離心式壓縮機(jī)的能量損失

動設(shè)備原理及操作目錄流動損失1輪阻損失2漏氣損失3離心式壓縮機(jī)的能量損失離心式壓縮機(jī)的能量損失

氣體在葉輪和機(jī)殼內(nèi)流動時，存在著各種能量損失，這些能量損失使壓縮機(jī)無用功率增加，效率下降，離心壓縮機(jī)的能量損失見圖5-5所示。圖5-5離心壓縮機(jī)的能量損失一、流道損失

流道損失是指氣體在吸氣室、葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器等元件中流動時所產(chǎn)生的損失。

流道損失包括流動損失和沖擊損失。見圖5-5所示。圖5-5離心壓縮機(jī)的能量損失圖5-6接近物體壁面的氣流速度分布1.流動損失（1）摩擦損失邊界層：當(dāng)黏性流體沿固體壁面流動時，緊挨壁面很薄的一層稱為邊界層。摩擦損失：在邊界層中，氣體在壁面處的流速最小，離開壁面處主流速度最大。如果把氣流分成許多層，則氣流層與層之間、氣流與壁面之間就會產(chǎn)生摩擦，使一部分能量轉(zhuǎn)變成無用的熱能，這就是摩擦損失。見圖5-6所示。圖5-7在擴(kuò)壓通道中旋渦區(qū)的產(chǎn)生（2）邊界層分離損失氣體在流動過程中，如果沒有外界能量的加入，沿流動方向，氣體流速逐漸下降，壓力逐漸升高，阻礙了整個氣流的前進(jìn)，但邊界層中氣流減速比主流層快，邊界層沿流動方向不斷增厚，經(jīng)過一段距離當(dāng)邊界層發(fā)生分離時，在壁面處產(chǎn)生旋渦，造成很大的能量損失，稱為邊界層分離損失。見圖5-7所示。后，邊界層中與壁面緊挨著的那層氣體就會停滯不前，再沿擴(kuò)壓道流動下去，氣體壓力繼續(xù)增大，邊界層中發(fā)生氣體局部倒流的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為邊界分離。圖5-8二次渦流的產(chǎn)生（3）二次渦流損失氣體流經(jīng)葉輪葉道時，流速和壓力分布是不均勻的。對后彎式葉片，葉片工作面一側(cè)速度低，壓力高，葉片非工作面一側(cè)速度高，壓力低，兩側(cè)壁邊界層中氣體受到壓差的作用，產(chǎn)生由工作面向非工作面的流動，流動方向與主氣流的方向大致相互垂直，所以稱為二次渦流。二次渦流的存在，干擾了主氣流的流動，造成了能量損失，稱為二次渦流損失。見圖5-8所示。顯然，尾跡損失與葉道出口處氣流速度、葉片尾部厚度及邊界層流動狀態(tài)有關(guān)。圖5-9葉輪出口處的尾跡損失（4）尾跡損失由于葉片具有一定的厚度，當(dāng)氣流流出葉輪時，流通截面積突然擴(kuò)大，葉片兩側(cè)氣流邊界層發(fā)生分離，并在葉片尾緣匯合，在葉片尾部形成了充滿旋渦的氣流。由此而產(chǎn)生的能量損失，稱為尾跡損失。見圖5-9所示。2.沖擊損失沖擊損失的概念：當(dāng)氣體進(jìn)入葉輪或葉片擴(kuò)壓器的葉道時，由于氣流流動方向與葉道進(jìn)口處葉片安置角的方向不一致，產(chǎn)生氣流對葉片的沖擊作用，造成能量損失，這種能量損失稱為沖擊損失。

在設(shè)計流量下，氣流進(jìn)入葉輪的方向與葉片安置角方向一致，無沖擊損失。當(dāng)氣量大于或小于設(shè)計流量時，氣流流動方向與葉片安置角的方向不一致，引起邊界層分離，造成強(qiáng)烈的旋渦，產(chǎn)生很大沖擊損失。二、輪阻損失

離心壓縮機(jī)與離心泵一樣，葉輪在機(jī)殼內(nèi)的氣體中作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，葉輪的輪盤、輪蓋的外側(cè)以及輪緣都要與周圍的氣體發(fā)生摩擦，從而引起能量損失，這部分無用功的損耗稱為輪阻損失，見圖5-12所示。圖5-12輪阻損失和漏氣損失1—迷宮密封；2—平衡孔；3—葉輪入口；4—軸端密封壓蓋三、漏氣損失

內(nèi)泄漏：由于葉輪出口處氣體的壓力大于進(jìn)口處氣體的壓力，所以葉輪出口處的氣體，總有一部分從密封間隙中泄漏出來，回流到葉輪的進(jìn)口，稱為內(nèi)泄漏。外泄漏：在轉(zhuǎn)軸和固定部件之間雖然存在密封，但由于氣體壓差的作用，總有一部分高壓氣體，從高壓測泄漏到外界，稱為外泄漏。由內(nèi)泄漏和外泄漏所造成的能量損失，稱為