機(jī)械制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）-BCL-609型壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、摘 要本次設(shè)計所涉及的透平式壓縮機(jī)具體是大型芳烴裝置BCL-609增壓離心式壓縮機(jī)。設(shè)計內(nèi)容按照進(jìn)行的過程依次包括氣動計算、強(qiáng)度計算、本體設(shè)計等過程。其中，氣動計算設(shè)計重點(diǎn)是流道局部的設(shè)計和計算，其利用歐拉方程、速度三角形法等根本原理和方法進(jìn)行具體設(shè)計。強(qiáng)度計算所涉及的內(nèi)容是在氣動計算結(jié)果的根底上，針對設(shè)計要求進(jìn)行相關(guān)的校核。主要是判斷在壓縮機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時，由于葉輪和軸的過盈配合而產(chǎn)生的應(yīng)力是否能夠滿足機(jī)器平安運(yùn)行的許用應(yīng)力要求，以便于保證在機(jī)器正常運(yùn)行時每一點(diǎn)的應(yīng)力小于許用應(yīng)力。本體設(shè)計主要是壓縮機(jī)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，尤其是尺寸確定。其主要包括定子和轉(zhuǎn)子兩大局部的設(shè)計。重點(diǎn)是根據(jù)氣動計算、強(qiáng)度計算的

2、結(jié)果確定主軸、推力軸承、支撐軸承、平衡盤、進(jìn)氣蝸室、排氣蝸室的具體尺寸，從而使機(jī)器能夠到達(dá)氣動、強(qiáng)度等方面的設(shè)計要求。關(guān)鍵詞 透平式壓縮機(jī)；氣動計算；強(qiáng)度計算；轉(zhuǎn)子；定子AbstractThe design of the turbine type compressor is concrete is large aromatics deviceBCL-609 turbo centrifugal compressor . This design mainly includes the air operated computation, the strength calculation, the m

3、ain body to design and so on several parts.What air operated computation design is the flow channel part, what the design mainly uses is principles and so on velocity triangle law, Eulers equation carries on the design calculation.The strength calculation design is mainly for examines when compresso

4、r high speed revolving, as a result of the impeller and the axis the stress which the full coordination produces whether can satisfy the machine safe operation the allowable stress. Guarantee when machine normal operation each spot stress is smaller than an allowable stress. Strength calculation her

5、e no longer in detail explained.The main body designs the compressor structural design which completes mainly to include the stator and rotors design. According to air operated computation, strength calculations result to determination the size of main axle, thrust bearing, steady bearings, balance

6、disc, air admission snail room and exhaust snail room s area , thus enables the machine to achieve air operated, the intensity and so on design requirements.Key Words: Centrifugal compressor；Air operated computation；Strength calculation；Stator；Rotor目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc295889849 1緒論 PA

7、GEREF _Toc295889849 h 1 HYPERLINK l _Toc295889850 1.1 課題背景和意義 PAGEREF _Toc295889850 h 1 HYPERLINK l _Toc295889852 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc295889852 h 1 HYPERLINK l _Toc295889855 1.3 課題主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc295889855 h 2 HYPERLINK l _Toc295889856 2 離心式壓縮機(jī)的總體設(shè)計 PAGEREF _Toc295889856 h 3 HYPERLINK l _Toc295

8、889857 2.1 根本概述 PAGEREF _Toc295889857 h 3 HYPERLINK l _Toc295889858 2.2 離心式壓縮機(jī)本體結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc295889858 h 3 HYPERLINK l _Toc295889870 2.3 離心式壓縮機(jī)根本原理 PAGEREF _Toc295889870 h 4 HYPERLINK l _Toc295889873 2.4 離心式壓縮機(jī)概述 PAGEREF _Toc295889873 h 5 HYPERLINK l _Toc295889885 2.5 離心式壓縮機(jī)本體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)說明 PAGEREF _Toc29

9、5889885 h 5 HYPERLINK l _Toc295889900 2.6 轉(zhuǎn)子及葉輪 PAGEREF _Toc295889900 h 6 HYPERLINK l _Toc295889906 2.7 底座 PAGEREF _Toc295889906 h 6 HYPERLINK l _Toc295889915 2.8 潤滑和調(diào)節(jié)油聯(lián)合系統(tǒng) PAGEREF _Toc295889915 h 7 HYPERLINK l _Toc295889917 3 BCL609缸體氣動計算 PAGEREF _Toc295889917 h 8 HYPERLINK l _Toc295889918 3.1 氣動計

10、算依據(jù)的原理 PAGEREF _Toc295889918 h 8 HYPERLINK l _Toc295889919 3.1.1 葉輪進(jìn)出口速度三角形 PAGEREF _Toc295889919 h 8 HYPERLINK l _Toc295889920 3.1.2 根本方程 PAGEREF _Toc295889920 h 10 HYPERLINK l _Toc295889921 級內(nèi)損失簡介 PAGEREF _Toc295889921 h 12 HYPERLINK l _Toc295889922 3.2 氣體組分及運(yùn)行條件 PAGEREF _Toc295889922 h 14 HYPERLI

11、NK l _Toc295889923 3.3 氣動計算方法及分析 PAGEREF _Toc295889923 h 16 HYPERLINK l _Toc295889924 原始的數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc295889924 h 16 HYPERLINK l _Toc295889925 進(jìn)氣道參數(shù)及其原理公式 PAGEREF _Toc295889925 h 16 HYPERLINK l _Toc295889926 壓縮機(jī)葉輪參數(shù)及其原理公式： PAGEREF _Toc295889926 h 17 HYPERLINK l _Toc295889927 3.3.4 無葉擴(kuò)壓器段參數(shù) PAGEREF

12、 _Toc295889927 h 21 HYPERLINK l _Toc295889928 葉片擴(kuò)壓器參數(shù)及其原理公式 PAGEREF _Toc295889928 h 23 HYPERLINK l _Toc295889929 蝸殼參數(shù)及其原理公式 PAGEREF _Toc295889929 h 24 HYPERLINK l _Toc295889930 壓縮機(jī)參數(shù)校核及其原理公式 PAGEREF _Toc295889930 h 24 HYPERLINK l _Toc295889931 4 BCL609離心式壓縮機(jī)強(qiáng)度設(shè)計及軸向推力計算 PAGEREF _Toc295889931 h 26 HYP

13、ERLINK l _Toc295889932 4.1 轉(zhuǎn)子強(qiáng)度設(shè)計 PAGEREF _Toc295889932 h 26 HYPERLINK l _Toc295889933 4.1.1 葉輪強(qiáng)度計算概述 PAGEREF _Toc295889933 h 26 HYPERLINK l _Toc295889934 4.1.2 葉輪應(yīng)力計算原理 PAGEREF _Toc295889934 h 26 HYPERLINK l _Toc295889935 4.2 定子強(qiáng)度設(shè)計 PAGEREF _Toc295889935 h 27 HYPERLINK l _Toc295889936 4.2.1 概述 PAGE

14、REF _Toc295889936 h 27 HYPERLINK l _Toc295889937 4.2.2 進(jìn)出風(fēng)口厚度計算 PAGEREF _Toc295889937 h 28 HYPERLINK l _Toc295889938 4.2.3 端蓋厚度計算 PAGEREF _Toc295889938 h 28 HYPERLINK l _Toc295889939 4.3 機(jī)殼局部計算 PAGEREF _Toc295889939 h 29 HYPERLINK l _Toc295889940 4.3.1 機(jī)殼厚度計算 PAGEREF _Toc295889940 h 29 HYPERLINK l _

15、Toc295889941 4.3.2 機(jī)殼端部厚度的計算 PAGEREF _Toc295889941 h 30 HYPERLINK l _Toc295889942 4.4 軸向推力計算 PAGEREF _Toc295889942 h 30 HYPERLINK l _Toc295889943 4.4.1 平衡盤尺寸確實定 PAGEREF _Toc295889943 h 32 HYPERLINK l _Toc295889944 4.4.2 軸向推力考慮的三個因數(shù) PAGEREF _Toc295889944 h 32 HYPERLINK l _Toc295889946 5 BCL609離心式壓縮機(jī)本

16、體設(shè)計 PAGEREF _Toc295889946 h 36 HYPERLINK l _Toc295889947 5.1 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc295889947 h 36 HYPERLINK l _Toc295889948 5.1.1 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)總述 PAGEREF _Toc295889948 h 36 HYPERLINK l _Toc295889949 5.1.2 葉輪 PAGEREF _Toc295889949 h 36 HYPERLINK l _Toc295889950 5.1.3 主軸 PAGEREF _Toc295889950 h 39 HYPERLINK l _T

17、oc295889951 5.1.4 推力盤 PAGEREF _Toc295889951 h 40 HYPERLINK l _Toc295889952 5.1.5 軸套 PAGEREF _Toc295889952 h 40 HYPERLINK l _Toc295889954 5.1.6 平衡盤 PAGEREF _Toc295889954 h 40 HYPERLINK l _Toc295889955 5.1.7 聯(lián)軸器 PAGEREF _Toc295889955 h 41 HYPERLINK l _Toc295889956 5.1.8 轉(zhuǎn)子上的各螺母 PAGEREF _Toc295889956 h

18、 41 HYPERLINK l _Toc295889957 5.2 定子的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc295889957 h 41 HYPERLINK l _Toc295889958 5.2.1 機(jī)殼 PAGEREF _Toc295889958 h 41 HYPERLINK l _Toc295889959 5.2.2 擴(kuò)壓器 PAGEREF _Toc295889959 h 42 HYPERLINK l _Toc295889960 5.2.3 回流器 PAGEREF _Toc295889960 h 42 HYPERLINK l _Toc295889961 5.2.4 蝸室 PAGEREF

19、_Toc295889961 h 43 HYPERLINK l _Toc295889962 5.2.5 密封 PAGEREF _Toc295889962 h 43 HYPERLINK l _Toc295889963 6 喘振現(xiàn)象的判斷及防止 PAGEREF _Toc295889963 h 48 HYPERLINK l _Toc295889964 喘振現(xiàn)象的判斷方法 PAGEREF _Toc295889964 h 48 HYPERLINK l _Toc295889965 喘振現(xiàn)象的判斷方法歸納 PAGEREF _Toc295889965 h 48 HYPERLINK l _Toc295889966

20、 透平壓縮機(jī)的幾種防喘振條件 PAGEREF _Toc295889966 h 48 HYPERLINK l _Toc295889967 透平壓縮機(jī)防喘振控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc295889967 h 50 HYPERLINK l _Toc295889968 6.2 本設(shè)計完成的其他工作介紹 PAGEREF _Toc295889968 h 51 HYPERLINK l _Toc295889971 結(jié) 論 PAGEREF _Toc295889971 h 52 HYPERLINK l _Toc295889973 致 謝 PAGEREF _Toc295889973 h 53 HYPERLIN

21、K l _Toc295889974 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc295889974 h 54 HYPERLINK l _Toc295889975 附錄A 英文原文 PAGEREF _Toc295889975 h 56 HYPERLINK l _Toc295889977 附錄B 漢語翻譯 PAGEREF _Toc295889977 h 65緒論1.1 課題背景和意義透平式壓縮機(jī)是一種高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，可以滿足工業(yè)上對氣體壓縮的各種需求，應(yīng)用范圍很廣，而且在許多領(lǐng)域中是其他類型壓縮機(jī)所無法替代的。作為一種工業(yè)裝備，它廣泛應(yīng)用于石油、化工、天然氣管線、冶煉、制冷等諸多重要部門；作為燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的

22、根本組成元件，在航空、水、陸交通運(yùn)輸和發(fā)電等領(lǐng)域隨處可見；作為增壓器，已成為當(dāng)代內(nèi)燃機(jī)不可缺少的組成部件。在諸如大型化肥、大型乙烯等工藝裝置中，它所需投資巨大，耗能比重大，其性能的上下直接影響裝置經(jīng)濟(jì)效益，平安運(yùn)行與整個裝置的可靠性緊密相關(guān)，因而成為備受關(guān)注的心臟設(shè)備。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國透平式壓縮機(jī)的開展概況：解放前，我國的透平式壓縮機(jī)制造業(yè)根本上屬于空白，只有少數(shù)廠能生產(chǎn)少量低壓的通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)。新中國成立以來，隨著社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的開展，透平式壓縮機(jī)制造業(yè)也從無到有得到迅速開展，除了各大汽輪機(jī)廠外，還有許多專業(yè)生產(chǎn)廠如沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠、陜西鼓風(fēng)機(jī)廠等可以生產(chǎn)各種規(guī)格的工業(yè)透平式壓縮機(jī)。

23、后來，我國又相繼從國外引進(jìn)了一些先進(jìn)機(jī)型和技術(shù)，縮短了國內(nèi)和國外的差距。目前我國從通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)到高壓離心式壓縮機(jī)、各種規(guī)格的軸流式壓縮機(jī)都能生產(chǎn)，并為進(jìn)一步開展打下了堅實的根底。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，隨著熱力學(xué)、氣體動力學(xué)、機(jī)械動力學(xué)、計算機(jī)和現(xiàn)代控制等學(xué)科的新成就和一些新技術(shù)的運(yùn)用，透平式壓縮機(jī)研究成果日新月異。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的采用，透平式工業(yè)壓縮機(jī)的熱力性能和可靠性提高很快，盡管尚有一些問題亟待解決，還有許多課題需要進(jìn)一步研究，至今確已到達(dá)比擬完善的程度。為了掌握并不斷完善這種機(jī)械，需要大量懂得有關(guān)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，掌握透平式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、原理、設(shè)計與研究方法的工程技術(shù)人員從事設(shè)計、開發(fā)、

24、操作運(yùn)行和管理1.3 課題主要內(nèi)容本次設(shè)計所涉及的透平式壓縮機(jī)具體是大型芳烴裝置BCL-609重整氫增壓離心式壓縮機(jī)。設(shè)計內(nèi)容按照進(jìn)行的過程依次包括氣動計算、強(qiáng)度計算、本體設(shè)計等過程。其中，氣動計算設(shè)計重點(diǎn)是流道局部的設(shè)計和計算，其利用歐拉方程、速度三角形法等根本原理和方法進(jìn)行具體設(shè)計。強(qiáng)度計算所涉及的內(nèi)容是在氣動計算結(jié)果的根底上，針對設(shè)計要求進(jìn)行相關(guān)的校核。主要是判斷在壓縮機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時，由于葉輪和軸的過盈配合而產(chǎn)生的應(yīng)力是否能夠滿足機(jī)器平安運(yùn)行的許用應(yīng)力要求，以便于保證在機(jī)器正常運(yùn)行時每一點(diǎn)的應(yīng)力小于許用應(yīng)力。本體設(shè)計主要是壓縮機(jī)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，尤其是尺寸確定。其主要包括定子和轉(zhuǎn)子兩大局部的設(shè)

25、計。重點(diǎn)是根據(jù)氣動計算、強(qiáng)度計算的結(jié)果確定主軸、推力軸承、支撐軸承、平衡盤、進(jìn)氣蝸室、排氣蝸室的具體尺寸，從而使機(jī)器能夠到達(dá)氣動、強(qiáng)度等方面的設(shè)計要求。設(shè)計內(nèi)容按照進(jìn)行的過程依次包括氣動計算、強(qiáng)度計算、本體設(shè)計等過程。2 離心式壓縮機(jī)的總體設(shè)計2.1 根本概述透平式壓縮機(jī)是一種葉片式旋轉(zhuǎn)機(jī)械，它利用葉片和氣體的相互作用，提高氣體的壓力和動能，并利用相繼的流通元件使氣流減速，將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫Φ奶岣?。一般的壓縮機(jī)可分以下幾類：如圖2.1所示：圖2.1 交流直流兩用電動機(jī)的結(jié)構(gòu)原理本次設(shè)計是選取的透平式壓縮機(jī)中的離心式壓縮機(jī)作為設(shè)計對象。2.2 離心式壓縮機(jī)本體結(jié)構(gòu)離心式壓縮機(jī)本體結(jié)構(gòu)分為兩大局部：

26、轉(zhuǎn)子，定子。轉(zhuǎn)子由主軸、葉輪、平衡盤、定距套、推力盤以及半聯(lián)軸節(jié)等零部件組成。定子由汽缸、隔板、支撐軸承、推力軸承、軸端密封等零部件組成。我們常順著氣體流動路線，將壓縮機(jī)分為假設(shè)干個級。所謂級就是由一個葉輪和與之相配合的固定元件構(gòu)成的根本單元。而氣體從進(jìn)入氣缸到排出進(jìn)入其他氣缸或者冷卻之前經(jīng)過的局部，被稱為一段。 離心式壓縮機(jī)，從具體結(jié)構(gòu)上，可以被劃分為如下幾個局部：(1) 吸氣室：在每段的第一級入口都設(shè)有吸氣室，將氣體從進(jìn)氣管均勻地引入葉輪進(jìn)行壓縮。(2) 葉輪：葉輪又稱工作輪，是壓縮機(jī)中最重要的部件。它隨著軸高速旋轉(zhuǎn)，氣體在葉輪中受旋轉(zhuǎn)離心力和擴(kuò)壓流動的作用，由葉輪出來后，壓力和速度都得到

27、提高，從能量觀點(diǎn)來看，壓縮機(jī)中葉輪是將機(jī)械能傳給氣體，以提高氣體能量的唯一元件。(3) 擴(kuò)壓器：氣體從葉輪流出時，具有很高的流動速度，為了將這局部動能充分的轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?，以提高氣體的壓力，緊接葉輪設(shè)置了擴(kuò)圧器。一般擴(kuò)圧器有無葉擴(kuò)圧器和葉片擴(kuò)圧器，前者是由前、后隔板組成的通道，而后者那么是在前后隔板之間設(shè)置葉片。無論哪種擴(kuò)圧器，隨著直徑的增大、流通面積都隨之增加，使氣流速度逐漸減慢、壓力得到提高。(4) 彎道與回流器：為了把從擴(kuò)圧器出來的氣體引導(dǎo)到下一級去繼續(xù)壓縮，設(shè)有使氣流拐彎的彎道和把氣流均勻地引入下一級葉輪入口的回流器。彎道是由隔板和氣缸組成的通道，回流器那么由兩塊隔板和裝在隔板之間的葉片組

28、成。(5) 蝸殼：蝸殼的主要作用是把從擴(kuò)圧器出來的氣體聚集起來，并引出機(jī)外。(6) 密封：有減少氣體從葉輪出口倒流到葉輪入口的輪蓋密封，減少級間漏氣的定距套密封，以及減少氣體向機(jī)外泄露或從外吸入的軸端密封。2.3 離心式壓縮機(jī)根本原理離心式壓縮機(jī)的根本原理是通過原動機(jī)帶動轉(zhuǎn)子局部的旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體通過葉輪、擴(kuò)圧器、彎道、回流器，反復(fù)地得到旋轉(zhuǎn)加速加壓的效果，并通過逐級的加速加壓，最后到達(dá)設(shè)計所需的氣體速度和壓力要求。首先，需要被加壓的氣體從進(jìn)氣管道進(jìn)入吸氣室中，被吸氣室中的隔板分流為均勻的氣流，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的葉輪。在葉輪中，氣體做三元流運(yùn)動，通過加速獲得動能，然后由葉輪被甩入擴(kuò)壓器。在擴(kuò)壓

29、器中，氣體速度減慢，氣體壓力上升。然后升壓后的氣體，通過彎道，進(jìn)入回流器，然后進(jìn)入下一級葉輪重復(fù)上述加壓過程。這樣，通過每一個葉輪的旋轉(zhuǎn)加壓，最終使氣體壓力上升到指定的要求。如圖2.2所示：圖2.2 壓縮機(jī)工作原理示意圖2.4 離心式壓縮機(jī)概述(1) 驅(qū)動機(jī)采用凝汽式汽輪機(jī)(2) 所有與用戶管道連接的接口采用法蘭連接(3) 壓縮機(jī)型號的意義：壓縮機(jī)型號的意義：B C L 60 9 | | | | | | | | | | | |_共9級葉輪| | |_葉輪名義直徑為60cm(600mm)| |_離心壓縮機(jī)及無葉擴(kuò)壓器|_機(jī)殼垂直剖分、筒型結(jié)構(gòu)2.5 離心式壓縮機(jī)本體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)說明機(jī)型：BCL609

30、；形式：垂直剖分鍛鋼殼體筒型9級離心壓縮機(jī)；驅(qū)動形式：雙出軸凝汽式汽輪機(jī)1；轉(zhuǎn)向：從汽輪機(jī)進(jìn)氣端看壓縮機(jī)轉(zhuǎn)向為順時針；流量調(diào)節(jié)方式：變轉(zhuǎn)速；軸端密封形式：干氣密封；主軸：鍛鋼軸帶不銹鋼軸套；軸承形式： 徑向軸承： 水平剖分可傾瓦式1； 推力軸承： 傾斜墊塊金斯伯雷式1，雙作用自平衡型，推力軸承載荷不應(yīng)超過制造商允許最大載荷的50%，推力盤和與主軸的配合面為錐面，液壓安裝與拆卸；密封：級間密封和葉輪口圈密封為迷宮密封；壓縮機(jī)下機(jī)殼排渣：級間排凝設(shè)有接管和截至閥，帶有雙閥加配對盲法蘭，法蘭為RJ型，集合管接至底座邊緣。2.6 轉(zhuǎn)子及葉輪壓縮機(jī)為鍛造銑制焊接葉輪。；轉(zhuǎn)子進(jìn)行高速動平衡1，高速動平衡按

31、API6171,2進(jìn)行，整體做高速動平衡；選材考慮了硫化氫和氫氣產(chǎn)生的腐蝕，根據(jù)美國葉輪選型標(biāo)準(zhǔn)選用了沉淀硬化不銹鋼1。2.7 底座壓縮機(jī)、汽輪機(jī)采用公用底座，包括防滑蓋板、地腳螺栓、調(diào)平墊片和不銹鋼墊片，地腳螺栓采用根底貫穿式2。壓縮機(jī)公用底座范圍內(nèi)的全部接管交接到底座邊緣，并帶有對應(yīng)法蘭、螺栓、螺母、墊片。底座范圍內(nèi)的全部儀表，包括接線盒的配線以及至機(jī)旁盤的保護(hù)管，接到底座上的開架式儀表盤。平衡管的設(shè)計應(yīng)保證平衡盤的特性，其尺寸適用于平衡盤密封最大設(shè)計間隙的兩倍。壓縮機(jī)就地儀表架為不銹鋼制成。壓縮機(jī)設(shè)置防喘振控制系統(tǒng)和機(jī)組控制系統(tǒng)。聯(lián)軸器及護(hù)罩：聯(lián)軸器采用疊片式，護(hù)罩為全封閉無火化護(hù)罩3。

32、壓縮機(jī)組所有法蘭包括油、汽系統(tǒng)均采用大外徑對焊帶頸突面法蘭，壓力等級不小于class150公稱壓力等級,管線外徑選用SH/T3405-96的管線系列。所有墊片均選用纏繞墊4。附帶美國太平洋閥門的凸面法蘭尺寸如圖2.3。 2.8 潤滑和調(diào)節(jié)油聯(lián)合系統(tǒng)機(jī)組各單機(jī)潤滑油路應(yīng)統(tǒng)一接到進(jìn)油集合管，進(jìn)油集合管末端應(yīng)裝壓力表。進(jìn)油支管設(shè)專用調(diào)節(jié)閥和壓力表，回油支管設(shè)視鏡和溫度計，回油管靠在底座邊緣。潤滑和調(diào)節(jié)聯(lián)合油站的所有設(shè)備和儀表，安裝在一個底座上并帶有地腳螺栓。在底座范圍內(nèi)的電氣儀表安裝好并配管。所有與用戶連接的管口帶配對法蘭接到底座邊緣。圖2.3 壓力等級Class 600法蘭結(jié)構(gòu)示意圖 3 BCL6

33、09缸體氣動計算3.1 氣動計算依據(jù)的原理3.1.1 葉輪進(jìn)出口速度三角形為了計算氣體流過葉輪時，葉輪對氣體所作的功，需先分析氣體的運(yùn)動情況。氣體在一級里所作的運(yùn)動劃分如圖3.1所示：圖3.1 壓縮機(jī)級內(nèi)截面劃分現(xiàn)考察常規(guī)葉輪的截面11及截面22圖3.1，圖3.2 葉輪進(jìn)出口截面氣流速度分析a)進(jìn)口速度三角形 b)出口速度三角形11截面是氣體剛進(jìn)入葉片的截面，22截面是氣體即將離開葉片的截面，設(shè)截面上氣流的絕對速度，牽連速度與相對速度分別以c、u及w表示,，那么當(dāng)氣流以進(jìn)入11截面時，其相對速度： 3.1而當(dāng)氣流以離開22截面時，其絕對速度： 3.2式中的指截面上的圓周速度，其大?。?3.3圖

34、3.2表示出了c、w及u三個速度矢量的關(guān)系，它們組成的三角形表示出了三者之間的數(shù)量關(guān)系，稱為速度三角形。在圖3.2中，a的正值指c與u之間的夾角，而的正值指w與u的反向之間的夾角。今后常需把速度分解為圓周方向即u方向及垂直于u方向在常規(guī)葉輪中即為半徑r方向的分量，由圖3.2，對出口速度三角形作幾何分析可得： 3.4而且從速度三角形可得下述關(guān)系： 3.5對于進(jìn)口速度三角形，同樣有如下關(guān)系式： 3.6及 3.7cu有時被稱為旋繞，而cu1被稱為預(yù)旋，在大多數(shù)設(shè)計工況時，cu10或，此時稱為“無預(yù)旋情況4。3.1.2 根本方程1、歐拉方程式歐拉方程式是動量矩定律牛頓定律的一種形式在葉輪機(jī)械中的具體應(yīng)

35、用。歐拉第一方程： 3.8 它說明：只要知道葉輪進(jìn)、出口截面上的速度u和cu，便可求出葉輪給予流過葉道單位質(zhì)量氣體的能量，即所謂理論能量頭hth5,6。關(guān)于歐拉方程式的一些說明：(1) 歐拉方程式是在假設(shè)葉輪內(nèi)氣體的相對運(yùn)動穩(wěn)定，11截面及22截面參見圖2.1上氣流參數(shù)均勻的條件下，應(yīng)用動量矩定律求得。它不僅適用于任何氣體，也適用于任何液體。同時，它也適用于葉輪內(nèi)的流動有磨擦及損失的情況。(2) 根據(jù)對葉輪內(nèi)部氣體流動的研究，其相對運(yùn)動可以認(rèn)為是穩(wěn)定的，但是沿葉輪內(nèi)部的任意圓周截面以旋轉(zhuǎn)軸為圓心上，其氣流參數(shù)是不均勻的。在相對坐標(biāo)系中，氣流參數(shù)可認(rèn)為是沿上述圓周截面作“周期的變化，并以一個葉片

36、通道的寬度為一個“周期。因此葉輪內(nèi)部氣體的絕對運(yùn)動是不穩(wěn)定的1,2。但是由于相對坐標(biāo)中氣流參數(shù)沿圓周作“周期變化，因此任何瞬間上絕對座標(biāo)內(nèi)氣流參數(shù)沿圓周上的分布形式是一樣的，只是其位置轉(zhuǎn)過了一個角度。由于我們所取的控制面包含了整個圓周，所以絕對坐標(biāo)中控制體內(nèi)的動量矩之和依然是不隨時間而變的。(3) 在固定元件或葉輪的截面00至截面11間，如忽略壁面對氣體的磨擦力，那么外力矩T0。如認(rèn)為此時氣體的絕對運(yùn)動為穩(wěn)定，考察兩任意截面其上氣流參數(shù)為均勻，那么可得或 3.9此情況稱為動量矩守恒。(4) 無預(yù)旋情況時的歐拉方程式：對于大多數(shù)情況，葉輪進(jìn)口00上的氣流絕對速度是沿軸向的，由于截面00至11間壁

37、面摩擦影響不大，故根據(jù)動量矩守恒原理，可得到cu1=0,即無預(yù)旋情況，此時歐拉方程式簡化為： 3.10(5) 歐拉第二方程：對速度三角形應(yīng)用余弦定律，可以得出歐拉方程式的另一種形式，它常被稱為歐拉第二方程。先對出口速度三角形應(yīng)用余弦定律： 3.11同樣，對進(jìn)口速度三角形有： 3.12把公式3.11和公式3.12代入歐拉方程式公式3.8，便得出歐拉第二方程： 3.13 2、伯努利方程式伯努利方程式如下： 3.14它說明一元穩(wěn)定流動中，外界通過流管側(cè)外表對氣體所作的功I，用以壓縮和輸送氣體的能耗 ，提高氣體的速度能的能耗以及消耗在ii至ee截面的損失能。關(guān)于伯努利方程式的說明：(1) 盡管伯努利方

38、程式也是從熱力學(xué)第一定律導(dǎo)出的，但是它的獨(dú)特的含義補(bǔ)充了能量方程。在能量方程式中，熱能與機(jī)械能是被同等地看待的，但是在引用了“損失的概念后，伯努利方程清楚地把機(jī)械功I分為三局部，式中前二項為有效功，而第三項那么為相伴隨的無效功損失，從熱力學(xué)第二定律可知，這局部損失是不可防止的，但卻是可以降低的，我們要盡量降低損失。(2) 把伯努利方程5應(yīng)用于葉道內(nèi)部實際流量M的單位質(zhì)量、并取截面11為ii、22為ee、此時I=hth ，得： 3.15把上式公式3.15與歐拉第二方程公式3.13相比擬，得： 3.16即歐拉第二方程的三項速度能差值，二項用于壓送氣體和克服損失，稱為靜能頭。而余下的項那么稱為動能頭

39、。(3) 把伯努利方程用于固定元件，例如擴(kuò)壓器，此時取33截面為ii截面，44截面為ee截面，又因為固定元件沒有功參加，故I = 0， 3.17 或 3.18上式說明，固定元件中氣流速度能的減少，轉(zhuǎn)化為氣體的壓送功與流動損失。(4) 把伯努利方程應(yīng)用于級的壓送過程，取截面11開始壓縮的截面為ii，而壓縮終了截面仍以ee表示，那么得 3.193.1.3級內(nèi)損失簡介總能量頭htot、漏氣損失hlk、與輪阻損失hdf葉輪對流過它內(nèi)部每公斤質(zhì)量氣體作功為hth，由于其內(nèi)部的實際流量M為有效流量M與輪蓋漏氣量MLK之和，因此葉輪對流過它內(nèi)部的氣體所作功率為 3.20但是當(dāng)葉輪以高速旋轉(zhuǎn)時，其外外表與氣體

40、相摩擦，也要消耗功率Ndf，因此可得到葉輪的總功率為： 3.21 由于我們從每一級所得到的，只是有效流量M，因此在實際計算對單位質(zhì)量氣體所作的功時，應(yīng)以有效流量M為根底做計算。 3.22式中各項說明：是漏氣損失如圖3.3所示功率，MLKhth分?jǐn)偨o單位有效流量M的數(shù)值，稱為輪蓋漏氣損失圖3.3 輪蓋漏氣損失是輪阻損失功率，Ndf分?jǐn)偨o單位有效流量M的數(shù)值，稱為輪阻損失是葉輪對氣體所作的總功率分?jǐn)偨o單位有效流量的數(shù)值，稱為葉輪的總能量頭于是，上式公式3.22即為： 3.23 令輪蓋漏氣損失系數(shù)為： 令輪阻損失系數(shù)為： 那么 而級的總功率為： 以上的設(shè)計方法和根本原理，就是設(shè)計計算的計算依據(jù)3.2

41、 氣體組分及運(yùn)行條件表3.1 氣體組分表氣體分析摩爾%分子量額定、正常重石腦油開工1段2段1段2段*2氫 氣硫化氫*1*1*1*1甲 烷4.82乙 烷丙 烷正丁烷異丁烷正戊烷異戊烷C6+CP2MP氧 氣水蒸汽*1*1*1*1二氧化碳一氧化碳氮 氣HCL*1*1*1*1其 他總 計100100100100100平均分子量備注：*1、正常操作時HCL含量為1-3ppm.vol;開工工況為5ppm.vol。正常操作時H2S含量為1ppm.vol；開工工況為3ppm.vol。*2、高純度含氫氣體分子量為2.0-3.0。表3.2運(yùn)行條件表正常輕石腦油額定110%開工1段 2段1段2段1段2段體積流量m/

42、h1217241202965800038000質(zhì)量流量kg/h4708042301517884653152203420進(jìn)口條件壓力MPa溫度404040404040分子量K平均壓縮因子Z平均111111進(jìn)口容積流量m/h100702268111000164009020出口狀況壓力MPa溫度122.0K平均Z平均各段所需功率KW3563445039684941478421機(jī)組總功率KW80138909899轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分852887658940預(yù)計喘振限m/h170008000187008450141007600變能量頭kgm/kg225202763022780273702452929500多變效率

43、保證點(diǎn)是是-性能曲線數(shù)4444443.3 氣動計算方法及分析設(shè)計計算如下：3.3.1原始的數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)參數(shù)，包括壓縮機(jī)總流量、壓縮機(jī)進(jìn)口壓力、壓縮機(jī)出口壓力、壓縮機(jī)進(jìn)口氣流速度、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子額定轉(zhuǎn)速、壓縮機(jī)葉輪周向速度、壓縮機(jī)總功率。由表3.2及芳烴壓縮機(jī)相關(guān)資料可知：空氣流量m=/s，增壓比=2.0，環(huán)境壓力=105 pa，環(huán)境溫度T0=273K，環(huán)境密度=/RT0=/m373進(jìn)氣道參數(shù)及其原理公式1、葉輪對氣體所做的絕熱壓縮功 =66056 J/kg 2、葉輪出口的圓周速度 =307 m/s 取 53、取近氣道出口的速度 4、進(jìn)氣道內(nèi)空氣降溫 65、進(jìn)氣管出口溫度 6、進(jìn)氣管多彎指數(shù) 7、進(jìn)

44、氣管出口空氣壓力 78、進(jìn)氣道出口空氣密度 89、進(jìn)氣道出口面積 93.3.3壓縮機(jī)葉輪參數(shù)及其原理公式：1、取葉輪外徑=600mm2、轉(zhuǎn)速 3.303、取葉輪進(jìn)出口直徑比 4、葉輪進(jìn)口外徑 5、葉輪進(jìn)口內(nèi)徑 取340mm6、葉輪進(jìn)口平均直徑 3.317、葉輪進(jìn)口外徑處的圓周速度 3.328、葉輪進(jìn)口處的圓周速度 9、葉輪進(jìn)口處的圓周速度 10、葉輪葉片數(shù) 取Zc =1711、取葉輪進(jìn)口的堵塞系數(shù) 12、葉輪進(jìn)口軸向速度 13、葉輪進(jìn)口相對速度 3.3314、葉輪進(jìn)口馬赫數(shù) 3.3415、葉輪進(jìn)口處的氣流角 3.3516、葉輪進(jìn)口處的氣流角 17、葉輪進(jìn)口處的氣流角 18、取沖角 取i=2o1

45、9、葉輪進(jìn)口處的葉片角 20、取工作輪葉片數(shù) 21、滑差系數(shù) 3.3622、葉輪出口氣流圓周向分速 3.3723、取葉輪出口氣流徑向分速 24、葉輪出口氣流速度 3.3825、葉輪出口氣流角 3.3926、取葉輪出口葉片角 27、取葉輪出口葉片厚度 mm-5mm28、葉輪出口阻塞系數(shù) 3.4029、取葉輪出口氣流密度30、葉輪出口寬度 3.4131、取輪阻損失系數(shù) 32、葉輪出口氣溫 3.4233、取葉輪多數(shù)效率 取0.8334、多變指數(shù) 3.4335、多變指數(shù)項 3.4436、葉輪出口氣體壓力 3.4537、葉輪出口氣體密度 3.4638、氣體密度誤差 3.4739、葉輪出口馬赫數(shù) 3.48

46、3 無葉擴(kuò)壓器段參數(shù)1、無葉擴(kuò)壓器寬度 2、入口氣流周向分速 3、入口氣流徑向分速 3.494、入口氣流角 3.505、入口氣流速度 3.516、入口氣流溫度 3.527、入口氣流壓力 3.538、入口氣流密度 9、取出口轉(zhuǎn)徑比 10、出口輪徑 11、出口密度取 12、出口氣流速度 3.5413、出口氣流溫度 3.5514、馬赫數(shù) 3.5615、取多變效率 16、多變指數(shù)項 3.5717、出口空氣壓力 3.5818、出口空氣密度 3.5919、密度誤差 20、出口寬度 21、出口徑向分速 3.6022、出口周向分速 3.6123、出口氣流角 24、長度 3.3.5葉片擴(kuò)壓器參數(shù)及其原理公式 1

47、、取輪徑比 2、出口寬度 3、進(jìn)氣口沖角 4、葉片進(jìn)口角 3.625、葉片出口角 6、葉片進(jìn)口阻塞系數(shù) 7、葉片數(shù) =17 8、設(shè)出口氣流密度 =/m2 9、出口空氣溫度 3.6310、多變效率 3.3.6蝸殼參數(shù)及其原理公式 1、蝸殼出口氣流速度 2、出口空氣溫度 3.64 3、多變效率 4、出口壓力 3.65 5、蝸殼出口密度 3.66 3.3.7壓縮機(jī)參數(shù)校核及其原理公式1、增壓比 3.67 2、等熵壓縮功 3.68 3、壓頭系數(shù) 3.69 使用上面所述的原理公式計算8，得出正常工況下的氣動結(jié)果： kg/h ata,出口壓力為 ata，進(jìn)口速度為40 m/s。ata是“ablosute

48、atmosphere的縮寫，它是絕對大氣壓的單位，0.1MPa1ata根據(jù)具體的運(yùn)行條件、要求到達(dá)的性能，通過計算結(jié)果選出了滿足要求的最正確方案，即離心壓縮機(jī)采用BCL筒型壓縮機(jī)，共分為9級，葉輪外經(jīng)為600mm，機(jī)組額定轉(zhuǎn)速為8428n/min,周向速度為/s。總功率為。4 BCL609離心式壓縮機(jī)強(qiáng)度設(shè)計及軸向推力計算4.1 轉(zhuǎn)子強(qiáng)度設(shè)計強(qiáng)度分析主要包括單個葉輪的強(qiáng)度分析和轉(zhuǎn)子軸系的動力學(xué)分析。單個葉輪的強(qiáng)度分析包括葉輪應(yīng)力計算、葉輪的輪盤自振頻率分析、葉輪的葉片自振頻率分析；轉(zhuǎn)子軸系的動力學(xué)分析包括轉(zhuǎn)子彎曲臨界轉(zhuǎn)速及不平衡響應(yīng)計算、扭轉(zhuǎn)臨界轉(zhuǎn)速計算、扭振應(yīng)力分析及主軸和鍵的強(qiáng)度計算?；剞D(zhuǎn)

49、剛體重量、重心、轉(zhuǎn)動慣量計算及軸向推力計算、平衡盤尺寸確定也包含在本局部內(nèi)容中。氣體激振也是轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析的關(guān)鍵內(nèi)容。氣體激振是指在高壓壓縮機(jī)氣體壓力大于40ata中由于葉輪內(nèi)部發(fā)生旋轉(zhuǎn)脫離而產(chǎn)生的對機(jī)器的氣體鼓勵9,10。對于大分子量及壓力高的的離心壓縮機(jī)，如化肥裝置中的壓縮機(jī)和合成氣壓縮機(jī)，在方案設(shè)計中需要考慮此類問題。自激振動是指壓力高、分子量較大的氣體在通過平衡盤等密封時由于壓比高而有可能到達(dá)音速進(jìn)而誘發(fā)對轉(zhuǎn)子的氣體激振。4.1.1 葉輪強(qiáng)度計算概述根據(jù)經(jīng)驗機(jī)組運(yùn)行時第一級葉輪受到的應(yīng)力最大，在葉輪強(qiáng)度校核時第一級葉輪滿足強(qiáng)度要求即可。114.1.2 葉輪應(yīng)力計算原理計算對象為軸對稱模

50、型，計算方法為有限元法。 4. 1 式中： 平安系數(shù) 葉輪材料的屈服極限，第一級葉輪選取680 葉輪上任意一點(diǎn)的最大應(yīng)力值驗算時，在額定轉(zhuǎn)速、最大連續(xù)轉(zhuǎn)速和跳閘轉(zhuǎn)速下都是葉輪根部受到的應(yīng)力比擬大，所以，分別對在主軸與支撐軸承間隙為最大間隙和間隙為最小間隙的兩種情況進(jìn)行計算。本設(shè)計中，葉輪所受最大應(yīng)力為499.0 MPa，小于葉輪材料的許用應(yīng)力，且根據(jù)強(qiáng)度校核標(biāo)準(zhǔn)12,13：k = ，能夠到達(dá)設(shè)計要求，保證機(jī)組平安運(yùn)行。綜上計算結(jié)果分析得出以下結(jié)論：1主軸與支撐軸承間隙越大，葉輪根部所受應(yīng)力最大。2主軸與支撐軸承間隙一定時，機(jī)器轉(zhuǎn)速越高，葉輪根部所受應(yīng)力越大。因此在設(shè)計壓縮機(jī)時，應(yīng)在設(shè)計和工藝技

51、術(shù)條件允許下，盡可能的使主軸與支撐軸承的間隙小一些，并在機(jī)組運(yùn)行中嚴(yán)格控制其轉(zhuǎn)速，不能使其轉(zhuǎn)速過高，從而保證機(jī)器的平安運(yùn)行。4.2 定子強(qiáng)度設(shè)計4.2.1 概述1、垂直剖分式壓縮機(jī)的進(jìn)出風(fēng)口采用以下方法：(1) 鍛造或鑄造的進(jìn)出風(fēng)口焊接在機(jī)殼上，適用于較大的進(jìn)出風(fēng)口。(2) 用螺紋雙頭螺栓將法蘭固定在機(jī)殼上，適用于高壓壓縮機(jī)和較小的進(jìn)出風(fēng)口。2、風(fēng)口法蘭連接方法：采用RF、RJ方式連接詳見E.C.C 13。根據(jù)壓力選擇見ITN83000，額定壓力大于176kg/cm2的法蘭采用RJ連接。3、材料：(1) 鍛造的進(jìn)出風(fēng)口材質(zhì)必須與機(jī)殼材料相同。(2) 鑄造的進(jìn)出風(fēng)口材質(zhì)須適合焊接，化學(xué)成分和機(jī)械

52、性能與機(jī)殼材料相近。4、選定的進(jìn)出風(fēng)口的最大工作壓力值需等于或高于機(jī)殼的設(shè)計壓力。5、進(jìn)出風(fēng)口的最大允許速度與水平剖分的MCL壓縮機(jī)進(jìn)出風(fēng)口的速度要求一樣。4.2.2 進(jìn)出風(fēng)口厚度計算BCL壓縮機(jī)的進(jìn)、出風(fēng)口與MCL壓縮機(jī)水平安裝式的進(jìn)、出風(fēng)口一樣，同樣采用薄壁容器縱截面上的正應(yīng)力公式，同時考慮焊接和腐蝕對應(yīng)力的影響，材料選取16MnRGB6654低合金鋼，可以按以下公式計算進(jìn)出風(fēng)口的厚度： 4.2式中： 許用應(yīng)力E焊縫系數(shù)，風(fēng)口的名義直徑Dn24時為1，Dn24De管子內(nèi)徑，mmt 標(biāo)定厚度，mmC 腐蝕系數(shù)，取值P 機(jī)殼設(shè)計壓力由公式4.2計算得：4.2.3 端蓋厚度計算在工程力學(xué)手冊中，

53、沿著外周邊固定，并且承受著均布載荷。在固定的地方： 4.3沿內(nèi)周邊： 4.4式中：P設(shè)計壓力h理論能量頭葉輪圓周速度根據(jù)上述公式公式4.3和公式4.4采用和的函數(shù)關(guān)系來表示。并做圖表以方便計算。整理的結(jié)果為： 式中：P 設(shè)計壓力徑向壓力切向壓力C14和C1414中查出：圖4.1 C14和C14對應(yīng)關(guān)系圖4.3 機(jī)殼局部計算4.3.1 機(jī)殼厚度計算高壓容器需根據(jù)ASME規(guī)那么，檢查高壓容器最薄的厚度 4.5式中：R為內(nèi)半徑P為設(shè)計壓力為最大許用應(yīng)力最薄的厚度由公式4.5 根據(jù)ASME，AD520-AD540，美國機(jī)械工程師學(xué)會鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)的簡稱，如果機(jī)殼開孔，那么開口局部應(yīng)加厚，并應(yīng)檢查加厚

54、量。機(jī)殼的實際厚度必須大于機(jī)殼的最小厚度與加厚厚度之和。當(dāng)實際機(jī)殼的厚度是最小厚度值的兩倍時，不需對加后量進(jìn)行檢查15。4.3.2 機(jī)殼端部厚度的計算機(jī)殼端部的理論厚度： 4.6式中： 為最大許用應(yīng)力P 為設(shè)計壓力D 為內(nèi)直徑C tactae 機(jī)殼的實際厚度tmin 機(jī)殼的最小理論厚度由公式4.6 平端孔需要的加厚量，見ASME VIII OIV、2AD 530-AD540當(dāng)機(jī)殼端部的實際厚度是tr值的兩倍時，不需要檢查加后量。4.4 軸向推力計算軸向推力計算示意圖，如圖4.2所示：圖4.2 壓縮機(jī)軸向推力計算示意圖首級葉輪推力： 4.7中間級葉輪推力： 4.8式中 n為末級的序號末級葉輪的推

55、力： 4.9 各級總的推力： 4.10平衡盤推力： 4.11剩余推力： 4.12剩余推力一般取500Kg左右，最大不超過1000Kg，當(dāng)取定后，那么平衡盤尺寸可以用上式計算得1618。4.4.1 平衡盤尺寸確實定葉輪的軸向推力可以由安裝在末級葉輪外側(cè)的平衡盤或段間的平衡盤來平衡。平衡盤的迷宮密封應(yīng)具有足夠多的齒數(shù)減少泄漏量，將平衡盤的上下游空間分開。對于機(jī)型為BCL的產(chǎn)品，需將下游空間用適當(dāng)大的管與壓縮機(jī)進(jìn)口連通。平衡盤的大小要足以平衡不低于幾百公斤的推力ST19，以保證剩余幾百公斤的推力，方向指向止推軸承。如圖4.3所示： 4.13 注：d直徑的選取要參考計算末級葉輪軸向推力時的選取，二者相

56、同；還要考慮平衡腔最小軸徑。圖4.3 平衡盤尺寸示意圖4.4.2 軸向推力考慮的三個因數(shù)1、氣體流動在葉輪入口90轉(zhuǎn)彎時由于動量矩的變化而產(chǎn)生的推力在葉輪的出口向。如圖4.4所示：圖4.4 葉輪處軸向推力分析示意圖在進(jìn)口0和1之間，根據(jù)動量定理20,21那么有：CAC0=F 4.14從而得： 4.15式中： 4.16空氣的葉輪進(jìn)口速度為80m/sec,那么： 4.17對于30000的葉輪：; 4.18那么其相應(yīng)面積為： 4.19故：F1761=59kg2、 考慮在平衡盤下游空間和壓縮機(jī)進(jìn)口法蘭之間的壓力降3、 考慮由于氣體從葉輪出口向進(jìn)口和從回流流道向葉輪出口的泄漏對末級葉輪，因葉輪下游無回流

57、流道，故該兩次泄漏將在相反方向產(chǎn)生而造成如圖中所示截面I和II的壓力降。這些壓力降將使空間I和II的壓力圖從等壓分布向可變分布變化。稱之為“二次效應(yīng)的這兩種效應(yīng)，與在相應(yīng)等壓分布條件下所增加的葉推力是同時發(fā)生的。當(dāng)需要考慮軸向推力的“二次效應(yīng)12時，根據(jù)實驗結(jié)果可采用以下方式：如果A為相應(yīng)于空間I和II的平均面積，即： 4.20那么由于“二次效應(yīng)的推力由此給出：PAP在相應(yīng)的壓縮級中可按升壓的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行計算： P=4%P6P1 kg/cm2 4.21附加推力 ：F2= AP 4.22N=N總級數(shù)1 對順排N=N總級數(shù)第一段級數(shù) 對背靠背的第一段N=N總級數(shù)第二段級數(shù) 對背靠背的第二段對于總壓超

58、過30ata的壓縮機(jī)，考慮2和3節(jié)平衡管線中的壓降和“二次效應(yīng)是個較好的方法。4、管系中的壓降壓縮機(jī)平衡管線中通過的氣量應(yīng)為計算值的兩倍考慮密封間隙最大時的情形動力粘度隨氣體壓力變化而產(chǎn)生的改變，可以忽略不計，因此在層流中，壓降實際上與氣體壓力無關(guān)。圖4.5 葉輪進(jìn)出口壓力差示意圖5 BCL609離心式壓縮機(jī)本體設(shè)計5.1 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1.1 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)總述轉(zhuǎn)子是離心式壓縮機(jī)的主要部件。它是主軸以及套在軸上的葉輪、平衡盤、推力盤、聯(lián)軸器等組成。具體結(jié)構(gòu)參見圖5.1。轉(zhuǎn)子上的各個零件用熱套的方式與軸連成一體，以保證在高速旋轉(zhuǎn)時不至松脫。為了更可靠起見，葉輪、平衡盤和聯(lián)軸器等有時還用鍵與軸固定

59、，或采用銷釘固定以傳遞扭矩和防止松動。每個制造廠家由于安裝工藝和習(xí)慣不同，或由于結(jié)構(gòu)要求，采用不同的安裝方式。轉(zhuǎn)子上各零、部件的軸向位置一般靠軸肩有時還有隔套來定位。轉(zhuǎn)子上隔套或軸套的的軸向固定，一般采用熱裝工藝靠過盈定位。圖5.1 離心式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子圖5.1.2 葉輪葉輪也稱為工作輪。它是壓縮機(jī)中一個最重要的部件。氣體在葉輪葉片的作用下，跟著葉輪作高速的旋轉(zhuǎn)。而氣體由于受旋轉(zhuǎn)離心力的作用，以及在葉輪里的擴(kuò)壓流動，使氣體通過葉輪后的壓力得到了提高。此外，氣體的速度能也同樣是在葉輪里得到了提高。因此，可以認(rèn)為葉輪是使氣體提高能量的唯一途徑。本設(shè)計使用了輪徑為600mm的U、B22兩種形式的葉輪，U

60、型輪為三元葉輪，B型輪為二元葉輪。本設(shè)計在U系列的葉輪中選用了U1、U2、U3三種葉輪，在B系列的葉輪中選用了B5、B6兩種葉輪，葉輪的具體形式和設(shè)計尺寸如圖5.2、圖5.3、表5.1所示：圖5.2 葉輪具體形式示意圖a圖5.3 葉輪具體形式示意圖b表5.1葉輪設(shè)計尺寸表葉輪序號U1U2U3B5B6b24502320b2/D2葉片出口角2505050565812627蓋盤傾角10葉片數(shù)Z2121212121葉片厚45070044444葉輪設(shè)計的主要公式： 5.1 5.2 5.3根據(jù)葉輪三角形，我們可以推出： 5.4對于不同形式的葉輪，我們可以推導(dǎo)出以下公式：如果 那么 5.5如果 那么 5.6