离心式压缩机中能量损失

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1、3.3离心式压缩机中能量损失3.3.1级中各种能量损失损失种类：泄漏损失HL总损失轮阻损失Hdf流动损失Hhyd摩擦损失分离损失冲击损失二次流损失尾迹损失波阻损失流动损失（1）泄漏损失由于压力差作用，高压气体向低压区流动，形成泄漏损失。主要发生在：①叶轮端盖处；级间，为内泄漏。②轴的两个外伸端，为外泄漏。采用的密封形式：①端盖与级间采用迷宫密封（齿形密封）。②轴外伸端采用浮环油膜密封。级间密封叶轮前密封泄漏损失功与功率：迷宫密封实际泄漏量：（2）轮阻损失叶轮旋转时，轮盘、轮盖侧面及轮外缘与气体发生摩擦而产生的损失为轮阻损失。轮阻损失功：轮阻损失功率：近似计算式：(3)流动损失①摩擦

2、损失：气体与流道壁面的摩擦损失。沿程摩擦阻力损失：②分离损失：流通面变大时沿壁产生倒流和旋涡区，出现分离损失。减少分离损失应保证：θ≤6°~8°③冲击损失：流量不在额定流量下，气流将在进口处冲击叶片的工作面或非工作面，造成冲击损失。（叶片式扩压器也会存在）④二次流损失：在叶道、弯道转弯处，出现两边压力差，则压力大的流速低，压力小的流速高，高流速向低处流动，形成二次涡流，即二次流损失。⑤尾迹损失：叶片尾部由于有一定宽度，外缘形成气流旋涡区，产生尾迹损失⑥波阻损失：流道内气流速度达到音速c=a（M=c/a=1)，气流传输波会发生叠加，形成压缩波，称为激波或波障。波障内能量损失很大，为不

3、可逆过程。气流通过波障时将遇到很大阻力，穿过时会有很大能量损失，即波阻损失。临界流量：3.2性能、调节与控制3.2.1离心压缩机的性能反映压缩机性能的参数：以体积流量为主参数，可作出如下性能曲线：（一）性能曲线也叫特性曲线，在转速一定、进口条件一定时。（1）单级中能量压头H的性能曲线：能量方程：级中有效能量头：其中流动损失主要有：（2）整台压缩机性能曲线NηHpolεqvNHηε性能曲线分析：①有效压头Hpol受各种损失影响，以沿程摩擦损失和冲击损失影响最大。②压力比ε随流量增大而减小。③效率η在额定流量下最高，效率最高时为设计工况点或额定工况点，要求压缩机尽可能的在此点附近工作。

4、④功率N一般随流量增加而增大。当压力比ε下倾较快时，N曲线也下倾。⑤当转速不同时，性能曲线发生均匀变化。如：n1>n2>n3(一）喘振工况当流量减少时，机器会出现喘振，此工况为喘振工况。离心压缩机在启动初期或停机时，总要经过喘振工况。当流量减少到一定值时都有一个喘振点。（1）喘振机理压缩机流量减少：气流进入叶轮时正冲角很大，冲角：喘振机理：压缩机流量减少，气流进入叶轮时正冲角很大，使叶片非工作面上的气流严重分离，并由一个或几个叶道开始，逐步向其它叶道扩展，沿叶轮旋转反方向发展，这种现象为“旋转脱离”。随着旋转脱离的进一步扩大，气流受到严重阻塞，排出压力降低，当管网中气体压力高于压缩

5、机出口压力时，管网气流会倒流，反向冲击叶轮。当气流灌满叶道后，又出现正向流动。这种周期性、低频率、大振幅的正反气流震荡现象为喘振。喘振特点：小流量时出现，低频率、大振幅、周期性震动，机器发出异常噪音、吼叫、爆音，声音较高。管网容积愈大，震动愈严重。喘振影响因素：吸入流量降低，管网反向压力大，气流进口冲角大于零。喘振的危害：使机器性能恶化，压力和效率显著降低，异常噪音，机器震动，轴承及密封损坏，转子叶轮发生碰撞。防止喘振的措施：①操作者具备标注喘振线的能力，随时了解工况点位置②在停机或减速时，应先降压后降速，防止管网回压。③叶轮进口有导叶的压缩机，要随时调节叶轮导叶，保持冲角为零。④

6、在压缩机出口设置旁通管或回流管，保证足够的气流返回到压缩机进口。⑤在进、出口安装温度、流量、压力监视仪器，一旦发现异常及时报警，操作联动、停机联动。⑥一旦进入喘振区应立即加大流量或停机。出现严重喘振时，应停机开缸检查，查看是否有机件损坏。（二）堵塞工况当流量增大时，气流速度升高，流道某喉部气流流速将达到临界状态，即流速等于音素c=a（M=1）。这时流量为最大流量qmax，若想再提高流量，则会出现激波（波障），气流穿过波障时将有很大波阻损失，压力不再升高，流量也不能再增加，这种工况称为“堵塞工况”。3.3.2压缩机与管网联合工作整套装置连接形式：压缩机→管道→设备（装置）通常：管道+

7、设备——称为管网系统压缩机管网设备（装置）（一）管网特性曲线管道沿程压力损失：设备内工作压力：管网进口总压力：管网特性曲线：qvp特性曲线分析：①管道内摩擦阻力越大，曲线越陡。②当无管道时：③当无设备时：Pqvp=pr（二）压缩机与管网联合工作压缩机与管网为串联连接，遵守质量守恒和能量守恒定律。压缩机排气量等于管网的进气量：排气压力等于管网所需压力：整个系统才能达到平衡，稳定工作。稳定工作点为两特性曲线的交点，A点。A点上满足：A点尽量在高效率区若：rApqv3.3.