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離心式空壓機是透平式壓縮機的一種，具有處理氣量大，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，維修方便以及氣體不受污染等特點。隨著氣體動力學(xué)研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，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，解決了離心壓縮機向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心壓縮機的應(yīng)用范圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復(fù)活塞式壓縮機。
離心空壓機的性能及調(diào)節(jié)
反映離心式空壓機性能的主要參數(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)壓縮機的性能變化關(guān)系，例如壓力比曲級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。離心式壓縮機的性能曲線圖，它是壓縮機運行工況的圖象表示，是壓縮機選擇型式規(guī)格、操作運行以及進(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，了解影響壓縮機性能的各種因素，從而靈活地掌握與運用它是十分重要的事情。
性能曲線中的Qj表示壓縮機進(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、離心式空壓機級的性能曲線一般具有以下特點:
● 隨著流量的減小，壓縮機能提供的壓力比將增大。在最小流量時，壓力比達(dá)到更大。反過來說，如果壓縮機的背壓有所降低的話，其流量也將自動增加。離心壓縮機流量和壓力比的關(guān)系是一一對應(yīng)的，流量與其它參數(shù)的關(guān)系也是對應(yīng)的關(guān)系，表現(xiàn)在各條性能曲線上。
● 離心式空壓機有更大流量和最小流量兩個極限流量;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，離開該點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，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：一是級中流道中某喉部處氣流達(dá)到臨界狀態(tài)，這時氣體的容積流量已是更大值，任憑壓縮機背壓再降低，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，但壓縮機在偌大的流量下，機內(nèi)流動損失很大，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阻力以維持這樣大的流量，這也是壓縮機的更大流量工況。
● 喘振工況
離心式壓縮機最小流量時的工況稱為喘振工況。產(chǎn)生喘振的原因首行從級內(nèi)的流動來考察。
出現(xiàn)喘振的根本原因是壓縮機的流量過小，小于壓縮機的最小流量(或者說由于壓縮機的背壓高于其最高排壓)導(dǎo)致機內(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。脈動的頻率和脈動的振幅與管網(wǎng)的容量有關(guān)，管網(wǎng)的的容量愈大，脈動的頻率就會愈低，脈動的振幅就愈大，反之，管網(wǎng)容量小，則脈動頻率高而振幅小。
喘振的危害性極大，但至今還不能從機器的設(shè)計上予以消除，只能在運轉(zhuǎn)中設(shè)法避免其發(fā)生。防喘振的原量就是針對引起喘振的原因，在喘振將要發(fā)生時，立即設(shè)法把壓縮機的流量加大，防喘振的具體方法有兩種：
①部分氣流放空法
當(dāng)壓縮機進(jìn)氣量降低到接近喘振工況時，流量傳感器1傳出訊號給伺服馬達(dá)2號，使之產(chǎn)生動作操縱執(zhí)行機構(gòu)，即打開防喘振放空閥3。于是部分氣流放空，壓縮機背壓立即降低，流量就自動增加，工況也就遠(yuǎn)離喘振工況了，采用這種方法將會浪費部分壓縮功，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)濟價值較高而不宜放空的氣體情況，這種方法也要浪費部分壓縮功。
此外，防喘振還有其他方法，例如改變壓縮機的轉(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)機器，但不應(yīng)讓壓縮機長期處于開啟防喘振閥的狀態(tài)下操作，這將造成很大浪費。應(yīng)該檢查生產(chǎn)操作系統(tǒng)，找出影響壓縮機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。衡量壓縮機級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 空壓機修訂日期：2017-09-14
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