輪阻損失

離心壓縮機葉輪旋轉時，輪盤和輪蓋的外側面與周圍間隙內的氣體摩擦，消耗機械功，一般稱為輪阻損失。

基本介紹

• 中文名：輪阻損失
• 外文名：leakage loss
• 領域：壓縮機工程

簡介

漏氣和輪阻損失一般被稱之為壓縮機的外部損失。葉輪的周圍充滿著氣體，當葉輪旋轉時需克服葉輪兩側表面及葉輪外緣與氣體之間的摩擦損失，這就是輪阻損失。如圖1所示是葉輪輪阻損失的模型試驗示意圖。靠近輪盤的流體由於粘滯力的作用被輪盤帶動旋轉，並被拋向外緣，然後又回到軸中心，以致在間隙中形成如圖1所示的渦流。工程設計中，輪阻損失的計算是套用封閉在柱形腔體內旋轉圓盤實驗所獲得的經驗公式進行。

圖1

相關研究

離心壓縮機輪阻損失計算

目前工程設計中，輪阻損失的計算是套用封閉在柱形腔體內旋轉圓盤實驗所獲得的經驗公式進行，存在一些不足。通過對實驗結果的分析，近來有學者提出了離心葉輪外側間隙內泄漏氣體在紊流條件下的速度分布表達式，套用Goldstein的對數壁面率處理摩擦應力分布，通過求解邊界層動量積分方程獲得輪阻損失。

理論分析

當離心壓縮機轉子轉動時，在壓差的作用下，離心葉輪外側間隙記憶體在泄漏氣體流動。從泄漏方向來看：輪蓋側間隙內的泄漏氣體是由輪緣向中心方向流動，經輪蓋密封漏人葉輪進口。對輪盤側有兩種情況：（1）對中間級，氣體由下一級葉輪進口經隔板密封漏人間隙，泄漏氣體由中心向輪緣方向流動。（2）對末級，泄漏氣體也是由輪緣向中心流動，經平衡盤密封漏出。

基於對離心葉輪外側間隙內泄漏氣體流動特點的分析，將間隙內泄漏氣體的流動抽象成圖1所示的流動模型，以便於量化分析。一般情況下，間隙內泄漏氣體流動時，將在隔板表面和葉輪外側面分別形成邊界層，邊界層之間為核心區。核心區流體在葉輪的驅動下，像剛體一樣轉動。

圖1

結論

（1）離心壓縮機漏氣損失計算，必需考慮離心葉輪外側間隙內泄漏氣體的流動情況。泄漏氣體在間隙內的流動方向、流量係數Cq、旋轉雷諾數Re、間隙比G等因素對漏氣損失均有較大影響。計算結果表明輪蓋側間隙內的泄漏氣體，在葉輪的驅動下，約以葉輪旋轉角速度的一半隨葉輪旋轉，輪盤側間隙內的泄漏氣體則以小於葉輪旋轉角速度的一半隨葉輪旋轉。

（2）離心壓縮機輪阻損失的計算，也必需考慮離心葉輪外側間隙內泄漏氣體的流動情況。流量係數Cq、旋轉雷諾數Re、間隙比G等因素對漏氣和輪阻損失均有較大影響。