Question

离心式压缩机的工作原理

Answer 1

　　离心空压机的工作原理
　　
　　离心空压机的一个工作轮与其相配合的固定元件组成一个级。当电动带动工作轮旋转时，工作轮腔内的气体随叶轮一起转动，并通过离心力的作用被甩出，使气体的压力升高，增加了气体的动能和压力。同时，由于叶轮的通道是从里往外逐渐扩大，气体从叶轮进口流向出口的过程中，相对速度降低，使一部分动能转为压力升高。气体由叶轮进入扩压器后，由于速度进一步降低，转变为压力进一步提高；另一方面，空气从吸入口进入叶轮腔内，补充甩走空气后留下的空间，使气体不断受到压缩。由于每个叶轮所能提高的压力有限，根据所需的压力，应配置相应数量的空压机级（即叶轮数目）。每个叶轮的进气口均在接近轴心处由轴向流入，要使从前一级压缩出的气体进入下一级，还必须通过弯道和回流来均匀地引导气流的流向。
　　
　　空气空压机轴的六个工作轮安装在主轴上，构成一个转子，并支承在轴承上。机壳（气缸）上装有隔板、扩压器、弯道、回流器等固定元件。空气通过吸入口引到第一级工作轮的进口，通过工作轮对气体的作用提高了气体的压力和流速，再流到扩压器，进一步提高压力，然后再由弯道、回流器把气体引向第二级工作轮。为了降低压缩后气体的温度，在第二级和第四级后设置了中间冷却器。以冷却器为界，DA200-61型空气空压机可分为三个段，因为它有六个工作轮，所以称为六级三段。有冷却器的那一级空气是通过扩压器和蜗室进到中间冷却器。空气经冷却后，温度等于或高于一级吸气温度，然后到第三、第四级继续增压，再流到第二个冷却器，冷却后由吸气室流到第五级，经过第六级的最后增压后，由蜗室流出空压机外，再经冷却后进入空气分离装置。
　　
　　离心空压机的工作流程
　　
　　当电动机经增速器带动空气空压机的转子旋转时，空气经过滤器清除机械杂质后，被吸入空气空压机，空气在叶轮和扩压器中被压缩。由于压缩后空气温度会升高，它将增加空气空压机的功率消耗，因此需经中间冷却器冷却后，再回到空压机进一步压缩。经末级压缩后，达到所要求的压力后，送空气分离装置。空压机由专门的油站供给润滑油。

Answer 2

离心式压缩机用于压缩气体的主要部件是高速旋转的叶轮和通流面积逐渐增加的扩压器。简而言之，离心式压缩机的工作原理是通过叶轮对气体作功，在叶轮和扩压器的流道内，利用离心升压作用和降速扩压作用，将机械能转换为气体的压力能的。

更通俗地说，气体在流过离心式压缩机的叶轮时，高速运转的叶轮使气体在离心力的作用下，一方面压力有所提高，另一方面速度也极大增加，即离心式压缩机通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的静压能和动能。此后，气体在流经扩压器的通道时，流道截面逐渐增大，前面的气体分子流速降低，后面的气体分子不断涌流向前，使气体的绝大部分动能又转变为静压能，也就是进一步起到增压的作用。显然，叶轮对气体做功是气体得以升高压力的根本原因，而叶轮在单位时间内对单位质量气体作功的多少是与叶轮外缘的圆周速度密切相关的，圆周速度越大，叶轮对气体所作的功就越大。

Answer 3

在离心式空压机体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于空压机腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出空压机外。

Answer 4

干气密封

Answer 5

离心式压缩机用于压缩气体的主要工作部件是高速旋转的叶轮和通流面积逐渐增加的扩压器。简而言之，离心式压缩机的工作原理是通过叶轮对气体作功，在叶轮和扩压器的流道内，利用离心升压作用和降速扩压作用，将机械能转换为气体压力能的。
更通俗地说，气体在流过离心式压缩机的叶轮时，高速旋转的叶轮使气体在离心力的作用下，一方面压力有所提高，另一方面速度也极大增加，即离心式压缩机通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的静压能和动能。此后，气体在流经扩压器的通道时，流道截面逐渐增大，前面的气体分子流速降低，后面的气体分子不断涌流向前，使气体的绝大部分动能又转变为静压能，也就是进一步起到增压的作用。
显然，叶轮对气体作功是气体压力得以升高的根本原因，而叶轮在单位时间内对单位质量气体作功的多少是与叶轮外缘的圆周速度u2密切相关的：u2数值越大，叶轮对气体所作的功就越大。而u2与叶轮转速和叶轮的外径尺寸有如下关系：

式中 D2--叶轮外缘直径，m；
n--叶轮转速，r/min。
因此，离心式压缩机之所以要有很高的转速，是因为：
1)对于尺寸一定的叶轮来说，转速n越高，气体获得的能量就越多，压力的提高也就越大；
2)对于相同的圆周速度(亦可谓相同的叶轮作功能力)来说，转速n越高，叶轮的直径就可以越小，从而压缩机的体积和重量也就越小；
3)由于离心式压缩机通过一个叶轮所能使气体提高的压力是有限的，单级压比(出口压力与进口压力之比)一般仅为1.3～2.0。如果生产工艺所要求的气体压力较高，例如全低压空分设备中离心式空气压缩机需要将空气压力由0.1MPa提高到0.6～0.7MPa，这就需要采用多级压缩。那么，在叶轮尺寸确定之后，压缩机的转速越高，每一级的压比相应就越大，从而对于一定的总压比来说，压缩机的级数就可以减少。所以，在进行离心式压缩机的设计时，常常采用较高的转速。但是，随着转速的提高，叶轮的强度便成了一个突出的矛盾。目前，采用一般合金钢制造的闭式叶轮，其圆周速度多在300m/s以下。
另外，对于容量较小的离心式压缩机而言，由于风量较小，叶轮直径也较小，可采用较高的转速；而容量较大的压缩机，由于叶轮直径较大，相应地转速也应低一些。例如，为国产3200m3/h空分设备配套的DA350-61型离心式压缩机，转速为8600r/min；而为国产10000m3/h空分设备配套的1TY-1040/5.3型空气压缩机，转速为6000r/min。