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离心式制冷压缩机的构造和工作原理

离心式制冷压缩机的发展历史约有60年。20世纪30年代氟利昂制冷剂的出现以及随后冶金工业和其他科学技术的发展,为离心式制冷压缩机的制造和广泛应用奠定了良好的基础。目前,几乎所有单机容量超过1200千瓦的制冷压缩机都采用离心式。

一、离心式制冷压缩机的结构和工作原理

上图为离心式制冷压缩机的结构示意图。压缩机本体包括吸入室、叶轮、扩压器、蜗壳、传动轴、轴封装置(无轴封装置的半封闭结构)等部件。离心式制冷压缩机是一种高速压缩机,它利用叶轮高速旋转时产生的离心力来压缩和输送气体。其工作原理与离心泵或风扇基本相同,只是离心式制冷压缩机输送可压缩流体,而泵和风扇输送不可压缩流体。因此,在考虑离心式制冷压缩机的工作过程时,必须考虑气体的热力学过程和状态参数的变化。

当电机通过增速齿轮带动叶轮高速旋转时,叶轮内的气体在叶片的作用下与叶轮一起旋转。在旋转离心力的作用下,气体沿着叶片之间的流道高速离开叶轮,进入扩散器和蜗壳,将气体的大部分动能转化为压力能,然后进入冷凝器,在冷凝压力下冷凝。当叶轮中的气体通过叶片通道流出叶轮时,吸入室中的气体通过叶轮的入口连续补充,形成离心式压缩机的连续气体输送过程。显然,从叶轮获得的能量是由电机通过传动齿轮输入的。

根据离心式制冷压缩机的工作原理,可以知道,为了使流出压缩机的制冷剂蒸汽具有一定的压力,其叶轮必须具有较高的转速。目前,单级离心制冷压缩机的转速通常在10R/min左右。同时,叶轮的设计和加工质量对离心式制冷压缩机的性能有着非常重要的影响。

对于多级离心式制冷压缩机,除了上述吸入室、扩散器和蜗壳外,每级之间还安装有弯管和回流装置。其功能是将制冷剂蒸汽从前一级的扩散器引导到下一级进行进一步压缩(见图1-29)。

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