1、 4.1 4.1 概概 述述 葉輪式流體機械： 定義：是以葉輪轉子的旋轉進行能量轉換的機械。是以葉輪轉子的旋轉進行能量轉換的機械。 也叫：離心式；速度式；透平式（也叫：離心式；速度式；透平式（turbine) 等。等。 葉輪機械分類葉輪機械分類 (impeller machinery) 徑流式徑流式 - 單吸式單吸式;雙吸式。雙吸式。 （離心式） 葉輪式葉輪式 軸流式軸流式 - 單級式單級式 ;多級式多級式 (impeller) 混流式混流式 - 單吸式單吸式;多吸式多吸式 旋流式旋流式 - 旋渦式；液環式旋渦式；液環式 離心式壓縮機是葉輪（或透平）機械的一種，是以氣體為輸送介質離心式壓縮機是

2、葉輪（或透平）機械的一種，是以氣體為輸送介質的工作機，大型企業中應用廣泛，其主要特點有：的工作機，大型企業中應用廣泛，其主要特點有： 1、優點 （1）排氣量大，排氣平穩、均勻。最大可達）排氣量大，排氣平穩、均勻。最大可達1217萬立方萬立方 米米/小時。工作壓力達：小時。工作壓力達：1535MPa,最高達最高達70MPa。 （2）轉速高、功率大。一般在轉速高、功率大。一般在10000轉轉/分以上，可用汽輪分以上，可用汽輪 機、燃氣輪機直接驅動。機、燃氣輪機直接驅動。 （3）結構緊湊、體積小、重量輕、占地面積少。）結構緊湊、體積小、重量輕、占地面積少。 （4）運轉性能好。易損件少，維修方便?？杀?/p>

3、持）運轉性能好。易損件少，維修方便?？杀３?3年運年運 行。行。 2、缺點、缺點 （1）單級壓力比不高。高壓時需要多級串聯，大于）單級壓力比不高。高壓時需要多級串聯，大于 70MPa 時只能使用活塞式壓縮機。時只能使用活塞式壓縮機。 （2）不適應小排量工況。）不適應小排量工況。 （3）效率較活塞式壓縮機低，噪音大。）效率較活塞式壓縮機低，噪音大。 （4）操作、管理、維修技術要求高。）操作、管理、維修技術要求高。 利用氣體動力學原理，介質進入葉輪葉道后，高速旋轉的利用氣體動力學原理，介質進入葉輪葉道后，高速旋轉的葉片帶動介質旋轉，使介質葉片帶動介質旋轉，使介質產生離心力，在離心力作用下介，在離心

4、力作用下介質飛出葉道并質飛出葉道并產生動能和壓能，從而實現機械能轉化。隨后，從而實現機械能轉化。隨后，介質進入擴壓管，介質流動速度降低，使部分動能轉化為壓介質進入擴壓管，介質流動速度降低，使部分動能轉化為壓能，達到壓力升高的目的。能，達到壓力升高的目的。 能量轉化過程：機械能氣體動能和壓能全部壓能 葉輪葉輪 葉道內介質葉道內介質 擴壓器擴壓器 葉輪輸出的是機械能，轉速越高、直徑越大輸送能量越大。葉輪輸出的是機械能，轉速越高、直徑越大輸送能量越大。 氣體或液體，從葉輪上獲得能量，但轉化為壓能時受離心力氣體或液體，從葉輪上獲得能量，但轉化為壓能時受離心力影響。介質質量、葉輪半徑和轉速直接影響離心力

5、。影響。介質質量、葉輪半徑和轉速直接影響離心力。 離心力：離心力： 當葉輪半徑和轉速一定時：當葉輪半徑和轉速一定時： 液體：液體： 質量大，體積、溫度不變化，機械能大部分轉為液壓能。質量大，體積、溫度不變化，機械能大部分轉為液壓能。 氣體：氣體： 質量小，比容、溫度都變化，使氣體離心力減??；同時，部質量小，比容、溫度都變化，使氣體離心力減小；同時，部分能量轉化為熱能，降低了氣體所生成的壓力能。分能量轉化為熱能，降低了氣體所生成的壓力能。2mrF 離心式壓縮機基本結構離心式壓縮機基本結構 按流道各組件順序：按流道各組件順序： （1）吸氣室：氣體入口管道，引導氣流進入葉輪中心。）吸氣室：氣體入口管

6、道，引導氣流進入葉輪中心。 （2）葉輪：）葉輪： 也叫轉子、工作輪。把機械能傳給介質。也叫轉子、工作輪。把機械能傳給介質。 葉輪分類：葉輪分類： 閉式葉輪：閉式葉輪： 輪盤、葉片、輪蓋輪盤、葉片、輪蓋 半開式葉輪：輪盤、葉片半開式葉輪：輪盤、葉片 開式葉輪：開式葉輪： 葉片葉片 雙吸式葉輪：背對背葉片雙吸式葉輪：背對背葉片 葉片彎曲形式有：后彎式；徑向式；前彎式。葉片彎曲形式有：后彎式；徑向式；前彎式。 壓縮機用：壓縮機用：閉式或半開式后彎式葉片。 航空壓縮機用：航空壓縮機用：開式或半開式徑向葉片。 通風機、鼓風機用：通風機、鼓風機用：開式前彎葉片。（ 3）擴壓器：）擴壓器： 起擴壓和導流作用

7、。起擴壓和導流作用。 擴壓原理：擴壓原理： 氣流從葉輪中出來，速度高，氣流從葉輪中出來，速度高，動能大。進入擴壓器后，由于動能大。進入擴壓器后，由于流通面積逐漸增大，使速度降流通面積逐漸增大，使速度降低，依據能量守恒與轉換定律低，依據能量守恒與轉換定律，部分動能減少而轉換為壓能，部分動能減少而轉換為壓能，實現增壓的目的。實現增壓的目的。擴壓器種類：擴壓器種類： 無葉片式；葉片式；直壁式。無葉片式；葉片式；直壁式。 （4）彎道彎道：引導氣流轉向，由離心方向轉為向心方向流動。引導氣流轉向，由離心方向轉為向心方向流動。 （5）回流器回流器：靠流道內葉片導流，使氣體無沖擊的進入下一靠流道內葉片導流，使

8、氣體無沖擊的進入下一 級葉輪中心。級葉輪中心。 通常：擴壓器通常：擴壓器+彎道彎道+回流器統稱為定子或導輪?；亓髌鹘y稱為定子或導輪。 一級組成：葉輪一級組成：葉輪+導輪導輪 一臺壓縮機有多級串聯而成，一般一臺壓縮機有多級串聯而成，一般59級，多則十幾級。級，多則十幾級。一段組成：有一個進口和出口，中間有幾級葉輪組成為一段。一段組成：有一個進口和出口，中間有幾級葉輪組成為一段。 一臺壓縮機可能有二段，也可有三段。一臺壓縮機可能有二段，也可有三段。 一缸：由一個完整圓筒形外殼組成的機體為一個缸。一缸：由一個完整圓筒形外殼組成的機體為一個缸。 一列：幾個缸排在一條軸線上的為一列。一列：幾個缸排在一條

9、軸線上的為一列。（6）蝸殼（排出口）：）蝸殼（排出口）： 泵與壓縮機的終端出口都作成蝸殼狀。泵與壓縮機的終端出口都作成蝸殼狀。 特性：蝸殼沿旋轉方向截面面積逐步增大，使氣流速度在各特性：蝸殼沿旋轉方向截面面積逐步增大，使氣流速度在各 截面上均等，這樣，流動阻力損失最小。截面上均等，這樣，流動阻力損失最小。 壓縮機出口殼體（7）主軸：安裝葉輪、傳遞動力。）主軸：安裝葉輪、傳遞動力。（8）密封件密封件：軸端密封：防止氣體外泄漏。軸端密封：防止氣體外泄漏。 低壓端用迷宮密封；低壓端用迷宮密封； 高壓端用浮環機械密封。高壓端用浮環機械密封。 （壓力油膜與浮環密封）（壓力油膜與浮環密封） 級間密封：防止

10、各級間氣竄（內泄漏）。級間密封：防止各級間氣竄（內泄漏）。 采用非接觸式迷宮密封。采用非接觸式迷宮密封。 （9）軸承：支撐軸的主軸承采用動壓滑動軸承，瓦面上形）軸承：支撐軸的主軸承采用動壓滑動軸承，瓦面上形 成油楔和油膜，保證軸高速旋轉。成油楔和油膜，保證軸高速旋轉。 常用：多油楔軸承；可傾斜瓦式軸承。常用：多油楔軸承；可傾斜瓦式軸承。 軸向止推軸承：防止主軸發生軸向竄動。常用墊塊式止推軸承。軸向止推軸承：防止主軸發生軸向竄動。常用墊塊式止推軸承。 （10）平衡盤：平衡各級葉輪上產生的軸向力。平衡盤：平衡各級葉輪上產生的軸向力。 也稱：也稱：止推軸承止推軸承（11）聯軸器聯軸器：與原動機相連，傳遞動力。與原動機相連，傳遞動力。 種類：齒型聯軸器；摩擦片式聯軸器；鼓膜型聯軸器。種類：齒型聯軸器；摩擦片式聯軸器；鼓膜型