Центробежные компрессоры

В центробежном компрессоре процесс сжатия происходит непрерывно в потоке движущегося вещества. Рабочими органами таких компрессоров являются колеса с расположенными на них рабочими лопатками. От вращающихся лопаток механическая энергия непрерывно передается движущемуся веществу. При этом в рабочем колесе увеличивается кинетическая и потенциальная энергия, т.е. скорость и давление возрастают. В расположенных за колесом неподвижных лопаточных аппаратах происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную энергию давления.

Центробежные компрессоры имеют следующие преимущества:

1. Значительно меньшие габаритные размеры. Это обусловлено большими скоростями потока.

2. Надежность в работе. Единственными узлами, где имеется механическое трение, являются подшипники.

3. Практически полная уравновешенность ротора.

4. Равномерность подачи сжатого рабочего вещества.

5. Возможность получения большой производительности.

Основные недостатки:

1. Трудность выполнения центробежных компрессоров малой производительности, так как это сопряжено с необходимостью иметь очень большую частоту вращения ротора.

2. Сравнительно узкий диапазон устойчивой работы при изменении производительности.

3. Трудность получения больших отношений давлений – свыше 40.

4. Зависимость характеристик компрессоров от термодинамических свойств рабочего вещества.

Схема центробежного компрессора показана на рис. 19.

Рис. 19. Схема центробежного компрессора:

1 – рабочее колесо; 2 – диффузор; 3 – обратный направляющий аппарат; 4 – улитка

Ступень центробежного компрессора состоит из рабочего колеса, диффузора и неподвижных элементов, с помощью которых сжатое рабочее вещество выводится за пределы ступени (рис. 19). По конструкции различают промежуточную и конечную ступени.

В промежуточной ступени за диффузором располагается обратный направляющий аппарат. С его помощью рабочее вещество подводится к колесу следующей ступени. За диффузором концевой ступени располагается сборная камера или улитка, с помощью которой рабочее вещество выводится за пределы корпуса машины.

Кинематика потока в колесе представлена на рис. 20.

Рис. 20. Кинематика потока в колесе при угле β_Л2 < 90°