離心式空壓機(jī)是透平式壓縮機(jī)的一種，具有處理氣量大，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，維修方便以及氣體不受污染等特點(diǎn)。隨著氣體動(dòng)力學(xué)研究的成就使離心壓縮機(jī)的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機(jī)向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，以致在很多場(chǎng)合可取代往復(fù)活塞式壓縮機(jī)。

離心空壓機(jī)的性能及調(diào)節(jié)

反映離心式空壓機(jī)性能的主要參數(shù)有容積進(jìn)氣量Qj、壓力比ε(或排氣壓力ㄗ，壓力差△ㄗ，及能量頭h)、功率N和效率η。隨著進(jìn)氣量變化，其它各性能參數(shù)也將發(fā)生相應(yīng)的變化，故常以曲線形式來表現(xiàn)壓縮機(jī)的性能變化關(guān)系，例如壓力比曲級(jí)ε—Qj(或ㄗ—Qj、△ㄗ—Qj及h—Qj曲線)，功率曲線N—Qj及效率曲線η—Qj等。也有采用無因次參數(shù)表示的通用性能曲線例如：ψ— 曲線(即能量頭系數(shù)—流量系數(shù))等。離心式壓縮機(jī)的性能曲線圖，它是壓縮機(jī)運(yùn)行工況的圖象表示，是壓縮機(jī)選擇型式規(guī)格、操作運(yùn)行以及進(jìn)行性能調(diào)節(jié)的依據(jù)，所以弄清這些性能曲線的特點(diǎn)，了解影響壓縮機(jī)性能的各種因素，從而靈活地掌握與運(yùn)用它是十分重要的事情。

性能曲線中的Qj表示壓縮機(jī)進(jìn)氣狀態(tài)下的容積流量，η則常以多變效率ηpol¬¬¬表示，N一般是指軸功率。

1、離心式空壓機(jī)級(jí)的性能曲線一般具有以下特點(diǎn):

● 隨著流量的減小，壓縮機(jī)能提供的壓力比將增大。在最小流量時(shí)，壓力比達(dá)到更大。反過來說，如果壓縮機(jī)的背壓有所降低的話，其流量也將自動(dòng)增加。離心壓縮機(jī)流量和壓力比的關(guān)系是一一對(duì)應(yīng)的，流量與其它參數(shù)的關(guān)系也是對(duì)應(yīng)的關(guān)系，表現(xiàn)在各條性能曲線上。

● 離心式空壓機(jī)有更大流量和最小流量?jī)蓚�(gè)極限流量;當(dāng)然，排出壓力也有更大值和最小值。

● 效率曲線有最高效率點(diǎn)，離開該點(diǎn)的工況效率下降較快;

● 功率N與Ghrh大致成正比，所以功率曲線一般是隨Qj增加而向上傾斜，但當(dāng)ε—Qj曲線向下傾斜很快時(shí)，功率曲線也可能先向上傾斜而后逐漸向下傾斜。

2、更大流量工況及喘振工況

● 更大流量工況

如前所述流量達(dá)到更大時(shí)的工況即為更大流量工況。造成這種工況有兩種可能：一是級(jí)中流道中某喉部處氣流達(dá)到臨界狀態(tài)，這時(shí)氣體的容積流量已是更大值，任憑壓縮機(jī)背壓再降低，流量也不可能再增加，這種情況特稱為“阻塞”工況。另一種情況是流道內(nèi)并未達(dá)到臨界狀態(tài)，即尚未出現(xiàn)“阻塞”工況，但壓縮機(jī)在偌大的流量下，機(jī)內(nèi)流動(dòng)損失很大，所能提供的排氣壓力已很小，幾乎接近零能頭(ε≈1)，僅夠用來克服排氣管的流動(dòng)阻力以維持這樣大的流量，這也是壓縮機(jī)的更大流量工況。

● 喘振工況

離心式壓縮機(jī)最小流量時(shí)的工況稱為喘振工況。產(chǎn)生喘振的原因首行從級(jí)內(nèi)的流動(dòng)來考察。

出現(xiàn)喘振的根本原因是壓縮機(jī)的流量過小，小于壓縮機(jī)的最小流量(或者說由于壓縮機(jī)的背壓高于其最高排壓)導(dǎo)致機(jī)內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的氣體旋轉(zhuǎn)分離，外因則是管網(wǎng)的壓力高于壓縮機(jī)所能提供的排壓，造成氣體倒流，并產(chǎn)生大幅度的氣流脈動(dòng)。脈動(dòng)的頻率和脈動(dòng)的振幅與管網(wǎng)的容量有關(guān)，管網(wǎng)的的容量愈大，脈動(dòng)的頻率就會(huì)愈低，脈動(dòng)的振幅就愈大，反之，管網(wǎng)容量小，則脈動(dòng)頻率高而振幅小。

喘振的危害性極大，但至今還不能從機(jī)器的設(shè)計(jì)上予以消除，只能在運(yùn)轉(zhuǎn)中設(shè)法避免其發(fā)生。防喘振的原量就是針對(duì)引起喘振的原因，在喘振將要發(fā)生時(shí)，立即設(shè)法把壓縮機(jī)的流量加大，防喘振的具體方法有兩種：

①部分氣流放空法

當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)氣量降低到接近喘振工況時(shí)，流量傳感器1傳出訊號(hào)給伺服馬達(dá)2號(hào)，使之產(chǎn)生動(dòng)作操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即打開防喘振放空閥3。于是部分氣流放空，壓縮機(jī)背壓立即降低，流量就自動(dòng)增加，工況也就遠(yuǎn)離喘振工況了，采用這種方法將會(huì)浪費(fèi)部分壓縮功，而且白白損失了部分氣體。

②部分氣流回流法

作用原理與上述放空法相同，其區(qū)另只是在于通過防喘振閥的氣體流回到機(jī)器進(jìn)氣管加以回收，這種方法適宜于處理有毒、易燃、易爆炸或經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高而不宜放空的氣體情況，這種方法也要浪費(fèi)部分壓縮功。

此外，防喘振還有其他方法，例如改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速等。

上述防喘振的措施雖然可以避免喘振的出現(xiàn)，以保護(hù)機(jī)器，但不應(yīng)讓壓縮機(jī)長(zhǎng)期處于開啟防喘振閥的狀態(tài)下操作，這將造成很大浪費(fèi)。應(yīng)該檢查生產(chǎn)操作系統(tǒng)，找出影響壓縮機(jī)喘振的外在原因并加以解決，這才是防喘振的治本方法。

以上論述了離心式空壓機(jī)的最小流量工況和更大流量工況，可知這兩種極限工況之間才是穩(wěn)定工況區(qū)域。衡量壓縮機(jī)級(jí)的性能好壞除了要求具有較高的壓力和較高的效率以外，還要求有較寬的穩(wěn)定工況區(qū)。

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作者:德耐爾@德耐爾空壓機(jī)  空壓機(jī)修訂日期：2017-09-14
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