離心壓縮機的工作原理分析?
一、常用名詞解釋:?
⑴級:每一級葉輪和與之相配合的固定元件(如擴壓器等)構成一個基本的單元,叫一個級。如:杭氧2TYS100+2TYS76氧氣透平壓縮機高低壓氣缸共有八個葉輪,就叫八級。?
⑵段:以中間冷卻器隔開級的單元,叫段。這樣以冷卻器的多少可以將壓縮機分成很多段。一段可以包括很多級,也可僅有一個級。?
⑶標態(tài):0℃,1標準大氣壓。?
⑷進氣狀態(tài):一般指進口處氣體當時的溫度、壓力。?
⑸重量流量:一秒時間內流過氣體的重量。?
⑹容積流量:一秒時間內流過氣體的體積。?
⑺表壓(G):以當?shù)卮髿鉃榛鶞仕嬃康膲簭姟?
⑻絕壓(A):以完全真空為基準所計量的壓強。?
⑼真空度:與當?shù)卮髿庳摬钪怠?
⑽壓比:出口壓力與進口壓力的比值。?
二、壓縮機級中的氣體流動?
葉輪被驅動機拖動而旋轉,氣體進入葉輪后,對氣體作功。那么氣體既隨葉輪轉動,又在葉輪槽中流動。反映出氣體的壓力上升,溫度上升、比容下降。?
葉輪轉動(理解“轉動”)的速度即氣體的圓周速度,在不同的半徑上有不同的數(shù)值,葉輪出口處的圓周速度較大。?
氣體在葉輪槽道內相對葉輪的流動(理解“流動”)速度為相對速度。因葉片槽道截面積從進口到出口逐漸增大,因此相對速度逐漸減少。?
氣體的實際速度是圓周速度與相對速度的合成,又稱之為**速度。
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三、級內氣體流動的能量損失分析?
(一)、能的定義:
度量物質運動的一種物質量,一般解釋為物質作功的能力。能的基本類型有勢能、動能、熱能、電能、磁能、光能、化學能、原子能等。一種能可以轉化為另一種能。能的單位和功的單位相同。能也叫能量。
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(二)、級內氣體流動的能量損失分析?
壓縮機組實際運行中,通過葉輪向氣體傳遞能量,即葉輪通過葉片對氣體作功消耗的功和功率外,還存在著葉輪的輪盤、輪蓋的外側面及輪緣與周圍氣體的摩擦產生的輪阻損失,還存在著工作輪出口氣體通過輪蓋氣封漏回到工作輪進口低壓低壓端的漏氣損失。都要消耗功。這些損失在級內都是不可避免的,只有在設計中精心選擇參數(shù),再制造中按要求加工,在操作中精心操作使其盡量達到設計工況,來減少這些損失。?
另外,還存在流動損失以及動能損失以及在級內在非工況時產生沖擊損失。沖擊損失增大將引起壓縮機效率很快降低。還有高壓軸端,如果密封不好,向外界漏氣,引起壓出的有用流量減少。?
故此,我們有必要研究這些損失的原因,以便在設計、安裝、操作中盡量減少損失,維持壓縮機在**率區(qū)域運行,節(jié)省能耗。?
1、流動損失:?
定義:就是氣流在葉輪內和級的固定元件中流動時的能量損失。?
產生的原因:主要由于氣體有粘性,在流動中引起摩擦損失,這些損失又變成熱量使氣體溫度升高,在流動中產生旋渦,加劇摩擦損耗和流動能量損失,因旋渦的產生就要消耗能量;在工作輪中還有軸向渦流等第二次流動產生,引起流量損失。在葉輪出口由于出口葉片厚度影響產生尾跡損失。彎道和回流器的摩擦阻力和局部阻力損失等。?
2、沖擊損失:?
定義:是一種在非設計工況下產生的流動損失。?
葉輪進口葉片安裝角β1A(實際)一般是按照設計氣流的進口角β1(設計)來決定的。一般β1=β1A,此時進氣為無沖擊進氣。但是當工況發(fā)生偏離設計工況時,氣流進口角β1大于或小于β1A將發(fā)生氣流沖擊葉片的現(xiàn)象。?
習慣把葉輪進口葉片安裝角β1A(實際)與設計氣流的進口角β1(設計)之差叫做沖擊角,簡稱沖角。用i表示。?
? ? ? β1A<β1 , i<0,叫負沖角。?
? ? ? β1A>β1 , i>0,叫正沖角。?
在正負沖角的情況下,都將出現(xiàn)氣流與葉片表面的脫離,形成旋渦區(qū),使能量損失。沖擊損失的增加與流量偏離設計流量的**值的平方成正比。?
3、輪阻損失?
葉輪的不工作面與機殼之間的空間,是充滿氣體的,葉輪旋轉時,由于氣體有粘性,也會產生摩擦損失。又由于旋轉的葉輪產生離心力,葉輪的一邊氣體向上流,機殼的一邊氣體向下流,形成渦流,引起損失。輪阻損失的計算,有實驗公式,有興趣可查書籍。?
4、漏氣損失:?
包括內漏和外漏。?
內漏氣是指泄露的氣體又漏回到壓縮氣體中。包括兩種情況:一種是從葉輪出口的氣體從葉輪與機殼的空間漏回到進口。另一種是單軸的離心壓縮機,由于軸與機殼之間也有間隙,氣體從高壓的一邊經過間隙流入低壓一邊。?
外漏是指壓縮氣體通過軸與機殼密封處間隙或機體的間隙直接漏到大氣中。?
漏氣損失是一個不可忽視的問題,我們在維修、操作中應特別注意,有些空壓機出現(xiàn)氣量打不到設計值就是內漏和外漏引起的。