關(guān)于離心空壓機的軸向力、擴壓器、彎道及回流器

一、軸向力的危害是什么

高速運行的轉(zhuǎn)子始終作用著由高壓端指向低壓端的軸向力，轉(zhuǎn)子在軸向力的作用下將沿軸向力的方向產(chǎn)生軸向位移，轉(zhuǎn)子的軸向位移將使軸頸與軸瓦間產(chǎn)生相對滑動，因此，有可能將軸瓦或軸頸拉傷，更嚴重的是由于轉(zhuǎn)子位移將導致轉(zhuǎn)子組件與定子組件的摩擦碰撞乃至機器損壞，由于轉(zhuǎn)子軸向力有導致機件摩擦磨損碰撞乃至破壞機器的危害。因此，應采用有效的技術(shù)措施予以平衡以提高機器運行的可靠性。

軸向力有哪些平衡方法?其原理是什么?

軸向力的平衡是多級離心空壓機設(shè)計時需要重點考慮的技術(shù)課題，目前一般多采用以下兩種方法：

葉輪對置排列

單級葉輪產(chǎn)生的軸向力其方向指向葉輪入口，即由高壓側(cè)指向低壓側(cè)，如果多級葉輪按順排方式排列。則轉(zhuǎn)子總的軸向力為各級葉輪軸向力之和，顯然，這種排列方式轉(zhuǎn)子的軸向力很大。如果多級葉輪采用對置排列，則入口相反的葉輪產(chǎn)生一個方向相反的軸向力可相互得到平衡。因此，它是多級離心式空壓機最常用的軸向力平衡方法之一。

設(shè)置平衡盤

衡盤是多級離心式空壓機常用的軸向力平衡裝置，平衡盤一般多裝于高壓側(cè)，外緣與氣缸間設(shè)有迷宮密封，從而使高壓側(cè)與壓縮機入口聯(lián)接的低壓側(cè)保持一定的壓差，該壓差產(chǎn)生的軸向力其方向與葉輪產(chǎn)生的軸向力相反。

轉(zhuǎn)子軸向力平衡的目的 主要是減少軸向推力 減輕止推軸承負荷 一般情況下軸向力的 70%應通過平衡措施消除 剩余的 30%由止推軸承負擔 生產(chǎn)實踐證明 保留一定的軸向力 是提高轉(zhuǎn)子平穩(wěn)運行的有效措施 因此 設(shè)計平衡機構(gòu)時 應充分考慮這一問題。

二、何為擴壓器?其作用是什么?

它由隔板截面所構(gòu)成的環(huán)形擴壓器進口為截面，出口為截面，實驗證明，收斂形擴壓器對減少流動損失，提高升壓效率較為有利。因此，工程上常采用略帶收斂的擴壓器的直徑也是設(shè)計擴壓器的主要參數(shù)，取值太大或太小都會影響氣體流動狀況 降低動能向靜壓能轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)化率。

擴壓器設(shè)在葉輪出口，其作用是將氣體的速度能轉(zhuǎn)化為壓力能，氣體介質(zhì)在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪的推動下獲得速度能和壓力能。一般情況下葉輪出口氣體流速均在200～300m/s，高能頭葉輪出口氣體流速高達 500m/s，這部分速度能約占氣體介質(zhì)從后向葉輪獲得能量的25～40%，就徑向葉輪而言，這部分能量更高，約占總能量的50%。顯然，這部分速度能應轉(zhuǎn)化為有用的壓力能，擴壓器就具有降速增壓的功能，它可使大部分速度能轉(zhuǎn)化為壓力能從而提高氣體介質(zhì)壓力滿早生產(chǎn)工藝的需求。

三、擴壓器有幾種形式?其結(jié)構(gòu)特點是什么?

擴壓器由葉輪出口兩側(cè)隔板按設(shè)計構(gòu)思形成的環(huán)形信道，根據(jù)環(huán)形信道內(nèi)結(jié)構(gòu)形式的不同，則擴壓器可分為無葉擴壓器、葉片擴壓器和直壁擴壓器3種形式，其結(jié)構(gòu)特點分別如下所述：

無葉擴壓器

無葉擴壓器通常只有兩個平行光滑的壁面組成，它結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉而且具有性能曲線平坦，穩(wěn)定工況范圍較寬的優(yōu)點。但無葉擴壓器直徑較長，氣體流動損失較大。因此，目前工程上應用較少;

葉片擴壓器

葉片擴壓器是在無葉擴壓器平行光滑的壁面內(nèi)沿圓周均布一定數(shù)量的葉片而組成，氣體介質(zhì)在無葉擴壓器內(nèi)流動時方向角a基本保持不變，但在葉片擴壓器內(nèi)，氣體必須按照葉片方向流動。所以，流動狀況較好，流動損失小，效率高。在設(shè)計工況運行時較無葉擴壓器效率高35%，因此，葉片擴壓器在工程上獲得廣泛應用。但是，在流量減少的情況下，葉片擴壓器易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)脫離，引起壓縮機的喘振，這是葉片擴壓器的不足，也是我們使用中應注意的問題。

直壁擴壓器

直壁擴壓器也是一種葉片擴壓器，只是在葉片出口有一段直壁信道，故稱直壁擴壓器。由于直壁擴壓器的氣流通道接近直線形，所以，氣體流動速度和壓力分布比較均勻，不易產(chǎn)生邊界分離和二次渦流。因此，在設(shè)計工況下運行效率較高，偏離設(shè)計工況運行，氣體在進口將發(fā)生沖擊。所以，適應性較差，同時由于結(jié)構(gòu)復雜、制造難度大、這是它難以廣泛應用的重要原因。

四、彎道及回流器的作用是什么?

彎道和回流器位于擴壓器之后。由葉輪甩出的氣體介質(zhì)經(jīng)擴壓器減速增壓后進入彎道，氣流經(jīng)彎道使流向反轉(zhuǎn)180接著流入回流器，為保證氣體介質(zhì)沿軸向進入下一級葉輪，則回流器內(nèi)均設(shè)有一定數(shù)量的葉片以改善氣體流動狀況，引導氣流順利進入下一級葉輪。顯然，彎道和回流器是溝通前一級葉輪與后一級葉輪的信道是實現(xiàn)氣體介質(zhì)連續(xù)升壓的條件。彎道和回流器有一定流動損失一般約占每級能量的5%左右。

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