離心式壓縮機(jī)的工作原理

離心壓縮機(jī)是產(chǎn)生壓力的機(jī)械，是透平（旋轉(zhuǎn)的葉輪）壓縮機(jī)的一種。離心壓縮機(jī)氣體的運(yùn)動(dòng)是沿垂直于壓縮機(jī)軸的徑向進(jìn)行的。

為了達(dá)到縮短氣體分子與分子之間的距離，提高氣體壓力的目標(biāo)，采用氣體動(dòng)力學(xué)的方法，即利用機(jī)械的作功元件（高速回轉(zhuǎn)的葉輪），對(duì)氣體作功，使氣體在離心式的作用下壓力得到提高，同時(shí)動(dòng)能也大為增加，隨后在擴(kuò)壓流道內(nèi)這部分動(dòng)能又轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，而使氣體壓力進(jìn)一步提高，這就是離心式壓縮機(jī)的工作原理。

離心式壓縮機(jī)的分類

（1）按軸的型式分：

單軸多級(jí)式，一根軸上串聯(lián)幾個(gè)葉輪；雙軸四級(jí)式，四個(gè)葉輪分別懸臂地裝在兩個(gè)小齒輪的兩端，旋轉(zhuǎn)靠電機(jī)通過大齒輪驅(qū)動(dòng)小齒輪。

（2）按氣缸的型式分：水平剖分式和垂直剖分式。

（3）按級(jí)間冷卻形式分類：

級(jí)外冷卻，每段壓縮后氣體輸出機(jī)外進(jìn)入冷卻器；機(jī)內(nèi)冷卻，冷卻器和機(jī)殼鑄為一體。

（4）按壓縮介質(zhì)分類：

空氣壓縮機(jī)、氮?dú)鈮嚎s機(jī)、氧氣壓縮機(jī)等。

離心式壓縮機(jī)的特點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)

由于是連續(xù)旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，可以大大地提高進(jìn)入其中的工質(zhì)量，提高功率。所以，離心式壓縮機(jī)的di一個(gè)特點(diǎn)是：功率大。

由于工質(zhì)量可以提高，必然導(dǎo)致葉片轉(zhuǎn)速的提高，所以第二個(gè)特點(diǎn)是高速性。

無往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件，動(dòng)平衡特性好，振動(dòng)小，基礎(chǔ)要求簡單；

易損部件少，故障少、工作可靠、壽m長；

2、缺點(diǎn)：

單機(jī)容量不能太小，否則會(huì)使氣流流道太窄，影響流動(dòng)效率；

因依靠速度能轉(zhuǎn)化成壓力能，速度又受到材料強(qiáng)度等因素的限制，故壓縮機(jī)每級(jí)的壓力比不大，在壓力比較高時(shí)，需采用多級(jí)壓縮；

特別情況下，機(jī)器會(huì)發(fā)生喘振而不能正常工作；

離心式壓縮機(jī)的性能參數(shù)

1、常用性能參數(shù)名詞解釋：

級(jí)：每一級(jí)葉輪和與之相應(yīng)配合的固定元件（如擴(kuò)壓器等）構(gòu)成一個(gè)基本的單元，叫一個(gè)級(jí)。

段：以中間冷卻器隔開級(jí)的單元，叫段。這樣以冷卻器的多少可以將壓縮機(jī)分成很多段。一段可以包括很多級(jí)。也可僅有一個(gè)級(jí)。

標(biāo)態(tài)：0℃，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

進(jìn)氣狀態(tài)：一般指進(jìn)口處氣體當(dāng)時(shí)的溫度、壓力。

重量流量：一秒時(shí)間內(nèi)流過氣體的重量。

容積流量：一秒時(shí)間內(nèi)流過氣體的體積。

表壓（G）：以當(dāng)?shù)卮髿鉃榛鶞?zhǔn)所計(jì)量的壓強(qiáng)。

絕壓（A）：以wan全真空為基準(zhǔn)所計(jì)量的壓強(qiáng)。

真空度：與當(dāng)?shù)卮髿庳?fù)差值。

壓比：出口壓力與進(jìn)口壓力的比值。

比容：單位質(zhì)量的物質(zhì)所占有的容積，符號(hào)V表示，數(shù)值為密度的倒數(shù)。

2、離心式壓縮機(jī)性能參數(shù)：

離心壓縮機(jī)的主要性能參數(shù)是流量、排氣壓力、有效功率、效率、軸功率、轉(zhuǎn)速、壓縮比和溫度。

流量：單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)壓縮機(jī)流道任一截面的氣體量，通常以體積流量和質(zhì)量流量兩種方法來表示。

體積流量——是指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)壓縮機(jī)流道任一截面的氣體體積，其單位為m3/s。因氣體的體積隨溫度和壓力的變化而變化，當(dāng)流量以體積流量表示時(shí)，須注明溫度和壓力。

質(zhì)量流量——是指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)壓縮機(jī)流道任一截面的氣體質(zhì)量，其單位為kg/s。

排氣壓力:即指壓縮機(jī)出口壓力。

有效功率：有效功率是指在氣體的壓縮過程中，葉輪對(duì)氣體所作的功，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的能量，另有一部分能量損失，該損失基本上包括流動(dòng)損失、輪阻損失和漏氣損失三部分，我們將被壓縮氣體的能量與葉輪對(duì)氣體所作功的比值稱為有效功率。

軸功率：離心式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子在為氣體升壓提供有用功率，以及在氣體升壓過程中產(chǎn)生的流動(dòng)損失功率、輪阻損失功率和漏氣損失功率外，其本身也產(chǎn)生機(jī)械損失，即軸承的摩擦損失，這部分功率消耗約占總功率的2%~3%。

如果有齒輪傳動(dòng)，則傳動(dòng)功率消耗同樣存在，約占總功率的2%~3%。以上六個(gè)方面的功率消耗，都是在轉(zhuǎn)子對(duì)氣體作功的過程中產(chǎn)生的，它們的總和即為離心式壓縮機(jī)的軸功率。軸功率是選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)功率的依據(jù)

效率：效率主要用來說明傳遞給氣體的機(jī)械能的利用程度。由于氣體的壓縮有等溫壓縮、絕熱壓縮和多變壓縮等三種過程，所以，壓縮機(jī)的效率也有等溫效率、絕熱效率和多變效率之分。

轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速是指壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度。其單位是r/min。

壓縮比：出口壓力與進(jìn)口壓力的比值。

溫度：一般用t℃表示，工程上也用絕dui溫度TK來表示，兩者換算關(guān)系為TK=t+273。

3、離心式壓縮機(jī)級(jí)的性能曲線一般具有以下特點(diǎn)

（1）隨著流量的減小，壓縮機(jī)能提供的壓力比將增大。在z小流量時(shí)，壓力比達(dá)到z大。反過來說，如果壓縮機(jī)的背壓有所減小的話，其流量也將自動(dòng)增加。離心壓縮機(jī)流量和壓力比的關(guān)系是一一對(duì)應(yīng)的，流量與其它參數(shù)的關(guān)系也是對(duì)應(yīng)的關(guān)系，表現(xiàn)在各條性能曲線上。

（2）離心式壓縮機(jī)有z大流量和z小流量兩個(gè)ji限流量；當(dāng)然，排出壓力也有z大值和z小值。

（3）效率曲線有zgao效率點(diǎn)，離開該點(diǎn)的工況效率下降較快；

（4）功率N與Ghrh大致成正比，所以功率曲線一般是隨Qj增加而向上傾斜，但當(dāng)ε—Qj曲線向下傾斜很快時(shí)，功率曲線也可能先向上傾斜而后逐漸向下傾斜。