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离心压缩机设计离心压缩机是一种广泛使用的动力机械，其作用是将气体压缩并通过管道输送。
对于离心压缩机的设计，需要考虑许多因素，例如气体的流量，压缩比，转速和功率等等。
本文将详细探讨离心压缩机的设计。
一、离心压缩机的工作原理离心压缩机的工作原理是将气体吸入轴向进气口，然后通过离心力将气体压缩到高压。
在压缩前，气体会旋转并沿着叶片表面流动。
压缩后，气体会被分离并排放到排气管中。
1.气体流量气体流量是离心压缩机设计中最基本的参数。
它是指通过管道或其他设备的气体的体积或质量流量。
气体流量的大小直接影响着离心压缩机的大小和功率。
2.压缩比压缩比是指进气口和排气口之间的压力比。
压缩比越高，压缩机的压缩能力就越好。
3.转速离心压缩机的转速对其性能和功率有很大影响。
高转速离心压缩机比低转速离心压缩机能够更快地进行气体压缩。
4.功率离心压缩机需要消耗能量才能将气体压缩到高压。
功率是离心压缩机设计中非常重要的参数。
需要确定气体流量和压力，这将直接影响压缩机的大小和功率。
2.选择叶片类型和数量叶片是离心压缩机最重要的部件。
选择叶片类型和数量可以直接影响到压缩机的性能。
3.选择合适的进气口和排气口进气口和排气口的设计对于离心压缩机的性能有很大的影响。
过大的进气口可能会影响气流的流量，而过小的进气口则会增加气体的阻力。
4.确定转子直径和长度转子直径和长度会直接影响到离心压缩机的大小和性能。
根据气体流量和压力确定适当的转子直径和长度。
5.选择适当的驱动方式离心压缩机的驱动方式可以是电机，蒸汽涡轮或燃气涡轮等。
需要根据工作条件和需求选择适当的驱动方式。
6.调整和优化设计设计完成后，需要进行调整和优化，以确保离心压缩机运行平稳，性能达到最优。
离心压缩机广泛应用于空气压缩机，制冷空调，涡轮增压器和火箭发动机等领域。
离心压缩机的优点是机械结构简单，性能稳定，可靠性高，并且能够满足各种气体的压缩需求。
离心压缩机设计涉及到许多参数和步骤。
离心式压缩机基础的计算与设计摘要：结合工程实例，对化工装置中常见的离心式压缩机基础运用振幅法进行计算和设计，并结合资料对相关要点进行阐述。
关键词：离心式压缩机振幅法计算与设计1前言离心式压缩机广泛应用于化工、石化、冶金、纺织等工业部门。
钢筋混凝土构架式基础是离心压缩机基础主要的结构形式。
在计算时可以简化为嵌固于底板上的框架；由顶板（横梁、纵梁）及柱子组成正交结构体系，基础各构件受力简单明确。
这种结构形式可通过改变构件的截面尺寸，主要是调整柱子尺寸得到良好的动力特性。
本文结合工程设计，就离心式压缩机基础的设计作一些论述，以供参考。
2离心式压缩机基础的计算方法离心式压缩机基础的计算包括承载力和动力计算两部分，其中动力计算方法主要有两种，即共振法和振幅法。
振幅法的计算对基础动力特性的描述直观，并可以检验。
3设计资料3.1压缩机供应商提供有关机组资料，包括机组在基础上的布置图，压缩机与驱动器的机器重及转子重，机组的重量分布，机组的转速，附属设备的相关资料等。
3.2工艺管道专业提供压缩厂房设备布置图，包括机组、附属设备及主要管道的配管图等。
3.3地勘单位提供的地勘资料。
4工程实例4.1压缩机技术参数汽轮机工作转速5691r/min，最高转速6013 r/min。
压缩机由汽轮机驱动，转速与汽轮机相同，无变速箱。
表一压缩机资料表设备汽轮机压缩机3MCL707设备总重量（kN）122320转子重量Wg（kN）8.514.5底座总重（kN）126.1表二荷载表静荷载（kN）扰力值（kN）压缩机汽轮机压缩机汽轮机作用点静荷载作用点静荷载方向扰力值方向扰力值P 1104.11A124.4P x12.276P x8.8P 2104.11A224.4P y6.138P y 4.4P 3104.11B136.6P z12.276P z8.8P 4104.11B236.64.2基础形式及截面尺寸。
采用刚架式基础。
基础顶标高9.000m，顶板纵向净跨度7600mm，横向净跨度3400mm。
离心式压缩机原理及基本结构张亮东课时：4小时计划授课时间：5月培训目的和应取得的效果：了解离心式压缩机的主要结构、原理，操作上应注意的事项，能初步分析判断设备故障。
一、离心式压缩机基本结构1、按压力分类：压缩机：＞0.35Mpa 低压：中压：高压：鼓风机：0.015~0.35Mpa通风机：＜0.015 Mpa2、基本结构：2．1转子主要结构：叶轮、主轴、平衡盘、推力盘、联轴器等组成。
氧压机各个另件用热装法与轴联成一体，以保证在高速旋转时不松脱。
叶轮、平衡盘、联轴器等用键联接传递扭矩。
2．1．1叶轮气体在叶轮叶片的作用下跟着叶轮作高速旋转，气体受旋转离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使气体通过叶轮的压力得到了提高。
氧压机；闭式叶轮：由轮盘、轮盖和叶片组成（作图示）。
低压缸；6级，高压缸；4级。
空压机；半开式叶轮：由轮盘、叶片组成，叶轮与轴采用“端面齿”联接，也称为“赫式联接”。
（作图示）2．1．2主轴作用；支持旋转零件及传递扭矩。
空压机是齿轮轴2．1．3平衡盘多级压缩机，气体使转子受到一个指向低压端的合力，平衡盘利用两边气体的压力差来平衡一部份轴向力。
2．1．4推力盘平衡盘只平衡部分轴向力，其余轴向力通过推力盘传给止推轴承，实现力的平衡。
2．1．5联轴器作用：传递扭矩，缓冲氧压机：钢结构弹性联轴器空压机：膜片式联轴器2．2静子2．2．1机壳铸钢浇铸，一般有中分面，便于装配。
2．2．2扩压器把速度能转变为压力能，以提高气体的压力。
2．2．3弯道气体进入下一级2．2．4回流器使气流按所需的方向均匀地进入下一级，由隔板和导流叶片组成。
2．2．5蜗室使气体汇集起来，流通面积渐渐扩大，起到一定的降速扩压作用。
2．2．6密封迷宫式密封；利用气流经过密封时的阻力来减少泄漏量。
分为隔板密封、轮盖密封、轴端密封。
2．2．7轴承经向轴承、止推轴承氧压机：气缸；可倾瓦块轴承（五瓣瓦轴承），增速机；椭圆滑动轴承。
空压机：椭圆滑动轴承。
离心式压缩机基础的设计【摘要】：本文结合平时工作中工程设计经验及相关的资料，简明扼要的总结了离心式压缩机基础设计的步骤及应注意的要点。
【关键词】：离心式压缩机基础1离心式压缩机机组简介离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机(即透平式压缩机)。
在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。
2 离心式压缩机基础设计前准备工作2.1 查阅相关资料熟悉设计规范《离心式压缩机基础设计规定》（HG∕T 20555-2006 )；查阅以往相关设计资料，为设计做理论准备。
2.2 设计离心式压缩机基础时，应取得以下资料2.2.1 压缩机组技术资料(由制造厂提供)（1）压缩机组各机器的名称、型号、容量、功率、外轮廓尺寸、机座形状和尺寸及其固定方式等；（2）压缩机组各机器的工作转速及轴系的第一、第二临界转速；（3）压缩机组各机器自重及其重心位置；（4）附属设备和主要管道(包括保温层)的自重及固定方式；（5）压缩机组各转动部件的自重、重心位置及固定方式（6）压缩机组各转动部件在正常工作状态下产生的扰力数值、方向、作用点以及与之相对应的扰频（7）同步电机的短路力矩及其作用点（8）凝汽器的真空吸力及其作用点（9）压缩机基础模板图;包括各部分几何尺寸:沟槽、孔洞、地脚螺栓和预埋件的尺寸和位置（10）二次灌浆层的厚度、范围及材料等要求。
2.2.2地基的工程地质及水文地质2.2.3基础在厂房内相对位置，必要时应有邻近动力机器基础的位置及其振动情况2.2.4压缩机基础周围的建(构)筑物及其基础的尺寸和埋置深度。
2.2.5压缩机基础附近厂房内各种地沟(如电缆沟和管沟)的布置及尺寸。
2.2.6压缩机基础各种沟槽和孔洞的位置及尺寸。
3 离心式压缩机基础的计算3.1 压缩机基础的结构型式根据工艺需要并结合技术经济效果而定，主要型式有：大块式、墙式、构架式。
3.2 构架式压缩机基础的计算3.2.1压缩机基础计算内容设计压缩机基础时，应综合考虑工程地质条件、机器布置和动力特性，以及生产和工艺对压缩机基础的技术要求，精心设计，保证结构承载力及变形要求，使振动限制在允许范围内，同时应避免产生不允许的沉降和倾斜。
《制冷压缩机》电子教案第六章离心式制冷压缩机第一节离心式压缩机的工作原理与结构离心式制冷压缩机属于速度型压缩机，是一种叶轮旋转式的机械。
它是靠高速旋转的叶轮对气体做功，以提高气体的压力。
气体的流动是连续的，其流量比容积型制冷压缩机要大得多。
一、压缩机的工作原理与主要结构1. 工作原理离心式制冷压缩机有单级、双级和多级等多种结构型式。
单级压缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、蜗壳等组成，如图6-1所示。
对于多级压缩机，还设有弯道和回流器等部件。
多级离心式制冷压缩机的中间级如图6-2所示。
级数较多的离心式制冷压缩机中可分为几段，每段包括一到几级。
1—进口可调导流叶片 2—吸气室 1—叶轮 2—扩压器3—叶轮 4—蜗壳 5—扩压器 6—主轴 3—弯道 4—回流器离心式制冷压缩机的工作原理如下：通过叶轮对气体做功，使其动能和压力能增加，气体的压力和流速得到提高。
然后大部分气体动能转变为压力能，压力进一步提高。
对于多级离心式制冷压缩机，则利用弯道和回流器再将气体引入下一级叶轮进行压缩，如图6-2所示。
离心式制冷压缩机与往复活塞式制冷压缩机相比，具有以下特点：①①在相同制冷量时，其外形尺寸小、重量轻、占地面积小。
②②无往复运动部件，动平衡特性好，振动小，基础要求简单。
③③③磨损部件少，连续运行周期长，维修费用低，使用寿命长。
④④润滑油与制冷剂基本上不接触，从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能。
⑤⑤易于实现多级压缩和节流，达到同一台制冷机多种蒸发温度的操作运行。
⑥⑥能够经济地进行无级调节。
⑦⑦对大型制冷机，若用经济性高的工业汽轮机直接带动，实现变转速调节，节能效果更好。
⑧⑧转速较高，用电动机驱动的一般需要设置增速器。
⑨⑨当冷凝压力较高，或制冷负荷太低时，压缩机组会发生喘振而不能正常工作。
⑩⑩制冷量较小时，效率较低。
目前所使用的离心式制冷机组大致可以分成两大类：冷水机组和离心式制冷机组。
2. 主要零部件的结构与作用（1）吸气室吸气室的作用是将从蒸发器或级间冷却器来的气体，均匀地引导至叶轮的进口。
离心式压缩机课程设计一、 设计任务说明1、 设计参数2/98.0cm kg P in =，℃T in 27=，min /400Q 3m vin =，2/9cm kg P out =，℃T O H 242= 工质：干空气，K kg m kg ⋅⋅=/29.27R ，4.1=k2、 设计方法：效率法。
效率法：是根据已有的压缩机的生产和科学实验，预先给定级的多变效率。
同时，对于级的主要几何参数相对值，主要气动参数和各元件的型式，按已有的经验数据选取，从而设计计算出压缩机流道部分的几何尺寸。
二、 参数整理2/98.0cm kg P in = 2/9cm kg P out =℃T in 27==300K ℃T O H 242==297K min /400Q 3m vin =s m m Q Q vin vin /8667.6min /41240003.11.0333==⨯==计()()511.998.098.0904.198.004.1P in =-+=-+=in in out P P P 计εK kg m kg ⋅⋅=/29.27R ,4.1=kK kg J g R R g ⋅=⨯=⨯=/846.2868.927.29三、 方案计算1、 段的确定（1） 确定段数根据计算压比的数值，按照经验，当ε=5～9时，Z=2～3 这里取Z=2，N=Z+1=3，即采用三段，两次中间冷却。
（2） 确定段压比① 选取段间压力损失比99.0=i λ（i=Ⅰ，Ⅱ） ② 各段进口温度：300K =in ⅠTK T O H Ⅱ30912273T 2in =++= K T T O H in Ⅲ311142732=++=③ 选取各段平均多变效率：79.081.082.0===pol Ⅲpol Ⅱpol Ⅰηηη ④ 计算系数：0427.1T in ==pol Ⅱin Ⅰpol ⅠⅡⅠT Y ηη0760.1pol ==pol Ⅲin ⅠⅠin ⅢⅡT T Y ηη⑤ 各段计算压比：()4394.2Y Y 31k ==-k ⅡⅠⅡⅠⅠλλεε计1073.21==-k k ⅠⅠⅡY εε8591.1Y 1-=k k ⅡⅠⅢεε为了避免后面级升温过高和22D b 过小，对计算压比进行调整如下所示：误差在合理范围内，调整合理。
离心式压缩机课程设计一、 设计任务说明1、 设计参数2/98.0cm kg P in =，℃T in 27=，min /400Q 3m vin =，2/9cm kg P out =，℃T O H 242= 工质：干空气，K kg m kg ⋅⋅=/29.27R ，4.1=k2、 设计方法：效率法。
效率法：是根据已有的压缩机的生产和科学实验，预先给定级的多变效率。
同时，对于级的主要几何参数相对值，主要气动参数和各元件的型式，按已有的经验数据选取，从而设计计算出压缩机流道部分的几何尺寸。
二、 参数整理2/98.0cm kg P in = 2/9cm kg P out =℃T in 27==300K ℃T O H 242==297K min /400Q 3m vin =s m m Q Q vin vin /8667.6min /41240003.11.0333==⨯==计()()511.998.098.0904.198.004.1P in =-+=-+=in in out P P P 计εK kg m kg ⋅⋅=/29.27R ,4.1=kK kg J g R R g ⋅=⨯=⨯=/846.2868.927.29三、 方案计算1、 段的确定（1） 确定段数根据计算压比的数值，按照经验，当ε=5～9时，Z=2～3 这里取Z=2，N=Z+1=3，即采用三段，两次中间冷却。
（2） 确定段压比① 选取段间压力损失比99.0=i λ（i=Ⅰ，Ⅱ） ② 各段进口温度：300K =in ⅠTK T O H Ⅱ30912273T 2in =++= K T T O H in Ⅲ311142732=++=③ 选取各段平均多变效率：79.081.082.0===pol Ⅲpol Ⅱpol Ⅰηηη ④ 计算系数：0427.1T in ==pol Ⅱin Ⅰpol ⅠⅡⅠT Y ηη0760.1pol ==pol Ⅲin ⅠⅠin ⅢⅡT T Y ηη⑤ 各段计算压比：()4394.2Y Y 31k ==-k ⅡⅠⅡⅠⅠλλεε计1073.21==-k k ⅠⅠⅡY εε8591.1Y 1-=k k ⅡⅠⅢεε为了避免后面级升温过高和22D b 过小，对计算压比进行调整如下所示：误差在合理范围内，调整合理。
校核段压比：9.592==ⅢⅡⅡⅠⅠελελεε计（3） 各段进口参数及多变功 ① 各段指数系数：87.282.05.31-pol =⨯==ⅠⅠηκκσ 835.281.05.31=⨯=-=pol ⅡⅡηκκσ 765.279.05.31=⨯=-=pol ⅢⅢηκκσ ② 各段进口压力：Pa P P in in Ⅰ96040==Pa P P ⅠⅠin Ⅰin Ⅱ01.257416==λε Pa P P ⅡⅡⅠⅠin Ⅰin Ⅲ5.531023==λελε③ 各段进口体积流量：s m Q Q vin vin Ⅰ/8667.63==计s m T P T P Q Q in Ⅰin Ⅱin Ⅱin Ⅰvin Ⅰvin Ⅱ/639.23==s m T P T P Q Q in Ⅰin Ⅲin Ⅲin Ⅰvin Ⅰvin Ⅲ/287.13==④ 各段多变压缩功：()kg J R T W ⅠⅠin ⅠⅠpol Ⅰ/24.10369811=-=σεσ ()kg J R T W ⅡⅡin ⅡⅡpol Ⅱ/51.7544311=-=σεσ ()kg J R T W ⅢⅢin ⅢⅢpol Ⅲ/11.5218411=-=σεσ2、 级数的计算（1） 基本参数选取（2） 计算级数（1） 计算缸内第一级： 参考截面：第一级进口 计算截面：第一级叶轮出口 选取22D b =0.0610，2τ=0.9531A r A u z2222cot sin 1βϕβπϕ--==0.8572()2221u W u l df pol pol ϕββη++==52136.60J/kg 8875.21=-=pol ηκκσs m u c r r /28.86222==ϕ︒===--47.20857.030.0tan tan 12212u r ϕϕαs m c c r/71.246sin 222==αK c W R T pol pol g83.322-1122=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆ηκκ 2165.11122=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+=-σin v TT k所以可得转速：min /86179.333222222r Q u D b k n inrv ==ϕτ圆整转速：n=8600r/min 重新核算：0607.09.3323222222=⎪⎭⎫ ⎝⎛=n u k Q D b r v vin ϕτ （2） 计算末段末级参考截面：第三段进口 计算截面：末级叶轮出口 选取9230.02=τ 参考已有数据：r 2ϕ=0.262u =231.56m/spol η=0.79 A 2β=40°Z=20l df ββ+=0.04555892.02=u ϕ(第三段数据，以段进口为参考截面) pol W =52184.11J/kg(第三段数据，以段进口为参考截面)计算：=-=pol ηκκσ12.765s m u c r r /21.60222==ϕ︒===--81.23639.026.0tan tan 12212u r ϕϕα s m c c r /13.14914.22sin 42.58sin 222===αK c W R T polpol g 92.542-1122=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆ηκκ 3131.11122=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+=-σin v TT k0212.09.3323222222=⎪⎭⎫ ⎝⎛=n u k Q D b r v vin ϕτ 末级的22D b 也在0.02～0.065之间，符合要求，可以选取转速n=8600r/min 。
（3） 校核2τ 第一级：取δ=6mm,计δ=4mmnu π2260D ==600mm AZ 222sin D 1βπδτ计-==0.9531末级：取δ=6mm,计δ=4mmnu π2260D ==514mm AZ 222sin D 1βπδτ计-==0.9230校核结果与原取数值相差小，无需返回计算。
最终第一级和末级的结果如下： 第一级：22D b =0.0607，2τ=0.9532末级：22D b =0.0212，2τ=0.9230 转速：n=8600r/min结论：第一级与最末级的22D b 都在0.02～0.065之间，符合要求，因此转速n=8600r/min 是合理的，以下将其他各段各级的相关数据总结成表。
4、 各段各级22D b 的确定参考截面：各段进口，进口截面速度20m/s5、 平均轴径比的核算压缩机转子采用柔轴结构，按照转速避开共振区的要求，取第一阶临界转速：min /19.31857.286007.21r n n k ===取023.0=d km mm D m 5553.03.55565105105565566006002==+++++=6=i转子平均直径：()mn D i k d k md zm 1892.0100019.31855553.03.26023.01000)3.2(12=⨯⨯+⨯=+=则平均轴径比3407.05553.01892.02==m zm D d四、 逐级详细计算选取离心式压缩机第二段进行详细计算。
1、 该段的设计参数 进口温度in T =309K 进口压力in P =257416.01Pa 进口体积流量vin Q =2.639s m /3进口空气密度3/9404.2m kg RT P ininin ==ρ 进口质量流量s kg Q Q in vin in m /6635.7,=⋅=ρ 排出压力Pa P P in Ⅱout 68.41860.5=⋅=ε 转速min /8600r n =3、 第二段进口法兰截面处的气流参数in P =257416.01Pa in T =309K3/9404.2m kg in =ρ选取s m c in /20= vin in in in in Q c D c A =⨯=24π则21395.0m A in =4、选取第二段段进口为参考截面，各截面热力参数计算五、第二段吸气室和蜗壳的设计1、吸气室设计选择双支撑轴承所采用的径向吸气室，如图：第二段进口参数：K T in 309=，835.2=σ，s m Q vin /639.23=，s m c in /20=，mm D 2880=，mm d 168=，s m c /32.620=，2004280.0m A =选取s m c k /25=C R c c t gkin k ︒-=--=∆244.0122κκ9987.011=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+=-σin k vkT t k21057.0259987.0639.2m c k Q F k vk vin k =⨯==取m D k 36.0=，m D F b kkk 094.0==π 螺旋通道即由︒180F 截面到k F 截面一段，截面形状呈梯形。
各截面m b N N k 094.021==，取m M M 16.021= 一般认为螺旋通道中气体比重及速度均不变，即s m c c c k /25180==⋅⋅⋅==︒螺旋室任意θ角截面上流量︒⋅=1802θθvk vin k Q Q ， 面积为kc Q F θθ=，又()11212121N M N N M M F ⋅+=θ因此()212111180N N M M c k Q N M k vk vin +︒=θ由此得各截面11N M 确定螺旋室型线，下面列表计算：in F 截面→︒180F 截面2066.0221m c Q F in vin in == 21800266.021m F =︒ 取m am b 264.02,25.0==环形收敛通道 k F 截面→0F 截面（吸气室出口截面） 已选取：m D k 36.0=，m b k 094.0= 转弯半径：m D D r k 066.02=-= 校核计算：进气通道的收敛度：48..2180==︒F F K inh 22200043.04m d D F =-=π收敛通道的收敛度：45..20==F F K kk 相对转弯半径：()38.0702.0≥==kb rr 相对转弯半径大于0.38，符合要求。
2、 蜗壳设计（采用圆形对称蜗壳） 采用蜗壳型线按气体自由流动的轨迹来设计，这样蜗壳外壁与气流之间没有相互作用。
气体在蜗壳中的流动规律便为动量矩不变规律——由此可得到不同ϕ角位置截面尺寸作出蜗壳型线。
KK D K K r ϕϕϕϕρ+=+=442 ρ+=4r R c 其中ρ：园截面半径c R ：圆截面中心离轴心距离ϕ：位置角其中系数：601782720444==vinv u Q k D c K π列表计算不同ϕ角位置的蜗壳尺寸（见下页）六、参考资料《离心式压缩机原理》徐忠主编七、课程设计总结经过离心式压缩机原理这门课程的学习，我对于离心式压缩机的主要组成及几个部分的工作原理有了比较深入的认识与理解，本次课程设计应用所学理论知识，根据老师所给出的参数设计一台实际工作的离心式压缩机，在老师的指导下，我重新温习了离心式压缩机这门课程，收获颇多，通过完成本次课程设计，我对于工程上的设计，包括设计方法的选定、数值的选取，工作过程的计算等有了深刻的认识，熟练的掌握了效率法这种设计方法。
