排氣壓力高於 0.015兆帕﹑氣體主要沿著徑向流動的透平壓縮機﹐又稱徑流壓縮機。排氣壓力低於0.2兆帕的﹐一般又稱為離心鼓風機。離心壓縮機廣泛用於各種工藝流程中﹐用來輸送空氣﹑各種工藝氣體或混合氣體﹐並提高其壓力。工業上常按用途或氣體的種類命名﹐如高爐鼓風機和氨離心壓縮機等。
排氣壓力高於 0.015兆帕﹑氣體主要沿著徑向流動的透平壓縮機﹐又稱徑流壓縮機。排氣壓力低於0.2兆帕的﹐一般又稱為離心鼓風機。離心壓縮機廣泛用於各種工藝流程中﹐用來輸送空氣﹑各種工藝氣體或混合氣體﹐並提高其壓力。工業上常按用途或氣體的種類命名﹐如高爐鼓風機和氨離心壓縮機等。
工作原理和結構 離心壓縮機由轉子﹑定子和軸承等組成。葉輪等零件套在主軸上組成轉子﹐轉子支承在軸承上﹐由動力機驅動而高速旋轉。定子包括機殼﹑隔板﹑密封﹑進氣室和蝸室等部件(圖1 離心壓縮機結構圖 )。隔板之間形成擴壓器﹑彎道和回流器等固定組件。只有一個葉輪的離心壓縮機稱為單級離心壓縮機﹐有兩個以上葉輪的稱為多級離心壓縮機(見彩圖 機殼水平剖分式多級離心縮機 ﹑ 筒型多級離心壓縮機 )。級由葉輪及其後面的擴壓器等信道組成。葉輪是離心壓縮機的關鍵部件﹐有閉式和半開式兩種。閉式葉輪由葉片﹑輪蓋和輪盤組成﹐半開式葉輪沒有輪蓋。當葉輪高速旋轉時﹐由於葉片與氣體之間力的相互作用﹐主要是離心力的作用﹐氣體從葉輪中心處吸入﹐沿著葉道(葉片之間信道)流向葉輪外緣。葉輪對氣體作功﹐氣體獲得能量﹐壓力和速度提高。然後﹐氣體流經擴壓器等信道﹐速度降低﹐壓力進一步提高﹐即動能轉變為壓力能。由擴壓器流出的氣體進入蝸室輸送出去﹐或者經過彎道和回流器進入下一級繼續壓縮。在整個壓縮過程中﹐氣體的比容減小﹐溫度增加。溫度增加後﹐壓縮氣體需要消耗更多的能量。為了節省功率﹐多級離心壓縮機在壓力比大於3時常採用中間冷卻。被中間冷卻隔開的級組稱為段。氣體由上一段進入中間冷卻器﹐經冷卻降低溫度以後再進入下一段繼續壓縮。中間冷卻器一般採用水冷。每個機殼所包含的部分稱為缸。離心鼓風機排氣壓力較低﹐所以一般是單缸無中間冷卻的結構。
性能 離心壓縮機的主要性能參數是流量﹑排氣壓力﹑功率﹑效率和轉速。描繪同一轉速下的排氣壓力﹑功率和效率與流量之間的關係的曲線稱為性能曲線(圖2 離心壓縮機的性能曲線 ) 。離心壓縮機最小流量受喘振工況的限制﹐最大流量受阻塞工況的限制。可以採用變轉速﹑進口節流﹑出口節流和可調進口導葉等方法進行調節﹐以擴大運行工況範圍。
發展概況 離心壓縮機是在通風機的基礎上發展起來的。20世紀初出現了壓力比為 4.5的離心壓縮機。50年代開始﹐離心壓縮機製造業得到發展。1963年﹐美國生產出第一台合成氨廠用的14.7兆帕高壓離心壓縮機﹐採用筒型機殼代替水平剖分型機殼﹐又稱筒型壓縮機﹐它能承受10兆帕以上的壓力。70年代﹐美國﹑義大利和聯邦德國先後製成60～70兆帕高壓筒型壓縮機﹐筒體壁厚達 280毫米。80年代初排氣壓力已達80兆帕。離心壓縮機轉速一般為幾千轉/分以上﹐有的已達25000轉/分以上﹐所需功率可達幾萬千瓦﹐流量已達10000米3 /分。離心壓縮機的常規葉輪是以一維流動理論為基礎設計的﹐尚不能反映氣流三維流動的複雜性質。60年代開始套用三維流動理論(見透平機械﹑氣體動力學)設計空間扭曲葉片﹐以改善級的性能。
工作原理和結構 離心壓縮機由轉子﹑定子和軸承等組成。葉輪等零件套在主軸上組成轉子﹐轉子支承在軸承上﹐由動力機驅動而高速旋轉。定子包括機殼﹑隔板﹑密封﹑進氣室和蝸室等部件(圖1 離心壓縮機結構圖 )。隔板之間形成擴壓器﹑彎道和回流器等固定組件。只有一個葉輪的離心壓縮機稱為單級離心壓縮機﹐有兩個以上葉輪的稱為多級離心壓縮機(見彩圖 機殼水平剖分式多級離心縮機 ﹑ 筒型多級離心壓縮機 )。級由葉輪及其後面的擴壓器等信道組成。葉輪是離心壓縮機的關鍵部件﹐有閉式和半開式兩種。閉式葉輪由葉片﹑輪蓋和輪盤組成﹐半開式葉輪沒有輪蓋。當葉輪高速旋轉時﹐由於葉片與氣體之間力的相互作用﹐主要是離心力的作用﹐氣體從葉輪中心處吸入﹐沿著葉道(葉片之間信道)流向葉輪外緣。葉輪對氣體作功﹐氣體獲得能量﹐壓力和速度提高。然後﹐氣體流經擴壓器等信道﹐速度降低﹐壓力進一步提高﹐即動能轉變為壓力能。由擴壓器流出的氣體進入蝸室輸送出去﹐或者經過彎道和回流器進入下一級繼續壓縮。在整個壓縮過程中﹐氣體的比容減小﹐溫度增加。溫度增加後﹐壓縮氣體需要消耗更多的能量。為了節省功率﹐多級離心壓縮機在壓力比大於3時常採用中間冷卻。被中間冷卻隔開的級組稱為段。氣體由上一段進入中間冷卻器﹐經冷卻降低溫度以後再進入下一段繼續壓縮。中間冷卻器一般採用水冷。每個機殼所包含的部分稱為缸。離心鼓風機排氣壓力較低﹐所以一般是單缸無中間冷卻的結構。
性能 離心壓縮機的主要性能參數是流量﹑排氣壓力﹑功率﹑效率和轉速。描繪同一轉速下的排氣壓力﹑功率和效率與流量之間的關係的曲線稱為性能曲線(圖2 離心壓縮機的性能曲線 ) 。離心壓縮機最小流量受喘振工況的限制﹐最大流量受阻塞工況的限制。可以採用變轉速﹑進口節流﹑出口節流和可調進口導葉等方法進行調節﹐以擴大運行工況範圍。
發展概況 離心壓縮機是在通風機的基礎上發展起來的。20世紀初出現了壓力比為 4.5的離心壓縮機。50年代開始﹐離心壓縮機製造業得到發展。1963年﹐美國生產出第一台合成氨廠用的14.7兆帕高壓離心壓縮機﹐採用筒型機殼代替水平剖分型機殼﹐又稱筒型壓縮機﹐它能承受10兆帕以上的壓力。70年代﹐美國﹑義大利和聯邦德國先後製成60～70兆帕高壓筒型壓縮機﹐筒體壁厚達 280毫米。80年代初排氣壓力已達80兆帕。離心壓縮機轉速一般為幾千轉/分以上﹐有的已達25000轉/分以上﹐所需功率可達幾萬千瓦﹐流量已達10000米3 /分。離心壓縮機的常規葉輪是以一維流動理論為基礎設計的﹐尚不能反映氣流三維流動的複雜性質。60年代開始套用三維流動理論(見透平機械﹑氣體動力學)設計空間扭曲葉片﹐以改善級的性能。
