压缩机结构原理PPT学习教案
压缩机是指将气体压缩以提高气体压力的机械。根据工作原理,压缩机可以分为容积式、离心式两大类。容积式压缩机直接对气体进行压缩,使气体容积缩小、压力提高。离心式压缩机则通过叶轮对气体进行加速,气体流动速度提高,然后使气流速度降低,动能转化为压力能,气体容积也相应减小。
根据排气压力,压缩机可以分为鼓风机、通风机、低压压缩机、中压压缩机、高压压缩机和超高压压缩机。其中,鼓风机和通风机的排气压力较小,而低压压缩机、中压压缩机、高压压缩机和超高压压缩机的排气压力逐渐增加。
按压缩级数分类,压缩机可以分为单级压缩机、两级压缩机和多级压缩机。单级压缩机指气体仅通过一次工作腔或叶轮压缩,两级压缩机指气体顺次通过两次工作腔或叶轮压缩,而多级压缩机指气体顺次通过多次工作腔或叶轮压缩。
容积流量分类中,压缩机可以分为微型压缩机、小型压缩机、中型压缩机和大型压缩机。微型压缩机的容积流量小于1m³/min,小型压缩机的容积流量在1-10m³/min之间,中型压缩机的容积流量在10-100m³/min之间,而大型压缩机的容积流量大于100m³/min。
根据结构或工作特征,压缩机可以分为往复式、回转式、离心式、轴流式、旋涡式等。其中,往复式压缩机指活塞式、隔膜式、柱塞式、转子式、滑片式、液环式等,而回转式压缩机指叶轮式、透平式、罗茨双螺杆、单螺杆等。
离心式压缩机是指气体由吸气室吸入,通过叶轮对气体做功,使气体压力、速度、温度提高。然后,气体流入扩压器,使速度降低,压力提高。弯道和回流器主要起导向作用,使气体流入下一级继续压缩。最后,由末级出来的高压气体经涡室和出气管输出。在压缩过程中,气体温度升高,为了减少压缩耗功,故对压力较高的离心式压缩机在压缩过程中采用中间冷却器。
离心式压缩机零件很多,这些零件又根据它们的作用组成各种部件。我们把离心式压缩机中可以转动的零部件统称为转子,不能转动的零部件称为静子。转子是离心压缩机的主要部件,它是由主轴、叶轮、平衡盘等组成的。叶轮也称为工作轮,它是压缩机中最重要的一个部件。气体在叶轮叶片的作用下,跟着叶轮做高速的旋转。而气体由于受旋转离心力的作用以及在叶轮里的扩压流动,使气体通过叶轮后的压力得到了提高。
叶轮是由轮盘、轮盖和叶片组成,这种叶轮称为闭式叶轮。按照工艺方法的不同,叶轮又可以分为铆接叶轮、焊接叶轮、铣制焊接叶轮和整体铸造叶轮。主轴上安装所有的旋转零件,它的作用就是支持旋转零件及传递转矩。主轴的轴线也就确定了各旋转零件的几何轴线。
在多级离心压缩机中,由于每级叶轮吸入口两侧的气体作用力的大小不等,使转子受到一个指向低压端的合力,这个合力称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运转是不利的,它使转子向一侧偏移,影响压缩机的稳定性。为了解决这个问题,通常在多级离心压缩机中使用平衡鼓,以抵消轴向力。