离心式压气机的工作原理
离心式空气压缩机运行中的主要故障及检修技术分析
离心式空气压缩机运行中的主要故障及检修技术分析摘要：随着科技的进步，离心空压机在国内得到了广泛的应用。
空压机的工作受各种因素的影响，有时会发生故障，从而使压缩机不能正常工作。
为此，本文对化工企业离心压缩机在使用过程中出现的常见故障进行了分析，并根据实际情况，给出了相应的维修方法。
关键词：离心式压缩机；主要故障；检修技术引言：离心空压机在工业上应用最为广泛。
当压气机运转时，由于叶轮的高速转动，气体在扩压器流道内分散，增加了气压。
由于压缩空气管道中没有任何润滑部件，所以它的气体供给质量很高，但是一旦设备自身发生故障，将会使其脱离计算机的智能控制，从而导致很大的损失。
因此，文章对离心空压机在运行中经常出现的问题进行了分析。
1.1离心式空气压缩机的原理及其特点1.1离心式空气压缩机的特点我国工业生产的自动化程度不断提高，空压机的使用率不断提高，空压机作为一种工业能源的控制装置，其作用就是把发动机所发出的电力转换成气压，保证装置的正常工作。
根据内部结构的不同，可以分为封闭式、固定式和移动式。
离心空压机通过对压缩机的内部结构进行了优化和改进，使得空压机在高速运转时，内部压力不会发生很大的改变，从而减小了压缩机的机械损耗，提高了转速，降低了故障率。
1.2离心式空气压缩机的原理离心压气机的工作原理是由高速气流引起的离心力引起的。
由于气流速度较快，产生了离心力，因此，由于离心压气机的工作压力和叶轮的旋转速度，从而提高了空气的流速和离心力。
与传统的空压机相比，离心空压机在内部结构上有了较大的改进，从总体设计和使用者的角度来看，它更有利于其它装置的平稳运转。
在离心压气机中，一般采用一至二个叶片，两个叶片并排设置，以达到最大气压，加速气流进入压气机，改善压气机的气动性能。
2.离心式空压机在运行中的主要故障及检修2.1轴承温度2.1.1故障问题轴承是离心空压机的重要组成部分，它直接影响到整个机组能否正常运转，并保证它在长时间的高强度工作中的寿命。
发动机原理-压气机
压气机尽可能提供连续的、均匀的气流，以确保燃料的稳定燃烧，避免燃烧不完全和火 灾等问题。
3 降低燃油消耗
通过提高发动机的压缩比，压气机可以降低燃油消耗，使发动机更加节能环保。
压气机的工作原理
1
压缩
2
旋转的叶片将空气压缩，使其体积变小。
3
循环往复
4
空气经过多级压缩，不断循环往复，达 到更高的压缩比。
高效节能
未来的压气机将更加注重提高燃 烧效率，降低对环境的影响。
电动化
随着电动飞机的发展，压气机将 逐渐转向电动驱动。
创新设计
压气机的设计将不断创新，以提 高效率和性能。
结论和要点
1 压气机是发动机的核心组成部分，负责将空
气压缩并提供给燃烧室。
3 压气机的应用领域广泛，涵盖航空、动力工
程、汽车工业和军事装备等。
压气机的应用领域
航空领域
喷气式飞机和直升机等航空器的发动机都需要 压气机来提供压缩空气。
汽车工业
柴油发动机、涡轮增压器和气动制动系统等都 离不开压气机的应用。
动力工程
发电厂、船舶和工业设备等动力系统中的内燃 机也需要压气机。
军事装备
各类军用飞机、坦克、导弹系统等军事装备中 都需要压气机。
压气机的发展趋势
进气
压气机通过进气口吸入大量空气。
弹动能
离心力带动压缩的空气弹出，形成高速 气流。
压气机的种类
1 离心式压气机
2 轴流式压气机
利用离心力来压缩空气， 适用于低压缩比的发动机。
通过叶片的轴向流动来压 缩空气，适用于高压缩比 和高效率要求的发动机。
3 混流式压气机
结合了离心式和轴流式的 优点，兼具高压缩比和高 效率。
离心式涡轮喷气发动机名词解释
离心式涡轮喷气发动机名词解释一、离心式涡轮喷气发动机离心式涡轮喷气发动机，是一种利用涡轮来压缩空气并驱动飞机飞行的发动机。
它由多个部件组成，包括压气机、燃烧室、涡轮和喷气管道等。
它的工作原理是先通过压气机将空气压缩，然后将压缩空气与燃料混合并点燃，最终高温高压的燃气推动涡轮旋转，再通过喷气管道将高速喷出的气流产生推力，从而推动飞机飞行。
二、工作原理1. 压气机离心式涡轮喷气发动机的压气机采用离心式结构，由多个叶片和转子组成，当空气经过叶片时，叶片会将空气加速并压缩，形成高压气体。
这种结构可以有效地提高发动机的效率和压缩比，使得空气可以被更充分地压缩和加燃烧，从而提高发动机的性能和推力输出。
2. 燃烧室离心式涡轮喷气发动机的燃烧室是混合燃油和压缩空气的地方，通过点火装置点燃混合气体，产生高温高压的燃气，为涡轮提供动力。
3. 涡轮涡轮是离心式涡轮喷气发动机的核心部件之一，它由转子和定子组成，当高温高压的燃气流过涡轮时，会使得涡轮高速旋转，提供动力来驱动压气机。
4. 喷气管道喷气管道是离心式涡轮喷气发动机中最后的部件，它将高速喷射的气流转化为推动飞机飞行的推力，从而实现飞机的动力。
三、我的个人观点和理解离心式涡轮喷气发动机作为现代飞机的主要动力装置，其优点在于结构简单、可靠性高、推力大、燃料经济性好等特点，是目前最为应用广泛的发动机类型之一。
在未来，随着科技的发展和航空工业的进步，离心式涡轮喷气发动机也将不断得到改进和完善，成为更为高效、环保、节能的动力装置。
总结回顾：在本文中，我们对离心式涡轮喷气发动机进行了深入的解释和分析，从工作原理到结构构成，都进行了详细的阐述。
通过对离心式涡轮喷气发动机的解释，相信读者对其工作原理和关键部件有了更深入的了解。
希望本文能够帮助读者更好地理解离心式涡轮喷气发动机，对其性能和特点有更为深刻的理解，也对未来航空工业的发展有所启发和思考。
离心式涡轮喷气发动机是航空工业中非常重要的一部分，它的发展历程和技术创新都对飞机的性能和效率有着重大影响。
压气机工作原理
压气机工作原理压气机是一种将气体压缩为高压气体的机器，常用于工业生产中的压缩空气和气体输送。
压气机工作原理是利用机械能将气体压缩，从而提高气体的压力和密度。
本文将详细介绍压气机的工作原理、分类、应用以及未来发展趋势。
一、压气机的工作原理压气机的工作原理是将气体通过机械力的作用进行压缩，从而提高气体的压力和密度。
压气机通常由压缩元件、电动机、冷却器、控制系统等组成。
其中压缩元件是压气机的核心部件，主要有往复式压缩机和离心式压缩机两种。
1. 往复式压缩机往复式压缩机的工作原理是利用活塞在气缸内做往复运动，将气体压缩，然后排出。
往复式压缩机分为单级和多级两种。
单级往复式压缩机只有一个压缩级，适用于低压气体的压缩；多级往复式压缩机则有多个压缩级，能够将气体压缩至更高的压力，适用于高压气体的压缩。
2. 离心式压缩机离心式压缩机的工作原理是利用离心力将气体压缩。
离心式压缩机分为单级和多级两种。
单级离心式压缩机只有一个压缩级，适用于低压气体的压缩；多级离心式压缩机则有多个压缩级，能够将气体压缩至更高的压力，适用于高压气体的压缩。
二、压气机的分类根据压缩元件的不同，压气机可以分为往复式压缩机和离心式压缩机两种。
根据压缩气体的不同，压气机可以分为压缩空气机和压缩其他气体的机器。
根据压缩级数的不同，压气机可以分为单级和多级两种。
三、压气机的应用压气机广泛应用于工业生产中的压缩空气和气体输送。
压缩空气是工业制造中常用的一种工业气体，广泛应用于机械、化工、建筑、医药、食品等行业。
气体输送是指将气体从一个地方输送到另一个地方，常用于煤矿、石油、天然气等行业。
四、压气机的未来发展趋势随着工业4.0和智能制造的发展，未来的压气机将更加智能化、自动化和数字化。
压气机的控制系统将更加精准和智能化，能够实现远程监控、故障诊断和自动化控制。
压气机的节能技术也将不断提高，通过优化设计、改进材料和提高效率，降低能源消耗和环境污染。
总之，压气机是工业生产中不可或缺的一种机器，其工作原理、分类、应用和未来发展趋势都备受关注和研究。
第七讲离心式压气机讲解
主要内容
第3.1节 离心式压气机 第3.2节 轴流式压气机
3.2.1 轴流式压气机的组成 3.2.2 基元级的工作原理 3.2.3 轴流式压气机的叶栅特性 3.2.4 轴流式压气机级的工作原理 3.2.5 多级轴流式压气机 3.2.6 轴流式压气机的参数 3.2.7 压气机的流量特性 3.2.8 压气机的喘振
效率较低, 一般离心式压气机的效率最 高只有83％－85％, 甚至不到80％
单位面积的流通能力低, 故迎风面积大, 阻力大
4.1.2 空气在离心式压气机中的流动
空气在导流器中的流动
单面进气的离心式压气机叶轮的进口直接与 进气道的出口相接
双面进气离心式压气机的进气装置一般由预 旋片和分气盆构成
功用
使气流拐弯并以一定方 向均匀进入工作叶轮, 以减小流动损失
此过程中气流加速，防 止出现拐弯分离流
气流参数变化
空气在流过它时速度增 大,而压力和温度下降
图4－2 进气装置
4.1.1 离心式压气机的组成
工作叶轮
高速旋转的部件 工作叶轮上叶片间的通道是扩张形的 空气在流过它时, 对空气作功, 加速空气
离心式压气机的扩压器一般由缝隙扩压 器和叶片扩压器两部分组成。
空气在集气管中的流动中
空气从叶片式扩压器流出之后,流入集 气管
集气管与燃烧室相连,它的作用除了把 空气导入燃烧室之外,还使气流速度继 续降低,进一步提高压力。
为了缩小径向尺寸,常把扩压器和集气 管统一在一起,气流在拐弯中一边扩压, 一边转为轴向。
的流速, 同时提高空气的压力 从结构上叶轮分单面叶轮和双面叶轮两
种
两面进气,这样可以增大进气量 对于平衡作用在轴承上的轴向力也有好处
离心压气机理论-第一部分-2010
离心压气机基本理论
离心压气机叶轮可分为带叶冠叶轮和不带叶冠叶轮两种两种， 前者又叫闭式叶轮，后者又叫开式叶轮。图2和图3给出了这两 种叶轮形式。
图2 不带叶冠叶轮
图3 带叶冠叶轮
离心压气机基本理论
燃气轮机和涡轮增压器由于转速很高，通常使用开式叶轮。因 为增加叶冠会增加叶轮质量，使转子惯性增加，从而导致整机 性能恶化。
5级轴流+1级离心 5.30
3级轴流+1级离心 5.73
1级离心
1.60
2级离心
3.2-3.4
4级轴流+1级离心 4.2
2级离心
4.0
总增压比 17.00 14.72 8.0-8.30 13.14 14.38 15.00
为什么采用离心压气机？ 因为单级压比大，由于流量小，可以保证出口端压气机末级叶 片高度在合适的范围内，不会过小。
离心压气机概述
涡轮增压器是径流式叶轮机械应用的最为广泛的一个领域。 如果说燃气轮机是改进叶轮机械设计和制造技术的驱动力，那 么涡轮增压技术和涡轮增压器的广泛使用为径流式叶轮机械的 发展提供了广阔的市场。
废气涡轮增压的设想首先由瑞士人波希在1905年提出，当时获 得了德国和美国的专利。 1911年波希在单缸机上首次完成涡轮增压的台架试验。 1925年，波希又提出了脉冲增压的设想。 到1940年代，涡轮增压在船用和陆用大型发动机上得到了大量 推广使用。 直到1950年，涡轮增压器才在大型柴油机上得到广泛使用。
16 PWC
14
Байду номын сангаас
PWC
12
10
PWC&Boeing
PWC209
&319
离心式压缩机工作原理
离心式压缩机的工作原理是什么，为什么离心式压缩机要有那么高的转速?答：离心式压缩机用于压缩气体的主要工作部件是高速旋转的叶轮和通流面积逐渐增加的扩压器。
简而言之，离心式压缩机的工作原理是通过叶轮对气体作功，在叶轮和扩压器的流道内，利用离心升压作用和降速扩压作用，将机械能转换为气体压力能的。
更通俗地说，气体在流过离心式压缩机的叶轮时，高速旋转的叶轮使气体在离心力的作用下，一方面压力有所提高，另一方面速度也极大增加，即离心式压缩机通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的静压能和动能。
此后，气体在流经扩压器的通道时，流道截面逐渐增大，前面的气体分子流速降低，后面的气体分子不断涌流向前，使气体的绝大部分动能又转变为静压能，也就是进一步起到增压的作用。
显然，叶轮对气体作功是气体压力得以升高的根本原因，而叶轮在单位时间内对单位质量气体作功的多少是与叶轮外缘的圆周速度u2密切相关的：u2数值越大，叶轮对气体所作的功就越大。
而u2与叶轮转速和叶轮的外径尺寸有如下关系：式中 D2--叶轮外缘直径，m；n--叶轮转速，r/min。
因此，离心式压缩机之所以要有很高的转速，是因为：1)对于尺寸一定的叶轮来说，转速n越高，气体获得的能量就越多，压力的提高也就越大；2)对于相同的圆周速度(亦可谓相同的叶轮作功能力)来说，转速n越高，叶轮的直径就可以越小，从而压缩机的体积和重量也就越小；3)由于离心式压缩机通过一个叶轮所能使气体提高的压力是有限的，单级压比(出口压力与进口压力之比)一般仅为1.3～2.0。
如果生产工艺所要求的气体压力较高，例如全低压空分设备中离心式空气压缩机需要将空气压力由0.1MPa提高到0.6～0.7MPa，这就需要采用多级压缩。
那么，在叶轮尺寸确定之后，压缩机的转速越高，每一级的压比相应就越大，从而对于一定的总压比来说，压缩机的级数就可以减少。
所以，在进行离心式压缩机的设计时，常常采用较高的转速。
但是，随着转速的提高，叶轮的强度便成了一个突出的矛盾。
第四章压气机
W c 2uu2 c 1uu1
（u c 2u c 1u）
u1 u2时
ucu
uwu
cu 和w u 称为气流的扭速，它的大小与气流的转折角
与相对应。加功量的大小取决与圆周速度u和气
流扭速wu。要提高压气机的增压能力，必须增大u和w 。
增大前者受到材料强度的限制，而增大后者受到叶栅
气动性能的限制。
2
动叶：
h
* 1
h1
c
2 1
，
2
h
* 1
w
h1
w
2 1
2
h
* 2
w
h2
w
2 2
，
2
h
* 1w
h
* 2
w
，
p
* 2w
p
* 1w
静叶：
h
* 2
h2
c
2 2
2
h
* 3
h3
c
2 3
2
h
h1*w h2*w
P1w*
P2w*
c
2 2
2
w
w
2 2
p
w
2 1
2t 2
22
2
P1*
c
2 1
p
h
* 2
h
* 3
，
p
* 3
p
中弧线：叶型型线诸内切圆
中心的连线；
叶型转折角：在中弧线两
端点处切线间的夹角；
弦长b：中弧线两端点的距
离（投影长度）；
叶型中弧线挠度f ：弦长
与中弧线上平行与弦长方向 的切线之间的距离；
叶型最大厚度Cmax：叶型诸内切圆的最大值； 进出口缘厚度d1、d2:组成进出口圆直径； 相对出口缘厚度：d2/o; o为喉口最小截面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
航空发动机原理
压气机的工作原理
根据气流在压气机的流动方向，可将压气分为两大类，气流沿离开叶轮中心方向流动的叶做离心式压气机；气流沿与叶轮轴平行方向流动的叫做轴流式压气机。
此外还有轴流式与离心式压气机混合而成的混合式压气机。
目前使用最广泛的是轴流式压气机，以下将作重点介绍。
轴流式压气机的基本组成，由静子和转子组成。
静子由多排叶片组成，这些叶片叫做整流叶片，由一排流叶片组成的圆环叫做整流环，各整流环固定在机匣上。
转子由多排叶轮组成，每一排叶轮上固定了许多工作叶片，压气机叶轮最终能过叶轮轴与涡轮的工作叶轮轴相连，并由涡轮带动高速旋转。
轴流式压气机的叶轮和整流环是交错排列的。
一个叶轮和后面相邻的整流环构成了压气机的一级。
单级压气机增压比不高。
一般约为1.2-1.8。
为了得到更高的增压比，目前用在民航机上的涡扇发动机的轴流式压气机级数常为10-20级，压气机增压比高达30-40。
有些轴流式压气机的进口安装了一排固定的导流叶片，它们所组成的圆环叫做导流环。
空气在压气机中的流动
从进气道流入压气机的空气，首先流过导流环，然后依次流过各级的叶轮和整流环，最后从末级整流环流出进入燃烧室。
由于空气在压气机中的流动较为复杂，同时气流在不同半径叶片通道内的流动大体相仿，为了便于分析，我们假想用一条通过各级叶轮平均地半径处的直线绕叶轮旋转，来切割叶轮和整流环叶片，得到压气机——“基本级”，每级压气机可看成是很多基元级相叠加而成。
所以空气在基元级中的流动可看成压气机工作的缩影。
把所得到的基元级切片在平面上展开，就得到——平面叶栅图形。
目前大多数航空燃气轮机都采用轴流式压气机，只有小功率、小流量的涡轴和涡浆发动机上才采用离心式压气机。
在20世纪40年代末和50年代初、涡喷发
动机也曾采用离心式压气机。
离心式压气机由导流器, 叶轮, 扩压器, 导气管等部分组成，叶轮和扩压器是其中两个主要部件。
导流器：安装在叶轮的进口处，其通道是收敛形的使气流以一定方向均匀进入工作叶轮, 以减小流动损失，空气在流过它时速度增大,而压力和温度下降。
叶轮：是高速旋转的部件，叶轮上叶片间的通道是扩张形的，空气在流过它时, 对空气作功, 加速空气的流速, 同时提高空气的压力。
扩压器：位于叶轮的出口处，其通道是扩张形的，空气在流过它时将动能转变为压力位能，速度下降, 压力和温度都上升。
导气管：使气流变为轴向, 将空气引入燃烧室。
离心式压气机属于叶片机械，其工作原理是以高速气流与工作叶轮和固定叶片的相互动力作用为基础，与容积式压气机相比离心式压气机的优点是：消耗同样的功率时，比容积式压气机的效率高，并能得到较高的增压压力，一般能达到0.147～0.196MPa以上；结构简单紧凑，重量轻，金属消耗量少。
目前离心式压气机在内燃机增压方面获得广泛的应用。
离心式压气机的缺点是随着转速的降低，增压压力便急剧下降。
空气经滤清器进入气道，进气道的断面沿气流方向逐渐缩小，以便提高气流的稳定性。
进气道一定要能保证在流动损失为最小的情况下，把空气均匀地导向工作轮。
工作轮装装花链轴上，尺寸小的可安装在光轴上。
工作轮可由曲轴通过机械驱动，也可直接由涡轮机驱动。
空气沿进气道进入工作轮随工作轮一起旋转，受到离心力的作用沿着工作轮上叶片所构成的通道流动，使空气受到压缩，这时压力从P1增加到P2，气流速度从c1增加到c2，驱动工作轮的机械功转化为空气在工作轮中获得的动能，和以压力形式表现的势能。
工作轮出口处的功能一般为气流总能量的一半，因此，
在工作轮后装有扩压器，使其转换为压力能。
当气流在扩压器中流动时，由于流通面不断扩大，气流的速度从c2下降到c3，压力从P2升高到P3。
此时产生的损失是压气机损失中的主要部分。
吁片式扩压器的损失比无叶片式扩压器的损失为小。
自扩压器周围出来的空气进入蜗形管，从此进入发动机的进气管，根据增压器在发动机上的配置位置不同，蜗形管可以有一个或数个出口管。
工作轮是压气机的主要零件，在工作中使空气受到压缩并获得动能。
工作轮一般用铝台金制造，以大大减少作用在工作轮上的离心力。
在现代增压器中，离心力可达很高的数值，有时可能比零件的重量大5万到10万倍。
工作轮可制成半开式或闭式的，将径向叶片和轮盘制成一体。
半开式工作轮的特点是强度高，工艺性好，当空气流经叶片间的沟槽时，流动损失变化平缓。
闭式工作轮还具有前封闭盖，特点是可大大降低流动损失和空气与壳体的摩擦损失，但工艺复杂。
由于工作轮背后b处的空气压力比工作轮前面的压力高，为了减少由于压差造成的使轮盘向左移动的轴向推力，在工作轮毁上钻有平衡aa如下图，以使工作轮前后的压力得到平衡。
工作轮进口处的叶片顺着工作轮转动方向扭转一定角度，通常称为导向器，其作用是使空气进入工作轮时不发生冲击现象。
导向器与工作轮制成一体，导向器也可单独制造与工作轮装在一起。
闭式工作轮与半开式工作轮不同之处是具有前封闭盖，其特点是可以大大降低空气流经相邻叶片沟槽时的损失和空气与完体的摩擦损失，这种工作轮适宜于耗气量大、增压比高的发动机压气机，增压比愈高、耗气量愈大，封闭式工作轮的优点就愈突出。
但这种工作轮又重又大，制造难度比半开式工作轮高。
压气机性能的主要参数是：单位时间内压气机提供给内燃机的空气量，称为流量，并有两种表示方法。
容积流量为单位时间内所提供的空气客积V(m3/h或m3/min)，重量流量为单位时间内所提供的空气重量Gk(kg/s)。
另一个参数是增压比或压力升高比，为压气机出口空气压力p k与进口空气压力p0之比，表示为π=p k/p0。
导流叶片的叶型与机翼的翼型相似，其前缘的分向沿发动机轴向，后缘沿叶轮旋
转方向弯曲，叶片间的通道略成收剑形。
空气以速度C，沿轴向进入导流环，在导流环内，流速稍有增大。
流出导流环时，气流顺叶片弯曲的方向偏转，速度变为C(1)。
气流在导流环中发生的沿叶轮旋转面的偏斜作用叫做预旋，相应的气流切向分速C(1)u叫做预旋量。
相对于以圆周速度u运动的叶轮来说，气流流进叶轮的相对速度W(1)等于气流绝对速度C(1)与牵连速度即叶轮圆周速度u的矢量差，它与叶轮旋转面所成的夹角为β(1)。
气流流过弯曲形的叶轮叶栅通道时，流动方向逐渐改变，最后顺着弯曲的叶片通道，以相对速度W（2）自叶轮流出。
由于叶轮通道呈扩散形，所以叶轮出口气流相对速度较叶轮进口气流相对速度小，且出口气流相对速度与叶轮旋转面所成的夹角为β(2)，要大进口相应夹角β(1)。
叶轮出口气流的绝对速度C（2）为气流相对速度W（2）与圆周速度u的矢量和。
在这里我们可以看出，叶轮进口气流绝对速度在沿叶轮旋转方向有一速度分量，就是经导流叶片预旋作用后产生的预旋量C(1)u。
有了此预旋量一方面可以在不增加叶轮进口气流相对速度情形下，通过提高叶轮圆周速度来提高叶轮功，增强叶轮增压能力；另一方面如果没有增加叶轮圆周速度，则将使叶轮进口相对速度W(1)减少，方向变平，从而减小气流进入叶轮时的损失。
气流以绝地速度C(2)流进整流环，然后顺着弯曲的通道向后流动。
因整流环通道形状呈扩散性，所以气流在整流环中绝对速度将减小。
最终流出整流环的气流速度C(2)略等于叶轮进口气流绝对速度C(1)，方向也大致相同。
气流在以后各级中的流动情形都与此相似。
不过，最后一级整流环出口的气流方向接近轴向，以便顺利流入燃烧室。
离心式压气机的主要优点：单级增压比高：一级的增压比可达4:1－5:1,甚至更高；同时离心式压气机稳定的工作范围宽；结构简单可靠；重量轻,所需要的起
动功率小。