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离心式压缩机转速和叶尖速度的真正影响因素

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发表于 2014-8-17 10:45:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
    在离心式压缩机的设计中,有两个基本的参数必须决定,即叶轮直径和叶尖速度。使用如HCFC-123负压制冷剂,系统的制冷剂流量较大,因而也需要一个较大直径的叶轮和制冷剂管道以保持压降在一个合理的范围内。压力降过大将减少制冷量并使输入功率增加。使用在正压下运行的制冷剂如HFC-134a系统由于其所需的制冷剂流量较小,因而其叶轮直径和吸气管尺寸都较小。HCFC-123所需制冷剂气体流量(英尺3/分/冷吨)大概是HCF-134a的6倍。按ARI标准工况,HCFC-123每1冷吨制冷量需18.1英尺3/分(8.54升/秒),相比而言,HFC-134a只须3.2英尺3/分(1.5 升/秒)。这就说明,在给定的制冷量和相同压降下,HCFC-123系统的叶轮进口交叉部分面积“轮眼”以及吸气管和排气管大小将是HFC-134a系统的6倍。轮眼直径是决定整个叶轮直径和几何参数的主要因素。
    除了轮眼直径,叶尖速度要求也是离心式压缩机的设计者们所必须考虑的。为产生所需的压差,离心叶轮必须达到一定的叶尖速度。叶尖速度是叶轮顶端相对于周围参照物的速率。可想象如果一个观察者站在叶轮上,他将看到他周围的物体将以一定的速度从他身边经过。这个速度便是叶尖速度,通常表示为英尺/秒(或米/秒)。汽车在路上行驶也与此类似,轮胎的顶尖速度就是这部汽车的速度。


    由于已经讨论到的所有制冷剂都要求顶尖速度在670~700英尺/秒(204~213米/秒),我们看到叶轮的角速度在很大程度将受到其直径的影响。前面讲过由于所需制冷剂流量的差异,负压系统的叶轮会比正压系统的尺寸大很多。更大直径的叶轮的转速必须比小直径叶轮的转速低。我们可以再以汽车行驶为例来阐述不同的直径和转速所产生的叶尖速度的差异。假想公路上两辆不同轮胎大小的载重汽车均以55哩/时的速度行驶。 同样是55哩/时的顶尖速度,轻便车小轮胎的转速将比大卡车轮胎的转速高很多。直径和顶尖速度的关系方程式如下:转速(rpm)=[叶尖速度(英尺/秒)×229.2] / 直径(英寸) 或转速(rpm)=[叶尖速度(米/秒)×1910] / 直径(厘米)上式也表明,在给定的速度要求下,直径更小的叶轮工作时转速比大直径叶轮工作时转速要高,并且应力与叶尖速度的平方成正比。
    相同顶尖速度的叶轮其应力也相同。由于叶轮轴大小必须能够支撑叶轮产生的静载及旋转和扭转载荷,随着叶轮的增大,轴尺寸也必须相应地增加。设计和选择轴承时也必须考虑这些因素。轴承设计要考虑的准则有:
1.  轴承单位面积载荷
2.  轴承两表面间的相对速度
3.  轴承面积
4.  润滑油的粘度


注意第2项指的又是叶尖速度。表面速度是内轴承表面顶部速度或者是主轴相对于外轴承的速度,如下所示。一台机器,更低的旋转部件质量将延长其轴承的寿命。在轴开始旋转前,轴是紧密接触在轴承上的。一旦轴开始飞转,轴和轴承之间便会形成油膜并由其支撑着轴。正压机器较低的质量不但使作用在轴承上的负荷更低,并且先进的齿轮驱动式压缩机的低惯性和大的旋转加速度也使得此支撑油膜更快建立起来。这两项特征大大地减少了压缩时的磨擦。停止运转时间越快,则越好。右表列出了离心压缩机现在通常使用的制冷剂的几种对比参数,注意在叶尖速度这一项各自相差均在8%以内。轴承设计,特别是轴承寿命,主要是由以上几项决定的。转速本身作为一个绝对量只是设计步骤方程式的一半。我们也可以看到转速很高体积和重量都很轻的部件实际上也能减少作用在轴承上的载荷和磨擦。
    对轴承的设计和轴承寿命起决定作用的是其表面速度和其所要承受的载荷。还是拿轻便车与载重大卡车相比,人们可以看到虽然轻便车轮子转速比大卡车快得多,但大卡车轮子轴承质量和强度必须更好,原因就在于大卡车的载重大的多的缘故。轴的转速对轴承的磨损影响不大。所有麦克维尔离心式冷水机组使用的制冷剂都是HFC-134a。使用这种制冷剂机组的一些设计特点,如运转部件体积小、质量轻、惯性低、转动加速度大和设计简洁等等,从1962年制造出的第一台此种冷水机组开始,便不断以雄辩事实证明了它的优越性。



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  发表于 2014-8-26 23:41
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论坛元老

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发表于 2017-7-3 15:31:28 | 显示全部楼层
女人啊真是那句话~~~无理占三分~~忘记怎么说了 呵呵 ~~你帮我想想
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论坛元老

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发表于 2018-6-14 10:17:15 | 显示全部楼层
疯了 这年头盗版还真多~~~~~~
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