轴流式压缩机结构原理 PPT
风机与压缩机教材第十章轴流式压气机
6，进出口马赫数 M w1 ， M c1 ；
Δβ 与扭速 Δwu 有关：
Δ wu ca
=
w1u c1a
− w2u c2a
= ctgβ1 − ctgβ2
二，压气机叶栅的特征 在一定进气条件下，由风洞试验得到叶栅几何参数和气动参数之间关系，常用下面曲 线表示。
第十章 轴流式压气机 现代航空用燃气轮机中多用多级轴流式压气机。主要由于其效率高(>87％），通风面积 小，也可用于大流量工况下运行。其主要结构如图 1 所示，由导向器，轮盘，工作叶片，转 子轴，整流叶片和机壳组成。对于多级轴流压气机，每个级中的流动类似，工作原理相同， 所以可以针对一个级进行研究。在每个级中，可以认为外径和内径沿轴向变化很小，可以认 为气流是沿圆柱表面上的环形叶栅的流动。环形叶栅展开后，可以看成是平面叶栅。每组圆 柱面上的环形叶栅可以认为是一组压气机的基元级。从轮毂至轮缘无数多个基元级组成一个 工作机，即压气机的一级叶轮和整流器。 第一节基元级速度三角形 进口导向器
工作轮
整流器
图 10-1 轴流式压气机
图 10-2 基元级速度三角形 一般多级轴流压气机第一级装有导向器，导向器改变气流进入叶轮的流动方向，产生正
预旋式和反预旋式两种。因而使气流角α1 <900, c1 > c1a , c1u >0 为正预旋，c1u <0(-与 u
的方向相反时为反预选)。 由于气流流经压气机后，压力和密度逐渐增加，由连续方程可知，当叶片高度不变时，
沿着叶高方向随 r 的加大，α1
= arctg
c1a c1u
加大， β1
=
arctg
c1a u1 − c1u
常见透平机械工作原理图解
常见透平机械工作原理图解风机包括通风机、透平鼓风机、罗茨鼓风机和透平压缩机，详细划分为离心式压缩机、轴流式压缩机、离心式鼓风机、罗茨鼓风机、离心式通风机、轴流式通风机和叶氏鼓风机等7大类一、离心式压缩机离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。
在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。
早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。
由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。
随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。
有些化工基础原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纤维、橡胶等重要化工产品。
在生产这种基础原料的石油化工厂中，离心式压缩机也占有重要地位，是关键设备之一。
除此之外，其他如石油精炼，制冷等行业中，离心式压缩机也是极为关键的设备。
我国在五十年代已能制造离心式压缩机，从七十年代初开始又以石油化工厂，大型化肥厂为主，引进了一系列高性能的中、高压力的离心式压缩机，取得了丰富的使用经验，并在对引进技术进行消化、吸收的基础上大大增强了自己的研究、设计和制造能力。
性能特点：优点：离心式压缩机之所以能获得这样广泛的应用，主要是比活塞式压缩机有以下一些优点。
1、离心式压缩机的气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺寸小，占地面积小。
2、运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少，因之备件需用量少，维护费用及人员少。
3、在化工流程中，离心式压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。
4、离心式压缩机为一种回转运动的机器，它适宜于工业汽轮机或燃汽轮机直接拖动。
轴流压缩机 原理
轴流压缩机原理
轴流压缩机是一种常见的压缩空气或气体的设备。
它采用轴向流动的气体原理，将气体通过转子的旋转来实现压缩。
以下是轴流压缩机的工作原理：
1. 气体进气：气体通过进气管道进入轴流压缩机的进气口。
进气口通常位于转子的前端。
2. 转子旋转：转子是轴流压缩机的核心部件。
当气体进入压缩机后，转子开始旋转。
转子通常由多个叶片组成，这些叶片安装在轴上并位于转子周围。
当转子旋转时，叶片将气体从前端引导到后端。
3. 增压和压缩：随着转子的旋转，气体被推到转子的后端。
在此过程中，气体受到轴向的压力和叶片的推动而逐渐增压。
通过叶片的形状和排列方式，轴流压缩机可以将气体的压力逐步提高。
4. 出气：当气体经过转子后端的压缩区域，它被推送到轴流压缩机的出气口。
出气口通常位于转子的后端，用于释放已压缩的气体。
轴流压缩机相比其他类型的压缩机具有一些优势，如较高的压缩比和较低的能耗。
它们通常用于大型工业设备和空调系统中，用于提供高压力的气体或空气流动。
此外，轴流压缩机还可以与其他设备，如蒸汽涡轮和发动机，配合使用以提高能量效率。
第十章气体的压缩
下面分析余隙容积对压气机的耗功量和增压比的影响。
由于余隙容积的存在，使压气机的产气量减少，但压气机的耗功量亦减少，如图10–6中面积12341所示。面积12341等于面积12ab1与面积34ba3之差。假定1–2和3–4两过程的多变指数n相同，则压气机的耗功量为
由于p1=p4、p3=p2，因此
10．1．4 引射器
引射器是一种简单而使用方便的压缩设备，常被应用在喷射制冷装置、冷凝器的抽气器及小型锅炉给水设备等方面。
图10–4引射器
引射器的构造简图如图10–11所示。
压力为p1的高压工作流体经喷管1膨胀加速。在喷管出口处，压力降低到被引射流体压力p2之下，从而将被引射的流体引入混合室2。在混合室中，高速的工作流体与被引射流体相混合，得到某一平均速度。然后，混合流体进入扩压管3，在其中减速增压，使压力提高到p3而自引射器排出。
通常，用引射系数来表征引射器的工作性能。引射器中，工作流体从喷管中射出的速度越高，则被引射的流体也越多。引射系数以工作流体的质量流量与被引射流体的质量流量的比值来表示，即
从热力学角度来看，引射器的工作过程中有很大的损耗，特别是流体的混合是典型的不可逆过程。引射器的计算可参阅有关的设计手册。
10．2 压缩过程的ห้องสมุดไป่ตู้力学分析
在活塞式压气机的工作过程中，吸气和排气是间歇性的，且其转速不如叶轮式压气机高，故其排量小，但增压比可达很高的范围。因此，工程上活塞式压气机被用于高压、小排量的场合。轴流式压气机在工作过程中连续吸气和排气，并且转速很高，故其排量大。但轴流式压气机每级的增压比很小，为1.15~1.30。若要获得较高压力的压缩气体，需用很多级。例如，要获得0.4~0.6MPa的压缩气体需经十级压缩。因此，在工程上轴流式压气机适用于低压、大排量的场合。此外，轴流式压气机中气流速度甚大，形成较大的摩擦损耗，因此压气机的效率较低，故在设计和制造方面要求很高。
各种压缩机工作原理动图（完整版）
各种压缩机⼯作原理动图（完整版）⼩编整理了⼀些常见的压缩机动态图，直观展⽰出他们的⼯作原理。
⼀、转⼦式压缩机转⼦式压缩机通过由发动机或电动机驱动(多数为电动机驱动)，另⼀转⼦(⼜称阴转⼦或凹转⼦)是由主转⼦通过喷油形成的油膜进⾏驱动，或由主转⼦端和凹转⼦端的同步齿轮驱动。
压缩机汽缸内装有⼀对互相啮合的螺旋形阴阳转⼦，两转⼦都有⼏个凹形齿，两者互相反向旋转。
转⼦之间和机壳与转⼦之间的间隙仅为5~10丝，主转⼦(⼜称阳转⼦或凸转⼦)，通过由发动机或电动机驱动(多数为电动机驱动)，另⼀转⼦(⼜称阴转⼦或凹转⼦)是由主转⼦通过喷油形成的油膜进⾏驱动，或由主转⼦端和凹转⼦端的同步齿轮驱动。
所以驱动中没有⾦属接触(理论上)。
⼆、离⼼式压缩机离⼼式压缩机中⽓压的提⾼，是靠叶轮旋转、扩压器扩压⽽实现的。
离⼼式压缩机的⼯作原理是:当叶轮⾼速旋转时，⽓体随着旋转，在离⼼⼒作⽤下，⽓体被甩到后⾯的扩压器中去，⽽在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜⽓体进⼊叶轮。
叶轮不断旋转，⽓体不断地吸⼊并甩出，从⽽保持了⽓体的连续流动。
与往复式压缩机⽐较，离⼼式压缩机具有下述优点:结构紧凑，尺⼨⼩，重量轻;排⽓连续、均匀，不需要中间罐等装置;振动⼩，易损件少，不需要庞⼤⽽笨重的基础件；除轴承外，机器内部不需润滑，省油，且不污染被压缩的⽓体;转速⾼;维修量⼩，调节⽅便。
三、轴流式压缩机轴流式压缩机是属于⼀种⼤型的空⽓压缩机，最⼤的功率可以达到150000KW，排⽓量是20000m3每分钟，它的压缩机能效⽐可以达到百分之90左右，⽐离⼼机要节能⼀些。
轴流式压缩机的静叶可调机构和带动该机构的中间⽓缸，机壳是标准化的同⼀种型号不同级数的机壳，进排⽓缸是⼀样的，不同级数机⾝长度的改变组合⽊模来实现，当级数不⽤时，除轴向长度不同外，其它所有结构都⼀样。
主轴都是为镍铬合⾦钢，叶⽚材料为铬不锈钢，静叶内缸结构尺⼨、轴封、密封、联轴器级轴流式压缩机的附属设备、润滑油系统、控制系统、保护系统都是⾮常智能型的。
化工设备第五章 轴流式压缩机
化工设备-第五章轴流式压缩机化工机械第五章轴流式压缩机气体在压缩机汽缸中沿轴向流动的压缩机称为轴流式压缩机。
轴流式压缩机与离心式压缩机都属于透平式压缩机，与离心式压缩机相比。
轴流压压缩机具有流量大、体积小重量轻和设计工况下效率高等优点；但是，它也存在稳定工况范围较窄、性能曲线较陡。
变工况性能较差和叶片易磨损等缺电。
轴流式压缩机多用于炼油、化工和钢铁等行业。
5.1 轴流式压缩机的基本组成及工作原理轴流式压缩机主要由机壳、转子、静叶承缸、调节缸等组成。
其基本结构和主要元件见图10—1所示图10-1 轴流式压缩机剖面图轴流式压缩机气体的运动是沿着轴向行行的，其间排有动、静相间扭曲形的叶片，转子高速旋转使气体产生很高的流速，当气体流过依次串联排列着的动叶片和静叶栅时，速度就逐渐减慢，气体得到压缩，其动压转变为静压能，从而达到输送气体并增压的目的。
5.2 轴流式压缩机的分类轴流压缩机按末级是否配置离心叶轮可分为两大类。
即纯轴流式压缩机和轴流—离心混合式乐缩机。
纯轴流式压缩机的末级未配置离心叶轮，轴流一离心混合式压缩机的末级配置有离心叫轮，轴流-离心混合式压缩机因末级配置有离心叶轮，故能防止已压缩介质在末级轴向级中膨胀。
避免了转子动叶中发生附加高动力负荷增加了操作的安全可靠性。
另外，还使机组性能曲线的阻塞线大幅下移。
5.3 轴流式压缩机的性能曲线对静叶可调型轴流压缩机来讲，静叶栅每一角度的变化。
都对应于一条曲线所以调节静叶角度，可使一根根孤立的、特性较陡的曲线形成流量变化范围宽阔的可调区域，从而满足操作的需要。
恒流静叶可调武轴流压缩机的特性曲线如图10一2所示，其安全运行区域为A、B、C、D线所围成的区域。
就某一静叶角度下的“流量-出口压力”特性曲线分析，它有以下特点：随着流量减小压力起初升高然后下降。
最高点将特性线分成左右两支，右支对应流量减少时压力增加的情况、左支则对应流量减小压力下降的情况，左支部分的特性线发展情况叫见图10-3由于实际运行时不能在不稳定工况区，所以厂家只提供右支曲线以供使用。
轴流式压缩机结构原理
轴流式压缩机结构原理概述轴流式压缩机是一种能够将气体压缩并向前推进的设备，常用于航空航天、石油化工、电力等领域。
其最大特点是高压比、适用于大气流量的压缩，同时紧凑、轻量，具有较好的动态性能和效率。
本文将着重介绍轴流式压缩机的结构原理，希望能对相关领域专业人员有所帮助。
结构轴流式压缩机由多个叶片沿着一个轴线排列而成，它们共同形成了一个紧密的旋转体结构。
通过旋转的方式将气体不断压缩，达到增加气体密度以及吸入后送出气体的效果。
在轴流式压缩机中，可分为进气段、压缩段和出气段三部分。
每个部分都具有不同的结构特点和功能。
进气段进气段的主要功能是将气体引入轴流式压缩机中，并根据需要给气体增加高压力的动能。
进气段通常由导向叶和进气流道组成，其位置与传递热负载和摩擦力有密切关系。
进气段的结构需要考虑到降低气体漏失、增强气体进口稳定性以及确定气体进口位置。
压缩段压缩段是轴流式压缩机的关键部分，它可以将来自进气段的气体压缩，并增加气体能量。
主要的压缩结构包括驱动叶和工作叶，分别用于传递气体动能和增加气体压力。
作为压缩段的核心，驱动叶的数量和结构参数直接影响轴流式压缩机流量、压比以及效率等性能。
出气段出气段通常由导向叶、出气通道及出气口组成，其形状对气体的压力和速度分布有着重要的影响。
出气段结构的设计需要考虑到减小气体漏失、增强气体出口的平稳性及提高排气效率等因素。
原理轴流式压缩机的工作原理是利用机械能将气体压缩，压缩后的气体动能增加，同时面对本征能量损耗、排气压力以及泄漏等问题时还需要付出一些基本功。
在压缩机内部，叶片在转动时可将气体的动能转化为机械能，从而达到气体的压缩效果。
在叶片和基座间分别配置了定子或主动叶片，良好的设计可以将气体循环压缩，增加气体密度并提高气体相似程度。
轴流式压缩机的结构原理是我们了解其工作原理和性能的基础。
压缩机的结构由进气段、压缩段和出气段组成，关键部件是驱动叶和工作叶，叶片数量和结构参数对性能影响巨大。
【机械原理】14张动图解说各种压缩机的结构原理,直观易懂
【机械原理】14张动图解说各种压缩机的结构原理，直观易懂
正文
压缩机是一种从动流体机械，它将低压气体提升到高压气体。
它是制冷系统的心脏，为制冷提供动力。
双蜗杆压缩机
单蜗杆压缩机
汽车压缩机
不管什么类型的压缩机，原理都是把吸进的低压空气（某介质）压缩成高压空气（介质）
压缩机按原理可以分为容积型压缩机和速度型压缩机
容积型压缩机又分往复式压缩机和回旋式压缩机
一般我们使用的活塞式空气压缩机属于往复式压缩机。
家用空调一般使用旋转式压缩机。
调速压缩机分为轴流压缩机、离心压缩机和混流压缩机。
1.活塞压缩机动态原理图
2.单螺旋杆压缩机原理图
3.双螺旋杆压缩机原理图
4.涡旋压缩机原理图
5.回旋式压缩机原理图
6.开启式活塞制冷压缩机
压缩机广泛应用于日常生产和生活中，从汽车空调、家用空调到工厂机械设备、医疗器械等等。
可以说高端压缩机已经被国外垄断，国产压缩机要赶上西方国家还需要很长时间。
转自：斌哥科技。
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• 双联冷油器：
冷却水量： 220×2 t/h
• 冷却面积： 245×2 m2
• 双联滤油器：
过滤精度： 10 μm
• 排油雾风机电压：380 V 排油雾风机功率：5.5
kw
• 高位油箱容量：
5000 L
• 压缩机防喘振调节阀
• 类 型：
气动调节蝶阀
• 通 径：
20”
• 流量特性：
近似线性
• 全关泄漏量： 密封）
轴流压缩机转子设计中进行了横 向振动及扭曲振动分析计算，转子装 配后做高速动平衡和超速试验，确保 机组运行时安全可靠。
转子
5、轴承箱：轴压缩机的轴承箱由 轴承箱体和轴承箱盖组成，轴承箱体 与下机壳铸为一体，轴承箱内安装有 径向轴承和止推轴承，润滑轴承的润 滑油由轴承箱集油回到油箱，轴承箱 体底部装有导向装置，和底座配合， 使机组对中和沿轴向热胀，轴承箱盖 油使封处设有一个充气孔，必要时可 供油封充气防止润滑油外泄。
空气
• 设计点流量： 6144 m3/min
• 进气压力：
0.095 MPa（A）
• 排气压力：
0.3158 MPa(A)
• 工作转速：
4157 r/min
• 轴功率：
16208 kW
• 主轴旋转方向： 从进气端看顺时针
• 发电机 • 型 号： • 额定电压： • 额定电流： • 额定功率： • 转 速： • 飞轮力矩GD2： • 冷却水耗量： • 主轴旋转方向：
调节缸的作用在于调节轴流压缩机的 各级静叶角度，以满足变工况的要求，安 装在机壳两侧的伺服马达在控制系统作用 下，通过连接板带动调节缸做轴向往复运 动，缸体则又带动各级导向环和嵌在环内 的滑块一起运动，滑快通过曲柄带动静叶 产生转动，从而达到调节静叶角度的目的 ，而各级静叶调节的大小，是通过变化各 级曲柄的长度来实现的，这些都是在气动 计算过程中确定的。
QFW-15-4 10 kV 970.3 A 15000 kW
1500 r/min 8750 kg·m2
125 t/h 从轴伸端看为顺时针
• 润滑油站
• 容 量：
25000 L
• 流 量：
2754 L/min
• 压 力：
1.5 MPa(G)
• 油泵电机功率：
110×2 kW
• 事故泵电机功率： 15 kW
轴承箱1
轴承箱2
6、油封：轴流缩机的轴承箱内安装有 油封，用于防止轴承箱内润滑油的外漏， 油封上设计有一个挡风板，防止密封处泄 漏的高温气体（特别是排气侧）进入轴承 箱内，造成轴承温度升高，润滑油老化。
7、密封：在压缩机的进气侧和排气侧 分别设有轴端密封，型式为拉别密封，密 封处镶在轴上，密封片的数量是根据计算 确定的，密封间隙的大小可通过调整密封 套圆周上的调整块来实现。
轴流式压缩机结构原理
轴流压缩机分为A和AV系列，均引进原瑞士苏 尔寿公司设计制造技术。A系列为静叶不可调， AV系列为全静叶可调。
型号标记示例如下：
AV80-10 AV——全静叶可调式的轴流压缩机 80——轴流压缩机转子轮毂直径为80mm 10——轴流压缩机级数为12级
• 轴流压缩机的配置方式见下图：
油封
8、轴承：轴流压缩机的径向轴承为椭圆瓦 轴承，止推轴承是金斯泊雷轴承，主付推力面 均可100%承受轴向推力。
ANSI class V级（硬
• 紧急快开时间：
≤1.5 S
• 压力等级：
ANSI CLASS150
• 气源压力：
0.4～0.6MPa (G)
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
• 顶升油泵
• 型 号：
HIPAGAG
• 供油压力：
65 MPa
• 最大流量：
0.96×4 Lr13,叶片用坯料精加工而成，原材 料进行化学成份、力学性能、裂纹检验，成型叶 片要进行湿式喷砂处理，以增加叶片表面的抗疲 劳强度；还要进行测频、确保运行时叶片的安全 性。
静叶：2Cr13,叶片用坯料精加工而 成，原材料同样要进行化学成份分析 及力学性能、裂纹检验等，叶片表面 也要进行湿式喷砂处理。
2、叶片承缸：叶片承缸为水平剖分型，中 分面用预应力螺栓联接形成一个内也为很小锥度 的筒体，与转子组成轴流压缩机的通道。
气流从机壳进气室进入，沿流道经过转子叶 片逐级压缩做功和动、静叶栅的不断扩压，压力 提高，最后经扩压器进一步扩压进入机壳排气室 由密道引向工艺流程。
上承缸
3、调节缸：调节缸由Q235A钢板焊接而成， 水平剖分型，中分面用螺栓联接，具有较高的刚 性，调节缸分四点支撑在机壳上，安装在机壳与 叶片承缸之间，因此有时称为中缸，而机壳为外 缸，叶片承缸为内缸。
1、机壳：机壳分上机壳和下机壳两部分，为 水平剖分型，上、下机壳在中分面处用预应力螺 栓联接，机壳是由HT250铸造而成，进、出气法 兰均垂直向下，机壳加工完后要进行水压试验， 检验机壳的密封性并测量其变形，机壳分四点支 承在底座上，四个支撑点设计在接近下机壳中分 面处，分布在下机的两侧，而不是分布在机壳的 两端，因此机组运行时具有一定的稳定性，减少 了由于热胀而引起的机组热变形，四个支撑点其 中一端（排气端）两点为固定点，另外两点为滑 动点。
压缩机 汽轮机 变速箱 发电机
• 汽轮机 • 型 号： • 入口压力： • 入口温度： • 工作转速： • 额定功率： • 旋转方向：
ENKS63/80/72 4.5 MPa（A） 440 ℃ 4157 r/min 36100 kW 从进气端看为顺时针
• 轴流压缩机
• 型 号：
AV80-10
• 介 质：
5.5KW
• 电压等级：
380V
• 止回阀
• 类型：
气动执行机构三偏心蝶阀
• 通径：
DN1600
• 公称压力：
1.0MPa（A）
• 气源压力：
0.5～0.8MPa (G)
• 电磁阀电源为：
220 VAC (常带电形式)
• 调节时间：
全开～全闭：3～5秒
轴流压缩机的三层缸结构
二、轴流压缩机零部件
调节缸
调节缸放大图及驱动环（导向环）
4、转子及动静叶片：轴流压缩机转子是一个 主轴、各级动叶、隔叶块、代叶块及叶片锁紧装 置组成 。
主轴：高合金锻钢锻造而成，材料为 25Cr2Ni4MoV,主轴材料的化学成分需经严格的化 验分析，性能指标通过试块进行检验，粗加工后 进行热运转试验和探伤检验，所有指标合格后， 才能投入精加工。