《过程流体机械》3.1离心压缩机理论.pptx

;所用基础知识：流体力学；热力学;★压缩机叶轮怎么传递能量?;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;叶轮叶道气流流动：;α1，α2——进、出口绝对速度c与圆周速度u的夹角。β1，β2——进、出口相对速度w与圆周速度u的夹角。

叶片安装角度：进口叶片β1A ；出口叶片β2A 。为结构参数，结构一定时则此角度为已知。

压缩机β2A=30°~60° 水泵：β2A=15°~30°

叶轮出口：

相对速度夹角：β2=β2A;叶轮进口：额定流量下：

β1=β1A (无冲击进入叶道）;;c1r ?c1sin?1

c2r ?c2sin?2;;动量与冲量：;轴传给叶轮的功率：

代入扭矩：;根据能量守恒和能量转化定律：

单位质量气体所获得的能量头Hth;各项的物理意义：

（单位重量气体）;3.1.2.1无限多叶片的理论能量头

假设流道内有很多叶片，气流始终沿着叶片的形状流动。

理论能量头计算：在理论流量下（额定流量），叶轮进口气体无冲击、无旋转的进入叶道。

此时：C1=C1r C1u=0 α1=90°

进口速度三角形:;叶轮出口速度：;;理论能量头的影响因素分析;②直角叶片β2A=90°;;;;根据斯陀道拉理论：;其它系数：;;;;;☆能量方程的应用;;;（3）换热器、冷凝器、暖气应用;;（5）喷管、喷嘴：;;;3.1.4 伯努利方程式;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，;;通用伯努利方程：;①一级气体流体时：;在一级中存在气流损失项：;一级实际输出有效功（净压缩功）：;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。;泵输出压力：;伯努利方程的物理意义：

①是能量转换与守恒的又一表述形式，可描述整个系统。

②建立了机械能与压力、流速、高差及能量损失之间的关系。

③方程可用来计算系统的某一段，也可计算整个系

统。

④可用于计算可压缩介质或不可压缩介质，如气体与液体。;3.1.5 连续方程;设计叶轮外径与转速：;3.1.6 功率与效率;①泄漏损失：

叶轮轮盖处的介质泄漏，产生的能量损失为泄漏损失。;（3）叶轮输入总功率：;（4）一级中的能量计算

一级中有叶轮作功元件和流道组成，流道内存在流动损失Hhyd。;取值范围：;由多变过程：;(三）多级功率计算

（1）多级串联所需总的内功率Ni;（3）压缩机轴功率（总输入功率）：;3.1.7 温度、压力的计算

（一）温度计算

离心压缩机气流流速较快，其温度变化差值可认为恒定，对外界可按无热交换，q=0 。;由压缩机进口到任意截面的温度差：;(二)压力计算

级内压力随位置不同而不同，即各截面上的压力都不相同，并且

多变指数m也在变化，为计算方便一般取m的平均值。;;