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為什么離心式壓縮機(jī)要有那么高的轉(zhuǎn)速?
為什么離心式壓縮機(jī)要有那么高的轉(zhuǎn)速?-上海顓民機(jī)電有限公司
答：離心式壓縮機(jī)用于壓縮氣體的主要工作部件是高速旋轉(zhuǎn)的葉輪和通流面積逐漸增加的擴(kuò)壓器。簡(jiǎn)而言之，離心式壓縮機(jī)的工作原理是通過(guò)葉輪對(duì)氣體作功，在葉輪和擴(kuò)壓器的流道內(nèi)，利用離心升壓作用和降速擴(kuò)壓作用，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的。
更通俗地說(shuō)，氣體在流過(guò)離心式壓縮機(jī)的葉輪時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪使氣體在離心力的作用下，一方面壓力有所提高，另一方面速度也極大增加，即離心式壓縮機(jī)通過(guò)葉輪首先將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的靜壓能和動(dòng)能。此后，氣體在流經(jīng)擴(kuò)壓器的通道時(shí)，流道截面逐漸增大，前面的氣體分子流速降低，后面的氣體分子不斷涌流向前，使氣體的絕大部分動(dòng)能又轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，也就是進(jìn)一步起到增壓的作用。
顯然，葉輪對(duì)氣體作功是氣體壓力得以升高的根本原因，而葉輪在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位質(zhì)量氣體作功的多少是與葉輪外緣的圓周速度u2密切相關(guān)的：u2數(shù)值越大，葉輪對(duì)氣體所作的功就越大。而u2與葉輪轉(zhuǎn)速和葉輪的外徑尺寸有如下關(guān)系：
式中????D2--葉輪外緣直徑，m；?????????n--葉輪轉(zhuǎn)速，r/min。
因此，離心式壓縮機(jī)之所以要有很高的轉(zhuǎn)速，是因?yàn)椋?/p>
1)對(duì)于尺寸一定的葉輪來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)速n越高，氣體獲得的能量就越多，壓力的提高也就越大；
2)對(duì)于相同的圓周速度(亦可謂相同的葉輪作功能力)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)速n越高，葉輪的直徑就可以越小，從而壓縮機(jī)的體積和重量也就越??；
3)由于離心式壓縮機(jī)通過(guò)一個(gè)葉輪所能使氣體提高的壓力是有限的，單級(jí)壓比(出口壓力與進(jìn)口壓力之比)一般*為1.3～2.0。如果生產(chǎn)工藝所要求的氣體壓力較高，例如全低壓空分設(shè)備中離心式空氣壓縮機(jī)需要將空氣壓力由0.1MPa提高到0.6～0.7MPa，這就需要采用多級(jí)壓縮。那么，在葉輪尺寸確定之后，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，每一級(jí)的壓比相應(yīng)就越大，從而對(duì)于一定的總壓比來(lái)說(shuō)，壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)就可以減少。所以，在進(jìn)行離心式壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，常常采用較高的轉(zhuǎn)速。但是，隨著轉(zhuǎn)速的提高，葉輪的強(qiáng)度便成了一個(gè)突出的矛盾。目前，采用一般合金鋼制造的閉式葉輪，其圓周速度多在300m/s以下。? 另外，對(duì)于容量較小的離心式壓縮機(jī)而言，由于風(fēng)量較小，葉輪直徑也較小，可采用較高的轉(zhuǎn)速；而容量較大的壓縮機(jī)，由于葉輪直徑較大，相應(yīng)地轉(zhuǎn)速也應(yīng)低一些。例如，為國(guó)產(chǎn)3200m3 /h 空分設(shè)備配套的DA350-61型離心式壓縮機(jī)，轉(zhuǎn)速為8600r/min；而為國(guó)產(chǎn)10000m3 /h空分設(shè)備配套的1TY-1040/5.3型空氣壓縮機(jī)，轉(zhuǎn)速6000r/min。? 軸流式壓縮機(jī)與離心式壓縮機(jī)都屬于速度型壓縮機(jī)，均稱為透平式壓縮機(jī)。
速度型壓縮機(jī)的含義是指它們的工作原理都是依賴葉片對(duì)氣體作功，并先使氣體的流動(dòng)速度得以極大提高，然后再將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋?/p>
透平式壓縮機(jī)的含義是指它們都具有高速旋轉(zhuǎn)的葉片。“透平”是英文“TURBINE”的譯音，其中文含義為：“葉片式機(jī)械”，對(duì)于這一英文單詞，全世界不管哪種語(yǔ)言，都采用音譯的方法，所以“透平式壓縮機(jī)”的意義也就是葉片式的壓縮機(jī)械。
與離心式壓縮機(jī)相比，由于氣體在壓縮機(jī)中的流動(dòng)，不是沿半徑方向，而是沿軸向，所以軸流式壓縮機(jī)的比較大特點(diǎn)在于：?jiǎn)挝幻娣e的氣體通流能力大，在相同加工氣體量的前提條件下，徑向尺寸小，特別適用于要求大流量的場(chǎng)合。
另外，軸流式壓縮機(jī)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。但葉片型線復(fù)雜，制造工藝要求高，以及穩(wěn)定工況區(qū)較窄、在定轉(zhuǎn)速***量調(diào)節(jié)范圍小等方面則是明顯不及離心式壓縮機(jī)。
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