離心式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)-離心壓縮機(jī)氣動(dòng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含6張CAD圖

離心式壓縮機(jī)的用途很廣。例如氨化肥生產(chǎn)中的氮、氫氣體的離心壓縮機(jī)，空氣分離工程、煉油和石化工業(yè)中普遍使用的各種壓縮機(jī)，天然氣輸送和制冷等場(chǎng)合的各種壓縮機(jī)。在動(dòng)力工程中，離心式壓縮機(jī)主要用于小功率的燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)增壓以及動(dòng)力風(fēng)源等。本課題研究的內(nèi)容是設(shè)計(jì)一臺(tái)離心式壓縮機(jī)。葉輪和擴(kuò)壓器是離心式壓縮機(jī)的關(guān)鍵部件，葉輪設(shè)計(jì)制造的好壞及其與擴(kuò)壓器的匹配將對(duì)壓縮機(jī)的性能產(chǎn)生決定性的影響。關(guān)鍵詞：進(jìn)氣道葉輪擴(kuò)壓器ignofCentrifugalCompressorAbstract:Centrifugalcompressorisveryversatile.Avarietyofoccasionssuchasnitrogen,hydrogen,ammoniafertilizerproductioninthecentrifugalcompressor,airseparationengineering,commonlyusedintherefiningandpetrochemicalindustries,compressors,naturalgastransportationandrefrigerationcompressors.Inpowerengineering,thecentrifugalcompressorismainlyusedforlow-powergasturbines,internalcombustionenginesuperchargedanddynamicwindsource.Thecontentofthisresearchisthedesignofacentrifugalcompressor.Impelleranddiffuserisakeycomponentofthecentrifugalcompressorimpellerdesignandmanufactureofthegoodorbadadecisiveimpactonthematchwillbethecompressordiffuserperformance.KeywordsInlet;Impeller;Diffuser 趨勢(shì)18世紀(jì)初期，Papin給出了最早的離心式葉輪機(jī)械的設(shè)計(jì)方法，在他出版的著作中介紹了離心泵的設(shè)計(jì)方法。從那以后，離心式葉輪機(jī)械開始逐步得到發(fā)展。19世紀(jì)，離心式壓縮機(jī)伴隨著葉輪機(jī)械理論的發(fā)展而得到了迅速的發(fā)展。在這一時(shí)期，LeonhardEular建立了葉輪機(jī)械中的基本能量方程；LazareCarnot指出在葉輪進(jìn)口流體應(yīng)光滑順利的流入葉輪，即零攻角狀態(tài)，他還指出為了獲得高效率應(yīng)減小葉輪出口動(dòng)能。這一階段的標(biāo)志性成果是離心壓縮機(jī)中開始使用有葉擴(kuò)壓器。從20世紀(jì)開始至今是離心壓縮機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代。在這一時(shí)期，產(chǎn)生了對(duì)離心壓縮機(jī)發(fā)展具有劃時(shí)代意義的理論和方法。正是這些理論和方法的誕生，使得離心壓縮機(jī)在全世界范圍內(nèi)得到了極為廣泛的應(yīng)用。1930年，F(xiàn)rankWhittle申請(qǐng)了他的第一項(xiàng)專利，在國(guó)際上首次應(yīng)用了雙向進(jìn)氣單級(jí)離心壓縮機(jī)，這個(gè)離心壓縮機(jī)由軸向透平驅(qū)動(dòng),采用雙向進(jìn)氣不但可以避免在轉(zhuǎn)子進(jìn)口葉尖產(chǎn)生超音速流動(dòng)，而且可以減小軸向推力。從那時(shí)開始，F(xiàn)rankWhittle就將目標(biāo)瞄準(zhǔn)單級(jí)壓比達(dá)到4，而此前單級(jí)壓比最高值只達(dá)到2.5。離心壓縮機(jī)因?yàn)槭苄D(zhuǎn)、曲率及粘性等諸多因素的影響及相互作用而使其內(nèi)部流動(dòng)表現(xiàn)為相當(dāng)復(fù)雜的非定常、有粘性的三維湍流流動(dòng)。但在早期，因?yàn)槿碚摷坝?jì)算手段的缺乏，使得離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)主要采用幾何設(shè)計(jì)或二維氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行。20世紀(jì)50年代，我國(guó)著名的科學(xué)家吳仲華教授提出了對(duì)離心壓縮機(jī)發(fā)展具有劃時(shí)代意義的兩簇流面理論，奠定了葉輪機(jī)械內(nèi)部三元流場(chǎng)求解的基礎(chǔ)。他首先提出葉輪機(jī)械葉片通道內(nèi)的三元流動(dòng)可以看作是兩類相交的流面(S1、S2流面，S1流面為是從一個(gè)葉片到相鄰葉片之間的周向扭曲流面，S2流面是從輪轂導(dǎo)輪蓋的徑向扭曲流面)之和，這樣就可以把一個(gè)復(fù)雜的三元問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)二元問(wèn)題，從而使計(jì)算簡(jiǎn)化。隨著吳氏三元理論的提出，離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)方法開始由幾何設(shè)計(jì)或二維氣動(dòng)設(shè)計(jì)向準(zhǔn)三維氣動(dòng)設(shè)計(jì)及全三維氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法轉(zhuǎn)變。許多國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者利用這一理論對(duì)離心壓縮機(jī)進(jìn)行了研究并取得了許多有益的成果[8]離心式空氣壓縮機(jī)屬于速度式壓縮機(jī)，在用氣負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)離心式空氣壓縮機(jī)工作穩(wěn)定、可靠。優(yōu)點(diǎn)是①結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，排氣量范圍大；②易損件少，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、壽命長(zhǎng)；③排氣不受潤(rùn)滑油污染，供氣品質(zhì)高；④大排量時(shí)效率高、且有利于節(jié)能。求隨著新技術(shù)的發(fā)展，新型氣體密封、磁力軸承和無(wú)潤(rùn)滑聯(lián)軸器的出現(xiàn)，不斷開發(fā)高壓壓縮機(jī)和小流量壓縮機(jī)產(chǎn)品進(jìn)一步研究三元流動(dòng)理論，不僅應(yīng)用到葉輪設(shè)計(jì)，還發(fā)展到葉片擴(kuò)壓器靜止元件設(shè)計(jì)中，以期達(dá)到最高的機(jī)組效率低噪聲化，采用噪聲防護(hù)以改善鼓風(fēng)機(jī)廠、陜西鼓風(fēng)機(jī)廠等。他們引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，經(jīng)過(guò)消化吸收，可以生產(chǎn)石化用大型SD的高速齒輪變速器的設(shè)計(jì)制造專利技術(shù)從德國(guó)德馬格公司引進(jìn)了VK8型組裝式離心壓縮GM風(fēng)機(jī)技術(shù)。沈kWNmhkW，出達(dá)到5500kW，已經(jīng)應(yīng)用到30~50萬(wàn)t/a乙烯裂解裝置。沈鼓廠自行設(shè)計(jì)和制造的大化m目前國(guó)內(nèi)離心壓縮機(jī)在高技術(shù)、高參數(shù)、高質(zhì)量和特殊產(chǎn)品方面還不能滿足國(guó)內(nèi)需要。另外在技術(shù)水平、質(zhì)量、成套性上和國(guó)外還有差距。隨著石化生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，1.2離心式壓縮機(jī)發(fā)展方向由于化工和石油化工裝置不斷向大型化發(fā)展，用戶對(duì)壓縮機(jī)組的能耗、可靠性、配套水在二氧化碳?jí)嚎s機(jī)方面，過(guò)去出現(xiàn)了一些壓縮機(jī)性能與工藝條件不匹配的事故。現(xiàn)在西安交大、沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠都有自己的二氧化碳閉式試驗(yàn)臺(tái)，問(wèn)題已得到解決。因此，對(duì)大型化肥和石油化工壓縮機(jī)的改進(jìn)已基本上集中在壓縮機(jī)性能本身的改進(jìn)上。目前，世界上先進(jìn)的壓縮機(jī)制造廠家都在致力于這方面的研究。如在壓縮機(jī)的氣動(dòng)性能設(shè)計(jì)上使用的程序，能夠適用于幾百個(gè)大氣壓，在近臨界區(qū)域條件下適用于幾十種復(fù)雜氣體，大大提高了計(jì)算精度；在轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性研究上，已經(jīng)研制出超二階、三階的高柔性轉(zhuǎn)子，并已成功使用；還在部件成套技術(shù)上有了很大發(fā)展，如在密封、軸承、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、輔機(jī)美觀，且具有自動(dòng)進(jìn)行干涉檢查的功能，避免設(shè)計(jì)缺陷。能夠自動(dòng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，提高統(tǒng)動(dòng)力特性不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，或已經(jīng)制造出來(lái)的機(jī)組出現(xiàn)振動(dòng)過(guò)大、運(yùn)行不穩(wěn)定等情況時(shí)，就必須修改原機(jī)組的結(jié)構(gòu)參數(shù)、物性參數(shù)值。但是影響轉(zhuǎn)子--軸承系統(tǒng)動(dòng)力特性的結(jié)構(gòu)參數(shù)有很多，修改哪一個(gè)或幾個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)最有效，能立竿見影地解決設(shè)計(jì)和機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題，是建立該專家系統(tǒng)軟件的目標(biāo)。主要研究?jī)?nèi)容有：各種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子--軸承系統(tǒng)動(dòng)力特性的影響、建立智能型專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算軟容錯(cuò)控制器、多功能防喘振、性能調(diào)節(jié)、安全保護(hù)綜合控制系統(tǒng)，使離心壓縮機(jī)控制由傳統(tǒng)的模擬儀表控制變?yōu)槎喙δ艿膶＜铱刂葡到y(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容有：研制大化肥裝置用離有防喘振、性能調(diào)節(jié)、安全保護(hù)的數(shù)字式微機(jī)綜合控制系統(tǒng)[2]。成了離心壓縮機(jī)后向三元葉輪的設(shè)計(jì)，并應(yīng)用激光測(cè)試技術(shù)對(duì)該葉輪內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了非國(guó)內(nèi)在離心壓縮機(jī)三元葉輪的各類反命題設(shè)計(jì)方法中，以角動(dòng)量的不同分布來(lái)控制葉片幾何型線的方法應(yīng)用較廣[10]。角動(dòng)量的分布規(guī)律直接決定葉片載荷的大小并影響流動(dòng)方向、跨盤蓋方向的速度分布，而速度分布對(duì)葉輪二次流的強(qiáng)度及葉片表面邊界層的發(fā)展有決定性的影響，這必然影響到對(duì)葉輪邊界層損失、分離損失和二次流損失的控制，因此合適的角動(dòng)量分布是設(shè)計(jì)高性能葉輪最有效的手段。席光等人以上文提到的德國(guó)宇航院(DFVLR)Krain博士設(shè)計(jì)并試驗(yàn)的后向三元葉輪為研究對(duì)象，對(duì)其內(nèi)部流動(dòng)及氣動(dòng)性能進(jìn)行了計(jì)算，在保留子午型線的前提下，改變角動(dòng)量分布，對(duì)葉片重新設(shè)計(jì)，以研究角動(dòng)量分布對(duì)葉輪內(nèi)部三維流場(chǎng)及總體性能的影響，發(fā)展了一種以三維粘性分析王曉峰等人又探討了將離心葉輪內(nèi)部的三維粘性流動(dòng)求解與試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)以及響應(yīng)面方法相結(jié)合的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。響應(yīng)面方法是試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)理統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的優(yōu)化方法，在試驗(yàn)測(cè)量、經(jīng)驗(yàn)公式或數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，對(duì)指定的設(shè)計(jì)點(diǎn)集合進(jìn)行連續(xù)的試驗(yàn)，并在設(shè)計(jì)空間構(gòu)造測(cè)定量的全局逼近，這樣便可以全面觀察響應(yīng)變量在設(shè)計(jì)空間的變化[12]。在詳細(xì)探討響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，他們以某工業(yè)離心壓縮機(jī)中間級(jí)葉輪為研究對(duì)象，采用響應(yīng)面方法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)果表明：與原始葉輪相比，性能有較大改為減小離心壓縮機(jī)葉輪進(jìn)口的沖擊損失，降低葉片厚度對(duì)進(jìn)氣的阻塞，避免葉輪出含分流葉片的離心壓縮機(jī)級(jí)內(nèi)三維粘性流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值分析，為該類葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)及改進(jìn)研究打下了基礎(chǔ)[14]。在此基礎(chǔ)上，劉瑞韜等人又對(duì)分流葉片位置對(duì)高轉(zhuǎn)速離心壓縮機(jī)性能的影響進(jìn)行了研究，重點(diǎn)分析了分流葉片不同起始位置及不同周向位置對(duì)壓縮機(jī)內(nèi)三維粘性流場(chǎng)及整級(jí)性能的影響。計(jì)算結(jié)果表明：采用分流葉片在進(jìn)口處會(huì)減少葉片阻塞；不同分流葉片起始位置時(shí)長(zhǎng)葉片進(jìn)口流場(chǎng)具有相同的分布規(guī)律；分流葉片越短，長(zhǎng)葉片壓力面無(wú)量綱靜壓載荷越大；當(dāng)分流葉片長(zhǎng)度達(dá)到某一數(shù)值后，長(zhǎng)葉片載荷片數(shù)及分流葉片位置對(duì)葉輪性能的影響，并進(jìn)行了流場(chǎng)分析。分析結(jié)果表明：葉片數(shù)增加使得性能曲線左移，單個(gè)葉片載荷減小，損失增加，葉輪效率下降，但是增壓效果得到改善；分流葉片位置靠近主葉片壓力面時(shí)，性能曲線右移，流通能力提高，同時(shí)會(huì)使當(dāng)分流葉片位置靠近主葉片吸力面時(shí)，情況正好相反[16]。楊策等人開發(fā)了一套將初步設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化計(jì)算、性能預(yù)測(cè)、葉片成型和葉輪應(yīng)力分析包含在內(nèi)的離心式葉輪輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并用其設(shè)計(jì)出一種小型高轉(zhuǎn)速離心壓縮機(jī)，然后對(duì)其性能進(jìn)行了詳細(xì)地分析研究。楊策等人的研究結(jié)果表明：在進(jìn)口條件和轉(zhuǎn)速相同情況下，后向葉輪壓比小于徑向葉輪，效率高于徑向葉輪，后向葉輪的流量特性曲線的斜率大于徑向葉輪的流量特性曲線的斜率，后向葉輪的流量特性更接近軸流壓縮機(jī)的特性；頂部間隙增大時(shí)，離心壓縮機(jī)壓比減小，效率下降；對(duì)于小流量的離心壓縮機(jī)，葉輪進(jìn)口彎曲對(duì)葉輪在設(shè)計(jì)點(diǎn)的絕熱效率影響不大，葉輪出口彎曲對(duì)離心壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)點(diǎn)的效率影響很??；葉輪正彎時(shí)存在一個(gè)最高效率點(diǎn)，當(dāng)葉輪正彎度大于或小于這個(gè)數(shù)值時(shí)效率均下降；采用前傾葉輪可以提高壓縮機(jī)的效率，但降低了壓縮機(jī)的壓比；在較低轉(zhuǎn)速下，前傾葉輪在大部分工作范圍內(nèi)效率高于普通葉輪，在較高轉(zhuǎn)速下，前傾葉輪在全工況范圍內(nèi)效率都高于普通葉輪；前傾葉輪比普通葉輪有更大的喘振裕度，工作范綜上所述，國(guó)內(nèi)研究人員對(duì)離心壓縮機(jī)的研究主要是通過(guò)數(shù)值計(jì)算來(lái)進(jìn)行，一般是先用自己開發(fā)的計(jì)算程序或應(yīng)用軟件計(jì)算國(guó)外文獻(xiàn)提到的有詳細(xì)試驗(yàn)結(jié)果的離心壓縮機(jī)或葉輪(一般多用前文提及的德國(guó)宇航院(DFVLR)Krain博士研究的葉輪)，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證一直以來(lái)，國(guó)內(nèi)外在采用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行離心壓縮機(jī)流場(chǎng)測(cè)試方面的研究較之設(shè)計(jì)方法的研究則稍顯滯后。運(yùn)行中的離心壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)測(cè)試技術(shù)的重大突破是伴隨著激光d國(guó)內(nèi)上海交通大學(xué)的繆俊、谷傳綱等人研究了激光相位多普勒測(cè)速技術(shù)(PDA)在離前述國(guó)內(nèi)外研究人員在各自的研究過(guò)程中基本都針對(duì)的是較大流量的離心壓縮機(jī)，所提及的楊策等人研究的一種小型高轉(zhuǎn)速離心壓縮機(jī)其流量也是0.215kg/s，難以完全說(shuō)明小流量(0.1kg/s以下)下的情形。種小流量高轉(zhuǎn)速的離心壓縮機(jī)的研究結(jié)果，結(jié)果表明：小流量高轉(zhuǎn)速離心壓縮機(jī)在幾何特征與整機(jī)性能上與大型離心壓縮機(jī)存在區(qū)別，小流量高轉(zhuǎn)速的離心壓縮機(jī)在進(jìn)口處輪蓋與輪轂的直徑比較大，葉輪外徑與進(jìn)口輪蓋直徑之比及葉尖間隙與葉片高度之比比大型離心壓縮機(jī)大許多；在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，大型離心壓縮機(jī)的流量－壓比曲線要比小流量高轉(zhuǎn)速離心壓縮機(jī)的流量－壓比曲線平坦得多，這也暗示著小流量高轉(zhuǎn)速離心壓縮機(jī)與大型離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)是有區(qū)別的，大型離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)方法不能完全應(yīng)用于小流經(jīng)過(guò)研究人員的長(zhǎng)期努力，對(duì)離心壓縮機(jī)的研究，無(wú)論是設(shè)計(jì)理論、方法還是試驗(yàn)手段都取得了巨大的進(jìn)步，但因?yàn)槿S流場(chǎng)本身的復(fù)雜性及相關(guān)技術(shù)發(fā)展的限制，使得葉輪和擴(kuò)壓器是離心壓縮機(jī)的關(guān)鍵部件，葉輪設(shè)計(jì)與制造的好壞及其與擴(kuò)壓器的匹隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了一批可以應(yīng)用于離心等，這些軟件一般都集中了造型、網(wǎng)格生成、流場(chǎng)計(jì)算及后處理功能。這些軟件的發(fā)展極大地豐富了三元葉輪的設(shè)計(jì)手段，提高了工程設(shè)計(jì)的效率，為設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的三元葉用三元理論設(shè)計(jì)的葉輪葉片形狀一般為空間曲面,葉片及葉輪的加工成型是制造的葉片、輪蓋分別加工然后再焊裝；整體銑制，也就是輪盤和葉片在一起利用多坐標(biāo)設(shè)備在離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，葉輪與擴(kuò)壓器的匹配問(wèn)題一直以來(lái)都是困擾設(shè)計(jì)人員的難題之一。影響葉輪與擴(kuò)壓器匹配的主要因素有：有葉擴(kuò)壓器的喉部面積，葉輪與擴(kuò)研究發(fā)現(xiàn)改變有葉擴(kuò)壓器的喉部面積可以改變?nèi)~輪與擴(kuò)壓器的匹配范圍。當(dāng)有葉擴(kuò)壓器的喉部面積較大時(shí)，葉輪與擴(kuò)壓器在流量較大區(qū)域內(nèi)匹配；當(dāng)有葉擴(kuò)壓器的喉部面積較小時(shí)，葉輪與擴(kuò)壓器在流量較小區(qū)域內(nèi)匹配。低稠度的氣動(dòng)葉型擴(kuò)壓器具有較寬的工作范圍，能明顯改善喘振邊界限制。關(guān)于擴(kuò)壓器葉片前緣的最佳位置目前尚未有明確在擴(kuò)壓器葉片前緣采用燕尾槽的方式可以使流出葉輪的渦破碎，從而使流動(dòng)更加穩(wěn)定。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的增大必然要求減小軸承和軸之間的摩擦。國(guó)內(nèi)在這方面的研究已有多年，靜壓和動(dòng)壓空氣軸承已在許多透平機(jī)械中得到應(yīng)用。文獻(xiàn)[18]提出國(guó)外已有一種磁力軸承在被應(yīng)用于離心壓縮機(jī)后展示了其優(yōu)良的性能。磁力軸承的一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)就是它在轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)后是懸浮于軸上的，只要空氣充滿磁力軸承和軸之間的狹小間隙，軸就懸浮在空氣(或其它工作介質(zhì))中旋轉(zhuǎn)，以至于相對(duì)其它類型軸承來(lái)說(shuō)，磁力軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力是可以忽略不計(jì)的，從而轉(zhuǎn)子能夠真正實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)子強(qiáng)度和“堵塞”限制范圍內(nèi)為其效率低、流動(dòng)范圍受限等原因所造成的?，F(xiàn)代三維求解技術(shù)及先進(jìn)測(cè)試手段(PIV、突破，將會(huì)使得離心壓縮機(jī)的使用成本大幅下降，從而使離心壓縮機(jī)得到更大范圍地應(yīng)對(duì)于離心式制冷壓縮機(jī)研究，外一個(gè)有待突破的問(wèn)題即是實(shí)現(xiàn)其在小流量場(chǎng)合的應(yīng)用。離心壓縮機(jī)依賴于高流速實(shí)現(xiàn)增壓，這種高流速不可避免地會(huì)帶來(lái)摩擦及氣動(dòng)損失等流動(dòng)損失。對(duì)于小流量的離心壓縮機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速不大時(shí)，其流動(dòng)損失將顯著影響效率的及三元理論進(jìn)行離心壓縮機(jī)研制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，高轉(zhuǎn)速軸承技術(shù)的日益成熟，相信2.離心壓縮機(jī)氣動(dòng)參數(shù)計(jì)算2.1原始數(shù)據(jù)2)壓強(qiáng)比c:2.4T0:293K5)環(huán)境密度p0(p0=p0/RT0):1.205kg/m3R287J/(kg.K)指數(shù)k:1.48)交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)2.2進(jìn)氣道參數(shù)吸氣室是為了把氣體從進(jìn)氣管或中間冷卻器引到工作葉輪中去。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少氣體的流動(dòng)損失，避免出現(xiàn)氣流局部降速和分離。吸氣室的出口氣流要均勻，不產(chǎn)生切向的旋繞，以保證葉輪進(jìn)口有均勻的速度場(chǎng)與壓力場(chǎng)。除了上述氣動(dòng)要求外，還要注意吸氣室的形式較多，常見的有：軸向進(jìn)氣的吸氣管、徑向進(jìn)氣的進(jìn)氣管、雙支承軸。懸臂式鼓風(fēng)機(jī)或增壓器中。進(jìn)氣管可做成收斂狀，以使氣體能均勻進(jìn)入后面的葉輪。這ll9)葉輪對(duì)氣體所做的絕熱壓縮功ladu u AT=C12=4.98K12kRkk101T=T-A1011n=1.371n積f12.3壓縮機(jī)葉輪參數(shù)壓氣機(jī)葉輪一般分為兩部分：前一部分為導(dǎo)風(fēng)輪，后一部分叫工作輪。這是由于壓氣機(jī)葉片前緣部分彎曲較大，形狀復(fù)雜。大型的壓氣機(jī)為了便于制造把前后二部分分開要的。因?yàn)槿~輪進(jìn)口處從輪轂到輪緣的半徑是變化的，圓周速度也就是變化的，那么進(jìn)(3)此外還有雙進(jìn)氣葉輪，全開式葉輪。2D=290mm2n==22798r/min取D1/D2=0.721)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口外徑D122)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口內(nèi)徑D10mm23)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口平均直徑D1m24)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口外徑處的圓周速度u1u1=u2=242m/s25)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口D1m處的圓周速度u1mumu=194m/s26)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口D10處的圓周速度u102u10=u2=131m/s227)導(dǎo)風(fēng)輪葉片Zc=17~37取Zc=2028)取導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口的阻塞系數(shù)取29)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口軸向速度C=C/30)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口相對(duì)速度31)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口馬赫數(shù)WM=1=0.782w1kRT1(0.782<0.9滿足條件，如果Mw1>0.9則需要重新調(diào)整參數(shù)、重新計(jì)算)32)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口D1處的氣流角133)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口D1m處的氣流角1m34)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口D10處的氣流角1036)導(dǎo)風(fēng)輪進(jìn)口D1m處的葉片角1A37)取工作輪葉片數(shù)Z,=Z=20cc38)滑移系數(shù)1c,==0.830239)工作輪出口氣流圓周向分速C2u2u22u240)工作輪出口氣流徑向分速C2r取p=1.68kg/m32pp48)取輪阻損失系數(shù)取50)取葉輪多變效率取50)取葉輪多變效率取取55)氣體密度誤差=n=n2-11.52=2n2n編p2==0.60%<2%M=C2=0.82M<1認(rèn)可c2kRT2c257)無(wú)葉擴(kuò)壓器寬度323258)入口氣流周向分速59)入口氣流徑向分速60)入口氣流角61)入口氣流速度62)入口氣流溫度63)入口氣流壓強(qiáng) k64)入口氣流密度65)取出口直徑比32D=DD3=336mm322D267)出口密度(取)70)馬赫數(shù)71)取多變效率np3==1.77kg/m375)密度誤差32323=arctanC3r=20.58o33u3u80)長(zhǎng)度2.5葉片擴(kuò)壓器參數(shù)81)取直徑比434384)進(jìn)氣口沖角3A333A33p488)進(jìn)口通道面積90)進(jìn)口喉部寬度 fzb3a fzb3D391)設(shè)出口氣流密度p2.01kg/m3C=C3D3p3sin3A=97m/s4D4psin4Anp4==2.00kg/m3編p4==0.49%<2%p0p2.6蝸殼參數(shù)98)蝸殼出口氣流速度Cc=60m/sc42kRc42kRn103)蝸殼出口密度 k2.7壓縮機(jī)參數(shù)校核106)壓強(qiáng)比107)滯止壓強(qiáng)比108)等熵壓縮功109)壓強(qiáng)系數(shù)110)絕熱效率nad==0.77111)功率PcPcad=262kW2.8軸的強(qiáng)度校核9.55〉106P9.55〉106P軸上有兩個(gè)鍵槽，應(yīng)增大10%~15%2.9軸承和鍵的選擇2.10軸承蓋的參數(shù)計(jì)算113)e=1.2d3=4.8mm,d3-軸承蓋螺釘直徑114)D0=D+2d3=50mm115)D2