷机组结构简单，运行稳定可靠，能够保证工业生产
的连续性和稳定性。
适应性强
03
离心式制冷机组具有较强的适应性，可以根据不同的工艺需求
进行定制和调整。
食品加工与保存
食品安全保障
离心式制冷机组在食品加工和保存过程中能够提供稳定的低温环 境，有效抑制微生物的生长，保证食品的安全和卫生。
离心力使蒸气向叶轮外缘运动，经过扩压器减速增压后，将蒸气的动能 转化为压力能，进一步提高压力。随后，高压的制冷剂蒸气进入冷凝器
，在冷凝器中通过冷却水将其热量带走，凝结成液体。
经过节流阀降压后，液态制冷剂进入蒸发器，在蒸发器中吸收热量，达 到制冷效果。吸热后的制冷剂蒸气再次被吸入压缩机，完成制冷循环。
与螺杆式制冷机比较
离心式制冷机在能效比和冷量范围方面具有优势，但维护要求较高 ，噪音较大。
与溴化锂吸收式制冷机比较
离心式制冷机具有更高的能效比和更快的制冷速度，但需要使用对 环境有害的制冷剂。
05 离心式制冷机组的应用场景
CHAPTER
大型建筑空调系统
适用性广
离心式制冷机组适用于各种规模和类型的建筑，尤其适用于大型商 业和公共设施，如购物中心、办公楼、机场和体育场馆等。
意义
特性曲线为设计、选型和运行离心式制冷机组提供了重要的参考依据，有助于 了解机组在不同工况下的性能表现，为优化运行和节能减排提供指导。
第四讲_离心式压缩机_第6节_级的特性曲线
“喘振工况”的发生可借助于冲角、边界层分离来分析。
负冲角：叶片工作面产生边界层分离，出现旋涡区，但稳 定不易继续发展——影响不大 正冲角：叶片非工作面产生边界层分离，旋涡一旦产生会 继续发展恶化，出现气流脉动——过大正冲角引起“喘振”
四. 堵塞工况
➢ Q↑→Δβ↓→-Δβ，→ 叶片工作面发生边界层分 离，但不易扩展；当 Q↑↑→hf↑、hs↑→理论 能头全部消耗在损失上→ 压力提不高、流量不能继 续增大；
二. η—Qs曲线：
（1）设计点（额定工况） Qd下η最高; （2）Q>Qd时，hf和hs增加，随Q增大而η下降; （3）Q<Qd时，hs急剧增加，随Q减小而η下降;
曲线完全由实验测试以及进行相似换算获得。
三. 喘振工况
离心压缩机当流 量减小到某一个值时 压缩机工作不稳定， 发生强烈振动及噪音， 称“喘振工况”，此 时的流量称“喘振流 量”。
➢ 当Q=Qmax时，叶道喉部截面 气流达音速，Q不能再增大。
五. 稳定工矿区
Qmin与Qmax
KQ
Qmax Qmin Qd
稳定工况区的宽窄也是衡量压缩 机性能好坏的标志之一，主要与 叶片出口角有关。
END
第四讲 离心式压缩机
第六节 级的特性曲线
压缩机级的性能曲线 是指在进气状态(进气压
力ps,进气温度Ts)一定和
转速不变的条件下,级的
压比ε、多变效率ηpol以 及功率Hpol随该级进气量 Qs而变化的关系曲线,即 包括ε-Qs、η-Qs和Hpol -Qs 等三条曲线。
一. ε—Qs曲线：
⑴结构参数、转速一定时：HT随Qs的增大而呈线性下降 ⑵流动损失对多变压缩功的影响较复杂，近似认为摩阻损失 和冲击损失起主要影响作用。 ⑶进气条件一定的情况下，ε-Qs曲线形状与Hpol-Qs曲线形状 相似，是一条随流量增大而压力比减小的曲线。 ⑷ε-Qs曲线由实测获得，曲线必须注明转速、条件和介质。
离心压缩机—离心压缩机的性能曲线与调节
随后压缩机又开始供气，经过压缩机的流量又增大，但当管网压力恢复至原来水 平时，压缩机正常排气又受到阻碍，流量又飞开始下降，系统中气体又发生倒流，整 个系统发生周期性低频大幅度气流振荡现象。
左下方移动，见图5-23所示。
如果压缩机的出口压力不变，分子量由25变为20时， 工作点由A移动到 A‘，该点已进入喘振区域，所以在压缩 机运转过程中，对气体分子量变动的范围要加以限制。
图5-23 不同分子量的气体对性能曲 线的影响
三、 温度对性能曲线的影响
气体温度升高、吸入压力降低，性能曲线 ε- Qj 、 ηpol - Qj 向左下方移动。
（1）压缩机的性能恶化，压力和效率显著降低。 （2）压缩机出现噪声、吼叫和爆音；出现强烈的振动，使轴承、密封遭到损坏. （3）转子和固定部件发生碰撞，造成严重破坏。
2. 预防措施
1. （1）操作者应具备标注喘振线的能力，在比喘振流量大5％～10％的地方加注一 条防喘振线，提醒操作者注意。
2. （2）降低运行转速，使流量减少而不致进入喘振状态。 3. （3）在首级或各级设置导叶转动机构，调节导叶角度，使流量减少时的进气冲
角不致太大，避免发生喘振。
1. （4）在压缩机出口设置旁通管道，见图5-20所示，如生产中必须减少压缩机的输 送流量时，让多余的气体放空，以防进入喘振状态。
2. （5）在气体出口设置旁通管路，利用旁路防喘振阀控制旁路流量大小，保证通过 压缩机的流量大于最小流量 Qjmin 。
图5-20 防喘振系统简图 1—压缩机；2—气体冷却器；
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2-5 多级离心压缩机的性能曲线
培黎石油工程学院 李 鲤
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
P p d p s H T
pd ps
H T 2u u
2
材料强度；
u2不能太大 通过一级叶轮所获
叶轮进出口气量M （马赫数） n一定时D2也不可太大
能头有限，为了满足工
《泵与压缩机》
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
一、级数对压缩机性能影响 多级离心压缩机稳定工况区的宽窄主要取决于最后几
级的特性。
如果设计时设法使后面各级的性能曲线稳定工况区范
围比前面级的宽，可以令压缩机的稳定工况区不致因串联
多级后而缩小很多。 为此，多级压缩机在设计时，后面几级常采用叶片出 口角β
2A较小、流量系数φ 2r也较小的叶轮，并配置无叶扩
艺要求的压力比，多采 用多级离心压缩机。
D2 b2 D2 阻力
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
离心压缩机一般都是由若干级串联而成，一个气缸 最多可达8∽10级。 多级压缩机的性能曲线与单级压缩机没有本质区别，所 不同的只是多级压缩机的性能曲线显得更陡，稳定工况范 围更窄。这是因为多级压缩机的性能曲线是由各单级的性 能曲线“叠加”而成的。 多极性能曲线的形状与级性能曲线相似，它是在一定 转速,一定进气状态，对一定的气体介质实验得来。
两级串联后工作范围的确定： ⑴ 最小流量
Q S
S S
Q S
s Ⅱ SI Q s Ⅱ Q s Ⅰ
若 （Q
s Ⅰ min
)
( Q s Ⅱ ) min ， 则
当第Ⅰ级流量下降到某一定值时， 尽管该级尚未达到该级的喘振流量 QminⅠ，但此时第Ⅱ级的流量QsⅡ 可 能已经达到其喘振流量QminⅡ。 故：两级串联压缩机喘振流量 （QⅠ+Ⅱ）min>（QⅠ）min， 性能曲线喘振点右移。
,m
m m m
连续性方程
Q s
SI S
Q SI
p s p s
T s T s
Q s
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
一、级数对压缩机性能影响 由于两级吸气状态不同， 各级进气体积流量不同。
Ⅰ级： ( Q s Ⅰ ) a 、( I ) a
压器，以具
二、转速变化对压缩机性能曲线的影响 与离心泵类似，离心压
缩机或级在不同转速下可以
得到不同的性能曲线，如右 图所示。 在每一个转速下，每条
曲线的左端都是各自的喘振
点，将这些点连接起来形成 一条喘振界限。 压缩机只能在喘振界限 右边工作。
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
一、级数对压缩机性能影响 （2） 最大流量
Q S
S S
Q S
s Ⅱ SI Q s Ⅱ Q s Ⅰ
则：当第Ⅰ级流量增加到某一定 值时，尽管该级尚未堵塞工况点 QmaxⅠ，但此时第Ⅱ级的流量可能 已经达到其堵塞工况点QmaxⅡ。 故：两级串联压缩机堵塞流量 （QⅠ+Ⅱ）max《（QⅠ）max，性能 曲线堵塞工况点左移。
Q s p s p s T s T s Q s
Ⅱ级： ( Q s Ⅱ ) a ( Q s Ⅰ ) a 、 Ⅱ a
整机： ( Q s ⅠⅡ ) a ( Q s Ⅰ ) a
ⅠⅡ a
Ⅰ a Ⅱ a
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
一、级数对压缩机性能影响
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
一、级数对压缩机性能影响
以两级串联性能曲线为例。
第I级进气量 第II级进气量
Q s m m RT s p s ,m p s Q s RT s
Q 2 p s RT s
s
m
Q s
s
m RT s p s
二、转速变化对压缩机性能曲线的影响 结论： 在一定n下，Q↑，ε ↓；反之，Q↓则ε ↑。 在一定n下，当流量为设计流量Qd时η 最高；当流量大于
或小于Qd时， η ↓ 。
性能曲线左端受到喘振工况Qmin的限制，右端受到堵塞工
况Qmax的限制，两者之间的区域为压缩机稳定工况区。稳定
工况区的宽窄是衡量压缩机性能好坏的重要指标之一。 级数↑则ρ ↑，性能曲线变陡，稳定工况区越窄。 转速↑ ，性能曲线向大流量、高压力方向移动。
2-5 多级离心压缩机的性能曲线
一、级数对压缩机性能影响 综上所述，两级串联风机，其压比增加，但喘振流量增 大、最大流量变小，因此性能曲线变陡。
显然，级数越多，密度变
化越大， QSmin↑而QSmax↓，稳 定工况区也就越窄。 可见，高压比的多级离心 压缩机更容易发生喘振和堵塞 工况，这是离心式压缩机本身 存在的缺点。