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为什么透平膨胀机叶轮有很高的转速,并且气量越小转速越高?
    答,透平膨胀机在导流器中将一部分压力能转换成动能,导流器出口的气流速度通常在200m/s左右。导流器喷嘴叶片的安装角α1一般为16°,而叶轮的叶片是径向的。要保证气流相对于旋转叶轮的速度W1是径向的,则对叶轮旋转的圆周速度u1的大小有一定的要求。否则,如果圆周速度过低,则气流相对于叶轮的速度不能顺着叶片的方向,如图68中的W1所示。
    透平膨胀机的容量虽有不同,但对全低压空分设备来说,在膨胀机内的压力降相差并不大,气体出导流器的速度大小也差不多。为保证无冲击进气,就要求工作轮的圆周速度也相差不多。而叶轮轮缘的圆周速度与转速成正比,与叶轮的直径成正比。如果要求的圆周速度u1=190m/s,叶轮直径D=200mm,则转速必须达到19000r/min才能满足要求。因此,透平膨胀机的转速一般均要达到每分钟几万转。
    膨胀机的气量越小,导流器的流道尺寸也越小,相应的叶轮直径也越小。要使膨胀机有较高的效率,就要求保持一定的圆周速度,也即要求工作轮有更高的转速。因此,膨胀机的容量越小时,设计的转速也越高。国产的空分设备所配置的透平膨胀机的叶轮直径和转速如表29所示。
 
29部分国产透平膨胀机的主要技术参数

装置容量/m3·h-1

300

1000

1500

3200

6000

流量/m3˙h-1
1560
 
1800
2200
 
2600
2500
 
3000
4000
4500
5000
7000
8000
9000

叶轮直径/mm

70

100

120

160

190

转速/r·min-1

41700

35000

30500

23190

19000

 
    对于容量更小的透平膨胀机,转速将高达每分钟十几万转甚至几十万转。目前世界上转速最高的透平膨胀机的转速已达每分钟一百多万转,采用一般的油膜轴承已无法满足要求,必须采用更精密的空气轴承。 
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