离心压缩机地技术.ppt

3.1 离心式压缩机理论 3.1.1 离心压缩机的基本方程 本节研究气体的能量转换及各参数计算。 重点内容： （1）欧拉方程；——叶轮动量原理 （2）能量方程；—— 能量守衡 （3）伯努利方程；——能量守衡 （4）功；功率； （5）其它参数计算公式。 3.1.2 欧拉方程 （1）质点系的动量矩定理 系统内流体对某一定轴的动量矩对时间得变化率（导数）等于系统各外力对同一轴的合力矩。 动量矩定理： 动量：S=m·c 动量矩：L=r ·m c 外力矩： 叶轮机械功率： 3.1.2.2 有限叶片的理论能量头 3.1.3 离心式压缩机的能量方程 基本能量形式： 内能---- u，（T） 压力能---- p；（p.v) 位能 ------g (Z2-Z1) 动能------ 机械能-----Hth 热能--------q 能量方程的物理意义： （1）反映系统中能量守恒与转化的关系； （2）外力功和热量使系统内气体温度和动能增加； （3）使用于任何气体，各种粘度、分子量的气体。 （4）只用到系统进出口参数，适用于多种开口体系。 ☆能量方程的应用 （1）离心压缩机： 方程简化为： (2) 蒸汽轮机应用 （4）、扩压器、扩压管应用 扩压器利用流通面积增大，流速降低，使压力升高 符合能量守恒与转换定律。 P2， C2 P1 ， C1 （5）喷管、喷嘴： P1 C1 P2 C2 3.1.4 伯努利方程式 能量方程： 是系统热力参数表示的方程，公式内有：热量、焓、温度、比热、 压力、外力功。 能量方程： 伯努利方程： 是系统液力参数表示的方程，公式内有：压能（压力）、动能（速度）、位置（势能）、外力功。 两者本质上相同，而各有特点，分别用于不同场合，又相互补充。 一个系统，其介质为：液体或粘性流体，流动时要产生摩擦（自身和与器壁），摩擦会生热q1， 即为摩擦损失 总热量： 介质吸收热量将使介质自身膨胀， 压力升高。 由热力学第一定律： 第一定律为： 比体积： 代入能量方程： 整理得通用伯努利方程： 通用伯努利方程： 式中： ① 流体为气体时： 气体比容： 机械功： 即叶轮功： Hth 在一级中存在气流损失项： ① 流动损失： ② 泄漏损失 ： ③ 轮阻损失： 级中总损失： 级内总功（总能量头），即叶轮总输出功： 一级实际输出有效功（净压缩功）： 这一级的出口实际输出的压缩功，为多变压缩功（或叫有效能量头）。 在一级系统中，要明确各能量所处的位置。 ② 流体为液体： 液体的体积为不可压缩，即比容v=0，密度ρ=常数。 伯努利方程为： 用扬程表示： * 所用知识：流体力学；热力学 气体在叶轮中流动很复杂，属三元非定常流。气体自身速度、压力、比容、温度及相应参数是随时间变化的。为此作以下假设： 假设条件： ①　稳定流动。任意点气流参数不随时间变化 ②　任一截面上气流参数取平均值。 如：P, T , υ , c ③　只讨论理想气体。 （1）气体在叶轮中的速度 叶轮转速：n ； ω=πn/30 叶轮内质点运动速度为平动：转动+移动=绝对速度； 圆周速度：u u=ω·r ；方向与转向相同，与旋转圆相切 相对速度：w 方向沿叶片切线方向。 绝对速度： c u和 w合成速度； ω+ u= c 叶轮叶道气流流动： 速度三角形： 叶轮进口： c1=u1+w1 (速度的矢量和，应用平行四边形原则） 叶轮出口： c2=u2+w2 α1，α2——进、出口绝对速度c与圆周速度u的夹角。 β1，