如何减少叶轮的轮阻损失？

压缩机叶轮除了在叶轮内对气体做功外，叶轮的轮盖、轴盘的外侧面及轮缘，还与它的周围气体进行摩擦，产生了轮阻损失。这种叶轮轮阻损失P_阻（kW）的大小可表示为

式中 ρ₂——叶轮出口气流密度（kg/m³）；

D₂——叶轮外径（m）；

u₂——叶轮圆周速度（m/s）；

K——计算系数。

轮阻损失的计算系数K与流动判别数Re（雷诺数）有关，Re可表示为Re，其中ν₂为运动黏度（m²/s）；μ₂为叶轮出口气流温度为t₂时的动力黏度（kg·s/m²）。可以从图6-5中查取空气、氧气等动力黏度μ值。

图6-5 气体及水的动力黏度μ值

图6-6 轮阻损失计算系数K与流动判别数Re之间的关系

图6-6所示为由试验所得的计算系数K与流动判别数Re之间的关系。其中实线适用于外表面由车削而成的一般叶轮，虚线适用于外表面进行磨光后的叶轮。对于车削而成的一般压缩机叶轮，当流动判别数Re=5×10⁶～5×10⁸时，计算系数K几乎与Re无关。然而，对于大多数离心压缩机来说，流动判别数Re一般也都在上述范围之内。因此，对于一般外表面由车削而成的叶轮，当流动判别数Re=5×10⁶～5×10⁸时，其计算系数K=0.54，叶轮的轮阻损失P_轮阻（kW）为

叶轮的轮阻损失系数为

或表示为

图6-7所示为叶轮参数与轮阻损失系数β_阻之间的关系。(www.xing528.com)

由式（6-13）及图6-7可以看出，轮阻损失系数β_阻与叶轮结构参数τ₂、及气流参数φ_2u、φ_2r成反比。

对于流动判别数较低的叶轮，当Re=3×10⁵～5×10⁶时，叶轮的轮阻损失P_轮阻（kW）可表示为

叶轮的轮阻损失P_轮阻除了与流动判别数Re有关外，还与图6-8所示的叶轮与固定元件的间隙比有关。间隙比的大小均以=0.01～0.03为宜，间隙过大或过小都会使轮阻损失增大。此外，从图6-6所示的轮阻损失计算系数K与流动判别数Re之间的关系可以看出，当流动判别数Re＞10⁶时，随着Re数的增大，表面磨光轮盘与车削轮盘的计算系数的差异就越来越明显，磨光的轮盘在高的Re时，其计算系数K要比车削轮盘小得多。因此，在轮阻损失系数β_阻和流动判别数Re大的情况下，可以把D=0.7面进行磨光，以减少轮阻损失。

图6-7 叶轮参数与轮阻损失系数β_阻之间的关系

图6-8 叶轮与固定元件的间隙比

[例题6-3] DA200-61型压缩机第一级叶轮的轮阻损失系数β_阻的计算。

已知：流量系数φ_2r==0.249，周速系数φ_2u==0.628，叶片相对宽度=0.073，出口阻塞系数τ₂=0.992。

解 按式（6-13）可计算出轮阻损失系数β_阻为

β_阻也可从图6-7中的曲线查取，其中=10.5，可查得β_阻=0.0164。

按照叶轮外径D₂=0.452m，圆周速度u₂=273m/s，叶轮出口气体密度ρ₂=1.241kg/m³，叶轮出口气体温度t₂=56.6℃；由图6-5可查得气体动力黏度μ₂=2.01×10^-6kg·s/m²；可得Re值为