能动学院12级专业实习（陕鼓) 思考题： 1.如何区分离心压缩机与轴流压缩机？ 2.如何区分汽轮机与轴流压缩机？ 3.从工作原理上看，飞机发动机是由什么组成的？ 流体机械常识简介 透平机械主要工作元件一叶片（或叶轮）。 透平机械的基本原理：工作轮叶片旋转时与工质相互作用，将能量加给工质，或 从工质中取出能量。能量加给工质的称为被动机械，如（透平）压缩机、鼓风机、通风机、 风扇及水泵；从工质中取出能量的称为原动机越，如汽轮机、燃气轮机、水轮机及风 力发电机等 (透平)压缩机 鼓风机 被动机械 通风机 风扇 透平机械 水泵 汽轮机 原动机械 燃气轮机 水轮机 风力发电机 ■按压力分类 (透平)压缩机是透平机械中的一种，它是用来提高气体压力，并输送气体的机械，有 时也称为风机。 (透平)压缩机按工质压力提高的程度可以分为四种： 风扇(<100Pa)、通风机(15KPa)、鼓风机(15-250KPa)、压缩机(250KPa) ■按结构型式分类 (透平)压缩机按其中工质流动方向，可以分为四种： 离心压缩机、轴流压缩机、斜流压缩机、混合压缩机。 离心式压缩机：气体在离心式压缩机中的运动，是沿着垂直与压缩机轴的径向进 行的
1 能动学院 12 级专业实习（陕鼓） 思考题: 1. 如何区分离心压缩机与轴流压缩机? 2. 如何区分汽轮机与轴流压缩机? 3. 从工作原理上看,飞机发动机是由什么组成的? 流体机械常识简介 透平机械主要工作元件──叶片(或叶轮)。 透平机械的基本原理：工作轮叶片旋转时与工质相互作用，将能量加给工质，或 从工质中取出能量。能量加给工质的称为被动机械，如(透平)压缩机、鼓风机、通风机、 风扇及水泵; 从工质中取出能量的称为原动机械，如汽轮机、燃气轮机、水轮机及风 力发电机等. (透平)压缩机 鼓风机 被动机械 通风机 风扇 透平机械 水泵 汽轮机 原动机械 燃气轮机 水轮机 风力发电机 ■ 按压力分类 (透平)压缩机是透平机械中的一种,它是用来提高气体压力,并输送气体的机械,有 时也称为风机。 (透平)压缩机按工质压力提高的程度,可以分为四种： 风扇(250KPa) ■ 按结构型式分类 (透平)压缩机按其中工质流动方向,可以分为四种： 离心压缩机、轴流压缩机、斜流压缩机、混合压缩机。 离心式压缩机：气体在离心式压缩机中的运动，是沿着垂直与压缩机轴的径向进 行的
1.离心压缩机简介 离心式压缩机中气体压力的提高，是由于气流流经叶轮时，由于叶轮旋转，使气 体受到离心力的作用而产生压力：与此同时气体速度得到提高，而气体流过叶轮。扩 压器等扩展通道时，气体的流动速度又逐渐降低而使气体压力得到提高。 1 图02离心比刻冷压摩机 计一上民克学一样箱单行一二终指气餐书一F飘突目一二授作气增修一得待气前7一模g气音 图1-1离心式压缩机简图 2
2 1. 离心压缩机简介 离心式压缩机中气体压力的提高，是由于气流流经叶轮时，由于叶轮旋转，使气 体受到离心力的作用而产生压力；与此同时气体速度得到提高，而气体流过叶轮。扩 压器等扩展通道时，气体的流动速度又逐渐降低而使气体压力得到提高。 图 1-1 离心式压缩机简图
■离心式压缩机的基本结构 图1-1表示离心压缩机的简图。气体从吸气室吸入：通过叶轮对气体做功，使气 体压力、速度、温度提高：然后流入扩压器，使速度降低，压力提高。弯道和回流器 主要起导向作用，使气流流入下一级继续压缩。作后，由末级出来的高压气体经蜗壳 和排气管道输出。 离心式压缩机的级 图1-2离心压缩机级的简图 图1-3半开式三元叶轮 由于气体在压缩过程中温度升高，而气体在高温下压缩，消耗功将会增大。为了 减少压缩功耗，鼓对压力较高的离心试压缩机，在压缩机过程中采用中间冷却，即由 某中间出口气体，不直接进入下一级，而是通过蜗壳和出气管，引导外面的中间冷却 器进行冷却，冷却后的温度低气体，在经吸气室进入下一级压缩。 离心式压缩机的零件较多，这些零件又根据他们的作用组成各种部件。我们把离 心式压缩机中可以转动的零、部件统称为转子。不转动的零、部件统称为定子。 一、转子 转子是离心式压缩机的主要部件。它是由主轴、轴套、叶轮和平衡盘等组成。 (一)叶轮 它是压缩机中最重要的一个部件。气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮作告诉的 旋转。而气体由于受到离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使气体通过叶轮后 的压力得到了提高。同时，气体的速度能也同样得到了提高。因次，可以人为叶轮是 使气体提高能量的唯一途径。 叶轮由轮盘、轮盖和叶片组成。这种叶轮称为闭式叶轮。按照叶轮加工工艺方法 不同，叶轮又可分为铆接叶轮。铣制铆接叶轮、焊接叶轮和整体铸造叶轮。 半开式叶轮：叶轮由轮盘叶片组成。这种叶轮称为半开式叶轮。 (二)主轴、轴套 3
3 ■ 离心式压缩机的基本结构 图 1-1 表示离心压缩机的简图。气体从吸气室吸入；通过叶轮对气体做功，使气 体压力、速度、温度提高；然后流入扩压器，使速度降低，压力提高。弯道和回流器 主要起导向作用，使气流流入下一级继续压缩。作后，由末级出来的高压气体经蜗壳 和排气管道输出。 图 1-2 离心压缩机级的简图 图 1-3 半开式三元叶轮 由于气体在压缩过程中温度升高，而气体在高温下压缩，消耗功将会增大。为了 减少压缩功耗，鼓对压力较高的离心试压缩机，在压缩机过程中采用中间冷却，即由 某中间出口气体，不直接进入下一级，而是通过蜗壳和出气管，引导外面的中间冷却 器进行冷却，冷却后的温度低气体，在经吸气室进入下一级压缩。 离心式压缩机的零件较多，这些零件又根据他们的作用组成各种部件。我们把离 心式压缩机中可以转动的零、部件统称为转子。不转动的零、部件统称为定子。 一、转子 转子是离心式压缩机的主要部件。它是由主轴、轴套、叶轮和平衡盘等组成。 (一) 叶轮 它是压缩机中最重要的一个部件。气体在叶轮叶片的作用下，跟着叶轮作告诉的 旋转。而气体由于受到离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使气体通过叶轮后 的压力得到了提高。同时，气体的速度能也同样得到了提高。因次，可以人为叶轮是 使气体提高能量的唯一途径。 叶轮由轮盘、轮盖和叶片组成。这种叶轮称为闭式叶轮。按照叶轮加工工艺方法 不同，叶轮又可分为铆接叶轮。铣制铆接叶轮、焊接叶轮和整体铸造叶轮。 半开式叶轮：叶轮由轮盘叶片组成。这种叶轮称为半开式叶轮。 (二) 主轴、轴套
主轴上安装所有的旋转零件。它的作用是支撑旋转零件及传递扭矩。 主轴的阶梯轴，以便于零件的安装。各阶梯突肩起轴向定位作用。也可采用光轴， 主要是因为它有形状简单，加工方便的特点。 轴套作用简化轴的结构，使流道光顺。 (三)平衡盘 在多级离心式压缩机中，由于每级叶轮两侧的气体压力作用大小不相等，使转子 受到一个指向低压端的合力，这个合力称为轴向力。轴向力对压缩机的正常运行是不 利的，它使转子向一端窜动，甚至使转子与定子相碰，造成事故，因次要设法平衡（消 除)它。 平衡盘就是用来平衡这个轴向力的，它利用它本身两侧气体压力不同来平衡轴向 力的。它位于高压端。它的一侧压力可以人为是末级叶轮轮盘侧的间隙中的气体压力 (高压)。另一侧通向大气或进气管，它的压力是大气压力或进气压力（低压）。由于平衡 盘是用热套发套在主轴上，上述两侧压力差就是转子受到一个与轴向力反方向的力。 其大小决定平衡盘的受力面积。通常，平衡盘只平衡绝大部分轴向力，剩余的轴向力 由止推轴承承受。平衡盘的外缘安装密封，可以减少气体泄漏。 二、定子（静子） 静子中所有零件均不转动。它是由机壳、扩压器、弯道、回流器、蜗室和密封等 组成。 (一)机壳 机壳也称为气缸。机壳是静子中最大零件。它通常是用铸铁或铸钢浇铸出来的。 对于高压离心压缩机，都采用筒形机壳，以承受高压。现在还有焊接机壳。 机壳一般有水平剖分面，以便于装配。上、下机壳用定位销定位，用螺栓连接。 轴承箱与下机壳分开浇铸。 吸气室是机壳的一部分。它的作用是把气体均匀地引入叶轮。吸气室内常浇铸有 导流筋，使气流更加均匀，也起到增加机壳刚性的作用。 (二)扩压器 气体从叶轮流出时，它具有较高的流动速度。为了利用这部分速度能，常常在叶 轮后面设置了通流面积逐渐增大的扩压器，把速度能转化为压力能，以提高气体的压 力。扩压器一般有叶片型扩压器、无叶型扩压器、直壁扩压器等多种型式。 (三)弯道 在多级离心压缩机中，气体要进入下一级就必须使之拐弯，为此就要采用弯道。 弯道是有机壳和隔板构成的弯环形空间。 (四)回流器 回流器的作用是使气体按所需要的方向均匀地进入下一级。它由隔板和导流叶片 4
4 主轴上安装所有的旋转零件。它的作用是支撑旋转零件及传递扭矩。 主轴的阶梯轴，以便于零件的安装。各阶梯突肩起轴向定位作用。也可采用光轴， 主要是因为它有形状简单，加工方便的特点。 轴套作用简化轴的结构，使流道光顺。 (三) 平衡盘 在多级离心式压缩机中，由于每级叶轮两侧的气体压力作用大小不相等，使转子 受到一个指向低压端的合力，这个合力称为轴向力。轴向力对压缩机的正常运行是不 利的，它使转子向一端窜动，甚至使转子与定子相碰，造成事故，因次要设法平衡(消 除)它。 平衡盘就是用来平衡这个轴向力的，它利用它本身两侧气体压力不同来平衡轴向 力的。它位于高压端。它的一侧压力可以人为是末级叶轮轮盘侧的间隙中的气体压力 (高压)。另一侧通向大气或进气管，它的压力是大气压力或进气压力(低压)。由于平衡 盘是用热套发套在主轴上，上述两侧压力差就是转子受到一个与轴向力反方向的力。 其大小决定平衡盘的受力面积。通常，平衡盘只平衡绝大部分轴向力，剩余的轴向力 由止推轴承承受。平衡盘的外缘安装密封，可以减少气体泄漏。 二、定子(静子) 静子中所有零件均不转动。它是由机壳、扩压器、弯道、回流器、蜗室和密封等 组成。 (一) 机壳 机壳也称为气缸。机壳是静子中最大零件。它通常是用铸铁或铸钢浇铸出来的。 对于高压离心压缩机，都采用筒形机壳，以承受高压。现在还有焊接机壳。 机壳一般有水平剖分面，以便于装配。上、下机壳用定位销定位，用螺栓连接。 轴承箱与下机壳分开浇铸。 吸气室是机壳的一部分。它的作用是把气体均匀地引入叶轮。吸气室内常浇铸有 导流筋，使气流更加均匀，也起到增加机壳刚性的作用。 (二) 扩压器 气体从叶轮流出时，它具有较高的流动速度。为了利用这部分速度能，常常在叶 轮后面设置了通流面积逐渐增大的扩压器，把速度能转化为压力能，以提高气体的压 力。扩压器一般有叶片型扩压器、无叶型扩压器、直壁扩压器等多种型式。 (三) 弯道 在多级离心压缩机中，气体要进入下一级就必须使之拐弯，为此就要采用弯道。 弯道是有机壳和隔板构成的弯环形空间。 (四) 回流器 回流器的作用是使气体按所需要的方向均匀地进入下一级。它由隔板和导流叶片
组成。通常，隔板和导流叶片整体铸造在一起。 (五)蜗室 蜗室的主要功能是把扩压器后面或叶轮后面的气体收集起来，把气体引到压缩机 外面去，使它流向气体输送管道或流到冷却器中进行冷却。在汇集气体的过程中，在 大多数情况下，由于蜗室外径逐渐增大和通流面积的逐渐扩大，也对气流起到一定的 扩压作用。 (六)密封 密封有隔板密封、轮盖密封和轴端密封。密封的作用是防止气体在级间倒流和向 外泄漏。为了防止通流部分中的气体在级间倒流，在轮盖处设有轮盖密封。在隔板和 转子之间设有隔板密封。这两种密封也称内密封或级间密封。为了减少内部气体向外 泄漏，或外部空气进入机器内部，在压缩机两端安装有端密封。这种密封也成外密封。 最常用的是迷宫式密封。密封片（齿）为软金属，它嵌入密封体内。由于密封片较软，当 转子发生振动与密封片相碰时，密封片易磨损，而不致使转子损坏。密封的原理是利 用流经密封是的阻力来减少泄漏量。 ■叶轮型式 叶轮的结构型式通常以叶片的弯曲形式来区分的。 后弯叶片式：叶片出口安装角B2490°，称为前弯叶轮： 由于叶片形状不同，它们的作功能力是不一样。 们红名+世 ■叶轮的主要结构参数 叶轮叶片的型线，原则上可以根据如何减少气体的流动损失来设计。目前叶 片的型线有圆弧形、抛物线形、直叶片形、机翼形、三元扭曲形等。下面介绍用 的最普遍的圆弧形叶片叶轮。 一、叶轮的主要结构参数 5
5 组成。通常，隔板和导流叶片整体铸造在一起。 (五) 蜗室 蜗室的主要功能是把扩压器后面或叶轮后面的气体收集起来，把气体引到压缩机 外面去，使它流向气体输送管道或流到冷却器中进行冷却。在汇集气体的过程中，在 大多数情况下，由于蜗室外径逐渐增大和通流面积的逐渐扩大，也对气流起到一定的 扩压作用。 (六) 密封 密封有隔板密封、轮盖密封和轴端密封。密封的作用是防止气体在级间倒流和向 外泄漏。为了防止通流部分中的气体在级间倒流，在轮盖处设有轮盖密封。在隔板和 转子之间设有隔板密封。这两种密封也称内密封或级间密封。为了减少内部气体向外 泄漏，或外部空气进入机器内部，在压缩机两端安装有端密封。这种密封也成外密封。 最常用的是迷宫式密封。密封片(齿)为软金属，它嵌入密封体内。由于密封片较软，当 转子发生振动与密封片相碰时，密封片易磨损，而不致使转子损坏。密封的原理是利 用流经密封是的阻力来减少泄漏量。 ■ 叶轮型式 叶轮的结构型式通常以叶片的弯曲形式来区分的。 后弯叶片式：叶片出口安装角 2 A 90° ，称为前弯叶轮； 由于叶片形状不同，它们的作功能力是不一样。 ■ 叶轮的主要结构参数 叶轮叶片的型线，原则上可以根据如何减少气体的流动损失来设计。目前叶 片的型线有圆弧形、抛物线形、直叶片形、机翼形、三元扭曲形等。下面介绍用 的最普遍的圆弧形叶片叶轮。 一、叶轮的主要结构参数
叶轮一般由轮盘、叶片和轮盖三部分组成，见图1-5。 叶轮的主要结构参数为： D2叶轮外径 6 叶片厚度 D1 叶轮叶片进口直径 叶片数 Do 叶轮进口直径 Ba 叶片进口安装角 d叶轮进口轮壳外径外径 B2A 叶片出口安装角 b2 叶轮叶片出口宽度 叶片进口斜角 b1 叶轮进口宽度 轮盖进口圆角半径 bi 图1-5后弯式叶轮主要结构参数 6
6 叶轮一般由轮盘、叶片和轮盖三部分组成，见图 1-5。 叶轮的主要结构参数为： D2 叶轮外径 叶片厚度 D1 叶轮叶片进口直径 z 叶片数 D0 叶轮进口直径 1A 叶片进口安装角 d 叶轮进口轮壳外径外径 2 A 叶片出口安装角 b2 叶轮叶片出口宽度 叶片进口斜角 b1 叶轮进口宽度 r 轮盖进口圆角半径 图 1-5 后弯式叶轮主要结构参数
图1-6离心压缩机结构 7
7 图 1-6 离心压缩机结构
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