中国离心式压缩机的发展状况
【行业趋势】离心压缩机发展过程与趋势

【行业趋势】离心压缩机发展过程与趋势中国空压机网微信号:kongyajiwang 压缩机作为化工行业生产的心脏设备,其技术的更新将直接关系到化工行业的发展变化。
而中国化工行业日新月异的技术进步,也同样为压缩机制造业的技术发展提供了更加广阔的空间。
传统的压缩机为活塞式(又称往复式)压缩机,20世纪五、六十年代占统治地位;近代的透平式压缩机(离心式、轴流式压缩机),因易于与工艺密切配合,较充分利用能源,因而发展迅速。
基于此,本文将针对离心压缩机近些年的发展及未来趋势做出介绍。
压缩机作为化工行业生产的心脏设备,其技术的更新将直接关系到化工行业的发展变化。
而中国化工行业日新月异的技术进步,也同样为压缩机制造业的技术发展提供了更加广阔的空间。
传统的压缩机为活塞式(又称往复式)压缩机,20世纪五、六十年代占统治地位;近代的透平式压缩机(离心式、轴流式压缩机),因易于与工艺密切配合,较充分利用能源,因而发展迅速。
基于此,本文将针对离心压缩机近些年的发展及未来趋势做出介绍。
与生产紧密关联的发展历程我国离心压缩机有2次大的发展过程,都与近代工业生产密切有关。
一次是20世纪七、八十年代,我国从国外大规模引进石油化工成套装置,其中最大的一次,引进化纤、乙烯、氯乙烯、大化肥、烷基苯等20余套生产装置,总计人民币137亿元(当时全年的基本建设投资约为400亿元)。
同时,为保障引进设备的安全运行和备件供给,特地配套引进具有世界先进水平的离心压缩机及其配套驱动机项目。
此举大大促进了离心压缩机组的发展,形成了一批与工艺密切配套的专用压缩机。
其代表性的机组是大化肥装置中的“五大机组”和乙烯装置中的“三机”。
实际上,石油化工的产品很多,因而压缩机的品种也很多,表1列出了部分石油化工装置中常用压缩机组,图1为相应的石油化工行业产品链。
从2002年下半年开始至今已有十多年,离心压缩机又经历了一次高速、稳定的发展时期,年平均增长在25%以上。
2023年离心式空压机行业市场研究报告

2023年离心式空压机行业市场研究报告离心式空压机是一种常见的压缩空气设备,广泛应用于工业生产和制造业领域。
离心式空压机通过离心力将空气压缩,并将压缩空气送入工业设备中使用。
离心式空压机具有高效、节能、可靠的特点,因此受到广大企业的青睐。
离心式空压机行业的市场规模不断扩大。
随着我国工业化进程的不断推进,工业生产的需求不断增加,进而推动了离心式空压机行业的发展。
而在国内外市场需求增长的推动下,离心式空压机行业的市场规模也在不断扩大。
根据先进市场市场调研公司的数据显示,目前全球离心式空压机市场规模已经超过100亿美元,而且未来几年预计还将保持5%以上的年均增长率。
离心式空压机行业的竞争格局较为激烈。
目前国内离心式空压机行业的主要竞争者主要分为两类:一类是国内大型机械设备制造企业,如上海泵业集团、大连船舶重工集团等;另一类是国外知名的离心式空压机制造商,如美国的Ingersoll Rand、德国的Kaeser等。
这些企业凭借其技术实力和品牌影响力在市场上占据较大份额。
而在国际市场上,中国的离心式空压机产品也开始受到国外市场的认可和欢迎,逐渐发展成为一些国外市场的主要供应商。
离心式空压机行业的市场需求呈现多样化趋势。
随着工业技术的不断进步和科技的应用,离心式空压机的应用也不断扩展和创新。
除了传统的工业制造领域,如钢铁、石化等行业之外,离心式空压机还被广泛应用于新能源、航空航天、电子电器、医药等领域。
未来随着我国工业技术的不断进步,离心式空压机的市场需求还将进一步扩大。
离心式空压机行业的发展还面临一些挑战。
一方面,在国内市场上,离心式空压机的产品质量和技术水平仍存在一定差距,与国际知名品牌相比仍有一定竞争压力。
另一方面,在国际市场上,离心式空压机行业也面临着国际竞争的挑战,需要提高产品质量和技术创新能力,以适应市场的需求。
总的来说,离心式空压机行业市场规模不断扩大,市场需求呈现多样化趋势。
目前离心式空压机行业在国内外市场上有一定的竞争优势,但仍面临一些挑战。
2024年离心式空气压缩机市场分析现状

2024年离心式空气压缩机市场分析现状引言离心式空气压缩机是一种常见的工业设备,广泛应用于制造业、建筑业以及运输领域。
本文将对离心式空气压缩机市场的现状进行分析,包括市场规模、市场竞争状况、应用领域等方面,并探讨未来发展趋势。
市场规模离心式空气压缩机市场在过去几年保持了稳定的增长。
根据市场研究数据,2018年全球离心式空气压缩机市场规模达到X亿美元。
市场预计在未来几年将以X%的年复合增长率增长,预计到2025年市场规模将达到X亿美元。
市场竞争状况离心式空气压缩机市场竞争激烈,主要厂商包括ABC公司、XYZ公司和DEF公司等。
这些公司通过产品质量、价格和售后服务等方面展开竞争。
目前,ABC公司是市场的领先者,其产品在质量和性能方面得到了广泛认可。
然而,竞争对手也在不断进步,通过不断创新和技术改进来提高产品性能和降低生产成本。
市场上还涌现了一些新兴厂商,他们通过提供具有竞争力的价格和服务来增加市场份额。
应用领域离心式空气压缩机在各个行业都有广泛的应用。
制造业是离心式空气压缩机的主要应用领域之一,其在汽车制造、机械加工和电子制造等方面发挥着重要作用。
建筑业也是离心式空气压缩机的重要市场。
在建筑施工过程中,离心式空气压缩机广泛用于混凝土喷射、建筑材料运输和施工设备动力等方面。
运输领域也对离心式空气压缩机有一定需求。
离心式空气压缩机被广泛应用于运输车辆的气制动系统以及船舶和飞机的压力系统。
未来发展趋势离心式空气压缩机市场在未来有着良好的发展前景。
随着制造业的不断发展和技术创新,对压缩机的需求将持续增加。
另外,环保意识的提高也将促使市场需求向更高效、节能的离心式空气压缩机转变。
未来离心式空气压缩机市场将面临一些挑战。
例如,价格竞争将加剧,厂商需要不断降低成本来保持竞争力。
另外,新兴技术的出现可能会威胁传统离心式空气压缩机的市场地位。
综上所述,离心式空气压缩机市场在市场规模、竞争状况和应用领域等方面呈现出持续增长和激烈竞争的现状。
2024年离心式空气压缩机市场需求分析

2024年离心式空气压缩机市场需求分析1. 引言离心式空气压缩机是一种广泛应用于各个行业的动力源,其高效、稳定的特点受到了市场的广泛青睐。
本文将对离心式空气压缩机市场需求进行分析,包括市场规模、市场增长率、市场驱动因素等,以期为相关企业提供有效的市场定位和战略方向。
2. 市场规模分析离心式空气压缩机市场的规模是衡量市场需求的重要指标之一。
根据最新的市场调研数据,离心式空气压缩机市场在过去几年内呈现稳步增长的态势。
目前市场规模已经达到了X亿元,并呈现出逐年增长的趋势。
3. 市场增长率分析离心式空气压缩机市场的增长率是衡量市场需求增长速度的主要指标。
经过对市场数据的分析,可以发现离心式空气压缩机市场的增长率呈现出较高的趋势。
预计未来几年内,市场增长率将保持在X%左右。
4. 市场驱动因素分析离心式空气压缩机市场的增长离不开一系列市场驱动因素的支持。
以下是几个主要的市场驱动因素:4.1 工业自动化需求增长随着工业自动化水平的提高,对离心式空气压缩机的需求也越来越大。
离心式空气压缩机可以用于驱动各种设备和工具,如气动机械、气动控制系统等。
因此,工业自动化需求的增长将推动离心式空气压缩机市场的发展。
4.2 节能环保标准的提高近年来,全球范围内对节能环保的关注度不断增加。
离心式空气压缩机作为一种重要的能源消耗设备,其节能环保性能备受关注。
因此,离心式空气压缩机市场将受益于节能环保标准的提高。
4.3 新兴行业需求增长在一些新兴行业,如电子制造、汽车制造等,对离心式空气压缩机的需求也在不断增长。
随着这些行业的快速发展,离心式空气压缩机市场将获得新的增长机遇。
5. 市场竞争分析离心式空气压缩机市场竞争激烈,存在着多家重要的竞争企业。
这些企业在产品质量、技术创新、市场渠道等方面相互竞争。
目前市场上主要的竞争企业包括企业A、企业B和企业C等。
它们通过不断提高产品性能和服务质量来争夺市场份额。
6. 市场机遇与挑战离心式空气压缩机市场存在着一些机遇和挑战。
2023年离心式空压机行业市场分析现状

2023年离心式空压机行业市场分析现状离心式空压机是一种常见的工业设备,广泛应用于制造、建筑、能源、化工等行业。
离心式空压机的主要原理是通过离心力将气体加压,然后将气体输送到需要压缩空气的设备中。
离心式空压机具有体积小、效率高、噪音低等优点,因此在市场上受到了广泛的认可和广泛的使用。
首先,离心式空压机市场的规模庞大。
随着各行业的发展,对于压缩空气的需求也越来越大,离心式空压机作为一种高效、可靠的压缩设备,市场需求量也在不断增加。
根据调查数据显示,全球离心式空压机市场规模已超过数十亿美元,预计在未来几年将保持稳定的增长。
其次,离心式空压机市场竞争激烈。
目前市场上已有多家知名企业提供离心式空压机产品,如ATLAS COPCO、INGERSOLL-RAND、SIEMENS等。
这些企业凭借其领先的技术、良好的产品品质和完善的售后服务体系,占据了市场的一定份额。
同时,一些新进企业也不断涌现,通过技术创新和差异化竞争,正在逐步拓展其市场份额。
因此,离心式空压机企业必须不断提升自身的技术实力和产品质量,以及提供更完善的售后服务,才能在竞争中取得优势。
另外,离心式空压机行业面临一些挑战和机遇。
一方面,离心式空压机的市场竞争压力较大,企业需要不断创新,不断提升产品性能和质量,才能在竞争中脱颖而出。
另一方面,随着节能环保的要求不断提高,离心式空压机企业需要与时俱进,采用更加节能环保的技术和材料,以满足市场对于节能环保设备的需求。
最后,离心式空压机市场的发展前景广阔。
随着国家对于工业生产环境的要求越来越高,离心式空压机作为一种主要的压缩设备,将继续得到广泛的应用和推广。
同时,国家对于节能环保产业的支持力度也越来越大,离心式空压机企业有望通过技术创新和产品优化,进一步提高设备的效率和性能,满足市场的需求。
综上所述,离心式空压机行业市场规模巨大,市场竞争激烈,面临一些挑战和机遇。
离心式空压机企业需要通过技术创新、产品优化和售后服务的提升,以及与时俱进的节能环保措施,才能在市场中取得竞争优势,并实现持续稳健的发展。
我国离心压缩机的发展历程及未来技术发展方向

我国离心压缩机的发展历程及未来技术发展方向发表时间:2019-03-22T16:56:19.937Z 来源:《防护工程》2018年第34期作者:李敬红[导读] 伴随着气体动力学、工程热力学、结构力学、转子动力学、材料学、加工制造工艺和安全防护等技术的发展海军重庆地区第一军代室重庆 400000摘要:伴随着气体动力学、工程热力学、结构力学、转子动力学、材料学、加工制造工艺和安全防护等技术的发展,离心压缩机逐渐成为加工处理易燃、易爆及有毒等特殊气体优先选择的装备。
特别是近四十多年来,伴随着石油天然气、石油化工、化肥和新型煤化工等行业的迅猛发展,作为过程工业“心脏”设备离心压缩机的设计和制造技术也得到了巨大进步,压缩机种类越来越多,机型越来越大,结构越来越复杂,适用压力也越来越高。
现代工业对于压缩机的安全性要求也越来越高,有关国际标准规定,压缩机的不间断运行周期最低为5年。
一般来说,在生产流程里离心压缩机是唯一的动力设备,一旦压缩机有故障,整个生产装置不得不停产。
通常离心压缩机是依据流程的工艺条件定制的,虽然它是通用机械,但通用性却不强。
一般在新建工业项目投产阶段压缩机才具备开始运行的条件,一旦压缩机不适合,就需要改进甚至重新定制,而压缩机的交货周期大约为12~18个月。
关键词:我国离心压缩机;发展历程;未来技术;发展方向引言对我国离心压缩机的发展历程进行了详尽细致的讨论与分析。
结合我国离心压缩机的发展历程特点,阐明了我国离心压缩机未来的技术发展方向,这些发展方向主要体现在压缩机核心部件性能的提升和新型离心压缩机的整体开发。
1国产压缩机技术发展历程上世纪90年代中期以来,随着国内离心压缩机制造商的迅速崛起,国外制造商出于市场竞争的考量,不再对中国进行离心压缩机产品整体技术转让。
国内离心压缩机制造商陆续从上世纪80年代后半段,通过与各大科研院校的合作,建立了自己的研发中心、实验中心,开发了自主知识产权的气动设计软件和转子动力学分析软件。
我国离心压缩机的发展历程及未来技术发展方向

我国离心压缩机的发展历程及未来技术发展方向一、引言离心压缩机是一种广泛应用于工业领域的重要设备,其主要作用是将气体压缩成高压气体,以满足工业生产中的需要。
我国离心压缩机的发展历程可以追溯到上世纪50年代,经过多年的发展和研究,已经取得了显著的进步和成就。
本文将对我国离心压缩机的发展历程及未来技术发展方向进行详细介绍。
二、我国离心压缩机的发展历程1.初期阶段上世纪50年代初期,我国开始研制离心式空气压缩机。
当时由于技术水平有限,生产设备落后,所以离心式空气压缩机的性能和质量都比较低。
但在这个阶段中,我国取得了一些重要经验,并逐渐积累了一些基础技术。
2.改进阶段上世纪60年代初期,我国开始对离心式空气压缩机进行改进和升级。
通过引进外国先进技术和自主创新,在设计、制造、检测等方面都有了较大的进步。
在这个阶段中,我国离心式空气压缩机的性能和质量都有了很大提高。
3.成熟阶段上世纪70年代中期,我国离心式空气压缩机进入了成熟阶段。
在这个阶段中,我国离心式空气压缩机的性能和质量已经达到了国际先进水平,并开始向国际市场输出。
4.现代化阶段进入21世纪以来,我国离心式空气压缩机进入了现代化发展阶段。
在这个阶段中,我国离心式空气压缩机的设计、制造、检测等方面都有了很大提高。
同时,在新材料、新工艺、新技术等方面也取得了一些重要成果。
三、未来技术发展方向1.高效节能未来离心式空气压缩机的发展趋势是高效节能。
通过采用新材料、新工艺和新技术等手段,提高离心式空气压缩机的效率,并减少能耗。
2.智能化控制未来离心式空气压缩机的另一个重要发展方向是智能化控制。
通过采用先进的传感器、控制器等设备,实现离心式空气压缩机的智能化控制,提高其自动化程度和生产效率。
3.环保节能未来离心式空气压缩机还需要注重环保节能。
通过采用新材料、新工艺和新技术等手段,减少离心式空气压缩机对环境的污染,并减少其对能源的消耗。
4.多功能化未来离心式空气压缩机还需要具备多功能化。
浅谈离心压缩机研究现状及其发展前景

浅谈离心压缩机研究现状及其发展前景一、离心压缩机研究现状1、大流量离心压缩机研究现状随着各行业发展规模的扩大,对于大流量离心压缩机的需求也在不断增加。
这也就给压缩机的发展带来了很好的发展前景。
国内在离心压缩机三元叶轮的各类反命题设计方法中,以角动量的不同分布来控制叶片几何型线的方法应用较广。
角动量的分布规律直接决定叶片载荷的大小并影响流动方向、跨盘盖方向的速度分布,而速度分布对叶轮二次流的强度及叶片表面边界层的发展有决定性的影响,这必然影响到对叶轮边界层损失、分离损失和二次流损失的控制,因此合适的角动量分布是设计高性能叶轮最有效的手段。
席光等人发展了一种以三维粘性分析为参考准则的实用设计方法,并利用CFD软件FLUENT5.4进行了数值计算,计算结果表明:角动量的不同分布对离心压缩机叶轮的压比和效率有明显的影响。
在发展以三维粘性分析为参考准则的离心压缩机三元叶轮的实用设计方法的基础上,王晓峰等人又探讨了将离心叶轮内部的三维粘性流动求解与试验设计技术以及响应面方法相结合的优化设计方法。
响应面方法是试验设计与数理统计相结合的优化方法,在试验测量、经验公式或数值分析的基础上,对指定的设计点集合进行连续的试验,并在设计空间构造测定量的全局逼近,这样便可以全面观察响应变量在设计空间的变化。
在详细探讨响应面优化设计方法的基础上,他们以某工业离心压缩机中间级叶轮为研究对象,采用响应面方法对其进行优化设计,结果表明:与原始叶轮相比,性能有较大改进。
2、小流量离心压缩机研究现状F.Guietal进行了高速小流量离心压缩机的设计和试验研究,在他的文献里介绍了一种小流量高转速的离心压缩机的研究结果,结果表明:小流量高转速离心压缩机在几何特征与整机性能上与大型离心压缩机存在区别,小流量高转速的离心压缩机在进口处轮盖与轮毂的直径比较大,叶轮外径与进口轮盖直径之比及叶尖间隙与叶片高度之比比大型离心压缩机大许多;在设计范围内,大型离心压缩机的流量-压比曲线要比小流量高转速离心压缩机的流量-压比曲线平坦得多,这也暗示着小流量高转速离心压缩机与大型离心压缩机的设计是有区别的,大型离心压缩机设计的经验方法不能完全应用于小流量高转速离心压缩机的设计。
- 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)。
中国离心式压缩机的发展状况作者:马铖彬摘要:离心式压缩机广泛应用于石油天然气工业等领域,而中国的离心式压缩机的发展关系着以后未来的生活。
为此,研究中国的离心式压缩机的发展有利于未来更好地了解中国甚至世界的经济状况以及现在要做出的方案。
关键字:压缩机发展经济状况发展历程:在了解离心式压缩机的发展状况之前,先明白其用途以及工作原理。
离心式压缩机用于压缩气体的主要部件是高速旋转的叶轮和通流面积逐渐增加的扩压器。
简单地讲,离心式压缩机就是通过叶轮对气体做功,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,将机械能转化为气体压力能。
离心式压缩机用途较广,如石油化学工业中合成氨中生产化肥,天然气输送以及制冷,动力工程中用于燃气轮机,内燃机以及动力风源。
离心式压缩机根据排气压力分为三类:离心通风机、离心鼓风机和离心压缩机。
第一台工业上使用的离心压缩机是在人类迈入20世纪时与早期的内燃机一同出现的,其中一些工作是由发明第一台燃气轮机的Eilling在1903年完成的。
在20世纪初期,这些压缩机也被应用在过程工业中,最早应用的是钢铁厂中的高炉鼓风机。
例如,某设备制造商将第一台7系列的离心压缩机在1912年销售给了位于美国密苏里州圣路易斯的Scullin钢铁公司。
即使按照现在的标准衡量这些鼓风机也是大型的设备,虽然功能上相同,但是以前压缩机中的基本部件,如:轴承、密封、叶轮和扩压器等与现在压缩机中复杂内部部件相比,还是有很大不同。
提高制造方法是发展现代高性能离心压缩机的一个重要因素,如果不能精确加工出为了提高性能所设计的复杂型线,那么应用现代尖端分析和设计技术就是显得意义不大。
能够取得当前的高效率水平,与现在的制造方法是密不可分的,不过这种看法最初并没有被认同。
在离心压缩机发展的初级阶段,中国的设计水平在一定程度上受到当时制造方法的限制,设备制造商在进行设计时,不得不使用当时较为限制的几种方法,包括机械加工,连接和铸造。
21世纪,离心压缩机,往复压缩机,螺杆压缩机是化工工艺流程与气体动力领域的三大主流,离心式压缩机占主导地位推动发展的动力:工业企业的大型化。
30万吨合成氢,50万吨尿素,30万吨聚乙烯这样大型化工企业在世纪运行中显示出了巨大的经济性。
大型的空分装置需求量也日益增加。
离心式压缩机体积不大,占地面积也非常小,之前的往复压缩机被取代,并且离心式压缩机所压缩的气体不会被润滑油污染,同时中间冷却器的传热性能得到改善,并可省去油分离装置,可靠性比较高,离心压缩机实用化也在进一步发展,近年来,计算机的飞速发展及各种成熟,软件的编制使这种计算更方便,对被压缩气体的性质的掌握,各种实际气体热力学过程能量变换的认识,提高了计算的正确性。
完善的设计而无加工手段也枉然,自20世纪60年代发展起来的数控加工设备能够很好的满足空间精密加工的要求,这对离心压缩机及其他具有复杂加工表面的机器发展起了推动作用。
在高压范围内离心的应用还相当困难,为适应离心压缩机的工作特点,各种需要高压的工艺逐渐通过改进而在低压下完成。
离心式压缩机应用于冰箱,空调等方面,以下举一个例子来说离心式压缩机的发展。
长春第一汽车集团公司使中国工业汽车空调的摇篮。
1996年接受为中央首长制造红旗保险车的任务,由于受空调工业发展限制,夏季用车时只能事先用冰块冷却车内的空气。
1969年成功研制第一台汽车空调装置,不仅结束了中国不能生产保险车的历史,同时开创了中国自行设计,独立制造汽车空调装置的先河。
此后,第一机械工业专门建立生产和装配压缩机的车间,建立了蒸发器和冷凝器生产车间,这也是离心式压缩机诞生的标志。
改革开放后,上百个企业纷纷争上汽车空调,如今的产量也达到世界第四名,这一切都要归功于离心式压缩机,正是汽车空调的发展,使人们逐渐认识到了离心式压缩机的重要性,在很大程度上促使离心式压缩机的发展,它也正是从一点点地扩大,造福人类的未来。
在离心压缩机中的主要空气动力学部件有进口涡室、进口导叶、叶轮、扩压器、弯道、回流器、出口涡室和旁流(或级间抽、加气)部件等下面依次介绍它们的发展。
离心压缩机获得较高的性能需要优秀的空气动力学设计,而离心式叶轮是其中最为重要的部件。
由于被压缩气体所得到的全部能量均是由叶轮传递而来的,所以如果没有很好设计的叶轮,离心压缩机整机性能或每个压缩级是无法取得较高效率的。
在过去几十年内,效率的提高,大多通过制造和设计手段的改进来不断完善叶轮型线而取得的。
早期的叶轮是通过焊接、钎焊,铆接或铸造所制造的。
每种制造方法都会限制叶轮的几何形状,从而限制其性能的获得。
在20 世纪五六十年代,设备制造商开始制造焊接式叶轮。
焊接叶轮主要有两种类型:两件焊和三件焊。
在两件焊的结构中,叶轮的叶片是被三轴铣制在轮盖(或轴盘)上,再以角焊缝型式与轴盘(或轮盖)焊接为一体;由于是三轴铣制,叶片型线实际上是二维的,即由圆形、椭圆或其它二维几何形状组成。
这样的结构严重限制了空气动力学的设计,但是这就是当时三轴铣制所能够取得的。
此外,为了进行角焊缝焊接,流道必须有足够的宽度来使焊具进入(通常15.25mm 或更大)。
因此,窄流道的小流量系数的叶轮是无法用焊接来制造,而只有通过贯穿叶片的铆接或铸造来实现,见图2。
离心式压缩机中需要采用二维方法,而这一方法在20 世纪50 年代末期开始被商业化应用,成为设计师开发和分析部件的空气动力学更为先进的一种手段。
与一维方法不同,二维方法可以考虑到整个流道的边界条件,包括轴盘和轮盖的轮廓、叶片或导叶的角度和厚度等。
在1965 年 5 月,J. W. Lund 发表了为美国空军航空推进实验室准备的报告,报告第五部分记录了一个可以用于确定处在流体膜轴承上的转子的不平衡响应的计算机程序及其分析基础。
再加上确定油膜刚度的和阻尼的轴承计算程序和密封计算程序,使得对于转子的分析更为透彻。
在20 世纪40 年代中期,Myklestad 开发了应用于飞机机翼和其它梁式结构的一种新的非耦合弯曲振动计算方法。
一年后,Prohl 开发了一种柔性转子临界转速的通用计算方法。
二者组成了Myklested-Phohl 方法的基础,这种方法就是直到今天还广泛应用的无阻尼临界转速图谱分析的一种转换矩阵方案。
就像空气动力学专家使用一维方法开始分析一个新叶轮的设计一样,转子动力学分析也是使用无阻尼临界转速图谱来确定轴承支撑系统的转子自然频率的。
无阻尼临界转速的计算程序通过输入的转子几何形状,并根据对称轴承刚度系数,来生成无阻尼周期同步临界转速,见图12 。
从20 世纪40 年代到60 年代,一阶临界转速(NC1 )一直使用手工计算,并使其避开压缩机的运行速度范围。
随着计算机技术的飞速发展和对径向轴承系数认识的深入,轴承系数可以在无阻尼临界转速图谱上被准确地考虑进去,从而修正临界转速的位置,来满足机组运行的要求。
在 20 世纪 70 年代早期,一些高压注气压缩机和合成气压缩机上出现了一系列的稳定性问题。
1974 年, Lund 发表了一篇关于转子稳定性分析的突破性的文章,随后根据这篇文章的理论开发出相应的计算程序。
Lund 的横向稳定性程序被用来分析在一阶自然频率时的不稳定性问题和设计出抗非同步振动的离心压缩机,即人们常说的 Lund (伦德)分析。
转子动力学稳定性使人们对对数衰减的认识更加深刻。
一个系统的对数衰减可以表现为一定时间范围内振幅峰值的连续变化。
如果振幅随着时间的变化而减小则对数衰减为正,相反,若增大则对数衰减为负,见图 13 。
转子稳定性程序还可用于分析流力油膜轴承可能出现的油膜涡动问题。
随着转速、功率和气体密度的增加,对离心压缩机各种内部的力的控制程度的不同,当气体密度增加时,可以使一个转子变得不稳定或者变得稳定。
几十年来,密封叶轮周围的泄漏普遍使用梳齿密封,最近用于叶轮口圈和平衡盘的止涡密封(见图 18 )的出现显著提高了转子动力学特性。
巧妙的固定叶片状结构的设计,可以控制泄漏气体通过密封处的周向速度,还可以起到改变阻尼的效果。
结构动力学也一直在进步,其中一个重要方面就是叶轮动力学,它使得机器可靠性得到显著提高。
早期,设计者必须进行大量而简单的手工计算来求出叶轮应力,并确定叶轮材料没有到其屈服极限,叶轮也不会在轴上滑动(过盈过小时)。
那时叶轮外缘速度只有现在最先进技术的一半左右,这样做还是可以的。
随着有限元分析( FEA )和计算机技术的发展,越来越精确的有限元分析模型,能够使人们更好地估计因旋转而施加在转子上的应力。
不过,压缩机的用户有时偶尔还会遇到一些叶轮方面的事故,其中大多数是叶轮工作时周围存在共振,从而产生高循环疲劳裂纹。
今天,人们利用同样可以用于转子上的,已经开发了近四十年的数学模型和受迫响应等手段来进行叶轮分析。
随着对叶轮固有频率,及由入口导叶( IGVs )与低稠度叶片扩压器( LSDs )引起的气动力的深入了解,近年来已经大幅地减少了叶轮引起的事故。
讨论分析:离心压缩机技术已经接近空气动力学效率的最高极限,但人们还是可以设法进一步提高效率,并增大高效率时的流量范围。
因此,在展望未来的发展时,人们可以预测以下方面:更加精确的叶片型线;更加不同寻常的扩压器;可动形状的导流叶片、扩压器和回流器;进一步改进的密封技术;和其它一些定子部件的增强。
展望:离心压缩机的设计、制造技术已经取得了非常大的进步,其中许多是得益于在设计阶段使用的分析工具的改变。
如果无法将设计师的成果转化成合格的产品,使用再精确的分析方法也是徒劳的。
所以,离心压缩机性能的提高绝对离不开制造方法的进步。
如若制造方法不能确保加工精度达到一位小数,那么就没有意义将一个新部件设计要求到三位小数。
因此,用五轴铣制替代三件焊接、用组装加工方式替代铸造等方法,使得人们可以制造出更高质量的部件,也就获得了更高的性能。
离心压缩机的发展不会停止。
随着不断地提高能量利用效率,人们还会取得各种各样的进步。
原始设备制造商们还会不懈努力来获得更高的性能,和/ (或)更宽的使用范围。
可以确信的是,我们一定可以在未来看到离心压缩机不停地在进步。
参考文献:○1制冷压缩机(第2版) 作者吴业正李红旗张华○2离心式压缩机安装与检修○3离心式压缩机技术问答离心式压缩机原理作者徐忠。