离心压缩机1(2)全解.ppt

,1.1离心压缩机的主要构件及基本工作原理1.2气体在级中流动的概念及基本方程1.3级中能量损失1.4级的性能曲线1.5多级离心压缩机的性能曲线1.6离心压缩机的主要零部件,离心压缩机,流体从叶轮中获得能头，首先表现在流速大小和流动方向的改变，速度三角形就是研究这种流动规律有效工具。,两点假设：,通过叶轮的流体为理想流体，即流体在叶轮内流动时无能量损失。,流体在叶片中间流动是轴对称：每个流体质点在流道内相对运动轨迹与叶片曲线形状一致，在同一半径上流体质点的相对速度大小相同，液流角相等。,(a)相对运动,(c)绝对运动,(a)相对运动,(b)圆周运动,图1-8速度三角形,一、流体在叶轮中的流动速度三角形,速度三角形,符号说明（教材上都有）,A又叫叶片安装角；理想情况下A=；叶轮出口2A叫叶片离角。,一、流体在叶轮中的流动速度三角形,速度三角形是研究叶轮内流体流动的重要工具，是重要的研究对象。分析泵和压缩机的性能、确定叶轮进出口几何参数都要用到它。,利用动量矩定理推导基本能量方程，从而建立叶轮对流体所做的功与流体运动状态之间的关系。,据动量矩定理：,外力对O轴的力矩之和,液流对O轴的动量矩,二、欧拉方程式,取轴O为叶轮轴，求：,分析对象,由连续性方程，有,定常流动条件下，应有：,将动量矩对时间求导：,由动量矩定理：,合并,欧拉公式（重要！）,J/kg,轴向吸入的，液流在叶轮入口无预旋：,蜗形吸入的：,简化,速度三角形中，按照余弦定理有：,（1-9）,离心压缩机基本方程式,补充：欧拉第二方程式,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,同离心泵一样，由于惯性影响，在有限叶片数压缩机叶轮流动中存在轴向涡流。C2u难以计算。仍用（滑移系数）表示轴向旋涡对理论能头的影响。,考虑叶片数有限，则有,进口无预旋：,图1-16流道内的轴向旋涡运动,叠加结果,同一半径r圆周液流相对速度大小不一样，叶片工作面侧w小；叶片非工作面侧w大。,一、液体在有限叶片数叶轮中的流动,?,结果,叶轮出口处,叶轮入口处,结果,图1-18有限叶片数对出口速度三角形的影响,一、液体在有限叶片数叶轮中的流动,二、有限叶片数对理论扬程的影响,?,无限叶片数叶轮,有限叶片数叶轮,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,在离心压缩机中经常用斯陀道拉（stodela）公式求解滑移系数。假定：轴向涡流速率与叶轮转速相等，方向相反轴向涡流的直径近似叶轮叶道宽度,适用于后弯叶片离心压缩机叶轮能头计算，对于直叶片和前弯叶片不适用。,进口无预旋：,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,根据连续性方程：流过任意截面的质量流量一定。,叶轮出口处径向分速度,流量系数,补充：离心泵叶片阻塞系数,阻塞系数0.90.95,：叶片的阻塞系数。反映了叶片厚度对叶轮通流面积的影响。,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,与z、D、b、2A有关,叶片褶边：,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,三、级的总耗功和功率,叶轮作功：,叶片作功消耗：,轮阻损失消耗：,内漏损失消耗：,叶轮总耗功率：,m-通过叶轮的有效质量流量,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,叶轮总耗功率：,轮阻损失系数,内漏气损失系数,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,四、热焓（焓值）方程,气体稳定流动时，取a-a截面b-b截面间气体作为所研究的“开口热力学系统”,热力学能量方程-热力学第一定律,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,理想气体：,通常认为qab=0,则有：,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,此式为离心压缩机中的重要公式，可以用于计算各截面处的温度T和速度c的变化规律。,离心压缩机计算中，求解气流参数变化规律的基本方程式。,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,a、b取进出口截面时，则为一个级热焓方程：,Td、Ts包括了轮阻损失及内漏损失所引起的气体温度变化。,对于扩压器，没有对气体作功：Hab=0,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,五、伯努利方程,对于封闭热力学系统，由热力学第一定律，对单位质量气体：,Q单位质量气体获得的热量，J/kg(包括外界传给气体的热量qab及气体从a截面到b截面时所有的能量损失hlos转化成的热量qlos)u单位质量气体的内能，J/kg,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,对于ab间开口系统，取坐标随气流流动，则为闭口系统，积分：,伯努利方程以机械能形式表示的能量平衡方程。,压缩能头或压缩功,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,当a、b分别为级的进、出口时，则有：,轮阻损失、内漏损失、流动损失,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,a、b分别为扩压器进、出口时，无外功加入，故有：,速度降低，没有全部转化为压力能，部分能量因克服阻力而损失。,1.2气体在级中流动的概念及基本方程,热焓方程式,伯