第3章離心式壓縮機(jī)v61

第3章離心式壓縮機(jī)第3章離心式壓縮機(jī)§3.1離心式壓縮機(jī)的主要構(gòu)件及基本原理§3.2氣體在級(jí)中的流動(dòng)及基本方程（略）§3.3級(jí)中能量損失（略）§3.4離心式壓縮機(jī)的特性曲線§3.5離心式壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)§3.6相似原理在離心式壓縮機(jī)中的應(yīng)用§3.7離心式壓縮機(jī)的主要零部件§3.8離心式壓縮機(jī)密封裝置§3.9離心式壓縮機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)§3.1離心式壓縮機(jī)的主要構(gòu)件及基本原理

離心壓縮機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)葉輪實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，使氣體主要沿離心方向流動(dòng)從而提高氣體壓力的機(jī)器。3.1.1離心式壓縮機(jī)的主要構(gòu)件（1）離心式壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)型式：中低壓水平剖分型垂直剖分（高壓圓筒）型多軸式例：沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠MCL系列中低壓水平剖分式多級(jí)離心壓縮機(jī)、BCL系列高壓筒形壓縮機(jī)。水平剖分型：氣缸剖分為上下兩部分，螺栓連接。上下機(jī)殼為組合件，由缸體和隔板組成。適于中低壓壓縮機(jī)（一般低于5MPa）。垂直剖分型：氣缸為筒形。隔板上下剖分（螺栓連接成為整體，氣缸兩側(cè)端蓋用螺栓緊固。隔板轉(zhuǎn)子組裝后送入筒形缸體。抗內(nèi)壓能力強(qiáng)，密封好，剛性好，溫度、壓力引起的變形均勻，適于壓力高、易泄漏的氣體。多軸式：齒輪箱中一個(gè)大齒輪驅(qū)動(dòng)幾個(gè)小齒輪，每個(gè)軸的一端或兩端安裝有葉輪。葉輪軸向進(jìn)氣，徑向排氣，以管道連接各級(jí)。從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不同，各級(jí)均在最佳狀況下運(yùn)行。適于中低壓空氣、蒸汽或惰性氣體。結(jié)構(gòu)組成：轉(zhuǎn)子，定子，以及輔助系統(tǒng)。定子部分1、氣缸：是壓縮機(jī)的殼體，又稱為機(jī)殼。由殼體和進(jìn)排氣室組成，內(nèi)裝有隔板、密封體、軸承等零部件。對(duì)它的主要要求是：有足夠的強(qiáng)度以承受氣體的壓力，法蘭結(jié)合面應(yīng)嚴(yán)密，主要由鑄鋼組成。2、隔板：隔板是形成固定元件的氣體通道

根據(jù)隔板在壓縮機(jī)所處的位置，隔板可分為4種類型：進(jìn)口隔板、中間隔板、段間隔板、排氣隔板。轉(zhuǎn)子部分－主軸壓縮機(jī)的關(guān)鍵部件，主要起到裝配葉輪、平衡盤、推力盤的作用，是轉(zhuǎn)子部分的中心部位。壓縮機(jī)裝置系統(tǒng)圖轉(zhuǎn)子：葉輪與軸的組件。（1）葉輪——離心式壓縮機(jī)中唯一的作功部件。它隨軸高速旋轉(zhuǎn)，氣體在葉輪中受旋轉(zhuǎn)離心力和擴(kuò)壓流動(dòng)作用，因此氣體流出葉輪時(shí)的壓力和速度都得到明顯提高。（1）擴(kuò)壓器——離心式壓縮機(jī)中的轉(zhuǎn)能部件。氣體從葉輪流出時(shí)速度很高，為此在葉輪出口后設(shè)置流通截面逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器，以將這部分速度能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。?）彎道——設(shè)置于擴(kuò)壓器后的氣流通道。其作用是將擴(kuò)壓器后的氣體由離心方向改為向心方向，以便引入下一級(jí)葉輪去繼續(xù)進(jìn)行壓縮。定子：擴(kuò)壓器、彎道、回流器、吸氣室和蝸殼等固定元件。（3）回流器——使氣流以一定方向均勻進(jìn)入下一級(jí)葉輪入口。回流器中一般都裝有導(dǎo)向葉片。（4）吸氣室——將氣體從進(jìn)氣管（或中間冷卻器出口）均勻地引入葉輪進(jìn)行壓縮。（5）蝸殼——把從擴(kuò)壓器或直接從葉輪出來的氣體收集起來，并引出機(jī)外。在蝸殼收集氣體的過程中，由于蝸殼外徑及通流截面的逐漸擴(kuò)大，因此它也起著一定的降速擴(kuò)壓作用。3.1.2離心式壓縮機(jī)的基本工作原理

氣體由吸氣室吸入，通過葉輪對(duì)氣體作功后，使氣體的壓力、速度、溫度都得到提高，然后再進(jìn)入擴(kuò)壓器，將氣體的速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。?dāng)通過一級(jí)葉輪對(duì)氣體作功、擴(kuò)壓后不能滿足輸送要求時(shí)，就必須把氣體再引入下一級(jí)繼續(xù)進(jìn)行壓縮。為此，在擴(kuò)壓器后設(shè)置了彎道、回流器，使氣體由離心方向變?yōu)橄蛐姆较?，均勻地進(jìn)入下一級(jí)葉輪進(jìn)口。各級(jí)經(jīng)蝸殼及排出管被引出至中間冷卻器。冷卻后的氣體再經(jīng)吸氣室進(jìn)入以后各級(jí)繼續(xù)壓縮，最后由排出管輸出。氣體在離心式壓縮機(jī)中是沿著與壓縮機(jī)軸線垂直的半徑方向流動(dòng)的。3.1.3離心式壓縮機(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：（1）單級(jí)流量大。目前合成氨裝置中合成氣體壓縮機(jī)的排氣量達(dá)6000m3/min以上。在產(chǎn)量大于600噸/日的合成氨廠中主要的工藝用壓縮機(jī)幾乎都采用了離心式壓縮機(jī)。（2）重量輕、體積小。無論機(jī)組占地面積還是質(zhì)量都比同一氣量的活塞式壓縮機(jī)小得多。（3）運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。機(jī)組連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間在一年以上，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作可靠，因此它的運(yùn)轉(zhuǎn)率高，而且易損件少，維修方便。目前大型石油化工過程用離心式壓縮機(jī)多為單機(jī)運(yùn)行。（4）氣體不與機(jī)器潤(rùn)滑系統(tǒng)的油接觸。在壓縮氣體過程中，可以做到絕對(duì)不帶油，有利于氣體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。（5）轉(zhuǎn)速較高。適宜用工業(yè)汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直接驅(qū)動(dòng)，可以合理而充分的利用工藝過程本身的熱能，節(jié)約能源。

缺點(diǎn)：（1）還不適用于氣量太小及壓力比過高的場(chǎng)合。（2）離心式壓縮機(jī)的效率一般低于活塞式壓縮機(jī)。（3）離心式壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)較窄?！?.3級(jí)中能量損失（略）§3.2氣體在級(jí)中的流動(dòng)及基本方程（略）§3.4離心式壓縮機(jī)的特性曲線3.4.1級(jí)的特性曲線

離心壓縮機(jī)工作性能最主要的參數(shù)是壓力比、效率和流量。為將其工作性能形象表示出來，一般以曲線的形式表示，就得到了壓縮機(jī)的性能曲線。

級(jí)的性能曲線是指在氣體狀態(tài)（進(jìn)口流量Qs，進(jìn)氣壓力Ps，進(jìn)氣溫度Ts）一定，轉(zhuǎn)速不變的條件下，級(jí)的壓力比ε、多變效率ηpol

以及功率Ntot

隨該級(jí)進(jìn)氣量Qs

而變化的關(guān)系曲線。性能曲線由實(shí)驗(yàn)確定。性能曲線的一般特點(diǎn)：隨流量的減小，壓縮機(jī)提供的壓力比將增大。在最小流量時(shí)，達(dá)到最大。流量和壓力比的關(guān)系是一一對(duì)應(yīng)的，流量與其他參數(shù)的關(guān)系也是一一對(duì)應(yīng)的。流量有最大和最小兩個(gè)極限流量；排出壓力也有最大值和最小值。性能曲線的一般特點(diǎn)：效率曲線有最高效率點(diǎn)，離開該點(diǎn)的工況效率下降很快。（2）壓縮機(jī)的喘振——壓縮機(jī)喘振的機(jī)理——旋轉(zhuǎn)脫離流量減小邊界層分離旋轉(zhuǎn)脫離壓縮機(jī)喘振流量進(jìn)一步減小脫離團(tuán)阻塞葉道出口壓力顯著下降倒流整個(gè)壓縮機(jī)系統(tǒng)發(fā)生周期性的低頻大振幅的氣流振蕩現(xiàn)象，就稱為喘振?，F(xiàn)象：級(jí)進(jìn)出口參數(shù)產(chǎn)生強(qiáng)烈脈動(dòng)，葉片振動(dòng)，機(jī)器噪音增大。喘振的內(nèi)因：流量過小，小于壓縮機(jī)的最小流量，導(dǎo)致機(jī)內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的氣體旋轉(zhuǎn)脫離；喘振的外因：管網(wǎng)有一定容積，且壓力高于壓縮機(jī)的排壓，造成氣流倒流，產(chǎn)生大幅度的氣流脈動(dòng)。脈動(dòng)的頻率和振幅與管網(wǎng)容量有關(guān)?！竦奈：Α獕嚎s機(jī)性能惡化，壓力、效率降低；出現(xiàn)異常噪聲、吼叫和爆音；機(jī)組出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)，使得壓縮機(jī)的軸承、密封損壞，轉(zhuǎn)子和固定部件發(fā)生碰撞，造成機(jī)器嚴(yán)重破壞?！裨颉僮髡吆瓦\(yùn)行人員的要求：應(yīng)具備標(biāo)注喘振線的壓縮機(jī)性能曲線，隨時(shí)了解壓縮機(jī)工況點(diǎn)處在性能曲線圖上的位置；熟悉各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的操作，盡量使機(jī)器不致進(jìn)入喘振狀態(tài)。——防喘振的措施——在首級(jí)或各級(jí)設(shè)置導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以調(diào)節(jié)導(dǎo)葉角度，使流量減少時(shí)的進(jìn)氣沖角不致太大，從而避免發(fā)生喘振。在壓縮機(jī)出口設(shè)置旁通管道，讓壓縮機(jī)通過足夠的流量，以防進(jìn)入喘振狀態(tài)。在壓縮機(jī)進(jìn)口設(shè)置溫度、流量監(jiān)視儀表，出口設(shè)置壓力監(jiān)視儀表，一旦出現(xiàn)異常或喘振及時(shí)報(bào)警；設(shè)有與防喘振控制操作聯(lián)動(dòng)或與緊急停車聯(lián)動(dòng)。系統(tǒng)要求：當(dāng)轉(zhuǎn)速可調(diào)時(shí)，降低運(yùn)行轉(zhuǎn)速，可使流量減少而不致進(jìn)入喘振狀態(tài)，但出口壓力隨之降低。開大入口閥，提高壓縮機(jī)入口流量，讓壓縮機(jī)的工作點(diǎn)離開喘振區(qū)。降低后部系統(tǒng)的壓力。壓力降低，工作點(diǎn)下移，喘振區(qū)范圍變窄，工作范圍變寬。后部系統(tǒng)壓力無法降低而生產(chǎn)需求流量又很小的情況下，可開大壓縮機(jī)防喘振閥（放空系統(tǒng)或?qū)⒊隹诓糠只亓鞯饺肟冢﹣硖岣呷肟诹髁浚寜嚎s機(jī)的工作點(diǎn)離開喘振區(qū)。操作要求：產(chǎn)生原因：流量增大，氣流的沖角達(dá)到較大的負(fù)沖角，在葉片工作面上發(fā)生邊界層分離，葉片做功全部轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰繐p失，壓力不再升高，僅用于維持在該流量下流動(dòng)；在流道最小截面處出現(xiàn)了聲速，邊界層分離區(qū)急劇擴(kuò)大，壓縮機(jī)達(dá)到了阻塞工況，此時(shí)壓力得不到提高，流量不再增大。（3）壓縮機(jī)的堵塞工況（最大流量工況）在性能曲線上，處于喘振工況和阻塞工況之間的區(qū)域，稱為穩(wěn)定工作范圍。衡量壓縮機(jī)性能好壞，除要求有較高的壓力比和較高的效率外，還有較寬的穩(wěn)定工作范圍。（4）壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)3.4.2壓縮機(jī)的性能曲線（1）級(jí)數(shù)對(duì)壓縮機(jī)性能的影響級(jí)與多級(jí)壓縮機(jī)的性能曲線形狀基本一致。由于受逐級(jí)氣流密度的變化與影響，級(jí)數(shù)愈多，密度變化越大，壓縮機(jī)的性能曲線愈陡，喘振流量愈大，堵塞流量愈小，穩(wěn)定工況區(qū)也就越窄。多級(jí)離心式壓縮機(jī)穩(wěn)定工況區(qū)的寬窄，主要取決于最后幾級(jí)的特性。（2）轉(zhuǎn)速對(duì)壓縮機(jī)性能的影響轉(zhuǎn)速增大時(shí)，壓縮機(jī)的壓力比將顯著增加。轉(zhuǎn)速增大時(shí)，氣流馬赫數(shù)增大，這時(shí)流量若偏離設(shè)計(jì)工況，就會(huì)使損失大大增加，性能曲線變陡，使穩(wěn)定工況范圍變窄。壓縮機(jī)只能在喘振界限右邊正常工作。一定轉(zhuǎn)速下，增大流量，壓縮機(jī)的壓力比將下降；反之則上升。一定轉(zhuǎn)速下，如流量為設(shè)計(jì)流量時(shí)，壓縮機(jī)效率達(dá)最高值。當(dāng)流量大于或小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，壓縮機(jī)效率都下降。壓縮機(jī)的性能曲線左端受到喘振工況的限制，右端受到堵塞工況的限制，在這兩者之間的區(qū)域?yàn)閴嚎s機(jī)穩(wěn)定工況區(qū)。穩(wěn)定工況區(qū)的寬窄，是衡量壓縮機(jī)性能的重要指標(biāo)之一。壓縮機(jī)級(jí)數(shù)越多，則氣體密度越大，性能曲線越陡，穩(wěn)定工況區(qū)越窄。轉(zhuǎn)速越高，壓力比越大，但性能曲線越陡、穩(wěn)定工況區(qū)越窄。隨著轉(zhuǎn)速的增高，壓縮機(jī)的性能曲線向大流量、高壓力方向轉(zhuǎn)移。（3）氣體和進(jìn)氣溫度對(duì)壓縮機(jī)性能的影響如進(jìn)氣溫度Ts不變，在相同容積流量Qs下(此時(shí)Hpol也基本對(duì)應(yīng)相等)，壓縮重的氣體(R小的氣體)所得到的壓力比較大；反之，壓縮輕的氣體，所得的較小。假設(shè)壓縮的是同一種氣體介質(zhì)，進(jìn)氣溫度較高的氣體，其ε—Qs曲線在下方，進(jìn)氣溫度較低的性能曲線在上方。§3.5離心式壓縮機(jī)的性能調(diào)節(jié)管網(wǎng)性能曲線:

指通過管網(wǎng)的氣體流量與保證這個(gè)流量通過管網(wǎng)所需要的壓力之間的關(guān)系曲線，即p=f（Q）曲線。每一種管網(wǎng)都有自己的特性曲線，其決定于管網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)和用戶要求。有三種形式：管網(wǎng)阻力與流量無關(guān)；二次曲線；上面兩種形式的混合。3.5.1管網(wǎng)性能曲線管網(wǎng)阻力與流量無關(guān)；可用表示的二次曲線；上面兩種形式的混合：QsQsAQs2QsAQs23.5.2離心式壓縮機(jī)的工作點(diǎn)壓縮機(jī)和管網(wǎng)的性能協(xié)調(diào)，處于穩(wěn)定操作的工作點(diǎn)具有兩個(gè)條件；壓縮機(jī)的排氣量等于管網(wǎng)的進(jìn)氣量；壓縮機(jī)提供的背壓等于管網(wǎng)所需的端壓。所以這個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)一定是壓縮機(jī)性能曲線與管網(wǎng)性能曲線之交點(diǎn)。調(diào)節(jié)的目的：使壓縮機(jī)適應(yīng)變工況下操作，保持生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。調(diào)節(jié)的方法：等壓調(diào)節(jié)（保持排氣壓力不變，只改變氣體流量的調(diào)節(jié)）和等流量調(diào)節(jié)（保持氣體流量不變，只改變排氣壓力的調(diào)節(jié)）。調(diào)節(jié)原理：設(shè)法改變壓縮機(jī)的性能曲線和改變管網(wǎng)性能曲線，其實(shí)質(zhì)是改變壓縮機(jī)的工況點(diǎn)。3.5.3離心式壓縮機(jī)工況的調(diào)節(jié)（1）壓縮機(jī)出口節(jié)流調(diào)節(jié)

方法：調(diào)節(jié)壓縮機(jī)出口管道中節(jié)流閥門的開度。特點(diǎn)：改變管網(wǎng)阻力特性曲線；減小閥門開度，減小流量，反之亦然；閥門關(guān)小，管網(wǎng)阻力損失增大，系統(tǒng)效率降低；方法簡(jiǎn)單，操作方便。僅在風(fēng)機(jī)和小型壓縮機(jī)上采用。（2）壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)進(jìn)口管道中閥門開度。特點(diǎn)：比出口節(jié)流調(diào)節(jié)節(jié)省功率；

改變壓縮機(jī)性能曲線的位置，達(dá)到調(diào)節(jié)輸送氣體的流量和壓力的目的；壓縮機(jī)性能曲線向小流量方向移動(dòng)，使其在更小流量下穩(wěn)定運(yùn)行。帶來一定壓力損失使排氣壓力降低。簡(jiǎn)便常用的方法。

進(jìn)氣壓力（3）改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法：利用原動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)速。特點(diǎn)：改變壓縮機(jī)性能曲線位置；流量和壓力的變化較大，擴(kuò)大了穩(wěn)定工況范圍；經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的方法，不增加附加能量損失，不需改變壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)，但驅(qū)動(dòng)機(jī)必須是可調(diào)速的。（4）采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)（又稱進(jìn)氣預(yù)旋調(diào)節(jié)）

方法：在葉輪之前設(shè)置進(jìn)口導(dǎo)葉，并用專門機(jī)構(gòu)，使各個(gè)葉片繞自身的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變導(dǎo)向葉片的角度，使葉輪進(jìn)口氣流產(chǎn)生預(yù)旋。分為正預(yù)旋和負(fù)預(yù)旋。特點(diǎn)：改變壓縮機(jī)性能曲線；經(jīng)濟(jì)性好于進(jìn)出口節(jié)流調(diào)節(jié)；機(jī)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用不多，一般只在風(fēng)機(jī)上使用。正預(yù)旋角越大，曲線越陡（5）采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的擴(kuò)壓器葉片調(diào)節(jié)方法：改變擴(kuò)壓器葉片的進(jìn)口角，來適應(yīng)流角。特點(diǎn)：改變壓縮機(jī)性能曲線；擴(kuò)大了穩(wěn)定工作范圍喘振流量減小，對(duì)于等壓下調(diào)節(jié)流量有利；壓力、效率變化小，很少單獨(dú)使用；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)復(fù)雜。應(yīng)用不多。（6）三種調(diào)節(jié)方法的經(jīng)濟(jì)性比較及聯(lián)合采用兩種調(diào)節(jié)

（1）進(jìn)口節(jié)流、進(jìn)氣預(yù)旋和改變轉(zhuǎn)速比較，改變轉(zhuǎn)速最為經(jīng)濟(jì)。（2）兩種方法聯(lián)合使用例如：改變轉(zhuǎn)速和改變擴(kuò)壓器葉片角度，穩(wěn)定工作范圍擴(kuò)大。改變轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法，經(jīng)濟(jì)性最好，調(diào)節(jié)范圍廣，適用于蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)方法，方法簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性較好，且具有一定的調(diào)節(jié)范圍，在轉(zhuǎn)速固定的壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等采用。轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方法，調(diào)節(jié)范圍較廣，經(jīng)濟(jì)性也好，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。轉(zhuǎn)動(dòng)擴(kuò)壓器葉片調(diào)節(jié)方法，使壓縮機(jī)性能曲線平移，對(duì)減小喘振流量，擴(kuò)大穩(wěn)定工作范圍很有效，經(jīng)濟(jì)性也好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前該法很少單獨(dú)采用，有時(shí)同轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法聯(lián)合使用。出口節(jié)流調(diào)節(jié)方法最簡(jiǎn)單，但經(jīng)濟(jì)性最差，目前只在通風(fēng)機(jī)和小功率的壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)上使用。同時(shí)采用兩種調(diào)節(jié)方法，可取長(zhǎng)補(bǔ)短，最有效地?cái)U(kuò)大壓縮機(jī)的穩(wěn)定工作范圍。（7）對(duì)上述調(diào)節(jié)方法做一綜合比較：3.5.4壓縮機(jī)的串聯(lián)與并聯(lián)串聯(lián)：增大氣流的排出壓力；并聯(lián)：增大氣流的輸送流量。不適于管網(wǎng)阻力較大的系統(tǒng)。要求：需保證壓縮機(jī)的特性與管網(wǎng)特性相互匹配，防止使用不當(dāng)出現(xiàn)問題。串聯(lián)和并聯(lián)操作適用于流量或壓力需長(zhǎng)時(shí)間增加的操作，在風(fēng)機(jī)或離心泵中使用普遍，在壓縮機(jī)不常應(yīng)用。當(dāng)壓縮機(jī)串聯(lián)工作時(shí)：兩臺(tái)壓縮機(jī)的質(zhì)量流量G應(yīng)相等，對(duì)應(yīng)的進(jìn)口體積流量應(yīng)滿足的關(guān)系。兩臺(tái)壓縮機(jī)串聯(lián)后，總的性能曲線要比單機(jī)陡。為了保證合適的穩(wěn)定工作范圍，一般要求第二臺(tái)壓縮機(jī)的穩(wěn)定工況區(qū)最好比第一臺(tái)寬。由于壓縮機(jī)的串聯(lián)增加了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性，因此很少采用。一般在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使一臺(tái)壓縮機(jī)就能滿足壓力要求。壓縮機(jī)的并聯(lián)常用于以下情況：(1)必須增加輸氣量，而又不需要對(duì)現(xiàn)有的壓縮機(jī)作重新改造；(2)氣體用量很大，用一臺(tái)壓縮機(jī)可能尺寸過大或制造上有困難，這時(shí)應(yīng)考慮兩臺(tái)小的壓縮機(jī)并聯(lián)供氣；(3)用戶的用氣量經(jīng)常變動(dòng)，這時(shí)用兩臺(tái)機(jī)器并聯(lián)，一臺(tái)作為主要工作機(jī)，另一臺(tái)作輔機(jī)。3.6.1相似理論的應(yīng)用價(jià)值按照性能良好的模型級(jí)或機(jī)器，快速設(shè)計(jì)出性能良好的新機(jī)器；將模型化試驗(yàn)的結(jié)果，換算成設(shè)計(jì)條件或使用條件下的機(jī)器性能；相似的機(jī)器可用通用性能曲線表示其性能；使產(chǎn)品系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造，也利于產(chǎn)品的選型使用。利用相似理論中的一些規(guī)律，與試驗(yàn)結(jié)合，有效解決一些復(fù)雜過程的研究和設(shè)計(jì)問題：大致有以下四方面用途：相似理論的主要任務(wù)在于揭示滿足相似所需的足夠條件，包括找出決定流動(dòng)相似的相似準(zhǔn)數(shù)。在離心式壓縮機(jī)中的應(yīng)用有重要意義?！?.6相似原理在離心式壓縮機(jī)中的應(yīng)用對(duì)于離心壓縮機(jī)的相似原理，主要是研究氣體在機(jī)內(nèi)接受葉輪外功，進(jìn)行能量交換過程中的流動(dòng)相似問題。為簡(jiǎn)化討論，僅研究理想氣體在一元穩(wěn)定流動(dòng)中的流動(dòng)相似。3.6.2離心壓縮機(jī)流動(dòng)相似應(yīng)具備的條件流動(dòng)相似：流體流經(jīng)幾何相似的通道或機(jī)器時(shí)，其任意對(duì)應(yīng)點(diǎn)上同名物理量比值相等，就可認(rèn)為機(jī)器的流動(dòng)性能相似。相似條件：幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似、熱力相似。為了保證兩機(jī)流動(dòng)相似必須具備的相似條件：對(duì)于離心壓縮機(jī)要保持兩機(jī)流動(dòng)相似必須具備的條件：（1）幾何相似：兩機(jī)通流部件對(duì)應(yīng)的線性尺寸之比為常數(shù)，對(duì)應(yīng)角度相等。即：幾何相似是物理現(xiàn)象相似的先決條件。（2）運(yùn)動(dòng)相似：流動(dòng)過程中兩機(jī)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的同名速度大小成比例，且為一常數(shù)，速度方向角相同。實(shí)際上一般只要求葉輪進(jìn)口速度三角形對(duì)應(yīng)相似就滿足運(yùn)動(dòng)相似的要求。（3）動(dòng)力相似：指兩機(jī)對(duì)應(yīng)點(diǎn)上作用的同名力大小成比例，且為一常數(shù)，力的方向?qū)?yīng)相同。判別動(dòng)力相似的判據(jù)是動(dòng)力相似準(zhǔn)數(shù)：表示粘性影響的決定性準(zhǔn)數(shù)是雷諾數(shù)；表示可壓縮性影響的決定性準(zhǔn)數(shù)是馬赫數(shù)。離心式壓縮機(jī)的雷諾數(shù)往往大于臨界值（5×106～107），摩阻系數(shù)近似常數(shù)，可不考慮。

在氣體壓縮過程中，氣體參數(shù)的變化受氣體可壓縮性的影響，隨馬赫數(shù)的增大，其影響愈加顯著。所以，要保持兩機(jī)流動(dòng)相似，各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的馬赫數(shù)應(yīng)相等。為了簡(jiǎn)化以不隨工況改變的機(jī)器特征馬赫數(shù)代替第一級(jí)進(jìn)口馬赫數(shù)，即動(dòng)力相似的條件是兩機(jī)的特征馬赫數(shù)相等。（4）熱力相似：指氣體在兩機(jī)內(nèi)的流動(dòng)過程中，氣體的熱力過程相似，即兩機(jī)的氣體等熵指數(shù)應(yīng)相等。等熵指數(shù)相等是兩機(jī)相似的必需條件。若k相等，還可證明兩機(jī)多變指數(shù)m相等，多變效率ηpol相等。所以，要保持兩臺(tái)離心壓縮機(jī)流動(dòng)完全相似，必須具備以下相似條件：幾何相似；葉輪進(jìn)口速度三角形相似（運(yùn)動(dòng)相似）；特征馬赫數(shù)相等（動(dòng)力相似）；氣體等熵絕熱指數(shù)相等（熱力相似）。3.6.3離心式壓縮機(jī)的性能換算（1）符合相似條件的性能換算（完全相似）兩臺(tái)機(jī)器符合相似條件時(shí)，只要知道一臺(tái)機(jī)器的性能參數(shù)，就可應(yīng)用相似換算得到另一臺(tái)機(jī)器的性能參數(shù)。解決的問題：將模型機(jī)試驗(yàn)條件下的性能參數(shù)，換算成實(shí)物機(jī)設(shè)計(jì)條件時(shí)的性能參數(shù)；新設(shè)計(jì)制造的機(jī)器在產(chǎn)品試驗(yàn)條件下的性能參數(shù)，換算成產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的性能參數(shù)。壓力比關(guān)系多變效率關(guān)系能量頭關(guān)系功率關(guān)系轉(zhuǎn)速關(guān)系流量關(guān)系(2)?；O(shè)計(jì)?；O(shè)計(jì)：把一臺(tái)已有性能良好的壓縮機(jī)作為樣機(jī)（模型機(jī)），設(shè)計(jì)一臺(tái)完全相似的新機(jī)器（實(shí)物機(jī)）的過程。設(shè)計(jì)過程：選擇合適的模化樣機(jī)和?；c(diǎn)；確定幾何尺寸的縮放比；確定新機(jī)器的轉(zhuǎn)速；確定功率；根據(jù)模型機(jī)的性能曲線，利用上述符合相似條件的性能參數(shù)換算有關(guān)公式，得到新機(jī)器的性能曲線。§3.7離心式壓縮機(jī)中的主要零部件3.7.1

葉輪葉輪是主要的做功元件，它將外界（原動(dòng)機(jī)）的能量傳遞給氣體，使氣體增壓。（1）葉輪組成及種類：按葉輪結(jié)構(gòu)型式閉式葉輪：性能好、效率高；由于輪蓋的影響，葉輪圓周速度受到限制。半開式葉輪：效率較低，強(qiáng)度較高。雙面進(jìn)氣葉輪：適用于大流量，且軸向力平衡好。閉式葉輪半開式葉輪雙面進(jìn)氣葉輪按葉輪葉片型式后彎型葉輪：βA2＜90°，級(jí)效率高，穩(wěn)定工作范圍寬。徑向型葉輪：

βA2

＝90°，性能介于后彎型和前彎型之間。前彎型葉輪：

βA2＞90°，級(jí)效率較低，穩(wěn)定工作范圍窄。（2）葉片安裝角

葉片入口安裝角βA1的確定是從避免氣體進(jìn)入葉道時(shí)產(chǎn)生沖擊損失考慮的，即在設(shè)計(jì)工況下，基本上應(yīng)等于入口氣流相對(duì)速度方向角β1。

βA1不能過小(≮15°)，否則葉道將過長(zhǎng)，會(huì)增流動(dòng)損失。一般取30°～34°。在多級(jí)壓縮機(jī)中，為了便于設(shè)計(jì)及加工，常對(duì)同一段葉輪取同一個(gè)βA1值。葉片出口安裝角βA2一般＝16°～40°，最常用的是20°～30°。（3）流量系數(shù)流量系數(shù)是一個(gè)隨壓縮機(jī)氣量變化而變化的氣動(dòng)參數(shù)，要選擇的是設(shè)計(jì)工況下的流量系數(shù)。的取值合理與否對(duì)級(jí)的能頭及效率影響很大。從歐拉方程式當(dāng)取較小時(shí)，HT較大。為了保證級(jí)的能頭不至于太小，應(yīng)該選取較小的值。但因?yàn)槿~道中的氣流受軸向渦流和曲線形通道造成的離心慣性力影響，氣流分布是不均勻的，為了不使低速處的氣流速度小到零，甚至為負(fù)值(倒流)，就必須保證葉道中具有足夠大的平均速度，因此太小也不利。葉道中氣流的不均勻程度隨βA2增大而增大，因此流量系數(shù)的適宜值也就隨βA2的增大而增大。不同型式葉輪的流量系數(shù)推薦值（4）葉輪相對(duì)寬度b2/D2葉輪寬度b2與進(jìn)氣量、葉輪直徑以及所選擇的流量系數(shù)均有關(guān)系。在葉輪直徑一定的情況下，大流量要求b2大，小流量則b2小。如b2／D2過大，葉道中氣速分布嚴(yán)重不均勻，容易出現(xiàn)邊界層分離，導(dǎo)致葉輪及擴(kuò)壓器效率下降。若b2／D2過小，則葉道水力半徑減小，Re數(shù)減小而使摩擦系數(shù)增大。若b2／D2過小，輪阻損失及泄漏損失增大，級(jí)效率下降。試驗(yàn)表明0.025<b2／D2<0.065較合適。對(duì)徑向葉片型葉輪宜取較小值，對(duì)后彎葉片型葉輪取偏大值。（5）葉輪直徑比D1/D2葉輪入口直徑與出口直徑之比D1／D2過大或過小都會(huì)降低氣流在葉輪中的流動(dòng)效率。若D1／D2過大，則會(huì)增加葉道的擴(kuò)張角，容易造成邊界層分離，同時(shí)還會(huì)使()減小，不能充分利用葉輪給氣體的旋轉(zhuǎn)慣性力來提高氣體靜壓，降低了級(jí)效率。若D1／D2過小，則使葉道過長(zhǎng)，摩擦阻力損失增加，也影響效率。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，一般認(rèn)為D1／D2=0.45～0.65較合適。（6）葉輪葉片型線葉片一般有圓弧型、直線型、機(jī)翼型及扭曲型等。一般多采用圓弧型，因?yàn)樗庸し奖?，且性能較好。（7）葉片數(shù)z葉輪中的葉片起著對(duì)氣體作功、并引導(dǎo)氣體作有效流動(dòng)的作用。葉片太少，有效導(dǎo)流作用弱，軸向渦流的強(qiáng)度增加，使能量頭HT減小。葉片過少，還會(huì)增大擴(kuò)張角，使級(jí)效率降低。若葉片數(shù)太多，將使葉片阻塞系數(shù)τ1及τ2減小，增加摩擦損失，對(duì)HT及η都不利。對(duì)于βA2大的葉輪，葉片數(shù)z應(yīng)多取些，以限制其擴(kuò)張角；而對(duì)于βA2小的葉輪，葉片數(shù)z應(yīng)取少些，以減少摩擦損失。一般取14～32片。（8）三元葉輪的應(yīng)用為滿足離心壓縮機(jī)對(duì)增大流量、提高效率、提高單級(jí)壓力比，并具有較寬的變工況范圍的要求，研制開發(fā)了三元葉輪。三元葉輪特點(diǎn)：葉片既彎又扭，氣流參數(shù)變化均勻；液流流動(dòng)更加符合實(shí)際情況；多變效率達(dá)80%～86%；變工況的工作范圍寬。葉輪出口的氣流絕對(duì)速度較大，為了提高級(jí)的增壓比和效率，設(shè)置了擴(kuò)壓器使氣流降速增壓。無葉擴(kuò)壓器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，級(jí)變工況較好，穩(wěn)定工作范圍寬。隔板直徑大。葉片擴(kuò)壓器：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率高，隔板直徑小。變工況性能差，穩(wěn)定工作范圍窄。3.7.2

擴(kuò)壓器（1）無葉擴(kuò)壓器

結(jié)構(gòu)和工作原理：無葉擴(kuò)壓器通常是由兩個(gè)平行壁面構(gòu)成的環(huán)形通道所組成。從葉輪中流出的氣體，經(jīng)過擴(kuò)壓器通道時(shí)，由于通道截面面積逐漸增大，速度逐漸降低，而壓力逐漸升高。無葉擴(kuò)壓器的優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定工況范圍大。通用性好，只要擴(kuò)壓器的D3及b3合適，可用于不同的的葉輪。無葉擴(kuò)壓器的缺點(diǎn)：要增加擴(kuò)壓效果，必然要盡量加大直徑，這就加大了機(jī)器的徑向尺寸。因?yàn)闅饬鞣较蚪腔静蛔儯虼肆鲃?dòng)軌跡較長(zhǎng)，摩擦損失較大。（2）葉片擴(kuò)壓器

結(jié)構(gòu)和工作原理：在無葉擴(kuò)壓器的環(huán)形通道中，均勻安裝葉片，就成為葉片擴(kuò)壓器。在葉片擴(kuò)壓器內(nèi)葉道中的氣流受到葉片的引導(dǎo)，迫使氣流沿著葉片方向運(yùn)動(dòng)。氣體在葉道中的運(yùn)動(dòng)軌跡α＝αA。由于擴(kuò)壓器葉片安置角是由進(jìn)口向出口逐漸增加的，即αA3＜αA＜αA4。因此氣流在葉片擴(kuò)壓器中流動(dòng)時(shí)，氣流方向角也是不斷增加的，即α3＜αA＜α4葉片擴(kuò)壓器的優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)壓程度大而尺寸小。葉片擴(kuò)壓器中的氣流由于受到葉片的引導(dǎo)，使得流道短，流動(dòng)損失小。在設(shè)計(jì)工況下，葉片擴(kuò)壓器的效率一般要比無葉擴(kuò)壓器高3～5％。葉片擴(kuò)壓器的缺點(diǎn)：在工況偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，由于α3與αA3不一致，產(chǎn)生沖擊損失，使級(jí)效率下降較多。當(dāng)沖角增大到一定值后，會(huì)因發(fā)生強(qiáng)烈的分離現(xiàn)象而導(dǎo)致壓縮機(jī)喘振。因此，安有葉片擴(kuò)壓器的級(jí)或壓縮機(jī)的性能曲線較陡，穩(wěn)定工況區(qū)較窄。3.7.3

彎道和回流器為了把擴(kuò)壓器后的氣體引導(dǎo)到下一級(jí)去進(jìn)一步增壓，在擴(kuò)壓器后設(shè)置了彎道和回流器。截面4－4至截面5－5為彎道；截面5－5至6－6為回流器

彎道一般不安裝葉片，氣體如同在無葉擴(kuò)壓器中流動(dòng)一樣，在彎道中流動(dòng)也遵循質(zhì)量守恒和動(dòng)量矩不變的原理。氣體從擴(kuò)壓器出來后經(jīng)彎道拐180°彎進(jìn)入回流器。由于氣體進(jìn)入回流器仍具有繞葉輪軸線的旋繞運(yùn)動(dòng)，為了保證下一級(jí)葉輪入口軸向進(jìn)氣，回流器必須裝葉片，葉片數(shù)一般有12～18片。3.7.4

排氣室排氣室是把從擴(kuò)壓器或者葉輪(無擴(kuò)壓器時(shí))出來的氣體匯集起來，引到機(jī)外輸氣管道或冷卻器中去，并把較高的氣流速度降低至排氣室出口的氣流速度，使氣體壓力進(jìn)一步提高。3.7.5

軸向力及平衡裝置（1）轉(zhuǎn)子的軸向力由于葉輪的輪盤和輪蓋兩側(cè)所受的氣體作用力不同，相互抵消后，還會(huì)剩下一部分軸向力作用于轉(zhuǎn)子，所有葉輪軸向力之代數(shù)和就是整個(gè)轉(zhuǎn)子的氣體軸向推力。軸向力作用方向一般是從高壓端向低壓端。轉(zhuǎn)子的軸向推力經(jīng)平衡后，剩下的軸向推力由推力軸承來承擔(dān)，如果推力過大，會(huì)影響軸承壽命，甚至損壞機(jī)器?？傒S向力：葉輪的壓力比越高，即葉輪出口和進(jìn)口的壓力差越大，軸向推力越大，反之就越小。（2）軸向推力的平衡方法葉輪對(duì)置或分段對(duì)置它是多級(jí)離心式壓縮機(jī)最常用的軸向力平衡方法。缺點(diǎn)：管系布置復(fù)雜。平衡盤裝置（平衡活塞）結(jié)構(gòu)：平衡盤一般裝在高壓端，外緣與氣缸間設(shè)有迷宮式密封，使平衡盤兩側(cè)保持壓力差，一側(cè)是高壓氣體，另一側(cè)接轉(zhuǎn)子的第一級(jí)入口，使氣體壓力接近于進(jìn)氣壓力。作用原理：平衡盤兩側(cè)的壓力差作用在平衡盤上，產(chǎn)生一個(gè)軸向力，方向正好和葉輪的軸向力相反?？梢耘渲肈sP和DaP使轉(zhuǎn)子軸向力的大部分得到平衡。特點(diǎn)：平衡盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不影響氣體管線的布置，應(yīng)用極為普遍。葉輪背面加筋作用原理：葉輪背面的筋使葉輪相當(dāng)于半開式葉輪，在葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶筋時(shí)葉輪背面靠近內(nèi)徑處的壓力顯著下降。特點(diǎn)：合理選擇筋的長(zhǎng)度，可將葉輪的部分軸向力平衡掉。這種方法在介質(zhì)密度較大時(shí)，效果更為明顯。3.7.6

軸承軸承的分類：滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，效率高，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，具有優(yōu)良的互換性和通用性，大多數(shù)類型的軸承能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，軸向尺寸較小，易于潤(rùn)滑、維護(hù)及保養(yǎng)。缺點(diǎn)：徑向尺寸較大，在高速、重載荷條件下工作時(shí)，壽命短，振動(dòng)及噪音較大。工作原理：利用軸頸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將潤(rùn)滑油帶入軸頸與軸承瓦之間的間隙而產(chǎn)生油膜壓力，以支承軸頸所加的載荷。優(yōu)點(diǎn)：滑動(dòng)軸承的承載能力大，回轉(zhuǎn)精度高，潤(rùn)滑油膜具有抗沖擊作用，在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械上獲得廣泛應(yīng)用。分類：按承受載荷的方向不同滑動(dòng)軸承分為徑向軸承和推力軸承。（1）滑動(dòng)軸承工作原理滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)速越高，油粘度越大，被帶進(jìn)的油越多，油膜壓強(qiáng)越大，承受的載荷就越大。油的粘度過大，會(huì)使油分布不均勻，增加摩擦損失，不能保持良好的潤(rùn)滑效果。軸承間隙過大，對(duì)油膜形成不利，并增大油耗。軸承間隙過小，油量不足，不能滿足軸承冷卻要求。軸承油膜的形成和油膜壓強(qiáng)的大小受軸的轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油粘度、軸承間隙、軸承負(fù)荷、軸承結(jié)構(gòu)等因素的影響。（2）半速渦動(dòng)和油膜振蕩半速渦動(dòng)當(dāng)外界干擾使軸頸中心瞬時(shí)偏離平衡位置，由O’移至O”，油膜合力W’和載荷G不再大小相等、方向相反，而是形成一個(gè)合力ΔF，其分量ΔFx推動(dòng)軸頸趨向返回O’，分量ΔFy推動(dòng)軸頸繞平衡位置O’渦動(dòng)渦動(dòng)的特點(diǎn)：渦動(dòng)角速度約為轉(zhuǎn)子角速度的一半或稍低，故稱之為半速渦動(dòng)；渦動(dòng)與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相同；渦動(dòng)一旦產(chǎn)生，就在相當(dāng)廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)持續(xù)下去，而且始終保持半速。渦動(dòng)可能的三種情況：收斂的，油膜阻尼力大于推動(dòng)力。穩(wěn)定的，油膜推動(dòng)力做功與阻尼力吸收的功相等，只要O”距O’在允許范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，則無危害。發(fā)散的，油膜推動(dòng)力大于阻尼力，危險(xiǎn)。油膜振蕩

臨界轉(zhuǎn)速若轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的角速度與轉(zhuǎn)子彎曲振蕩的固有圓周頻率相重合，則轉(zhuǎn)子發(fā)生強(qiáng)烈的共振導(dǎo)致轉(zhuǎn)子破壞，轉(zhuǎn)子與此相應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。一旦轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)離臨界轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)不發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)。轉(zhuǎn)子彎曲振動(dòng)的臨界轉(zhuǎn)速可有1、2……i階個(gè)。但實(shí)際轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速不會(huì)太大，所以關(guān)注1、2階臨界轉(zhuǎn)速。

臨界轉(zhuǎn)速對(duì)剛性轉(zhuǎn)子：對(duì)柔性轉(zhuǎn)子：為防止軸承油膜振蕩：油膜振蕩輕轉(zhuǎn)子油膜振蕩的發(fā)展過程當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高到二倍于一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，半速渦動(dòng)的角速度恰好等于一階臨界轉(zhuǎn)速ωc1，則轉(zhuǎn)子－軸承等發(fā)生共振性振蕩，稱為油膜振蕩。輕載、中載、重載轉(zhuǎn)子發(fā)生半速渦動(dòng)和油膜振蕩的起始轉(zhuǎn)速隨振幅的大小是不同的。有的重載轉(zhuǎn)子不出現(xiàn)半速渦動(dòng)，而在轉(zhuǎn)速超過2ωc1的某更大轉(zhuǎn)速直接發(fā)生油膜振蕩。油膜振蕩一旦產(chǎn)生，其振蕩頻率就趨近并保持一階臨界轉(zhuǎn)速的頻率不變，不再隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的升高而變化。油膜振蕩的振幅比半速渦動(dòng)的振幅大得多，有毀壞機(jī)器的危險(xiǎn)。為避免油膜振蕩，要求工作轉(zhuǎn)速小于二階臨界轉(zhuǎn)速。防止油膜振蕩的方法：提高轉(zhuǎn)子剛度，即提高轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速。但多級(jí)壓縮機(jī)多用高速輕載柔性轉(zhuǎn)子，提高剛度較困難。采用抑振性能良好的軸承，改變軸承的結(jié)構(gòu)或參數(shù)。（3）徑向支持軸承徑向軸承指承受徑向載荷的軸承。其結(jié)構(gòu)分為軸瓦、軸承座、墊圈等。軸瓦的瓦塊一般用鋼材內(nèi)澆一層1～3mm厚的巴氏合金制成，軸瓦的底部有進(jìn)油孔，可使?jié)櫥瓦M(jìn)入軸瓦，形成油膜，支持轉(zhuǎn)軸，同時(shí)帶走產(chǎn)生的熱量。（1）普通的圓柱軸承（2）橢圓軸承（3）多油葉軸承（4）多油楔軸承（5）可傾瓦軸承巴氏合金巴氏合金是最廣為人知的軸承材料，由美國(guó)人巴比特發(fā)明而得名，因其呈白色，又稱白合金。具有減摩特性的錫基巴氏合金和鉛基巴氏合金是唯一適合相對(duì)于低硬度軸轉(zhuǎn)動(dòng)的材料，與其它軸承材料相比，具有更好的適應(yīng)性和壓入性，廣泛用于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械。巴氏合金巴氏合金的主要成分是錫（Sn）、鉛（Pb）、銻（Sb）、銅（Cu）。銻和銅用以提高合金強(qiáng)度和硬度。在所有這些合金系中，銻和銅均作為重要的合金化元素和硬化元素，而且其結(jié)構(gòu)是由硬的、彌散于軟基質(zhì)中的金屬間化合物組成。巴氏合金巴氏合金的組織特點(diǎn)：在軟相基體上均勻分布著硬相質(zhì)點(diǎn)，軟相基體使巴氏合金具有非常好的嵌藏性、順應(yīng)性和抗咬合性，并在磨合后，軟基體內(nèi)凹，硬質(zhì)點(diǎn)外凸，使滑動(dòng)面之間形成微小間隙，成為貯油空間和潤(rùn)滑油通道，利于減摩；上凸的硬質(zhì)點(diǎn)起支承作用，有利于承載。

（4）軸向推力軸承（止推軸承）當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外活動(dòng)多塊式止推軸承主要分為兩類，一類是米契爾軸承，一類是金斯伯雷軸承（Kingsbury）

。止推瓦塊同基環(huán)直接接觸，是單層的。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)變動(dòng)載荷的適應(yīng)能力較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸小。缺點(diǎn)：當(dāng)瓦塊厚度稍有差別或軸承基環(huán)同止推盤平行度有誤差時(shí)，每塊瓦塊間負(fù)荷不能調(diào)節(jié)，會(huì)造成部分瓦塊過載，使瓦塊磨損不均。由止推瓦塊、上搖塊、下?lián)u塊和基環(huán)組成，它們之間以球面支點(diǎn)接觸，止推塊下墊有上水準(zhǔn)塊、下水準(zhǔn)塊、基環(huán)，相當(dāng)于三層零件疊放在基環(huán)上，保證止推瓦塊和搖塊可自由擺動(dòng)，使載荷分布均勻。優(yōu)點(diǎn)：瓦塊間載荷分布均勻，調(diào)節(jié)靈活，能自動(dòng)補(bǔ)償轉(zhuǎn)子不對(duì)中、偏斜。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要軸向安裝尺寸較長(zhǎng)。金斯伯雷止推軸承推力盤下?lián)u塊上搖塊扇形推力塊金斯伯雷推力軸承工作原理：當(dāng)各個(gè)止推塊載荷不同時(shí)，就會(huì)引起軸承的不平衡，因止推塊受力不均就要偏轉(zhuǎn)，此時(shí)可通過上、下搭接的水準(zhǔn)塊，自動(dòng)調(diào)節(jié)每個(gè)止推塊上的載荷，直到每個(gè)止推塊上的載荷相同，軸承重新建立平衡為止。即在轉(zhuǎn)軸有較大的撓度及支點(diǎn)轉(zhuǎn)角的情況下，各瓦塊位置能隨之平衡而產(chǎn)生均勻的油膜壓力。

3.7.7

離心式壓縮機(jī)密封裝置密封：密封是指兩個(gè)機(jī)械部件之間形成限制泄漏連接所采用的各種裝置。限制泄漏作用的一對(duì)配合表面稱為密封副。密封大體分為靜密封和動(dòng)密封兩類。靜密封

指運(yùn)動(dòng)副相對(duì)靜止的結(jié)合面間的密封，如O型環(huán)密封等。動(dòng)密封

指運(yùn)動(dòng)副相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面間的密封，是旋轉(zhuǎn)軸的密封，又分為非接觸型（如迷宮密封、干氣密封、浮動(dòng)環(huán)密封和固定環(huán)密封等）和面接觸型（如機(jī)械密封、填料密封等）兩種。軸向密封徑向密封壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸密封面接觸密封非接觸密封機(jī)械端面密封唇環(huán)密封填料密封剖環(huán)式密封間隙密封迷宮密封氣膜密封液膜密封（1）迷宮密封迷宮密封是一種由一系列節(jié)流齒隙和膨脹空腔構(gòu)成的非接觸密封形式，主要用于密封氣體介質(zhì)。特點(diǎn)：適應(yīng)高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速場(chǎng)合。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠。廣泛用作為蒸汽透平、燃?xì)馔钙?、離心式壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等熱力機(jī)械的軸端密封或級(jí)間密封。缺點(diǎn)是泄漏大。結(jié)構(gòu)形式：在固定部件與輪蓋、隔板與軸套、軸的端部設(shè)置密封件，采用梳齒式（迷宮式）密封。工作原理：利用節(jié)流原理。減小通流截面積，經(jīng)多次節(jié)流減壓，使在壓差作用下的漏氣量盡量減小。即通過產(chǎn)生的壓力降來平衡密封裝置前后的壓力差。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意：減小齒逢間隙；增加密封齒數(shù)；加大齒片間的空腔和流道的曲折程度。（2）間隙密封——固定環(huán)間隙密封——結(jié)構(gòu)形式：流體通過襯套與軸的微小間隙c流動(dòng)時(shí)，由于流體的粘性摩擦作用而實(shí)現(xiàn)降壓密封的目的。特點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安裝容易，價(jià)格低廉。由于長(zhǎng)度較大，必須具有較大的間隙以避免軸的偏轉(zhuǎn)、跳動(dòng)等因素引起軸與襯套的固體接觸，從而具有較大的泄漏率。固定襯套密封常用作為低壓離心機(jī)軸端密封等?！?dòng)環(huán)間隙密封——結(jié)構(gòu)形式：考慮到軸和密封環(huán)的相對(duì)熱膨脹，間隙h一般為10~20μm。彈簧力和介質(zhì)壓力的作用，使密封通過一O形密封圈與殼體上的一個(gè)垂直于軸表面的光滑表面保持接觸，密封環(huán)可以沿徑向自由移動(dòng)，但受定位銷釘?shù)南拗撇荒苻D(zhuǎn)動(dòng)?？紤]到密封環(huán)與軸可能出現(xiàn)的摩擦磨損，密封環(huán)一般由減摩或耐磨材料制造，如石墨、碳化硅等?！?dòng)環(huán)間隙密封——對(duì)中機(jī)理：浮動(dòng)環(huán)間隙密封在工作過程中具有自對(duì)中特性。密封環(huán)安裝之后，其內(nèi)表面與軸之間存在一定間隙，且不可避免地存在一定程度的偏心。為減少磨損和泄漏率，偏心程度應(yīng)盡可能地小。在流體動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承中，偏心間隙產(chǎn)生的流體動(dòng)壓力支撐起軸承載荷，使軸浮于油膜之上。由于浮動(dòng)環(huán)與軸的偏心，軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的流體動(dòng)壓力將使得環(huán)浮起，并與軸趨于同心，形成非接觸狀態(tài)。軸承氣缸外浮環(huán)內(nèi)浮環(huán)密封油密封氣參考?xì)飧…h(huán)密封結(jié)構(gòu)示意圖（3）氣膜密封（干氣密封）氣膜密封——依靠幾微米的氣體薄膜潤(rùn)滑的機(jī)械密封，也稱為干氣密封。特點(diǎn)：與其它密封相比，氣膜密封可省去密封油系統(tǒng)。泄漏量少、磨損小、壽命長(zhǎng)、能耗低，操作簡(jiǎn)單可靠，被密封的流體不受油污染。結(jié)構(gòu)：和傳統(tǒng)上的液相用機(jī)械密封類似，只不過氣膜機(jī)械密封的兩端面被一穩(wěn)定的薄氣膜分隔開，成為非接觸狀態(tài)。它與機(jī)械密封有相似的剖面外形，特別之處在于動(dòng)環(huán)表面加工出一系列溝槽（深度一般為0.0025～0.01mm），這些溝槽在軸旋轉(zhuǎn)時(shí)可對(duì)氣體的溢出有抑制作用，當(dāng)氣體壓力與彈簧力平衡后，在動(dòng)靜環(huán)間形成氣膜使動(dòng)靜環(huán)互不接觸。工作原理：密封氣體注入密封裝置后，動(dòng)靜環(huán)均受到流體的靜壓力作用。當(dāng)動(dòng)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋槽里的氣體被剪切，產(chǎn)生動(dòng)壓力，氣體從外緣流向中心，而密封壩抑制氣體流動(dòng)，氣體壓力升高，動(dòng)靜環(huán)分開，當(dāng)氣體壓力與彈簧恢復(fù)平衡后，維持一最小間隙，形成氣膜，密封工藝氣體。密封氣體常用廠內(nèi)自產(chǎn)的脫硫后的干氣，既方便又經(jīng)濟(jì)。單端面干氣密封適用于少量工藝氣泄漏到大氣中無危害的工況。串聯(lián)式干氣密封

它適用于允許少量工藝氣泄漏到大氣的工況帶中間進(jìn)氣的串聯(lián)式干氣密封

適用于既不允許工藝氣泄漏到大氣中，又不允許阻封氣進(jìn)入機(jī)內(nèi)的工況雙端面干氣密封

適用于不允許工藝氣泄漏到大氣中，但允許阻封氣（例如氮?dú)猓┻M(jìn)入機(jī)內(nèi)的工況

密封支持系統(tǒng)密封油消耗維護(hù)費(fèi)用能量費(fèi)用工藝氣體泄漏控制系統(tǒng)浮環(huán)密封密封油系統(tǒng)及儀表控制系統(tǒng)?；ㄙM(fèi)10~30萬美元150升/天左右油泵、控制閥、過濾器等主要設(shè)備的維護(hù)密封驅(qū)動(dòng)2.9~14.7kW油泵:14.7~73.5kW氣體夾帶：10Nm3/h氣