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轴流式压缩机和离心式压缩机的区别

压缩机的种类有很多,在空分领域用得比较多的有离心式压缩机、活塞式压缩机、螺杆式压缩机和轴流式压缩机等。这些压缩机从压缩原理上可分为速度式和容积式两种。螺杆式压缩机和活塞式压缩机为容积式。在本文中,我们介绍轴流式压缩机和离心式压缩机的区别均为速度式压缩机。

轴流式压缩机

轴流压缩机

轴流式压缩机是连续压缩空气的两种主要类型的速度式压缩机之一。形式非常简单的轴流式压缩机也称为轴流式风机。它们被称为轴流式压缩机,因为通过压缩机的气流平行于旋转轴行进。 典型的轴流压缩机由一个鼓组成,其上装有特定几何形状的叶片。当压缩机轴向吸入空气并通过使空气流过旋转的转子叶片并在空气上施加扭矩来增加其能量水平时。现在固定叶片减慢了流体的速度并将空气的圆周分量转化为压力。所以空气以这种方式被压缩。

轴流压缩机

世界上一些组织使用轴流式压缩机来产生高压气流以进行连续风洞测试。这需要多个轴向级来实现较大的压力提升,使得它们相对于其他压缩机设计(例如离心式压缩机)而言更加复杂。现代压缩机可以使用10~15个压缩机级。轴流式压缩机具有效率高和流量大的优点,尤其是在尺寸和横截面方面。它们为大容量提供最紧凑、最轻便的压缩机设计,并为大型空分设备降低能耗。随着航空发动机的发展,轴流式压气机几乎取代了离心式压气机。

优点缺点应用
流量大制造难度大高速船用发动机
气流路程短价格昂贵小型发电站
直通流,效率高高启动功率要求高炉空气
压力损失小对流动中断敏感深冷空分
在狭窄的转速范围内具有良好的效率作为单级轴流式压缩机在增加气体压力方面效果不佳飞机涡轮喷气发动机
轴流式压缩机特点与应用

离心压缩机

离心式压缩机依赖于旋转叶轮到空气的能量传递。离心压缩机有一个简单的旋转元件,安装在连接到原动机的轴上。 它们分为四个部分;进气室、离心叶轮、扩压器和回流器。压缩机吸入空气,然后经离心压缩机通过旋转叶轮来提高气体的能量,使气体压力提高,速度增大,温度升高。然后通过扩压器扩压,逐渐降低空气速度,将空气的动能转化为压力能。

离心式压缩机

回流器主要起导向作用,使气流顺利进入下一级压缩。最后由出来的气体由蜗壳排出。离心式压缩机的一个有趣特性是,随着叶轮速度的降低,压缩机的容量会增加。这些压缩机可能具有单级或多级(最多5级),并且可以在非常高的入口压力下运行。

优点缺点应用
重量轻,易于设计和制造稳定工况区窄,经济性比较差炼油厂
可靠、低维护不适合非常高的压缩化工厂
持续压缩空气供应对气体成分的变化敏感天然气加工
转速范围广需要复杂的振动安装超大规模制冷
无需特殊基础 喘振和阻塞现象 钢铁厂
离心式压缩机特点与应用

轴流式压缩机 VS 离心压缩机

  • 离心压缩机垂直于旋转轴转动,而轴流式压缩机中的空气平行于旋转轴流动。
  • 通常,离心式压缩机是一个看起来像涡轮增压器的实心部件,轴流式压缩机是一个扁平的圆盘,看起来像插入了单独制造的叶片的风扇。
  • 与轴流式压缩机相比,离心式压缩机更易于设计和制造。
  • 与轴流式压缩机相比,离心式压缩机可以处理更少的气流。
  • 离心式压缩机通常可以产生更大的压差,以便通过单个压缩级进行高效燃烧。
  • 与离心式压缩机相反,轴流式压缩机不易修理和维护。
  • 轴流式压缩机非常昂贵,而离心式压缩机更便宜且工作范围更广。
  • 离心式压缩机的质量流量小于15Kg/s,轴流式压缩机的质量流量非常大(超过100Kg/s)。
  • 轴流式压缩机的运行效率(约94%)高于离心式压缩机(约87%)。
  • 与相同尺寸的轴流式压缩机相比,离心式压缩机可容纳的气流要低得多,而且它们的压力比通常较低,这意味着它们产生推力的效率要低得多,而且燃油效率也较低。
  • 离心式压缩机的每级压力比高达5-7,轴流式压缩机的压力比较低(小于1.5)。
  • 与离心式压缩机相反,轴流式压缩机不改变气体的方向。

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