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空压机培训100课之005:速度型(离心、轴流...)压缩机工作原理与结构形式

时间:2019-08-13   访问量:151

什么是速度型压缩机?

速度式压缩机是靠高速旋转的叶轮,提高气体速度,然后在扩压器中使一部分速度能转变为压力能。


它首先使气体流动速度提高,即增加气体分子的动能。然后使气流速度有序降低,使动能转化为压力能,与此同时气体容积也相应减小。其典型特征是具有驱使气体获得流动速度的叶轮。

速度型压缩机也称为动力式压缩机。


▍常见的速度型压缩机有哪些?

速度型压缩机包括:离心式压缩机、轴流式压缩机、混流式压缩机。

有些文献中喷射式压缩机也被列入速度型压缩机,鄙人对此存疑再加上应用较少,这里略过。


▍什么是“透平式压缩机”?

离心式和轴流式压缩机又称为“透平式压缩机”,“透平”是英文“TURBINE”的译音,源于拉丁文turbo一词,其中文含义为“旋转的物体”、“叶片式机械”,对于这一英文单词,全世界不管哪种语言,都采用音译的方法,所以“透平式压缩机”的意义也就是叶片式的压缩机械。不仅仅是压缩机,汽轮机、涡轮机、烟气轮机、膨胀机只要有旋转叶片的都可以叫透平机。


混流式压缩机实际上是离心式和轴流式压缩机的联合体或变种。

联合体——即两种型式的压缩机串联,前端低压轴流式,后端高压离心式,可以只是气路串联也可以同用一根轴,装入一个机壳内结构更紧凑。

变种——其气流方向与离心压缩机(径向)轴流压缩机(轴向)均不同,气流方向与径向和轴向成45°左右。即所谓“斜流或对角线压缩机”。


▍速度型压缩机的市场应用情况如何?

在速度型压缩机的阵营中,离心式压缩机是应用最广泛的一种(大小通吃),轴流式压缩机更加超大的气量主要用于大型项目。国内两大巨头“沈鼓”和“陕鼓”,前者在离心式后者在轴流式均造诣颇深。


【扩展阅读】本号另一篇文章:沈鼓和陕鼓短兵相接,或有助于国产大型压缩机技术提升!


注意:排气压力在 0.15MPa~0.2MPa范围内的透平压缩机被称作透平鼓风机。排气压力低于0.15MPa的则属于通风机,不再称为透平压缩机。


▍初识离心式压缩机

离心式压缩机是指在其中有一个或多个旋转叶轮(叶片通常在侧面)使气体加速。典型特征是:主气流为径向


离心式压缩机实物图


离心式压缩机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。 


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。即首先通过叶轮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。


看视频,直观了解结构/原理

MAN公司的离心式压缩机3D视频讲解


▍初识轴流式压缩机

轴流式压缩机是指气体由装有叶片的转子加速。典型特征是:主气流轴向


在当今的飞机涡喷发动机中,大多数也是采用的轴流式,原理是一样的。


轴流式压缩机是属于一种大型的空气压缩机,最大的功率可以达到150000KW,排气量是20000m3每分钟,它的压缩机能效比可以达到百分之90左右,比离心机要节能一些。


动叶列与它后面的导流器组成级,通常若干个级就构成了压缩机的级组。轴流压缩机的出口导流器、收敛器、进口导流器、级组、扩压器、排气管和进气管等元件合称为通流部分。导流器固定在机壳内并组成定子,动叶均匀地安置在转轴或者轮盘上组成转子。


气体由进气管均匀地引至收敛器和进口导流器,以一定的速度进入第一级。气体在级中受到叶片的动力作用,因获得能量而提高压力。气体沿各级依次压缩,逐步提高压力,经出口导流器、扩压器和排气管送出。


看视频,直观了解结构/原理:

MAN公司的轴流式压缩机3D视频讲解


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