过程流体机械第四章 离心压缩机.pptVIP

漏气损失 1.产生漏气损失的原因：①由于叶轮出口压力大与进口压力，这样就有部分气体经由叶轮与轮盖的间隙流出，在一个循环又随主流流动，造成膨胀与压缩的循环，形成能量的损失。 ②级的出口压力大与叶轮的出口压力，这样就有部分气体经由叶轮外周与隔板的间隙、隔板与轴套的间隙流回到离心压缩机内参与循环，造成损失。 计算时，以漏气损失功计 第29页，共77页，编辑于2022年，星期四 轮阻损失 叶轮旋转时，轮盘、轮盖的外侧和轮缘都要与周围的空气发生摩擦，引起轮阻损失。 计算时，以轮阻损失功计 第30页，共77页，编辑于2022年，星期四 4.2.3.2伯努利方程 应用伯努利方程，将流体所获得的能量区分为有用能量和能量损失，并引入 压缩机中所关注的参数，已显示出压力的增加。 1.通用的伯努利方程，对级内流体而言： 叶轮耗功消耗在三方面 第31页，共77页，编辑于2022年，星期四 第32页，共77页，编辑于2022年，星期四 第33页，共77页，编辑于2022年，星期四 压缩过程与压缩功 第34页，共77页，编辑于2022年，星期四 4.2.3.2单级总耗功、功率和效率（1）单级总耗功、功率 叶轮实际所消耗的功用于两大方面： 一，叶轮传递给气体的气体所获得的理论能头：(增加气体的动能、静压能和克服级内的流动损失） 二，克服叶轮旋转所产生的漏气损失和轮阻损失。 所以叶轮对1Kg气体的总耗功为： ： 第35页，共77页，编辑于2022年，星期四 （2）效率 水力效率：把多变功与叶片功进行比较，其比值为流动效率或水力效率 内效率（或称多变效率）：把多变功与实际总耗功进行比较，其比值为内 效率（或称多变效率）： 机械效率：把实际总耗功与轴功的比值称为 机械效率 习题 第36页，共77页，编辑于2022年，星期四 4.2.3.4级中气体的状态变化 由于气体具有可压缩性，在压缩过程中不但压力发生变化，同时气体的温度、比体积、体积流量等也要发生变化。 有热力学第一定律可知，在某一时间间隔内，对所考虑的系统而言， 系统内所接受的外功+周围介质传给它的热量=该介质能量的增量 j j j c c 如右图所示一个叶轮，以1kg气体为衡算基准，其能量守恒定律可以写成 令 称为气体热焓 上式中，设 能量方程 则经整理得到 1.能量方程 第37页，共77页，编辑于2022年，星期四 讨论：①一般，压缩机的工作过程中没有热量的加入，所以 ②对于任意一个静止的部件，它对气体不做功，对于扩压器而言： ③对与叶轮而言： 能量方程建立了气体温度（或焓）、速度和外界功与热量的关系。 外界对级内气体所做的功和输出入的热量，将转化成气体热焓和动能的增加。 称为绝能通道 第38页，共77页，编辑于2022年，星期四 2.级中气体温度的变化 在任何截面与进口截面之间都可以列能量方程，如下 其中 为任意截面i与进口截面间外界对气体做的功，如果这两个截面积间没有叶轮，则取0。 习题 第39页，共77页，编辑于2022年，星期四 3.级中气体压力、比体积、容积流量的变化 此处书中式子（6-34）有错 令 称指数系数 则 若已知温度的变化和过程指数，则压力变化、比体积变化可求 容积流量 第40页，共77页，编辑于2022年，星期四 指数系数的求解 由多变效率出发 通常，压缩机级的进出口流速基本相等。 =0 习题 第41页，共77页，编辑于2022年，星期四 第42页，共77页，编辑于2022年，星期四 1.性能曲线、最佳工况点与稳定工况点 4.3性能、调节与控制 4.3.1离心压缩机的性能 （1）性能曲线（亦称特征曲线） 一台压缩机的工作特性可简要表示为，在一定转速和进口条件下的压力比（或出口压力）与流量、效率与流量的性能曲线。曲线上的某一点即为压缩机的某一运行工作状态简称工况。 第43页，共77页，编辑于2022年，星期四 (2)最佳工况点 通常将曲线上的效率最高点称为最佳工况点。 (3)稳定工作范围 在喘振工况和堵塞工况之间的区域称为压缩机的稳定工作范围。 2 道 第44页，共77页，编辑于2022年，星期四 B．压缩机的喘振 当压缩机的流量减小到一定程度时，叶道中的若干脱离团就会联合在一起成为大的脱离团，占据大部分叶道，这时气流受到严重的阻塞，致使性能曲线中断或陡降。叶轮虽然对气流做功，但是不能提高气体的压力。于是，压缩机出口的压力显著下降。 由于管网具有一定的容积，其中气体的压力不可能很快下降，因而比压缩机出口压力大。从而气体向压缩机倒流，甚至冲出压缩机进口。直到管网中的压力下降到与压缩