离心压缩机的基础知识

     第一节 离心压缩机概述

离心压缩机是产生压力的机械,是透平压缩机的一种。透平是英译音“TURBINE”,即旋转的叶轮。在全低压空分装置中,离心压缩机得到广泛应用,逐渐出现了离心压缩机取代活塞压缩机的趋势。

一、定义:

离心压缩机:指气体在压缩机中的运动是沿垂直于压缩机轴的径向进行的。

二、工作原理:

是工作轮在旋转的过程中,由于旋转离心力的作用及工作轮中的扩压流动,使气体的压力得到提高,速度也得到提高。随后在扩压器中进一步把速度能转化为压力能。通过它可以把气体的压力提高。

三、特点:

离心压缩机是一种速度式压缩机,与其它压缩机相比较:

优点:⑴排气量大,排气均匀,气流无脉冲。

⑵转速高。

⑶机内不需要润滑。

⑷密封效果好,泄露现象少。

⑸有平坦的性能曲线,操作范围较广。

⑹易于实现自动化和大型化。

⑺易损件少、维修量少、运转周期长。

缺点:⑴操作的适应性差,气体的性质对操作性能有较大影响。在机组开车、停车、运行中,负荷变化大。

⑵气流速度大,流道内的零部件有较大的摩擦损失。

⑶有喘振现象,对机器的危害极大。

四、适用范围:

大中流量、中低压力的场合。

五、分类:

⑴按轴的型式分:单轴多级式,一根轴上串联几个叶轮。 双轴四级式,四个叶轮分别悬臂地装在两个小齿轮的两端,旋转靠电机通过大齿轮驱动小齿轮。

⑵按气缸的型式分:水平剖分式和垂直剖分式。

⑶按级间冷却形式分类:机外冷却,每段压缩后气体输出机外进入冷却器。机内冷却,冷却器和机壳铸为一体。

⑷按压缩介质分类:空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机等。

第二节 离心压缩机的工作原理分析

一、常用名词解释:

⑴级:每一级叶轮和与之相应配合的固定元件(如扩压器等)构成一个基本的单元,叫一个级。如:杭氧2TYS100+2TYS76氧气透平压缩机高低压气缸共有八个叶轮,就叫八级。

⑵段:以中间冷却器隔开级的单元,叫段。这样以冷却器的多少可以将压缩机分成很多段。一段可以包括很多级。也可仅有一个级。

⑶标态:0℃,1标准大气压。

⑷进气状态:一般指进口处气体当时的温度、压力。

⑸重量流量:一秒时间内流过气体的重量。

⑹容积流量:一秒时间内流过气体的体积。

⑺表压(G):以当地大气为基准所计量的压强。

⑻绝压(A):以完全真空为基准所计量的压强。

⑼真空度:与当地大气负差值。

⑽压比:出口压力与进口压力的比值。

二、压缩机级中的气体流动

叶轮被驱动机拖动而旋转,气体进入叶轮后,对气体作功。那么气体既随叶轮转动,又在叶轮槽中流动。反映出气体的压力↑,温度↑、比容↓。

叶轮转动(理解“转动”)的速度即气体的圆周速度,在不同的半径上有不同的数值,叶轮出口处的圆周速度最大。

气体在叶轮槽道内相对叶轮的流动(理解“流动”)速度为相对速度。因叶片槽道截面积从进口到出口逐渐增大,因此相对速度逐渐减少。

气体的实际速度是圆周速度与相对速度的合成,又称之为绝对速度。

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