簡(jiǎn)介
排氣壓力高于 0.015兆帕、氣體主要沿著徑向流動(dòng)的透平壓縮機(jī),又稱徑流壓縮機(jī)。排氣壓力低于0.2兆帕的,一般又稱為離心鼓風(fēng)機(jī)。離心壓縮機(jī)廣泛用于各種工藝流程中,用來(lái)輸送空氣、各種工藝氣體或混合氣體,并提高其壓力。工業(yè)上常按用途或氣體的種類命名,如高爐鼓風(fēng)機(jī)和氨離心壓縮機(jī)等。</DIV>
工作原理和結(jié)構(gòu)
離心壓縮機(jī)由轉(zhuǎn)子、定子和軸承等組成。葉輪等零件套在主軸上組成轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子支承在軸承上,由動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)而高速旋轉(zhuǎn)。定子包括機(jī)殼、隔板、密封、進(jìn)氣室和蝸室等部件。隔板之間形成擴(kuò)壓器、彎道和回流器等固定元件。只有一個(gè)葉輪的離心壓縮機(jī)稱為單級(jí)離心壓縮機(jī),有兩個(gè)以上葉輪的稱為多級(jí)離心壓縮機(jī)。級(jí)由葉輪及其后面的擴(kuò)壓器等通道組成。葉輪是離心壓縮機(jī)的關(guān)鍵部件,有閉式和半開式兩種。閉式葉輪由葉片、輪蓋和輪盤組成,半開式葉輪沒(méi)有輪蓋。當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí),由于葉片與氣體之間力的相互作用,主要是離心力的作用,氣體從葉輪中心處吸入,沿著葉道(葉片之間通道)流向葉輪外緣。葉輪對(duì)氣體作功,氣體獲得能量,壓力和速度提高。
然后,氣體流經(jīng)擴(kuò)壓器等通道,速度降低,壓力進(jìn)一步提高,即動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋S蓴U(kuò)壓器流出的氣體進(jìn)入蝸室輸送出去,或者經(jīng)過(guò)彎道和回流器進(jìn)入下一級(jí)繼續(xù)壓縮。在整個(gè)壓縮過(guò)程中,氣體的比容減小,溫度增加。溫度增加后,壓縮氣體需要消耗更多的能量。為了節(jié)省功率,多級(jí)離心壓縮機(jī)在壓力比大于3時(shí)常采用中間冷卻。被中間冷卻隔開的級(jí)組稱為段。氣體由上一段進(jìn)入中間冷卻器,經(jīng)冷卻降低溫度以后再進(jìn)入下一段繼續(xù)壓縮。中間冷卻器一般采用水冷。每個(gè)機(jī)殼所包含的部分稱為缸。離心鼓風(fēng)機(jī)排氣壓力較低,所以一般是單缸無(wú)中間冷卻的結(jié)構(gòu)。</DIV>
性能
離心壓縮機(jī)的主要性能參數(shù)是流量、排氣壓力、功率、效率和轉(zhuǎn)速。描繪同一轉(zhuǎn)速下的排氣壓力、功率和效率與流量之間的關(guān)系的曲線稱為性能曲線。離心壓縮機(jī)最小流量受喘振工況的限制,最大流量受阻塞工況的限制。可以采用變轉(zhuǎn)速、進(jìn)口節(jié)流、出口節(jié)流和可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉等方法進(jìn)行調(diào)節(jié),以擴(kuò)大運(yùn)行工況范圍。
發(fā)展概況
離心壓縮機(jī)是在通風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。20世紀(jì)初出現(xiàn)了壓力比為 4.5的離心壓縮機(jī)。50年代開始,離心壓縮機(jī)制造業(yè)得到發(fā)展。1963年,美國(guó)生產(chǎn)出第一臺(tái)合成氨廠用的14.7兆帕高壓離心壓縮機(jī),采用筒型機(jī)殼代替水平剖分型機(jī)殼,又稱筒型壓縮機(jī),它能承受10兆帕以上的壓力。70年代,美國(guó)、意大利和聯(lián)邦德國(guó)先后制成60~70兆帕高壓筒型壓縮機(jī),筒體壁厚達(dá) 280毫米。80年代初排氣壓力已達(dá)80兆帕。離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速一般為幾千轉(zhuǎn)/分以上,有的已達(dá)25000轉(zhuǎn)/分以上,所需功率可達(dá)幾萬(wàn)千瓦,流量已達(dá)10000米3/分。離心壓縮機(jī)的常規(guī)葉輪是以一維流動(dòng)理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的,尚不能反映氣流三維流動(dòng)的復(fù)雜性質(zhì)。60年代開始應(yīng)用三維流動(dòng)理論(見透平機(jī)械、氣體動(dòng)力學(xué))設(shè)計(jì)空間扭曲葉片,以改善級(jí)的性能。