压气机湿压缩研究的发展悬辊磨粉机

压气机湿压缩研究的发展

压气机湿压缩研究的发展 2011年12月09日 来源： 分类号：TK473.8　文献标识码：A文章编号：1001－2060（2000）02－0087-04New Developments Concerning the Study of Compressor Wei CompressionLiu Jiancheng, Wen Xueyou(Harbin No.703 Research Institute)Abstract：Wet compression as an approach for enhancing turbine compressor efficiency has been receiving increasing attention nowadays. This paper focuses on recent developments concerning the wet compression theory both at home and abroad. Key words：compressor, wet compression, water spray▲1 前言　　向压气机内喷入雾化水，利用水较大的气化潜热（其气化潜热高出空气定压比热2000倍以上），降低压缩过程温升，使其更接近于等温压缩而减少耗功。但因压缩工质中存在雾化水而变为两相介质，其液相被压缩所耗的功，它对原工质流场的影响以及由此造成的损失增加，都使湿压缩趋于不利。自本世纪40年代以来，国内外有关学者都在研究。特别是近一二十年，此项研究得到了较快发展。2 湿压缩的研究　　湿压缩研究涉及领域比较广泛，大体上可从四方面分析：　　a）液体的喷射，包括喷嘴的位置、尺寸、喷射比、雾化度等。　　b）液体粒子动力学研究，包括液体粒子在旋转流场中的相对速度和运动轨迹。　　c）液滴蒸发率，蒸发导致液滴尺寸的改变将影响液滴动力特性。　　d）两相流分析，讨论液滴对原流场的影响。　　Pinkuso在圆柱坐标系下推导了液滴在旋转流场中的动力学方程组［1］。解此方程组得到液滴的运动轨迹。通过分析：液滴直径小于10μm，以较低速度和尽可能高的温度喷入、若对于离心机，喷嘴设在叶片吸力面、相对半径0（喷嘴处半径与叶轮外径之比）大于0.5处可获得比较满意的效果。　　БЕРМАНЯА为分析在离心机内蒸发冷却的热力极限可能提出一种计算模型［2］：它由热平衡方程、状态方程和气体饱和条件组成方程组：dH－Vdp－dQT＝0　　（1）PV＝T（Rgmg＋Rsms）　　（2）φ＝1　　（3）　　式中H、V、P、T分别为混合物的焓、体积、压力和温度，R为气体常数，φ为气体的相对湿度，QT为摩擦的热量，m为混合物组分的质量。下标g，s，w分别指气体、蒸汽和液体的参数。　　经推导，把方程组转换成常微分方程组：式中：bm＝Rs（P－Ps）；bT＝（Rgmg＋Rsms）Ps；bp＝Rsms；aT＝mgCpg＋mwCpw＋msCps－msr2am＝r；ap＝V；ηs—过程的多变效率；r—蒸汽比热；Cp—定压比热；C1、C2、r1、r2—常系数　　解式（4）、（5）得出图1的计算结果（计算中所用温度T＝293K，压力P＝0．1MPa）图1 蒸发冷却对压缩功的影响（横坐标π为压比，纵坐标r为能量节省与耗功的比）　　结果表明：对压比为2的压气机，在多变效率等于1时能量节省是5％耗功。一般离心机的多变效率为70％～80％，此时能量节省增加到6％～7％。　　图2示出在TB—80—1.6型多级压气机上的试验结果（图中π为压比，ηt为等温效率，Q为容积流量，水为相对喷水质量）。图2 蒸发冷却对压气机特性的影响（饱和温度T＝283K）　　由图中看到，在流量一定时，喷水使压气机压比及等温效率增加，在压比一定时，喷水使压气机流量增加。实验得到的等温效率曲线与计算的等温效率曲线在小喷水量时比较吻合。这

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