軸流式壓縮機(jī)與離心式壓縮機(jī)都屬于速度型壓縮機(jī)均稱為透平式壓縮機(jī); 速度型壓縮機(jī)的含義是指它們的工作原理都是依賴葉片對(duì)氣體作功,并先使氣體的流動(dòng)速度得以極大提高,然后再將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。透平式壓縮機(jī)的含義是指它們都具有高速旋轉(zhuǎn)的葉片。軸流壓縮機(jī)與離心式壓縮機(jī)相比,由于氣體在壓縮機(jī)中的流動(dòng),不是沿半徑方向,而是沿軸向,所以軸流式壓縮機(jī)的.大特點(diǎn)在于:?jiǎn)挝幻娣e的氣體通流能力大,在相同加工氣體量的前提條件下,徑向尺寸小,特別適用于要求大流量的場(chǎng)合。另外,軸流式壓縮機(jī)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。但葉片型線復(fù)雜,制造工藝要求高,以及穩(wěn)定工況區(qū)較窄、在定轉(zhuǎn)速下流量調(diào)節(jié)范圍小等方面則是明顯不及離心式壓縮機(jī).
軸流壓縮機(jī)由旋轉(zhuǎn)和固定組件組成。軸驅(qū)動(dòng)中心鼓,該中心鼓由軸承固定在固定的管狀殼體內(nèi)部。在鼓和殼體之間是成排的翼型件,每排以交替的方式連接到鼓或殼體。一對(duì)一對(duì)旋轉(zhuǎn)翼型和下一排固定翼型稱為平臺(tái)。旋轉(zhuǎn)翼型,也稱為葉片或轉(zhuǎn)子,在軸向和圓周方向上都使流體加速。固定的翼型也稱為葉片或定子,它們通過(guò)擴(kuò)散將增加的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓,并使流體的流動(dòng)方向重新定向,以將其準(zhǔn)備用于下一級(jí)的轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子鼓和外殼之間的橫截面積沿流動(dòng)方向減小,以在壓縮流體時(shí)保持.佳馬赫數(shù)軸向速度。
軸流式壓縮機(jī)喘振是指在軸流式離心機(jī)、軸流機(jī)等高速流體機(jī)械的運(yùn)行過(guò)程中,由于流量運(yùn)行到臨界點(diǎn)以上,壓氣機(jī)內(nèi)部空氣受到不穩(wěn)定的振動(dòng)作用而產(chǎn)生的一種不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這種現(xiàn)象就是喘振。
喘振的形成條件是壓縮機(jī)得到的氣流能夠使得轉(zhuǎn)子受到振蕩的作用,這通常是由于轉(zhuǎn)子的非均勻受力或者葉片的某些特征引起的。此外,還有其他環(huán)境因素,比如瞬態(tài)流動(dòng)或氣壓梯度等,都可能導(dǎo)致軸流式壓縮機(jī)喘振的發(fā)生。
軸流式壓縮機(jī)喘振的判別方法主要有兩種:
1. 蠟燭法:這種方法是通過(guò)在壓縮機(jī)的燃燒室中點(diǎn)燃一根蠟燭進(jìn)行判別,當(dāng)喘振出現(xiàn)時(shí),蠟燭的火焰會(huì)受到壓氣機(jī)內(nèi)部氣流的波動(dòng)而“跳舞”。
2. 特征值分析法:這種方法是通過(guò)測(cè)量軸流式壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的特征值來(lái)判斷是否出現(xiàn)了喘振。比如,可以測(cè)量振動(dòng)頻率、壓力波動(dòng)幅度以及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等參數(shù),對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行分析判斷是否存在喘振現(xiàn)象。
為了防止軸流式壓縮機(jī)喘振的發(fā)生,需要采取一定的措施。下面列舉幾種常見(jiàn)的防止喘振的方法:
1. 設(shè)計(jì)合理的葉片幾何形狀以及葉片間的角度關(guān)系,使得葉片受力均勻。
2. 控制轉(zhuǎn)速,防止流量過(guò)大。
3. 增加軸向間隙,使氣流能夠流動(dòng)的更穩(wěn)定,減少振蕩。
4. 安裝阻尼器,減小轉(zhuǎn)子振動(dòng)的幅度。
總的來(lái)說(shuō),軸流式壓縮機(jī)喘振的發(fā)生對(duì)壓縮機(jī)的..運(yùn)行和性能都會(huì)產(chǎn)生很大的影響,因此在設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中需要嚴(yán)格控制不穩(wěn)定因素,以盡可能地避免壓縮機(jī)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。
軸流壓縮機(jī)的效率受到多種因素的影響,主要包括以下幾個(gè)方面。
軸流壓縮機(jī)的進(jìn)口流量越大,其效率就越高。因?yàn)檫M(jìn)口流量大,壓縮機(jī)能夠?qū)⒏嗟臍怏w壓縮,并在相同時(shí)間內(nèi)將更多的氣體輸出。
葉片數(shù)是軸流壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)之一,葉片數(shù)越多,相同軸功率下的進(jìn)口流量和壓縮比就能更高,效率也就越高。
進(jìn)口導(dǎo)流角是指進(jìn)口流體與葉片表面的夾角,它的大小會(huì)直接影響葉片的工作狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)口導(dǎo)流角過(guò)小時(shí),氣體會(huì)過(guò)早地脫離葉片,從而影響葉片的工作效率。反之,當(dāng)進(jìn)口導(dǎo)流角過(guò)大時(shí),氣體流過(guò)葉片的面積會(huì)減小,效率也會(huì)降低。
轉(zhuǎn)速和靜子葉片比也是影響軸流壓縮機(jī)效率的重要因素。在相同流量和壓縮比下,當(dāng)轉(zhuǎn)速和靜子葉片比越高時(shí),效率也越高。
為了提高軸流壓縮機(jī)的效率,可以采取以下措施。
通過(guò)優(yōu)化葉片形狀和截面設(shè)計(jì),可以減小壓縮機(jī)內(nèi)氣體流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力和違規(guī)現(xiàn)象,提..率。
通過(guò)增加葉片數(shù),可以增加進(jìn)口流量和壓縮比,提..率。
調(diào)整葉片進(jìn)口導(dǎo)流角可以增加或減小進(jìn)口流體與葉片表面的夾角,從而改善葉片工作狀態(tài),提..率。
優(yōu)化軸承和傳動(dòng)設(shè)計(jì)可以減小軸承摩擦阻力和傳動(dòng)效率的損失,提高整個(gè)軸系的效率。
通過(guò)..控制轉(zhuǎn)速和進(jìn)口流量,可以.大限度地提高軸流壓縮機(jī)的效率。