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壓縮機的發展概況
2018-11-13 21:55
    壓縮機的發展概況

 一、壓縮機概述

        大型压缩机主要应用于化工、石油、制冷和气动领域,21世纪的今天,离心压缩机、往复压缩机、螺杆压缩机是大中型空压机压缩机的三大主流

(1)離心壓縮機占主導地位

(2)推動離心壓縮機發展的動力

a.設備機組的大型化在很多大型設備機組中,往複壓縮機已無法勝任,往複壓縮機般體積碩大無比,占地面積也相當可觀,因此要求用離心壓縮機取而代之

b.清潔氣體的要求離心壓縮機所壓縮的氣體不會被潤滑油汙染,同時中間冷卻器的傳熱性能得到改善,且可省去油分離裝置

c.可靠性要求正確設計與制造的離心壓縮機可靠性很高,一般都只需單台運行,而往複壓縮機目前還不能做到不用備機,因爲在一般的運行過程中,氣閥、活塞與填料的更換是難以完成的。
 
二、離心壓縮機實用化的因素

a.三元流理論等流場計算的實用化應用三元流理論可以正確設計離心壓縮機的葉輪流場與蝸殼流道,大幅度提高了離心壓縮機的性能,近年來,計算機的飛速發展及各種成熟軟件的編制使這種計算變得很方便.

b.物性數據的完善對被壓縮氣體性質的掌握、各種實際氣體熱力學過程研究的完善加深了壓縮機設計和研究人員對氣體壓縮過程能量變換的認識,提高了計算的正確性和准確性

c.五軸數控侁床等精密加工設備的應用完善的設計而無加工手段也枉然,自20世紀60年代發展起來的數控加工設備能夠很好地滿足空間精密加工的要求,這對離心壓縮機及其他具有複雜加工表面的機器的發展起了舉足輕重的推動作用

d.工藝流程的改進在高壓範圍內,離心壓縮機的應用還有相當的困難,爲適應離心壓縮機的工作特點,各種需要高壓的工藝逐漸通過改進而在低壓下完成。

e.離心壓縮機流量與壓力根據氣體性質,目前高壓離心壓縮機壓力達15~25MPa,有個別文獻報道在氣動領域中應用已達70MPa。最小的空氣動力用離心壓縮機流量爲10m/min.

(2)往複壓縮機仍爲大中型生産系統中的重要設備往複壓縮機在經曆了19世紀末至20世紀中葉的輝煌後,在一些領域中已逐漸被離心壓縮機所取代,但有四個因素使它顯得仍很有生命力。

①類型規格繁多從氣量和壓力兩方面來看,往複壓縮機的型式是非常多的,具有極其寬廣的應用範國,一些欧美av只能中小規模生産而又需要較高的壓力,它只能由往複壓縮機來完成。

②低密度氣體壓縮的需要氫氣、甲烷等密度小的氣體用離心壓縮機壓縮相對較困難,而往複壓縮機則不存在這方面的限制。

③往複壓縮機本身的不斷完善經過百余年的努力,往複壓縮機的研究與制造已相當完善,如氣缸內工作過程與氣閥的數學模擬,管路系統的壓力脈動與管道振動的數學模擬,零部件結構強度的有限元分析,制造中普遍應用加工中心保證高的零部件形位及尺寸精度等。往複壓縮機的可靠性與壽命有了很大的提高,一些工藝系統中已可做到單機運行而不用備機;即使是問題最多的氣網,其可靠性也大大提高,對于清潔氣體,低壓級已可達8000以上,中高壓級也可達4000~6000h,就熱效率而言,往複壓縮機在衆多機種中處于領先地位。

④新材料的應用材料科學的發展也爲往複壓縮機提供了方便,現在氣缸無油潤滑在15MPa以下已較容易實現,用PEEK(聚醚醚)材料制造的氣閥流量系數和流通面積有了很大的提高,由此降低了壓縮機的功率消耗,同時,非金屬閥片的撞擊噪聲也低于金屬
閥片。因此,現代往複壓縮機已不再是令人煩惱的機械欧美av

(3)螺杆壓縮機螺杆壓縮機取得進展的基礎是基于以下幾個方面

①工作腔內噴油技術的應用采用工作腔內噴油技術,可對壓縮過程進行內冷卻,單級壓力比可達8~10,而且排氣溫度較低(不超過150℃);並且陽、陰螺杆可以進行自齧合驅動,結構大爲簡化;同時,噴入工作腔的潤滑油所起的密封作用使對螺杆的加工精度要求
也相應降低。

②對螺杆型線的深人研究針對嚴重影響螺杆壓縮機性能的密封線泄漏問題現在已制造出一些先進的型線,使螺杆壓縮機縱向接觸線長度、泄三角形與壓縮終了封閉容積處于最優情況,由此使壓縮過程的泄漏大大降低

③精密螺杆專用侁床與磨床的研制成功這些生産設備的出現使螺杆型線的加工不僅精度大爲提高,而且生産效率也大大提高。

④噪聲的降低氣罩式降噪的實現使原本噪聲比往複壓縮機大的螺杆壓縮機反倒變成了低噪聲壓縮機,因此,在3~100m2/min的動力用空氣壓縮機、驅動功率在7~50kW的空調與制冷壓縮機、相應範圍的其他氣體壓縮機中,螺杆壓縮機占據了主導地位。但螺杆壓
縮機的壓力一般低于4MPa或壓力比在10以下,也即它的工作範圍不會有離心壓縮機與往複壓縮機那麽廣泛。20世紀50年代以後,螺杆壓縮機得到了飛速發展,以致現在和可以預見的將來它將在很大範圍內取代往複壓縮機。
 
 
       

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