发布时间 : 星期四 文章水轮机毕业设计 外文翻译 - 图文更新完毕开始阅读bed23d519b6648d7c1c74632
毕业设计（论文）
外 文 翻 译
题 目电站 水轮机结构设计 专 业 热能与动力工程 班 级 学 生 指导教师
第一部分：外文译文
第7章
离心泵，风机和压缩机
介绍
本章涉及基本流量分析和初步设计的径流叶轮机，包括离心泵、风机和压缩机。主要讨论部分是围绕着压缩机进行，因为这些机械的基本操作在很多方面是一样的。
叶轮机采用离心的原理来增加流体压力，这种方法被使用已经有超过一世纪的时间了。最早利用这个原理的机器无疑是液压泵，随后就是通风机和鼓风机。柴郡（1945）记载，离心压缩机是组成惠特尔涡轮喷气发动机的一部分。
根据记录，以涡轮喷气发动机为动力的飞机第一次成功试飞是在1937年8月27日，于德国瓦尔内明德的Marienebe机场（燃气轮机新闻 1989）。有奥斯·冯·奥安设计的发动机，包含了一台轴流式压缩机。装有离心压缩机的惠特尔涡轮喷气发动机，收益用于飞行是在1941年5月15日，于英国克伦威尔（see Hawthorne 1978）。
离心式压缩机的发展一直持续到20世纪50年代中期，但在此之前的很长一段时间，对它的了解已经很全面了。坎贝尔与塔尔伯特在1945年和莫特尔与皮尔逊1951年指出，飞机推进动力所需越来越大的发动机，轴流压缩机是最好的选择。使用轴流压缩机作为引擎，不仅迎风面（阻力）更小，并且在相同的工作条件下，其效率会高3%或4%。然而，在非常低的空气流动速率下，轴流式压缩机的效率急剧下降，叶片小，与离心式压缩机之间难以明确绝对的优势。
在20世纪60年代中期，需要以小型燃气轮机发动机为动力的军用直升飞机，这为采用离心式压缩机的进一步快速发展提供了必要的推动。在离心式压缩机应用这广泛领域的技术进步为设计提供了一种激励，例如应用小型燃气涡轮发动机在越野车和商用直升机以及柴油发动机涡轮增压器，化工厂工艺，工厂车间的空气供应和大型空调厂等。
赫斯（1985）描述了，离心压缩机作为制冷设备是合理的选择和压缩式热泵在区域供热计划中的使用。这些容量范围从低于1兆瓦至近30兆瓦的压缩机是优先选择的，因为他们具有良好的经济性，低维护性和绝对的可靠性。迪安(1973)引述，压力比为4和6之间的单级离心压缩机的总静态效率为80%至84%。在单级压
缩机中，高压力比相对与低压力比会更加优良，但是在降低工作效率和有限气流范围（即波动）的条件下。比如，肖尔等人（1971）在只有10%设计速度的气流范围下，设计和测试了一台压力比为10和72%效率的单级离心压缩机。
卡恩（1978）描述了了一个有着30度后弯叶片，压力比为6.5的离心压缩机的设计和测试过程，其叶轮的等熵总对总效率超过85%。整体总效率为76.8%，喘振裕度为15%，压力比为6.8的离心压缩机被人意识到了。与较早没有后弯叶片的设计，使用后弯叶片设计和避免高叶片负荷都成为了显著提升性能的重要因素。
帕尔默和沃特曼（1995）给出了关于使用在直升机上先进的两级离心压缩机的细节，其压力比为14，质量流动速率为3.3公斤每秒，整体总效率为80%。处于低气动载荷，并使用后弯叶片（约47度）的这两个阶段，是通过采用数量相对较多的叶片（19全叶片和19分流叶片）的方法来实现的。
威金斯（1986）描述，一个有趣并且新颖的压缩机是“axi-fuge”，其采用混流设计，并具有高效率的潜力。在测试中，在等熵效率（未定义）为84%时，它的压力比为6.5。从本质上讲，该机器有典型的短离心压缩机环，但实际上包含着类似于轴流压缩机的六阶段转子和定子。“axi-fuge”被称为，具有轴流压缩机的效率和压力比，但保留了离心压缩机的结构紧凑和简单。
一些定义
在使用径流类型和不同风扇的涡轮机所产生的大多数压力上升，相当于水泵的水从几毫米至几百米所产生的效果。术语中，“泵”指的是增加流动液体的压力的机械。“风机”是增加流动气体较小的压力的机械。通常的压力上升情况，气体可以被认为是不可压缩的。“压缩机”则是大幅度增加流动气体的压力。就风机和压缩机之间的定义界限而言，通常是整个机器的密度比为1.05。有时候，但是很少情况，会使用术语“鼓风机”来替代“风机”。
一台离心压缩机或泵主要组成部分为一个装有扩压器的旋转叶轮。图7.1展示了离心压缩机的各组成部分。流体被吸入并通过壳体的入口进入叶轮入口。叶轮的作用是通过向外旋转增加能量，从而增加流体的角动量。叶轮的静态压力和速度都在增加。扩压器的作用是将离开叶轮的流体的动能转化为压能。这个过程可以通过叶轮周围环形空间的自由扩散完成，或者如图7.1所示，通过一排固定叶片使得扩散变得非常小。排气扩压器是卷涡形或是卷旋形的，
其功能是手机来自扩压器的流体并提供出口。通常情况下，在低转速压缩机和泵的超效率的简单而且低成本的计算中，蜗壳是紧随叶轮之后的。
图7.1离心压缩机叶轮入口和出口的速度图
图7.2 径向泵的流量和速度三角形