【精品课件】离心式压缩机

0——叶轮进口截面 2——叶轮出口截面 4——扩压器出口截面 6——回流器出口截面 7——排气涡壳进口截面
离心压缩机的优缺点：
优点： 1、离心压缩机排气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺 寸小，占地面积小。 2、运转平稳，操作可靠，摩擦件少，因此备件需用量少， 维护费用及人员少。 3、在化工流程中，离心压缩机对化工介质可以做到绝对无 油的压缩过程。 4、离心压缩机为一种回转运动机械，它适宜于工业汽轮机 或燃汽轮机直接拖动，对一般大型化工厂，常用副产蒸汽 驱动工业汽轮机作为动力，为热能综合利用提供了可能。 缺点： 1、目前还不太适用于气量太小及压力比过高的场合。且单 级能够提供的压力比较活塞式压缩机小。 2、稳定工况区较窄，气量调节虽然方便，但经济性较差。 3、工作效率一般比活塞压缩机低。
1 90.
c1u 0
由于叶片无限多，β2=β2A
H thu2C 2uu1C 1u
c2uu2c2r· ct2 g A
H T u 2 c 2 u ( 1 c u 2 2 rc tg 2 A ) u 2 2 ( 1 2 r c tg 2 A ) u 2 2 2 u u 2 2
叶轮对单位有效气体的总功耗
H to tG G G 1H th N G d f H th G G 1H th G N d H tfh H th
l
G1 G
——泄漏损失系数
lHth Hl ——泄漏损失能头
N
df
df
GH
th
——轮阻损失系数
dfHth Hdf ——轮阻损失能头
Baidu Nhomakorabea to ( 1 t l d ) H f t h ( 1 l d )2 f u u 2 2 H t h H l H d
离心压缩机的组成
离心压缩机的组成
机体
定子 与机体相连的隔板
轴承
转子
叶轮 轴转套轴
联轴器
平衡盘
在动静部件之间还设有密封元件
离心压缩机各截面代号的约定:
in ——吸气管进口截面
1——叶轮叶道进口截面 3——扩压器进口截面 5——弯道出口截面 0’——本级出口截面
out ——排气涡壳出口截面
C u W u C 2 u C 2 u
u
依据斯沱道拉理论：速度 滑移大体等于叶轮出口处 轴向涡流的周向速度
CuW ua22
若不考虑叶片的厚度，近似取叶道的出口宽度
C2u
u2
z
sin2A
a2 D2Sin2A
z
因此有限叶片叶轮的理论能量头
H th u 2 c 2 u u 2c 2 u Δ c 2 u
1、叶轮上流速及压力实际分布（见图） 原因：轴向涡流
由于流体本身的惯性，使流体在旋转叶轮的叶道中出现了与 叶轮旋转方向相反，旋转次数相同的环流现象——轴向涡流。 （见图）
2、改变了出口速度三角形
由于有限叶片叶轮中存在轴向涡流，不仅使叶道中同一截面 相对速度分布不均匀，而且使叶轮出口速度方向偏离叶片的切 线方向，即β2<β2A，改变了叶轮出口速度三角形。
第三章 离心式压缩机
离心式压缩机
离心式压缩机是一种高速旋转的透平式（turbine）机械，其作用是一 种能量转换机械。在驱动机的拖动下，以消耗机械能达到排送和压缩各种 气体，使气体压力提高，满足各种不同工艺流程的需要。
离心压缩机工作原理与活塞压缩机的不同点： 活塞式压缩机是通过活塞来改变气缸的容积，从而达到压缩气 体提高压力的目的。 离心压缩机是利用气体动力学的方法，即利用高速回转的叶轮 对气体作功，使气体在离心力场中使压力和动能都得到提高，然后 在扩张流道中在将大部分的动能转变为静压能，而使气体压力得到 进一步的提高。
( 1 2 rct2 A g Si 2 A z n )u 2 22 u u 2 2
有限多叶片理论能量头系数或周向分速系数
2、级的总耗功、压缩功及功率
压缩机叶轮功耗 ⑴ 叶轮对气体做功。 ⑵ 轮阻损失——当叶轮周围充满气体，叶轮旋转需要克服叶轮 两侧表面及叶轮外缘与气体之间的摩擦损失。 ⑶ 泄漏损失——① 轮盖密封处的泄漏；② 级与级之间的密封 处的泄漏（P115 图3-10）。
H T
u2 r2
注意：u2 的增大不是无限的，将受叶轮材质和气体马赫数的限制。
2）、周向分速系数的影响 2u12rctg 2A
由连续性方程得：
c2r
Q
D2b22
2r
c2r u2
2 ——堵塞系数
与叶轮几何结 构有关，见书 P77 式3-3
有限叶片叶轮的理论能量头
通常后弯型叶片的叶轮，叶片数一般为Z=14~18，而且 叶片有一定的厚度。
1 理想气体状态方程、过程方程和压缩功
2 实际气体状态方程、过程方程和压缩功
1）状态方程
RT
PVam
Vm
b
2）过程方程
p ZRgT
prppc,TrTTc,rc
cpcpo
cp,kccvp
cpo cp cpc
ZpRgTZc
prr
Tr
§3-3 气体在级中流动的概念和基本方程
1 欧拉公式
假设气体无预旋的进入叶轮
离心压缩机工作原理
叶轮在驱动机的带动下高速旋转，在叶轮入口产生负压区，从而使 气体从进气口到达吸气室，再经高速旋转的叶轮，叶轮对气体做功，使 气体的压力和动能得到提高，然后进入扩压室，扩压室是一个流通截面 积逐渐扩大的流道空间，使叶轮出来的高速气体尽可能的将动能转化为 静压能，然后通过弯道，进入回流器，再进入下一级叶轮，使气体压力 进一步得到提高，气体从最后一级叶轮出来后进入蜗壳，最后从排气口 排出。
流量系数或叶轮 径向分速系数
无穷多叶片叶轮 周向分速系数
无限多叶片叶轮的理论能量头的影响因素
H T u 2 c 2 u ( 1 c u 2 2 rc tg 2 A ) u 2 2 ( 1 2 r c tg 2 A ) u 2 2 2 u u 2 2
1）、u 2 的影响 u 2
第二节 离心压缩机的气动热力学
气体在叶轮中实际状况
⑴气体在流道中流动时呈三元流动状态，即气体的状态参数沿
轴向、周向、径向都是变化的。
⑵ 实际气体流动是非定常的。如：气体在叶道中流动的相对速
度
Wr 0 t
Wu 0 t
Wz 0 t
⑶流动的都是实际气体，都有粘性。在内部流场的计算中应考 虑气体粘性力的影响。 ⑷气体流动边界层的存在，会产生复杂的流动现象。 ⑸应考虑实际气体的压缩因子的影响。