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离心式压缩机的主要结构

2020-02-11

1、叶轮(叶片轮)

是向空气施加动能的部分,过去是以精密铸造的方式生产,但在开发出高速5轴加工机后,更多采用切削加工的方式。这种方式的实际生产工时数少,成本低廉。其材质一般使用了不会腐蚀的钛合金或不锈钢。

从原理上看,压缩级数越多越接近于等温压缩,其效率越高。如考虑中间冷却器的压力损失及轴封装置产生的泄露,2级压缩与3级压缩的效率之差大约为3.5%,3级压缩与4级压缩的效率之差约为1%。

由于流体数值分析的进步,其处理软件已经不存在购买门槛,因此老牌制造商在技术与数据积累方面的优势已经消失。叶轮单体的效率业也达到95%,已没有多大的改善余地。

由于干螺杆压缩机的螺杆与螺杆的接触会烧焦并受损,因此对精度的管理非常重要,但离心式压缩机的叶轮即使与蜗壳发生稍许接触也不致于烧焦并发生事故。运转中的叶轮由于离心力引起的形变或蜗壳的形变,致使实际运转时叶轮的出口并不存在缝隙。如在运转结束后进行拆分查看,则大多数情况下能够确认轻微接触的痕迹。也就是说其结构非常安全。

2、扩压器

对叶轮加速的空气进行减速,并转变为压力的装置被称为扩压器。

如不带叶片(无叶片式)则空气多沿圆周方向流动,到达下游涡室(蜗壳)的距离变长。一般地,通过安装固定式叶片将气流角度改变为沿半径方向来缩短通过的距离,减少通路的摩擦损失。该通路存在隧道式、叶片式、无叶片式等。

1983年九州大学的妹尾泰利教授在ASME公布了其开发的小展弘比叶片扩压器(低密度型),在效率与流量范围内非常实用,得到了全世界的广泛采用。妹尾泰利教授在当时并未申请专利权,因此该项技术在世界范围内使用都不受限制。

流体力学当中,对空气的减速要比加速困难。因此扩压器的改良开发难度要高于旋转叶轮的开发,目前在实际使用上的损失约在10%左右,还存在进步的空间,有待进一步的开发改良。

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