径向式透平膨胀机的冷量损失及其原因

在膨胀机内，机器产冷量的各种损失叫做膨胀机的冷量损失。冷量损失直接影响膨胀机的效率。径向式透平膨胀机的冷量损失和其他膨胀机一样，分为内部损失与外部损失。气体在膨胀机内的流动过程中，使其效率降低的各种损失属于内部损失；不影响膨胀气体在机器出口状态的损失称为外部损失。下面只讨论内部损失。

透平膨胀机主要存在下列几种内部损失：气体流经导流器引起的导流器流动损失（或叫喷嘴损失）；工作轮流动损失；余速损失；轮盘鼓风损失；泄漏损失。

1.导流器流动损失（喷嘴损失）

气体流经导流器时，由于喷嘴叶片壁面、导流器底盘与盖板三个端面的摩擦阻力，而产生流动损失；由于叶片出口边厚度的影响，气体流出导流器后产生所谓尾迹损失。这些都属于导流器流动损失。流动损失使气体的焓直升高，从而降低了透平膨胀机的效率。导流器流动损失与气体流动速度有关，也与叶片表面粗糙度、叶片出口边厚度以及喷嘴型线等因素有关。

2.工作轮流动损失

它和导流器损失产生的原因类似。气体在工作轮内进行能量转换时，也要引起工作轮内的流动损失。工作轮损失取决于叶片型线、流道表面粗糙度、工作轮叶片进出口边缘厚度、叶片进出口的弯曲角等因素。

3.余速损失

气体在透平膨胀机内进行了能量转换，对外输出了功，从工作轮出口排出。这样，气体排出时所具有的动能就不可能对外做功为机器所利用，而在排气管路中转变为热量，致使气体的焓值升高，这一损失称为余速损失。(www.xing528.com)

4.轮盘鼓风损失

高速旋转的工作轮外表面和固定静止的机壳壁面之间的空间内的气体与轮盘外表面存在黏性摩擦，使其产生的摩擦热传给了气体，产生轮盘摩擦鼓风损失。这种损失主要取决于工作轮直径、转速以及工作轮进口处的气体密度与黏性。

5.泄漏损失

泄漏损失分为内泄漏损失和外泄漏损失两部分。

（1）内泄漏损失 从喷嘴出来的气流压力高于膨胀机的背压，因此有一小股气流不经工作轮的叶道进行膨胀，而沿轮盖与气缸壁之间的缝隙漏出，之后又和工作轮出口的膨胀气体汇合。这一小股泄漏气体，称为内泄漏。内泄漏气体的温度比膨胀气体的温度要高。当它与膨胀气体汇合时，升高了工作轮出口气体的温度，致使透平膨胀机的效率下降。这种损失称为内泄漏损失。

（2）外泄漏损失 从喷嘴流出的气体，经轮盘间隙从后端沿轴漏出装置以外的小股气流称为外泄漏。它不与膨胀气体汇合，故不会影响膨胀气体的温度。但外泄漏使整个装置的产冷量下降，因此，必须备有密封装置。外泄漏比相同数量的内泄漏对整个装置产冷量的影响要严重得多，特别是在高、中压透平膨胀机中，因此密封的完善度具有关键性的作用。