離心式壓縮機(jī)

離心式壓縮機(jī)2021/5/91離心式壓縮機(jī)§1離心式壓縮機(jī)的主要構(gòu)件及基本原理§2氣體在級(jí)中的流動(dòng)及基本方程§3級(jí)中能量損失§4離心式壓縮機(jī)的特性曲線§5離心式壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)§6相似原理在離心式壓縮機(jī)中的應(yīng)用§7離心式壓縮機(jī)的主要零部件§8離心式壓縮機(jī)密封裝置§9離心式壓縮機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)2021/5/92§1離心式壓縮機(jī)的主要構(gòu)件及基本原理

離心壓縮機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)葉輪實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，使氣體主要沿離心方向流動(dòng)從而提高氣體壓力的機(jī)器。2021/5/931.1離心式壓縮機(jī)的主要構(gòu)件（1）離心式壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)型式：中低壓水平剖分型垂直剖分（高壓圓筒）型多軸式例：沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠MCL系列中低壓水平剖分式多級(jí)離心壓縮機(jī)、BCL系列高壓筒形壓縮機(jī)。2021/5/94水平剖分型：氣缸剖分為上下兩部分，螺栓連接。上下機(jī)殼為組合件，由缸體和隔板組成。適于中低壓壓縮機(jī)（一般低于5MPa）。2021/5/95垂直剖分型：氣缸為筒形。隔板上下剖分（螺栓連接成為整體，氣缸兩側(cè)端蓋用螺栓緊固。隔板轉(zhuǎn)子組裝后送入筒形缸體。抗內(nèi)壓能力強(qiáng)，密封好，剛性好，溫度、壓力引起的變形均勻，適于壓力高、易泄漏的氣體。2021/5/962021/5/97多軸式：齒輪箱中一個(gè)大齒輪驅(qū)動(dòng)幾個(gè)小齒輪，每個(gè)軸的一端或兩端安裝有葉輪。葉輪軸向進(jìn)氣，徑向排氣，以管道連接各級(jí)。從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不同，各級(jí)均在最佳狀況下運(yùn)行。適于中低壓空氣、蒸汽或惰性氣體。2021/5/982021/5/99結(jié)構(gòu)組成：機(jī)殼，轉(zhuǎn)子，定子，以及輔助系統(tǒng)。2021/5/910定子部分1、氣缸：是壓縮機(jī)的殼體，又稱為機(jī)殼。由殼體和進(jìn)排氣室組成，內(nèi)裝有隔板、密封體、軸承等零部件。對(duì)它的主要要求是：有足夠的強(qiáng)度以承受氣體的壓力，法蘭結(jié)合面應(yīng)嚴(yán)密，主要由鑄鋼組成。2021/5/9112、隔板：隔板是形成固定元件的氣體通道

根據(jù)隔板在壓縮機(jī)所處的位置，隔板可分為4種類型：進(jìn)口隔板、中間隔板、段間隔板、排氣隔板。2021/5/9122021/5/913轉(zhuǎn)子部分－主軸壓縮機(jī)的關(guān)鍵部件，他是主要起到裝配葉輪、平衡盤(pán)、推力盤(pán)的作用，是轉(zhuǎn)子部分的中心部位。2021/5/914壓縮機(jī)裝置系統(tǒng)圖2021/5/9152021/5/916轉(zhuǎn)子：葉輪與軸的組件。（1）葉輪——離心式壓縮機(jī)中唯一的作功部件。它隨軸高速旋轉(zhuǎn)，氣體在葉輪中受旋轉(zhuǎn)離心力和擴(kuò)壓流動(dòng)作用，因此氣體流出葉輪時(shí)的壓力和速度都得到明顯提高。觀看離心式壓縮機(jī)裝配動(dòng)畫(huà)2021/5/917（1）擴(kuò)壓器——離心式壓縮機(jī)中的轉(zhuǎn)能部件。氣體從葉輪流出時(shí)速度很高，為此在葉輪出口后設(shè)置流通截面逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器，以將這部分速度能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。?）彎道——設(shè)置于擴(kuò)壓器后的氣流通道。其作用是將擴(kuò)壓器后的氣體由離心方向改為向心方向，以便引入下一級(jí)葉輪去繼續(xù)進(jìn)行壓縮。定子：擴(kuò)壓器、彎道、回流器、吸氣室和蝸殼等固定元件。2021/5/918（3）回流器——使氣流以一定方向均勻進(jìn)入下一級(jí)葉輪入口?；亓髌髦幸话愣佳b有導(dǎo)向葉片。（4）吸氣室——將氣體從進(jìn)氣管（或中間冷卻器出口）均勻地引入葉輪進(jìn)行壓縮。（5）蝸殼——把從擴(kuò)壓器或直接從葉輪出來(lái)的氣體收集起來(lái)，并引出機(jī)外。在蝸殼收集氣體的過(guò)程中，由于蝸殼外徑及通流截面的逐漸擴(kuò)大，因此它也起著一定的降速擴(kuò)壓作用。2021/5/9191.2離心式壓縮機(jī)的基本工作原理

氣體由吸氣室吸入，通過(guò)葉輪對(duì)氣體作功后，使氣體的壓力、速度、溫度都得到提高，然后再進(jìn)入擴(kuò)壓器，將氣體的速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。?dāng)通過(guò)一級(jí)葉輪對(duì)氣體作功、擴(kuò)壓后不能滿足輸送要求時(shí)，就必須把氣體再引入下一級(jí)繼續(xù)進(jìn)行壓縮。為此，在擴(kuò)壓器后設(shè)置了彎道、回流器，使氣體由離心方向變?yōu)橄蛐姆较颍鶆虻剡M(jìn)入下一級(jí)葉輪進(jìn)口。各級(jí)經(jīng)蝸殼及排出管被引出至中間冷卻器。冷卻后的氣體再經(jīng)吸氣室進(jìn)入以后各級(jí)繼續(xù)壓縮，最后由排出管輸出。氣體在離心式壓縮機(jī)中是沿著與壓縮機(jī)軸線垂直的半徑方向流動(dòng)的。2021/5/920級(jí)是離心壓縮機(jī)使氣體增壓的基本單元，有三種型式，即：首級(jí)、中間級(jí)、末級(jí)。2021/5/9212021/5/9221.3離心式壓縮機(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn)2021/5/923

優(yōu)點(diǎn)：（1）單級(jí)流量大。目前合成氨裝置中合成氣體壓縮機(jī)的排氣量達(dá)6000m3/min以上。在產(chǎn)量大于600噸/日的合成氨廠中主要的工藝用壓縮機(jī)幾乎都采用了離心式壓縮機(jī)。（2）重量輕、體積小。無(wú)論機(jī)組占地面積還是質(zhì)量都比同一氣量的活塞式壓縮機(jī)小得多。（3）運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。機(jī)組連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在一年以上，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作可靠，因此它的運(yùn)轉(zhuǎn)率高，而且易損件少，維修方便。目前大型石油化工過(guò)程用離心式壓縮機(jī)多為單機(jī)運(yùn)行。（4）氣體不與機(jī)器潤(rùn)滑系統(tǒng)的油接觸。在壓縮氣體過(guò)程中，可以做到絕對(duì)不帶油，有利于氣體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。（5）轉(zhuǎn)速較高。適宜用工業(yè)汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直接驅(qū)動(dòng)，可以合理而充分的利用工藝過(guò)程本身的熱能，節(jié)約能源。2021/5/924

缺點(diǎn)：（1）還不適用于氣量太小及壓力比過(guò)高的場(chǎng)合。（2）離心式壓縮機(jī)的效率一般低于活塞式壓縮機(jī)。（3）離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄。2021/5/925§2氣體在級(jí)中的流動(dòng)及基本方程2021/5/926氣體在壓縮機(jī)葉輪中的流動(dòng)與液體在泵葉輪中流動(dòng)非常類似，都是沿半徑方向流動(dòng)的，其圓周速度為u，相對(duì)速度為，絕對(duì)速度為c。圓周速度與相對(duì)速度的合成。相對(duì)速度（w）：與葉片的切線方向一致。牽連速度（u）：絕對(duì)速度（c）：2021/5/927三者之間的關(guān)系可以用速度三角形表示2021/5/928但氣體與液體性質(zhì)不同，又使其流動(dòng)過(guò)程有所區(qū)別：氣體與液體的密度相差很大，因此當(dāng)它們通過(guò)葉輪獲得同樣的能頭時(shí)，兩者的壓力升Δp相差很大；氣體是可壓縮的，在氣體壓力提高的同時(shí)，其他狀態(tài)參數(shù)如比容、溫度等都在變化。尤其在高速下，氣體的流動(dòng)更復(fù)雜。氣體在壓縮機(jī)內(nèi)的流動(dòng)情況分析：歐拉方程；伯努利方程；用熱力學(xué)基本方程來(lái)分析氣體在壓縮過(guò)程中狀態(tài)參數(shù)的變化及其對(duì)流動(dòng)影響。2021/5/929在離心式壓縮機(jī)中氣體的流動(dòng)實(shí)際上是屬于三元非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)。在工程上，為了便于分析研究，常假設(shè)級(jí)中氣體作一元定常流動(dòng)。一元定常流動(dòng)——垂直于流動(dòng)方向的各截面上的流動(dòng)參數(shù)（壓力、溫度、密度和速度等）都均勻一致且不隨時(shí)間變化。這樣，氣體參數(shù)的變化僅與流道長(zhǎng)度這一坐標(biāo)有關(guān)。2021/5/9302.1連續(xù)方程連續(xù)方程的基本表達(dá)式

氣體作定常一元流動(dòng)，流經(jīng)機(jī)器任意截面的質(zhì)量流量相等，其連續(xù)方程表示為：方程說(shuō)明：隨著氣體在壓縮過(guò)程中壓力不斷提高，其密度不斷增大，容積流量沿機(jī)器不斷減小。式中：G

為質(zhì)量流量kg/s,Q為容積流量m3/s,ρ為氣流密度,f為截面面積,c2r為垂直該截面的法向流速。2021/5/9312.2歐拉方程歐拉方程是用來(lái)計(jì)算原動(dòng)機(jī)通過(guò)軸和葉輪將機(jī)械能轉(zhuǎn)換給流體的能量，稱為葉輪機(jī)械的基本方程。由流體力學(xué)的動(dòng)量矩定理導(dǎo)出，其表達(dá)式：也可表示為：式中LT

為葉輪輸出的歐拉功，HT為每千克流體所接受的能量稱為理論能量頭，單位是J/kg。2021/5/932歐拉方程的物理意義：歐拉方程指出的是葉輪與流體之間的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，它遵循能量轉(zhuǎn)換與守恒定律；只要知道葉輪進(jìn)出口的流體速度，即可計(jì)算出一千克流體與葉輪之間機(jī)械能轉(zhuǎn)換的大小、而不管葉輪內(nèi)部的流動(dòng)情況；該方程適用于任何氣體或液體，既適用于葉輪式的壓縮機(jī)，也適用于葉輪式的泵；推而廣之只需將等式右邊各項(xiàng)的進(jìn)出口符號(hào)調(diào)換一下，亦適用于葉輪式的原動(dòng)機(jī)如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等。原動(dòng)機(jī)的歐拉方程為2021/5/933葉片數(shù)有限的理論能頭：無(wú)預(yù)旋：一般情況下氣體是從徑向流入葉道入口，簡(jiǎn)稱徑向進(jìn)入葉輪或氣流無(wú)預(yù)旋進(jìn)入葉輪。此時(shí)理論能頭系數(shù)或周速系數(shù)2021/5/934葉片數(shù)有限的理論能頭：軸向旋渦

液體由于存在慣性力，產(chǎn)生軸向渦流，方向與葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。結(jié)果

使得相對(duì)速度和絕對(duì)速度產(chǎn)生滑移。無(wú)預(yù)旋：一般情況下氣體是從徑向流入葉道入口，簡(jiǎn)稱徑向進(jìn)入葉輪或氣流無(wú)預(yù)旋進(jìn)入葉輪。此時(shí)有限多葉片相對(duì)速度的分布工作面一側(cè)相對(duì)速度小，非工作面一側(cè)相對(duì)速度大。2021/5/935為此，斯陀道拉提出了計(jì)算周向分速的半理論半經(jīng)驗(yàn)公式：滑移速度與葉輪結(jié)構(gòu)、葉道中流動(dòng)情況及流體性質(zhì)有關(guān)。斯陀道拉認(rèn)為，軸向漩渦的轉(zhuǎn)速與葉輪轉(zhuǎn)速相等，但方向相反；并假設(shè)軸向漩渦的直徑近似等于葉輪葉道的有效寬度。軸向漩渦導(dǎo)致葉輪出口處氣流產(chǎn)生平均附加圓周分速度，其數(shù)值為Δwu2。2021/5/936實(shí)際葉輪理論揚(yáng)程：μ——滑移系數(shù)（又稱環(huán)流系數(shù)、周速糾正系數(shù)），用以考慮葉片數(shù)有限對(duì)理論揚(yáng)程的影響μ與葉片數(shù)z、葉片離角βA2、葉輪形狀尺寸等參數(shù)有關(guān)2021/5/937有限多葉片的理論能頭的計(jì)算公式：

此方程為離心壓縮機(jī)計(jì)算能量與功率的基本方程式。說(shuō)明：主要與葉輪圓周速度、流量系數(shù)、葉片出口角和葉片數(shù)有關(guān)。式中：——流量系數(shù)。

2021/5/938又可表達(dá)為：∴周速系數(shù)∵2021/5/939【例】離心式壓縮機(jī)DA350—61第一級(jí)葉輪的外徑D2=600mm，葉片出口角βA2=45°，葉片數(shù)z=18，流量系數(shù)φr2=0.248，轉(zhuǎn)速n=8600r/min。求葉輪使每千克氣體所獲得的理論能頭。

解：2021/5/9402.4總耗功和功率葉輪對(duì)每千克有效氣體作的總功為：WT——葉輪通過(guò)葉片對(duì)葉道內(nèi)的氣體作功，成為葉片功，它就是氣體獲得的理論能頭；Wdf——輪阻損失功。葉輪的輪盤(pán)和輪蓋的外表面及輪緣等與周圍氣體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生摩擦而消耗功。輪阻損失功轉(zhuǎn)變成熱量而被氣體吸收。Wl——內(nèi)漏氣損失功。由于葉輪輪蓋處存在泄漏，有流量為Gl（kg/s）的氣體從葉輪出口返回到葉輪入口，并且反復(fù)循環(huán)，把能量消耗在輪蓋密封處，它也轉(zhuǎn)變成熱量而被氣體吸收。2021/5/941每千克有效氣體從葉輪中得到相應(yīng)的總能頭為

：輪阻損失能頭內(nèi)漏氣損失能頭理論能頭2021/5/942【思考】

離心式壓縮機(jī)的總能頭Htot

包括哪幾部分？為什么泄漏損失能頭Hl

和輪盤(pán)阻力損失能頭Hdf

都要計(jì)入總能頭？

2021/5/9432.4能量方程

能量方程用來(lái)計(jì)算氣流溫度（或焓）的增加和速度的變化。

根據(jù)熱力學(xué)的能量轉(zhuǎn)換與守恒定律，當(dāng)氣體在級(jí)中作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，取級(jí)中任意兩截面a、b間的系統(tǒng)作為考察對(duì)象，則對(duì)單位質(zhì)量氣體有：焓外界做功外界加熱流速位置2021/5/944能量方程的物理意義：能量方程是既含有機(jī)械能又含有熱能的能量轉(zhuǎn)化與守恒方程，它表示由葉輪所作的機(jī)械功，轉(zhuǎn)換為級(jí)內(nèi)氣體溫度（或焓）的升高和動(dòng)能的增加；該方程適用任一級(jí)，也適用于多級(jí)整機(jī)或其中任一通流部件，這由所取的進(jìn)出口截面而定。

2021/5/945

離心壓縮機(jī)不從外界吸收熱量，而由機(jī)殼向外散出的熱量與氣體與氣體的熱焓升高相比較是很小的，故可認(rèn)為氣體在機(jī)器內(nèi)作絕熱流動(dòng)，其

q=0；忽略a、b截面高度差；且近似絕熱過(guò)程，對(duì)理想氣體有：定壓比熱容氣體常數(shù)2021/5/946

當(dāng)a、b截面分別為級(jí)的進(jìn)、出口截面時(shí)，一個(gè)級(jí)的能量方程式可寫(xiě)為：2021/5/9472.5伯努利方程

應(yīng)用伯努利方程將流體獲得的能量區(qū)分為有用能量和能量損失，并引入壓力參數(shù)，表示出壓力的增加，將機(jī)械功與級(jí)內(nèi)流體壓力升高的靜壓能聯(lián)系起來(lái)，其表達(dá)式為：

在穩(wěn)定流動(dòng)中外界對(duì)氣體所作的功，表現(xiàn)為氣體靜壓頭的提高、速度頭的提高、并克服各種能量損失。它是計(jì)算壓縮機(jī)中氣體壓力變化的一個(gè)重要方程式。2021/5/948hlos——級(jí)進(jìn)出口全部能量損失hdf——輪阻損失hl——內(nèi)漏氣損失hhyd——各種流動(dòng)損失2021/5/949伯努利方程的物理意義:伯努利方程也是能量轉(zhuǎn)化與守恒的一種表達(dá)式,它表示葉輪所做機(jī)械功轉(zhuǎn)換為級(jí)中流體的有用能量(靜壓能和動(dòng)能增加)的同時(shí),由于流體具有粘性,還需付出一部分能量克服流動(dòng)損失或級(jí)中所有的損失；它建立了機(jī)械能與氣體壓力p、流速c和能量損失之間的相互關(guān)系；該方程適用一級(jí)，亦適用于多級(jí)整機(jī)或其中任一通流部件，這由所取的時(shí)出口截面而定；對(duì)于不可壓流體，其密度ρ為常數(shù)，則可直接解出，因而對(duì)輸送水或其他液體的泵來(lái)說(shuō)應(yīng)用伯努利方程計(jì)算壓力的升高是十分方便的。而對(duì)于可壓縮流體，還需知道p=f（ρ）的函數(shù)關(guān)系及熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)才可解決。2021/5/9502.6級(jí)效率；熱力過(guò)程方程和壓縮功的表達(dá)式關(guān)聯(lián)

是外功中可以用來(lái)使氣體壓力升高并克服損失的能頭，稱為可用能頭。伯努利方程：2021/5/951等溫壓縮過(guò)程中溫度始終保持常數(shù)：等溫壓縮功：絕熱壓縮為等熵過(guò)程：絕熱壓縮功：或2021/5/952多變壓縮過(guò)程存在能量損失和氣體同外界的熱交換：多變壓縮功：2021/5/953【例題】某離心式空氣壓縮機(jī)的一個(gè)級(jí)，空氣進(jìn)、出口參數(shù)ts=20℃，ps=101.3×103Pa，pd=155×103Pa。試計(jì)算壓縮一千克空氣需要的、和各為多少？解：空氣的氣體常數(shù)R=287.64J/kg·K

Ts=273+20=293K2021/5/9542021/5/955在進(jìn)氣溫度和壓力比相同的條件下，等溫壓縮功最小，排氣溫度最低。多變壓縮功最大，排氣溫度最高。所以多級(jí)壓縮時(shí)常作成多段，增加段間冷卻以降低氣體溫度，使壓縮過(guò)程向等溫過(guò)程靠近，達(dá)到節(jié)省壓縮功的目的。壓縮功大小與氣體性質(zhì)有關(guān)，在同樣壓力比下壓縮輕的氣體（氣體常數(shù)R較大）比壓縮重氣體需要的壓縮功大。例如壓縮氫氣需要的壓縮功比壓縮空氣需要的壓縮功大14.4倍。由于同一壓縮機(jī)的級(jí)壓縮同一質(zhì)量流量的不同氣體所提供的理論能頭HT是相同的，所以，當(dāng)壓力比相同時(shí)，壓縮輕氣體需要的級(jí)數(shù)比重氣體的多。2021/5/956降低氣體的溫度，節(jié)省功率，采用分段中間冷卻器。如果段數(shù)為N，則中間冷卻器的個(gè)數(shù)為N-1個(gè)。經(jīng)過(guò)各段間冷卻器存在壓力損失；中間冷卻器和管道的阻力降，加大功率消耗。因此，要合理選擇壓縮機(jī)的段數(shù)。2021/5/957多變效率：多變指數(shù)系數(shù)：2021/5/958§3級(jí)中能量損失流動(dòng)損失摩阻損失沖擊損失分離損失二次渦流損失尾跡損失波阻損失內(nèi)漏氣損失輪阻損失2021/5/9593.1

級(jí)內(nèi)的流動(dòng)損失

（1）摩阻損失產(chǎn)生原因：流體的粘性是根本原因。從葉輪進(jìn)口到出口有流體與壁面接觸，就有邊界層存在，就將產(chǎn)生摩阻損失。

摩阻損失Hf與摩阻系數(shù)相關(guān)，摩阻系數(shù)是Re與壁面粗糙度的函數(shù)。減小措施：減少葉輪外表面粗糙度。2021/5/960（2）沖擊損失產(chǎn)生原因：流量偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，使得葉輪和葉片擴(kuò)壓器的進(jìn)氣沖角i≠0，在葉片進(jìn)口附近產(chǎn)生較大的擴(kuò)張角，導(dǎo)致氣流對(duì)葉片的沖擊，造成分離損失。大小：采用沖擊速度來(lái)表示，正沖角損失是負(fù)沖角損失的10～15倍。減少措施：控制在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)附近運(yùn)行；在葉輪前安裝可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向葉片。流量小于設(shè)計(jì)流量大于設(shè)計(jì)2021/5/961（3）分離損失產(chǎn)生原因：通道截面突然變化，速度降低，近壁邊界層增厚，引起分離損失。大小：大于沿程摩阻損失。受流道形狀、壁面粗糙度、氣流雷諾數(shù)、氣體湍流程度影響。減少措施：控制通道的當(dāng)量擴(kuò)張角；控制進(jìn)出口的相對(duì)速度比2021/5/962（4）二次渦流損失產(chǎn)生原因：葉道同一截面上氣流速度與壓力分布不均勻，存在壓差，產(chǎn)生流動(dòng)，干擾主氣流的流動(dòng)，產(chǎn)生能量損失。在葉輪和彎道處急劇轉(zhuǎn)彎部位出現(xiàn)。減少措施：增加葉片數(shù)，避免急劇轉(zhuǎn)彎。大小：葉道的彎曲，氣流速度方向的變化急劇與否。2021/5/963（5）尾跡損失產(chǎn)生原因：葉片尾部有一定厚度，氣體從葉道中流出時(shí)，通流面積突然擴(kuò)大，氣流速度下降，邊界層發(fā)生突然分離，在葉片尾部外緣形成氣流旋渦區(qū)，尾跡區(qū)。尾跡區(qū)氣流速度與主氣流速度、壓力相差較大，相互混合，產(chǎn)生的能量損失。減少措施：采用翼型葉片代替等厚葉片；將等厚葉片出口非工作面削薄。大?。号c葉道出口速度，葉片厚度及葉道邊界層有關(guān)。2021/5/964（6）波阻損失馬赫數(shù)（M）——流場(chǎng)中任一點(diǎn)處的氣流速度c與該點(diǎn)氣溫下的音速a之比。馬赫數(shù)是表征氣流可壓縮性的一個(gè)準(zhǔn)數(shù)。當(dāng)M≤0.3時(shí)，一般可以不考慮密度的變化，即認(rèn)為此時(shí)氣流是不可壓縮的，它所引起的誤差也不超過(guò)9%。當(dāng)M>0.3時(shí)，就必須考慮密度的變化，即必須考慮氣流的可壓縮性了，否則會(huì)造成很大的誤差。氣體的可壓縮性只有在高速時(shí)才明顯地顯示出來(lái)。2021/5/965（6）波阻損失產(chǎn)生原因：當(dāng)超音速氣流繞物體流動(dòng)時(shí)，強(qiáng)擾動(dòng)的波峰表面上將會(huì)有很大的壓力及密度的突然變化，即在流場(chǎng)中往往出現(xiàn)突躍的壓縮波。氣流通過(guò)這種壓縮波時(shí)，壓力、溫度、密度都突躍地升高，速度突躍地下降，氣流受到突然的壓縮。這種突躍壓縮波叫激波。超音速氣流被壓縮時(shí)，一般都會(huì)產(chǎn)生激波。所以激波是超音速氣流中的重要現(xiàn)象。氣流通過(guò)激波時(shí)，有壓力、密度、溫度及速度的突躍，因此從熱力學(xué)觀點(diǎn)分析，這是一個(gè)不可逆過(guò)程，有很大的能量損失，由激波引起的這些能量損失的總和稱為波阻損失。大小：當(dāng)氣速增大時(shí)，級(jí)中的能量損失將急劇增加。2021/5/966產(chǎn)生原因：葉輪旋轉(zhuǎn)，輪蓋、輪盤(pán)的外緣和輪緣與周圍的氣體發(fā)生摩擦，產(chǎn)生的損失大?。号c輪盤(pán)的粗糙度，相對(duì)側(cè)隙及雷諾數(shù)有關(guān)。對(duì)于離心葉輪，需試驗(yàn)得到輪阻損失功率3.2

輪阻損失

2021/5/967（1）產(chǎn)生漏氣損失的原因存在間隙；存在壓力差。出口壓力大于進(jìn)口壓力，級(jí)出口壓力大于葉輪出口壓力，在葉輪兩側(cè)與固定件之間的間隙、軸端的間隙，產(chǎn)生漏氣，存在能量損失。密封型式：梳齒密封、蜂窩密封等3.3

漏氣損失

2021/5/9682021/5/969級(jí)中能量損失流動(dòng)損失摩阻損失沖擊損失分離損失二次渦流損失尾跡損失波阻損失內(nèi)漏氣損失輪阻損失減少葉輪外表面粗糙度。正沖角損失(小流量)與負(fù)沖角損失(大流量)控制通道的當(dāng)量擴(kuò)張角增加葉片數(shù)，避免急彎采用翼型葉片馬赫數(shù)表征氣流可壓縮性與輪盤(pán)的粗糙度，相對(duì)側(cè)隙及雷諾數(shù)有關(guān)密封2021/5/970§4離心式壓縮機(jī)的特性曲線4.1級(jí)的特性曲線

離心壓縮機(jī)工作性能最主要的參數(shù)是壓力比、效率和流量。為將其工作性能形象表示出來(lái)，一般以曲線的形式表示，就得到了壓縮機(jī)的性能曲線。

級(jí)的性能曲線是指在氣體狀態(tài)（進(jìn)口流量Qs，進(jìn)氣壓力Ps，進(jìn)氣溫度Ts）一定，轉(zhuǎn)速不變的條件下，級(jí)的壓力比ε、多變效率ηpol

以及功率Ntot

隨該級(jí)進(jìn)氣量Qs

而變化的關(guān)系曲線。性能曲線由實(shí)驗(yàn)確定。2021/5/971（1）級(jí)的特性曲線的形成當(dāng)級(jí)一定、轉(zhuǎn)速一定，則無(wú)限多葉片理論能頭與葉輪入口容積流量成直線關(guān)系。對(duì)于有限多葉片理論能頭與葉輪入口容積流量仍成直線關(guān)系。2021/5/972（1）級(jí)的特性曲線的形成2021/5/973性能曲線Hpol—Qs只在壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中使用；而工程應(yīng)用中采用更為直觀的ε—Qs曲線。經(jīng)換算得：換算得到的ε—Qs曲線和Hpol—Qs曲線形狀相似。2021/5/974性能曲線的一般特點(diǎn)：隨流量的減小，壓縮機(jī)提供的壓力比將增大。在最小流量時(shí)，達(dá)到最大。流量和壓力比的關(guān)系是一一對(duì)應(yīng)的，流量與其他參數(shù)的關(guān)系也是一一對(duì)應(yīng)的。2021/5/975性能曲線的一般特點(diǎn)：流量有最大和最小兩個(gè)極限流量；排出壓力也有最大值和最小值。效率曲線有最高效率點(diǎn)，離開(kāi)該點(diǎn)的工況效率下降很快。2021/5/976（2）壓縮機(jī)的喘振——壓縮機(jī)喘振的機(jī)理——旋轉(zhuǎn)脫離流量減小邊界層分離旋轉(zhuǎn)脫離壓縮機(jī)喘振流量進(jìn)一步減小脫離團(tuán)阻塞葉道出口壓力顯著下降倒流整個(gè)壓縮機(jī)系統(tǒng)發(fā)生周期性的低頻大振幅的氣流振蕩現(xiàn)象，就稱為喘振?，F(xiàn)象：級(jí)進(jìn)出口參數(shù)產(chǎn)生強(qiáng)烈脈動(dòng)，葉片振動(dòng)，機(jī)器噪音增大。2021/5/977喘振的內(nèi)因：流量過(guò)小，小于壓縮機(jī)的最小流量，導(dǎo)致機(jī)內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的氣體旋轉(zhuǎn)脫離；喘振的外因：管網(wǎng)有一定容積，且壓力高于壓縮機(jī)的排壓，造成氣流倒流，產(chǎn)生大幅度的氣流脈動(dòng)。脈動(dòng)的頻率和振幅與管網(wǎng)容量有關(guān)?！竦奈：Α獕嚎s機(jī)性能惡化，壓力、效率降低；出現(xiàn)異常噪聲、吼叫和爆音；機(jī)組出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)，使得壓縮機(jī)的軸承、密封損壞，轉(zhuǎn)子和固定部件發(fā)生碰撞，造成機(jī)器嚴(yán)重破壞?！裨颉?021/5/978操作者和運(yùn)行人員的要求：應(yīng)具備標(biāo)注喘振線的壓縮機(jī)性能曲線，隨時(shí)了解壓縮機(jī)工況點(diǎn)處在性能曲線圖上的位置；熟悉各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的操作，盡量使機(jī)器不致進(jìn)入喘振狀態(tài)。——防喘振的措施——2021/5/979在首級(jí)或各級(jí)設(shè)置導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以調(diào)節(jié)導(dǎo)葉角度，使流量減少時(shí)的進(jìn)氣沖角不致太大，從而避免發(fā)生喘振。在壓縮機(jī)出口設(shè)置旁通管道，讓壓縮機(jī)通過(guò)足夠的流量，以防進(jìn)入喘振狀態(tài)。在壓縮機(jī)進(jìn)口設(shè)置溫度、流量監(jiān)視儀表，出口設(shè)置壓力監(jiān)視儀表，一旦出現(xiàn)異常或喘振及時(shí)報(bào)警；設(shè)有與防喘振控制操作聯(lián)動(dòng)或與緊急停車聯(lián)動(dòng)。系統(tǒng)要求：2021/5/980當(dāng)轉(zhuǎn)速可調(diào)時(shí)，降低運(yùn)行轉(zhuǎn)速，可使流量減少而不致進(jìn)入喘振狀態(tài)，但出口壓力隨之降低。開(kāi)大入口閥，提高壓縮機(jī)入口流量，讓壓縮機(jī)的工作點(diǎn)離開(kāi)喘振區(qū)。降低后部系統(tǒng)的壓力。壓力降低，工作點(diǎn)下移，喘振區(qū)范圍變窄，工作范圍變寬。后部系統(tǒng)壓力無(wú)法降低而生產(chǎn)需求流量又很小的情況下，可開(kāi)大壓縮機(jī)防喘振閥（放空系統(tǒng)或?qū)⒊隹诓糠只亓鞯饺肟冢﹣?lái)提高入口流量，讓壓縮機(jī)的工作點(diǎn)離開(kāi)喘振區(qū)。操作要求：2021/5/981產(chǎn)生原因：流量增大，氣流的沖角達(dá)到較大的負(fù)沖角，在葉片工作面上發(fā)生邊界層分離，葉片做功全部轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰繐p失，壓力不再升高，僅用于維持在該流量下流動(dòng)；在流道最小截面處出現(xiàn)了聲速，邊界層分離區(qū)急劇擴(kuò)大，壓縮機(jī)達(dá)到了阻塞工況，此時(shí)壓力得不到提高，流量不再增大。（3）壓縮機(jī)的堵塞工況（最大流量工況）2021/5/982在性能曲線上，處于喘振工況和阻塞工況之間的區(qū)域，稱為穩(wěn)定工作范圍。衡量壓縮機(jī)性能好壞，除要求有較高的壓力比和較高的效率外，還有較寬的穩(wěn)定工作范圍。（4）壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)2021/5/9834.2壓縮機(jī)的性能曲線（1）級(jí)數(shù)對(duì)壓縮機(jī)性能的影響2021/5/984級(jí)與多級(jí)壓縮機(jī)的性能曲線形狀基本一致。由于受逐級(jí)氣流密度的變化與影響，級(jí)數(shù)愈多，密度變化越大，壓縮機(jī)的性能曲線愈陡，喘振流量愈大，堵塞流量愈小，穩(wěn)定工況區(qū)也就越窄。多級(jí)離心式壓縮機(jī)穩(wěn)定工況區(qū)的寬窄，主要取決于最后幾級(jí)的特性。2021/5/985（2）轉(zhuǎn)速對(duì)壓縮機(jī)性能的影響轉(zhuǎn)速增大時(shí)，壓縮機(jī)的壓力比將顯著增加。轉(zhuǎn)速增大時(shí)，氣流馬赫數(shù)增大，這時(shí)流量若偏離設(shè)計(jì)工況，就會(huì)使損失大大增加，性能曲線變陡，使穩(wěn)定工況范圍變窄。壓縮機(jī)只能在喘振界限右邊正常工作。2021/5/986一定轉(zhuǎn)速下，增大流量，壓縮機(jī)的壓力比將下降；反之則上升。一定轉(zhuǎn)速下，如流量為設(shè)計(jì)流量時(shí)，壓縮機(jī)效率達(dá)最高值。當(dāng)流量大于或小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，壓縮機(jī)效率都下降。2021/5/987壓縮機(jī)的性能曲線左端受到喘振工況的限制，右端受到堵塞工況的限制，在這兩者之間的區(qū)域?yàn)閴嚎s機(jī)穩(wěn)定工況區(qū)。穩(wěn)定工況區(qū)的寬窄，是衡量壓縮機(jī)性能的重要指標(biāo)之一。壓縮機(jī)級(jí)數(shù)越多，則氣體密度越大，性能曲線越陡，穩(wěn)定工況區(qū)越窄。轉(zhuǎn)速越高，壓力比越大，但性能曲線越陡、穩(wěn)定工況區(qū)越窄。隨著轉(zhuǎn)速的增高，壓縮機(jī)的性能曲線向大流量、高壓力方向轉(zhuǎn)移。2021/5/988（3）氣體和進(jìn)氣溫度對(duì)壓縮機(jī)性能的影響如進(jìn)氣溫度Ts不變，在相同容積流量Qs下(此時(shí)Hpol也基本對(duì)應(yīng)相等)，壓縮重的氣體(R小的氣體)所得到的壓力比較大；反之，壓縮輕的氣體，所得的較小。假設(shè)壓縮的是同一種氣體介質(zhì)，進(jìn)氣溫度較高的氣體，其ε—Qs曲線在下方，進(jìn)氣溫度較低的性能曲線在上方。2021/5/989§5離心式壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)2021/5/990管網(wǎng)性能曲線:

指通過(guò)管網(wǎng)的氣體流量與保證這個(gè)流量通過(guò)管網(wǎng)所需要的壓力之間的關(guān)系曲線，即p=f（Q）曲線。每一種管網(wǎng)都有自己的特性曲線，其決定于管網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)和用戶要求。有三種形式：管網(wǎng)阻力與流量無(wú)關(guān)；二次曲線；上面兩種形式的混合。5.1管網(wǎng)性能曲線2021/5/991管網(wǎng)阻力與流量無(wú)關(guān)；可用表示的二次曲線；上面兩種形式的混合：QsQsAQs2QsAQs22021/5/9925.2離心式壓縮機(jī)的工作點(diǎn)壓縮機(jī)和管網(wǎng)的性能協(xié)調(diào)，處于穩(wěn)定操作的工作點(diǎn)具有兩個(gè)條件；壓縮機(jī)的排氣量等于管網(wǎng)的進(jìn)氣量；壓縮機(jī)提供的背壓等于管網(wǎng)所需的端壓。所以這個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)一定是壓縮機(jī)性能曲線與管網(wǎng)性能曲線之交點(diǎn)。2021/5/993調(diào)節(jié)的目的：使壓縮機(jī)適應(yīng)變工況下操作，保持生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。調(diào)節(jié)的方法：等壓調(diào)節(jié)（保持排氣壓力不變，只改變氣體流量的調(diào)節(jié)）和等流量調(diào)節(jié)（保持氣體流量不變，只改變排氣壓力的調(diào)節(jié)）。調(diào)節(jié)原理：設(shè)法改變壓縮機(jī)的性能曲線和改變管網(wǎng)性能曲線，其實(shí)質(zhì)是改變壓縮機(jī)的工況點(diǎn)。5.3離心式壓縮機(jī)工況的調(diào)節(jié)2021/5/994（1）壓縮機(jī)出口節(jié)流調(diào)節(jié)

方法：調(diào)節(jié)壓縮機(jī)出口管道中節(jié)流閥門(mén)的開(kāi)度。特點(diǎn)：改變管網(wǎng)阻力特性曲線；減小閥門(mén)開(kāi)度，減小流量，反之亦然；閥門(mén)關(guān)小，管網(wǎng)阻力損失增大，系統(tǒng)效率降低；方法簡(jiǎn)單，操作方便。僅在風(fēng)機(jī)和小型壓縮機(jī)上采用。2021/5/995（2）壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)進(jìn)口管道中閥門(mén)開(kāi)度。特點(diǎn)：比出口節(jié)流調(diào)節(jié)節(jié)省功率；

改變壓縮機(jī)性能曲線的位置，達(dá)到調(diào)節(jié)輸送氣體的流量和壓力的目的；壓縮機(jī)性能曲線向小流量方向移動(dòng)，使其在更小流量下穩(wěn)定運(yùn)行。帶來(lái)一定壓力損失使排氣壓力降低。簡(jiǎn)便常用的方法。

2021/5/996（3）改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法：利用原動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)速。特點(diǎn)：改變壓縮機(jī)性能曲線位置；流量和壓力的變化較大，擴(kuò)大了穩(wěn)定工況范圍；經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的方法，不增加附加能量損失，不需改變壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)，但驅(qū)動(dòng)機(jī)必須是可調(diào)速的。2021/5/997（4）采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)（又稱進(jìn)氣預(yù)旋調(diào)節(jié)）

方法：在葉輪之前設(shè)置進(jìn)口導(dǎo)葉，并用專門(mén)機(jī)構(gòu)，使各個(gè)葉片繞自身的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變導(dǎo)向葉片的角度，使葉輪進(jìn)口氣流產(chǎn)生預(yù)旋。分為正預(yù)旋和負(fù)預(yù)旋。特點(diǎn)：改變壓縮機(jī)性能曲線；經(jīng)濟(jì)性好于進(jìn)出口節(jié)流調(diào)節(jié)；機(jī)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用不多，一般只在風(fēng)機(jī)上使用。正預(yù)旋角越大，曲線越陡2021/5/9982021/5/999（5）采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)壓器葉片調(diào)節(jié)方法：改變擴(kuò)壓器葉片的進(jìn)口角，來(lái)適應(yīng)流角。特點(diǎn)：改變壓縮機(jī)性能曲線；擴(kuò)大了穩(wěn)定工作范圍喘振流量減小，對(duì)于等壓下調(diào)節(jié)流量有利；壓力、效率變化小，很少單獨(dú)使用；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)復(fù)雜。應(yīng)用不多。2021/5/9100（6）三種調(diào)節(jié)方法的經(jīng)濟(jì)性比較及聯(lián)合采用兩種調(diào)節(jié)

（1）進(jìn)口節(jié)流、進(jìn)氣預(yù)旋和改變轉(zhuǎn)速比較，改變轉(zhuǎn)速最為經(jīng)濟(jì)。（2）兩種方法聯(lián)合使用例如：改變轉(zhuǎn)速和改變擴(kuò)壓器葉片角度，穩(wěn)定工作范圍擴(kuò)大。2021/5/9101改變轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法，經(jīng)濟(jì)性最好，調(diào)節(jié)范圍廣，適用于蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)方法，方法簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性較好，且具有一定的調(diào)節(jié)范圍，在轉(zhuǎn)速固定的壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等采用。轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方法，調(diào)節(jié)范圍較廣，經(jīng)濟(jì)性也好，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)壓器葉片調(diào)節(jié)方法，使壓縮機(jī)性能曲線平移，對(duì)減小喘振流量，擴(kuò)大穩(wěn)定工作范圍很有效，經(jīng)濟(jì)性也好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前該法很少單獨(dú)采用，有時(shí)同轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法聯(lián)合使用。出口節(jié)流調(diào)節(jié)方法最簡(jiǎn)單，但經(jīng)濟(jì)性最差，目前只在通風(fēng)機(jī)和小功率的壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)上使用。同時(shí)采用兩種調(diào)節(jié)方法，可取長(zhǎng)補(bǔ)短，最有效地?cái)U(kuò)大壓縮機(jī)的穩(wěn)定工作范圍。（7）對(duì)上述調(diào)節(jié)方法做一綜合比較：2021/5/91025.4壓縮機(jī)的串聯(lián)與并聯(lián)串聯(lián)：增大氣流的排出壓力；并聯(lián)：增大氣流的輸送流量。不適于管網(wǎng)阻力較大的系統(tǒng)。要求：需保證壓縮機(jī)的特性與管網(wǎng)特性相互匹配，防止使用不當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題。串聯(lián)和并聯(lián)操作適用于流量或壓力需長(zhǎng)時(shí)間增加的操作，在風(fēng)機(jī)或離心泵中使用普遍，在壓縮機(jī)不常應(yīng)用。2021/5/9103當(dāng)壓縮機(jī)串聯(lián)工作時(shí)：兩臺(tái)壓縮機(jī)的質(zhì)量流量G應(yīng)相等，對(duì)應(yīng)的進(jìn)口體積流量應(yīng)滿足的關(guān)系。兩臺(tái)壓縮機(jī)串聯(lián)后，總的性能曲線要比單機(jī)陡。為了保證合適的穩(wěn)定工作范圍，一般要求第二臺(tái)壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)最好比第一臺(tái)寬。由于壓縮機(jī)的串聯(lián)增加了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性，因此很少采用。一般在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使一臺(tái)壓縮機(jī)就能滿足壓力要求。壓縮機(jī)的并聯(lián)常用于以下情況：(1)必須增加輸氣量，而又不需要對(duì)現(xiàn)有的壓縮機(jī)作重新改造；(2)氣體用量很大，用一臺(tái)壓縮機(jī)可能尺寸過(guò)大或制造上有困難，這時(shí)應(yīng)考慮兩臺(tái)小的壓縮機(jī)并聯(lián)供氣；(3)用戶的用氣量經(jīng)常變動(dòng)，這時(shí)用兩臺(tái)機(jī)器并聯(lián)，一臺(tái)作為主要工作機(jī)，另一臺(tái)作輔機(jī)。2021/5/91046.1相似理論的應(yīng)用價(jià)值按照性能良好的模型級(jí)或機(jī)器，快速設(shè)計(jì)出性能良好的新機(jī)器；將模型化試驗(yàn)的結(jié)果，換算成設(shè)計(jì)條件或使用條件下的機(jī)器性能；相似的機(jī)器可用通用性能曲線表示其性能；使產(chǎn)品系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造，也利于產(chǎn)品的選型使用。利用相似理論中的一些規(guī)律，與試驗(yàn)結(jié)合，有效解決一些復(fù)雜過(guò)程的研究和設(shè)計(jì)問(wèn)題：大致有以下四方面用途：相似理論的主要任務(wù)在于揭示滿足相似所需的足夠條件，包括找出決定流動(dòng)相似的相似準(zhǔn)數(shù)。在離心式壓縮機(jī)中的應(yīng)用有重要意義?！?相似原理在離心式壓縮機(jī)中的應(yīng)用2021/5/9105對(duì)于離心壓縮機(jī)的相似原理，主要是研究氣體在機(jī)內(nèi)接受葉輪外功，進(jìn)行能量交換過(guò)程中的流動(dòng)相似問(wèn)題。為簡(jiǎn)化討論，僅研究理想氣體在一元穩(wěn)定流動(dòng)中的流動(dòng)相似。6.2離心壓縮機(jī)流動(dòng)相似應(yīng)具備的條件流動(dòng)相似：流體流經(jīng)幾何相似的通道或機(jī)器時(shí)，其任意對(duì)應(yīng)點(diǎn)上同名物理量比值相等，就可認(rèn)為機(jī)器的流動(dòng)性能相似。相似條件：幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似、熱力相似。為了保證兩機(jī)流動(dòng)相似必須具備的相似條件：2021/5/9106對(duì)于離心壓縮機(jī)要保持兩機(jī)流動(dòng)相似必須具備的條件：（1）幾何相似：兩機(jī)通流部件對(duì)應(yīng)的線性尺寸之比為常數(shù)，對(duì)應(yīng)角度相等。即：幾何相似是物理現(xiàn)象相似的先決條件。2021/5/91072021/5/9108（2）運(yùn)動(dòng)相似：流動(dòng)過(guò)程中兩機(jī)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的同名速度大小成比例，且為一常數(shù)，速度方向角相同。即實(shí)際上一般只要求葉輪進(jìn)口速度三角形對(duì)應(yīng)相似就滿足運(yùn)動(dòng)相似的要求。2021/5/9109（3）動(dòng)力相似：指兩機(jī)對(duì)應(yīng)點(diǎn)上作用的同名力大小成比例，且為一常數(shù)，力的方向?qū)?yīng)相同。判別動(dòng)力相似的判據(jù)是動(dòng)力相似準(zhǔn)數(shù)：表示粘性影響的決定性準(zhǔn)數(shù)是雷諾數(shù)；表示可壓縮性影響的決定性準(zhǔn)數(shù)是馬赫數(shù)。離心式壓縮機(jī)的雷諾數(shù)往往大于臨界值（5×106～107），摩阻系數(shù)近似常數(shù)，可不考慮。2021/5/9110

在氣體壓縮過(guò)程中，氣體參數(shù)的變化受氣體可壓縮性的影響，隨馬赫數(shù)的增大，其影響愈加顯著。所以，要保持兩機(jī)流動(dòng)相似，各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的馬赫數(shù)應(yīng)相等。為了簡(jiǎn)化以不隨工況改變的機(jī)器特征馬赫數(shù)代替第一級(jí)進(jìn)口馬赫數(shù)，即動(dòng)力相似的條件是兩機(jī)的特征馬赫數(shù)相等。2021/5/9111（4）熱力相似：指氣體在兩機(jī)內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程中，氣體的熱力過(guò)程相似，即兩機(jī)的氣體等熵指數(shù)應(yīng)相等。等熵指數(shù)相等是兩機(jī)相似的必需條件。若k相等，還可證明兩機(jī)多變指數(shù)m相等，多變效率ηpol相等。多變指數(shù)系數(shù)多變效率2021/5/9112所以，要保持兩臺(tái)離心壓縮機(jī)流動(dòng)完全相似，必須具備以下相似條件：幾何相似；葉輪進(jìn)口速度三角形相似；特征馬赫數(shù)相等；氣體等熵絕熱指數(shù)相等。2021/5/91136.3離心式壓縮機(jī)的性能換算（1）符合相似條件的性能換算（完全相似）兩臺(tái)機(jī)器符合相似條件時(shí)，只要知道一臺(tái)機(jī)器的性能參數(shù)，就可應(yīng)用相似換算得到另一臺(tái)機(jī)器的性能參數(shù)。解決的問(wèn)題：將模型機(jī)試驗(yàn)條件下的性能參數(shù)，換算成實(shí)物機(jī)設(shè)計(jì)條件時(shí)的性能參數(shù)；新設(shè)計(jì)制造的機(jī)器在產(chǎn)品試驗(yàn)條件下的性能參數(shù)，換算成產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的性能參數(shù)。2021/5/9114壓力比關(guān)系多變效率關(guān)系能量頭關(guān)系功率關(guān)系轉(zhuǎn)速關(guān)系流量關(guān)系2021/5/9115(2)?；O(shè)計(jì)模化設(shè)計(jì)：把一臺(tái)已有性能良好的壓縮機(jī)作為樣機(jī)（模型機(jī)），設(shè)計(jì)一臺(tái)完全相似的新機(jī)器（實(shí)物機(jī)）的過(guò)程。設(shè)計(jì)過(guò)程：選擇合適的?；瘶訖C(jī)和?；c(diǎn)；確定幾何尺寸的縮放比；確定新機(jī)器的轉(zhuǎn)速；確定功率；根據(jù)模型機(jī)的性能曲線，利用上述符合相似條件的性能參數(shù)換算有關(guān)公式，得到新機(jī)器的性能曲線。2021/5/9116§7離心式壓縮機(jī)中的主要零部件7.1

葉輪葉輪是主要的做功元件，它將外界（原動(dòng)機(jī)）的能量傳遞給氣體，使氣體增壓。（1）葉輪組成及種類：按葉輪結(jié)構(gòu)型式閉式葉輪：性能好、效率高；由于輪蓋的影響，葉輪圓周速度受到限制。半開(kāi)式葉輪：效率較低，強(qiáng)度較高。雙面進(jìn)氣葉輪：適用于大流量，且軸向力平衡好。2021/5/9117閉式葉輪半開(kāi)式葉輪雙面進(jìn)氣葉輪2021/5/9118按葉輪葉片型式后彎型葉輪：βA2＜90°，級(jí)效率高，穩(wěn)定工作范圍寬。徑向型葉輪：

βA2

＝90°，性能介于后彎型和前彎型之間。前彎型葉輪：

βA2＞90°，級(jí)效率較低，穩(wěn)定工作范圍窄。2021/5/9119葉片離角βA2對(duì)理論揚(yáng)程的影響βA2增加時(shí)，Ht∞也增加。后彎葉片前彎葉片徑向葉片2021/5/9120βA2＝90°時(shí)：Hd∞＝1/2Ht∞

徑向葉片；βA2＜90°時(shí)：ρ∞＞1/2后彎葉片；βA2＞90°時(shí)：ρ∞＜1/2前彎葉片反作用度：反映靜揚(yáng)程在理論揚(yáng)程中所占的比例2021/5/91212021/5/9122（2）葉片安裝角

葉片入口安裝角βA1的確定是從避免氣體進(jìn)入葉道時(shí)產(chǎn)生沖擊損失考慮的，即在設(shè)計(jì)工況下，基本上應(yīng)等于入口氣流相對(duì)速度方向角β1。

βA1不能過(guò)小(≮15°)，否則葉道將過(guò)長(zhǎng)，會(huì)增流動(dòng)損失。一般取30°～34°。在多級(jí)壓縮機(jī)中，為了便于設(shè)計(jì)及加工，常對(duì)同一段葉輪取同一個(gè)βA1值。葉片出口安裝角βA2一般＝16°～40°，最常用的是20°～30°。2021/5/9123（3）流量系數(shù)流量系數(shù)是一個(gè)隨壓縮機(jī)氣量變化而變化的氣動(dòng)參數(shù)，要選擇的是設(shè)計(jì)工況下的流量系數(shù)。的取值合理與否對(duì)級(jí)的能頭及效率影響很大。從歐拉方程式當(dāng)取較小時(shí)，HT較大。為了保證級(jí)的能頭不至于太小，應(yīng)該選取較小的值。但因?yàn)槿~道中的氣流受軸向渦流和曲線形通道造成的離心慣性力影響，氣流分布是不均勻的，為了不使低速處的氣流速度小到零，甚至為負(fù)值(倒流)，就必須保證葉道中具有足夠大的平均速度，因此太小也不利。葉道中氣流的不均勻程度隨βA2增大而增大，因此流量系數(shù)的適宜值也就隨βA2的增大而增大。2021/5/9124不同型式葉輪的流量系數(shù)推薦值2021/5/9125（4）葉輪相對(duì)寬度b2/D2葉輪寬度b2與進(jìn)氣量、葉輪直徑以及所選擇的流量系數(shù)均有關(guān)系。在葉輪直徑一定的情況下，大流量要求b2大，小流量則b2小。如b2／D2過(guò)大，葉道中氣速分布嚴(yán)重不均勻，容易出現(xiàn)邊界層分離，導(dǎo)致葉輪及擴(kuò)壓器效率下降。若b2／D2過(guò)小，則葉道水力半徑減小，Re數(shù)減小而使摩擦系數(shù)增大。若b2／D2過(guò)小，輪阻損失及泄漏損失增大，級(jí)效率下降。試驗(yàn)表明0.025<b2／D2<0.065較合適。對(duì)徑向葉片型葉輪宜取較小值，對(duì)后彎葉片型葉輪取偏大值。2021/5/9126（5）葉輪直徑比D1/D2葉輪入口直徑與出口直徑之比D1／D2過(guò)大或過(guò)小都會(huì)降低氣流在葉輪中的流動(dòng)效率。若D1／D2過(guò)大，則會(huì)增加葉道的擴(kuò)張角，容易造成邊界層分離，同時(shí)還會(huì)使()減小，不能充分利用葉輪給氣體的旋轉(zhuǎn)慣性力來(lái)提高氣體靜壓，降低了級(jí)效率。若D1／D2過(guò)小，則使葉道過(guò)長(zhǎng)，摩擦阻力損失增加，也影響效率。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，一般認(rèn)為D1／D2=0.45～0.65較合適。2021/5/9127（6）葉輪葉片型線葉片一般有圓弧型、直線型、機(jī)翼型及扭曲型等。一般多采用圓弧型，因?yàn)樗庸し奖?，且性能較好。2021/5/9128（7）葉片數(shù)z葉輪中的葉片起著對(duì)氣體作功、并引導(dǎo)氣體作有效流動(dòng)的作用。葉片太少，有效導(dǎo)流作用弱，軸向渦流的強(qiáng)度增加，使能量頭HT減小。葉片過(guò)少，還會(huì)增大擴(kuò)張角，使級(jí)效率降低。若葉片數(shù)太多，將使葉片阻塞系數(shù)τ1及τ2減小，增加摩擦損失，對(duì)HT及η都不利。對(duì)于βA2大的葉輪，葉片數(shù)z應(yīng)多取些，以限制其擴(kuò)張角；而對(duì)于βA2小的葉輪，葉片數(shù)z應(yīng)取少些，以減少摩擦損失。一般取14～32片。2021/5/9129（8）三元葉輪的應(yīng)用為滿足離心壓縮機(jī)對(duì)增大流量、提高效率、提高單級(jí)壓力比，并具有較寬的變工況范圍的要求，研制開(kāi)發(fā)了三元葉輪。三元葉輪特點(diǎn)：葉片既彎又扭，氣流參數(shù)變化均勻；液流流動(dòng)更加符合實(shí)際情況；多變效率達(dá)80%～86%；變工況的工作范圍寬。2021/5/9130葉輪出口的氣流絕對(duì)速度較大，為了提高級(jí)的增壓比和效率，設(shè)置了擴(kuò)壓器使氣流降速增壓。無(wú)葉擴(kuò)壓器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，級(jí)變工況較好，穩(wěn)定工作范圍寬。隔板直徑大。葉片擴(kuò)壓器：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率高，隔板直徑小。變工況性能差，穩(wěn)定工作范圍窄。7.2

擴(kuò)壓器2021/5/9131（1）無(wú)葉擴(kuò)壓器

結(jié)構(gòu)和工作原理：無(wú)葉擴(kuò)壓器通常是由兩個(gè)平行壁面構(gòu)成的環(huán)形通道所組成。從葉輪中流出的氣體，經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓器通道時(shí)，由于通道截面面積逐漸增大，速度逐漸降低，而壓力逐漸升高。2021/5/9132對(duì)擴(kuò)壓器進(jìn)口截面3—3和擴(kuò)壓器出口截面4—4間的伯努利方程：動(dòng)能減小壓力能增加流動(dòng)損失2021/5/9133幾何參數(shù)：無(wú)葉擴(kuò)壓器直徑比是按氣流在擴(kuò)壓器中的減速需要來(lái)確定的。氣流速度比c4/c2大致與直徑比D4/D2成反比，即:要擴(kuò)壓器充分?jǐn)U壓，勢(shì)必加大擴(kuò)壓器外徑。為了減小分離損失，擴(kuò)壓程度不能太大。由于無(wú)葉擴(kuò)壓器是依靠直徑增大來(lái)擴(kuò)壓的，所以一般限制D4/D2≤1.50~1.70。無(wú)葉擴(kuò)壓器的D3一般稍大于D2，通常D3＝(1.03～1.12)D2，當(dāng)D2大時(shí)，系數(shù)可取小值。2021/5/9134無(wú)葉擴(kuò)壓器的特點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定工況范圍大。通用性好，只要擴(kuò)壓器的D3及b3合適，可用于不同的的葉輪。當(dāng)進(jìn)入擴(kuò)壓器的氣流速度c3超音速時(shí)，在擴(kuò)壓器內(nèi)也不會(huì)形成激波。2021/5/9135無(wú)葉擴(kuò)壓器的缺點(diǎn)：要增加擴(kuò)壓效果，必然要盡量加大直徑，這就加大了機(jī)器的徑向尺寸。因?yàn)闅饬鞣较蚪腔静蛔儯虼肆鲃?dòng)軌跡較長(zhǎng)，摩擦損失較大，故設(shè)計(jì)工況下效率低于葉片擴(kuò)壓器，α角愈小則效率愈低。因此，一般要求氣流角α2不小于18°。2021/5/9136（2）葉片擴(kuò)壓器

結(jié)構(gòu)和工作原理：在無(wú)葉擴(kuò)壓器的環(huán)形通道中，均勻安裝葉片，就成為葉片擴(kuò)壓器。在葉片擴(kuò)壓器內(nèi)葉道中的氣流受到葉片的引導(dǎo)，迫使氣流沿著葉片方向運(yùn)動(dòng)。氣體在葉道中的運(yùn)動(dòng)軌跡α＝αA。由于擴(kuò)壓器葉片安置角是由進(jìn)口向出口逐漸增加的，即αA3＜αA＜αA4。因此氣流在葉片擴(kuò)壓器中流動(dòng)時(shí)，氣流方向角也是不斷增加的，即α3＜αA＜α42021/5/9137葉片擴(kuò)壓器的特點(diǎn)：擴(kuò)壓程度大而尺寸小。葉片擴(kuò)壓器中的氣流由于受到葉片的引導(dǎo)，使得流道短，流動(dòng)損失小。在設(shè)計(jì)工況下，葉片擴(kuò)壓器的效率一般要比無(wú)葉擴(kuò)壓器高3～5％。葉片擴(kuò)壓器的缺點(diǎn)：在工況偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，由于α3與αA3不一致，產(chǎn)生沖擊損失，使級(jí)效率下降較多。當(dāng)沖角增大到一定值后，會(huì)因發(fā)生強(qiáng)烈的分離現(xiàn)象而導(dǎo)致壓縮機(jī)喘振。因此，安有葉片擴(kuò)壓器的級(jí)或壓縮機(jī)的性能曲線較陡，穩(wěn)定工況區(qū)較窄。2021/5/91387.3

彎道和回流器為了把擴(kuò)壓器后的氣體引導(dǎo)到下一級(jí)去進(jìn)一步增壓，在擴(kuò)壓器后設(shè)置了彎道和回流器。截面4－4至截面5－5為彎道；截面5－5至6－6為回流器2021/5/9139

彎道一般不安裝葉片，氣體如同在無(wú)葉擴(kuò)壓器中流動(dòng)一樣，在彎道中流動(dòng)也遵循質(zhì)量守恒和動(dòng)量矩不變的原理。氣體從擴(kuò)壓器出來(lái)后經(jīng)彎道拐180°彎進(jìn)入回流器。由于氣體進(jìn)入回流器仍具有繞葉輪軸線的旋繞運(yùn)動(dòng)，為了保證下一級(jí)葉輪入口軸向進(jìn)氣，回流器必須裝葉片，葉片數(shù)一般有12～18片。2021/5/91407.4

排氣室排氣室是把從擴(kuò)壓器或者葉輪(無(wú)擴(kuò)壓器時(shí))出來(lái)的氣體匯集起來(lái)，引到機(jī)外輸氣管道或冷卻器中去，并把較高的氣流速度降低至排氣室出口的氣流速度，使氣體壓力進(jìn)一步提高。2021/5/91417.5

軸向力及平衡裝置（1）轉(zhuǎn)子的軸向力由于葉輪的輪盤(pán)和輪蓋兩側(cè)所受的氣體作用力不同，相互抵消后，還會(huì)剩下一部分軸向力作用于轉(zhuǎn)子，所有葉輪軸向力之代數(shù)和就是整個(gè)轉(zhuǎn)子的氣體軸向推力。軸向力作用方向一般是從高壓端向低壓端。轉(zhuǎn)子的軸向推力經(jīng)平衡后，剩下的軸向推力由推力軸承來(lái)承擔(dān)，如果推力過(guò)大，會(huì)影響軸承壽命，甚至損壞機(jī)器。2021/5/9142向左的軸向推力為F2，葉輪總的向左的軸向推力為：右圖為閉式葉輪側(cè)面的受力情況。向右的軸向力由F0和F1組成，其中：2021/5/9143

上式是由假定D1、D2兩側(cè)的壓力相等得到的，但實(shí)際上，輪蓋側(cè)與輪盤(pán)側(cè)間隙中的流體流動(dòng)方向相反，流速不同，壓力分布也不同：對(duì)輪蓋側(cè)而言，流體由外徑側(cè)向內(nèi)徑側(cè)流動(dòng)，使間隙中的流體圓周速度增加而壓力下降，流動(dòng)損失較大，又使壓力下降；輪盤(pán)側(cè)情況相反。這樣產(chǎn)生一個(gè)附加軸向力。2021/5/9144則總軸向力：2021/5/9145可以看出：葉輪的壓力比越高，即葉輪出口和進(jìn)口的壓力差越大，軸向推力越大，反之就越?。粶p小輪蓋密封直徑Ds，可使軸向推力減少。如果氣體壓力不高，密度較小，可以忽略離心力的影響和附加軸向力影響，如取，則總軸向力可簡(jiǎn)化為：2021/5/9146（2）軸向推力的平衡方法葉輪對(duì)置或分段對(duì)置它是多級(jí)離心式壓縮機(jī)最常用的軸向力平衡方法。缺點(diǎn)：管系布置復(fù)雜。2021/5/91472021/5/9148平衡盤(pán)裝置（平衡活塞）結(jié)構(gòu)：平衡盤(pán)一般裝在高壓端，外緣與氣缸間設(shè)有迷宮式密封，使平衡盤(pán)兩側(cè)保持壓力差，一側(cè)是高壓氣體，另一側(cè)接轉(zhuǎn)子的第一級(jí)入口，使氣體壓力接近于進(jìn)氣壓力。作用原理：平衡盤(pán)兩側(cè)的壓力差作用在平衡盤(pán)上，產(chǎn)生一個(gè)軸向力，方向正好和葉輪的軸向力相反?？梢耘渲肈sP和DaP使轉(zhuǎn)子軸向力的大部分得到平衡。特點(diǎn)：平衡盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不影響氣體管線的布置，應(yīng)用極為普遍。2021/5/9149葉輪背面加筋作用原理：葉輪背面的筋使葉輪相當(dāng)于半開(kāi)式葉輪，在葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶筋時(shí)葉輪背面靠近內(nèi)徑處的壓力顯著下降。特點(diǎn)：合理選擇筋的長(zhǎng)度，可將葉輪的部分軸向力平衡掉。這種方法在介質(zhì)密度較大時(shí)，效果更為明顯。2021/5/91507.6

軸承軸承的分類：滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，效率高，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，具有優(yōu)良的互換性和通用性，大多數(shù)類型的軸承能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，軸向尺寸較小，易于潤(rùn)滑、維護(hù)及保養(yǎng)。缺點(diǎn)：徑向尺寸較大，在高速、重載荷條件下工作時(shí)，壽命短，振動(dòng)及噪音較大。2021/5/9151工作原理：利用軸頸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將潤(rùn)滑油帶入軸頸與軸承瓦之間的間隙而產(chǎn)生油膜壓力，以支承軸頸所加的載荷。優(yōu)點(diǎn)：滑動(dòng)軸承的承載能力大，回轉(zhuǎn)精度高，潤(rùn)滑油膜具有抗沖擊作用，在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械上獲得廣泛應(yīng)用。分類：按承受載荷的方向不同滑動(dòng)軸承分為徑向軸承和推力軸承。（1）滑動(dòng)軸承工作原理滑動(dòng)軸承2021/5/9152轉(zhuǎn)速越高，油粘度越大，被帶進(jìn)的油越多，油膜壓強(qiáng)越大，承受的載荷就越大。油的粘度過(guò)大，會(huì)使油分布不均勻，增加摩擦損失，不能保持良好的潤(rùn)滑效果。軸承間隙過(guò)大，對(duì)油膜形成不利，并增大油耗。軸承間隙過(guò)小，油量不足，不能滿足軸承冷卻要求。軸承油膜的形成和油膜壓強(qiáng)的大小受軸的轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油粘度、軸承間隙、軸承負(fù)荷、軸承結(jié)構(gòu)等因素的影響。2021/5/9153（2）半速渦動(dòng)和油膜振蕩半速渦動(dòng)當(dāng)外界干擾使軸頸中心瞬時(shí)偏離平衡位置，由O’移至O”，油膜合力W’和載荷G不再大小相等、方向相反，而是形成一個(gè)合力ΔF，其分量ΔFx推動(dòng)軸頸趨向返回O’，分量ΔFy推動(dòng)軸頸繞平衡位置O’渦動(dòng)2021/5/9154渦動(dòng)的特點(diǎn)：渦動(dòng)角速度約為轉(zhuǎn)子角速度的一半或稍低，故稱之為半速渦動(dòng)；渦動(dòng)與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相同；渦動(dòng)一旦產(chǎn)生，就在相當(dāng)廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)持續(xù)下去，而且始終保持半速。2021/5/9155渦動(dòng)可能的三種情況：收斂的，油膜阻尼力大于推動(dòng)力。穩(wěn)定的，油膜推動(dòng)力做功與阻尼力吸收的功相等，只要O”距O’在允許范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，則無(wú)危害。發(fā)散的，油膜推動(dòng)力大于阻尼力，危險(xiǎn)。2021/5/9156油膜振蕩

臨界轉(zhuǎn)速若轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角速度與轉(zhuǎn)子彎曲振蕩的固有圓周頻率相重合，則轉(zhuǎn)子發(fā)生強(qiáng)烈的共振導(dǎo)致轉(zhuǎn)子破壞，轉(zhuǎn)子與此相應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。一旦轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)離臨界轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)不發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)。轉(zhuǎn)子彎曲振動(dòng)的臨界轉(zhuǎn)速可有1、2……i階個(gè)。但實(shí)際轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速不會(huì)太大，所以關(guān)注1、2階臨界轉(zhuǎn)速。2021/5/9157

臨界轉(zhuǎn)速對(duì)剛性轉(zhuǎn)子：對(duì)柔性轉(zhuǎn)子：為防止軸承油膜振蕩：2021/5/9158油膜振蕩輕轉(zhuǎn)子油膜振蕩的發(fā)展過(guò)程當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高到二倍于一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，半速渦動(dòng)的角速度恰好等于一階臨界轉(zhuǎn)速ωc1，則轉(zhuǎn)子－軸承等發(fā)生共振性振蕩，稱為油膜振蕩。輕載、中載、重載轉(zhuǎn)子發(fā)生半速渦動(dòng)和油膜振蕩的起始轉(zhuǎn)速隨振幅的大小是不同的。有的重載轉(zhuǎn)子不出現(xiàn)半速渦動(dòng)，而在轉(zhuǎn)速超過(guò)2ωc1的某更大轉(zhuǎn)速直接發(fā)生油膜振蕩。2021/5/9159油膜振蕩一旦產(chǎn)生，其振蕩頻率就趨近并保持一階臨界轉(zhuǎn)速的頻率不變，不再隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的升高而變化。油膜振蕩的振幅比半速渦動(dòng)的振幅大得多，有毀壞機(jī)器的危險(xiǎn)。為避免油膜振蕩，要求工作轉(zhuǎn)速小于二階臨界轉(zhuǎn)速。2021/5/9160防止油膜振蕩的方法：提高轉(zhuǎn)子剛度，即提高轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速。但多級(jí)壓縮機(jī)多用高速輕載柔性轉(zhuǎn)子，提高剛度較困難。采用抑振性能良好的軸承，改變軸承的結(jié)構(gòu)或參數(shù)。2021/5/9161（3）徑向支持軸承徑向軸承指承受徑向載荷的軸承。其結(jié)構(gòu)分為軸瓦、軸承座、墊圈等。軸瓦的瓦塊一般用鋼材內(nèi)澆一層1～3mm厚的巴氏合金制成，軸瓦的底部有進(jìn)油孔，可使?jié)櫥瓦M(jìn)入軸瓦，形成油膜，支持轉(zhuǎn)軸，同時(shí)帶走產(chǎn)生的熱量。（1）普通的圓柱軸承（2）橢圓軸承（3）多油葉軸承（4）多油楔軸承（5）可傾瓦軸承2021/5/9162巴氏合金巴氏合金是最廣為人知的軸承材料，由美國(guó)人巴比特發(fā)明而得名，因其呈白色，又稱白合金。具有減摩特性的錫基巴氏合金和鉛基巴氏合金是唯一適合相對(duì)于低硬度軸轉(zhuǎn)動(dòng)的材料，與其它軸承材料相比，具有更好的適應(yīng)性和壓入性，廣泛用于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械。2021/5/9163巴氏合金巴氏合金的主要成分是錫（Sn）、鉛（Pb）、銻（Sb）、銅（Cu）。銻和銅用以提高合金強(qiáng)度和硬度。在所有這些合金系中，銻和銅均作為重要的合金化元素和硬化元素，而且其結(jié)構(gòu)是由硬的、彌散于軟基質(zhì)中的金屬間化合物組成。2021/5/9164巴氏合金巴氏合金的組織特點(diǎn)：在軟相基體上均勻分布著硬相質(zhì)點(diǎn)，軟相基體使巴氏合金具有非常好的嵌藏性、順應(yīng)性和抗咬合性，并在磨合后，軟基體內(nèi)凹，硬質(zhì)點(diǎn)外凸，使滑動(dòng)面之間形成微小間隙，成為貯油空間和潤(rùn)滑油通道，利于減摩；上凸的硬質(zhì)點(diǎn)起支承作用，有利于承載。

2021/5/91652021/5/91662021/5/91672021/5/91682021/5/91692021/5/91702021/5/91712021/5/9172（4）軸向推力軸承（止推軸承）2021/5/9173當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外活動(dòng)多塊式止推軸承主要分為兩類，一類是米契爾軸承，一類是金斯伯雷軸承（Kingsbury）

。2021/5/9174止推瓦塊同基環(huán)直接接觸，是單層的。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)變動(dòng)載荷的適應(yīng)能力較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸小。缺點(diǎn)：當(dāng)瓦塊厚度稍有差別或軸承基環(huán)同止推盤(pán)平行度有誤差時(shí)，每塊瓦塊間負(fù)荷不能調(diào)節(jié)，會(huì)造成部分瓦塊過(guò)載，使瓦塊磨損不均。2021/5/9175由止推瓦塊、上搖塊、下?lián)u塊和基環(huán)組成，它們之間以球面支點(diǎn)接觸，止推塊下墊有上水準(zhǔn)塊、下水準(zhǔn)塊、基環(huán)，相當(dāng)于三層零件疊放在基環(huán)上，保證止推瓦塊和搖塊可自由擺動(dòng)，使載荷分布均勻。優(yōu)點(diǎn)：瓦塊間載荷分布均勻，調(diào)節(jié)靈活，能自動(dòng)補(bǔ)償轉(zhuǎn)子不對(duì)中、偏斜。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要軸向安裝尺寸較長(zhǎng)。金斯伯雷止推軸承推力盤(pán)下?lián)u塊上搖塊扇形推力塊2021/5/9176金斯伯雷推力軸承工作原理：當(dāng)各個(gè)止推塊載荷不同時(shí)，就會(huì)引起軸承的不平衡，因止推塊受力不均就要偏轉(zhuǎn)，此時(shí)可通過(guò)上、下搭接的水準(zhǔn)塊，自動(dòng)調(diào)節(jié)每個(gè)止推塊上的載荷，直到每個(gè)止推塊上的載荷相同，軸承重新建立平衡為止。即在轉(zhuǎn)軸有較大的撓度及支點(diǎn)轉(zhuǎn)角的情況下，各瓦塊位置能隨之平衡而產(chǎn)生均勻的油膜壓力。

2021/5/91777.7

離心式壓縮機(jī)密封裝置密封：密封是指兩個(gè)機(jī)械部件之間形成限制泄漏連接所采用的各種裝置。限制泄漏作用的一對(duì)配合表面稱為密封副。密封大體分為靜密封和動(dòng)密封兩類。靜密封

指運(yùn)動(dòng)副相對(duì)靜止的結(jié)合面間的密封，如O型環(huán)密封等。動(dòng)密封

指運(yùn)動(dòng)副相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面間的密封，是旋轉(zhuǎn)軸的密封，又分為非接觸型（如迷宮密封、干氣密封、浮動(dòng)環(huán)密封和固定環(huán)密封等）和面接觸型（如機(jī)械密封、填料密封等）兩種。2021/5/9178軸向密封徑向密封壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸密封面接觸密封非接觸密封機(jī)械端面密封唇環(huán)密封填料密封剖環(huán)式密封間隙密封迷宮密封氣膜密封液膜密封2021/5/9179（1）迷宮密封迷宮密封是一種由一系列節(jié)流齒隙和膨脹空腔構(gòu)成的非接觸密封形式，主要用于密封氣體介質(zhì)。特點(diǎn)：適應(yīng)高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速場(chǎng)合。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠。廣泛用作為蒸汽透平、燃?xì)馔钙?、離心式壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等熱力機(jī)械的軸端密封或級(jí)間密封。缺點(diǎn)是泄漏大。結(jié)構(gòu)形式：在固定部件與輪蓋、隔板與軸套、軸的端部設(shè)置密封件，采用梳齒式（迷宮式）密封。2021/5/9180工作原理：利用節(jié)流原理。減小通流截面積，經(jīng)多次節(jié)流減壓，使在壓差作用下的漏氣量盡量減小。即通過(guò)產(chǎn)生的壓力降來(lái)平衡密封裝置前后的壓力差。2021/5/9181設(shè)計(jì)中應(yīng)注意：減小齒逢間隙；增加密封齒數(shù)；加大齒片間的空腔和流道的曲折程度。2021/5/9182（2）間隙密封——固定環(huán)間隙密封——結(jié)構(gòu)形式：流體通過(guò)襯套與軸的微小間隙c流動(dòng)時(shí)，由于流體的粘性摩擦作用而實(shí)現(xiàn)降壓密封的目的。特點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安裝容易，價(jià)格低廉。由于長(zhǎng)度較大，必須具有較大的間隙以避免軸的偏轉(zhuǎn)、跳動(dòng)等因素引起軸與襯套的固體接觸，從而具有較大的泄漏率。固定襯套密封常用作為低壓離心機(jī)軸端密封等。2021/5/9183——浮動(dòng)環(huán)間隙密封——結(jié)構(gòu)形式：考慮到軸和密封環(huán)的相對(duì)熱膨脹，間隙h一般為10~20μm。彈簧力和介質(zhì)壓力的作用，使密封通過(guò)一O形密封圈與殼體上的一個(gè)垂直于軸表面的光滑表面保持接觸，密封環(huán)可以沿徑向自由移動(dòng)，但受定位銷釘?shù)南拗撇荒苻D(zhuǎn)動(dòng)?？紤]到密封環(huán)與軸可能出現(xiàn)的摩擦磨損，密封環(huán)一般由減摩或耐磨材料制造，如石墨、碳化硅等。2021/5/9184——浮動(dòng)環(huán)間隙密封——對(duì)中機(jī)理：浮動(dòng)環(huán)間隙密封在工作過(guò)程中具有自對(duì)中特性。密封環(huán)安裝之后，其內(nèi)表面與軸之間存在一定間隙，且不可避免地存在一定程度的偏心。為減少磨損和泄漏率，偏心程度應(yīng)盡可能地小。在流體動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承中，偏心間隙產(chǎn)生的流體動(dòng)壓力支撐起軸承載荷，使軸浮于油膜之上。由于浮動(dòng)環(huán)與軸的偏心，軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的流體動(dòng)壓力將使得環(huán)浮起，并與軸趨于同心，形成非接觸狀態(tài)。2021/5/9185軸承氣缸外浮環(huán)內(nèi)浮環(huán)密封油密封氣參考?xì)飧…h(huán)密封結(jié)構(gòu)示意圖2021/5/91862021/5/9187（3）氣膜密封（干氣密封）氣膜密封