Basics of Air Pressure: Displacement Compression and Dynamic Compression
16 March, 2023
There are two generic principles for the compression of air (or gas): Positive displacement compression and dynamic compression. This guide covers both.
Guide til dynamiske kompressortyper: Centrifugalkompressorer og aksial
Når du har brug for mange hestekræfter , er en dynamisk kompressor det ideelle valg. De fås i både aksial og radial konstruktion og ofte kaldet turbokompressorer. Dem med radialt design kaldes centrifugalkompressorer.
En dynamisk kompressor arbejder ved et konstant tryk, i modsætning til f.eks. en fortrængningskompressor, som arbejder med et konstant flow. Ydelsen for en dynamisk kompressor påvirkes af eksterne forhold. En ændring i indsugningstemperaturen medfører f.eks. en ændring i kapaciteten.
Hvad er centrifugalkompressorer?
En centrifugalkompressor er kendetegnet ved sit radiale udledningsflow. Der suges luft ind i midten af et roterende skovlhjul med radiale knive. Den skubbes ud mod skovlhjulets omkreds vha. centrifugalkraft. Den radiale bevægelse af luften resulterer samtidig i en trykstigning og en generering af kinetisk energi. Før luften ledes til midten af skovlhjulet på det næste kompressortrin, passerer den gennem en diffuser og en volut. Det er her, kinetisk energi omdannes til tryk.
Hvert trin udgør en del af den samlede trykstigning i kompressorenheden. I industrimaskiner er det maksimale trykforhold for en centrifugalkompressorfase ofte ikke over 3. Højere trykforhold reducerer trineffektiviteten. Flertrins-applikationer giver mulighed for mellemkøling for at reducere strømbehovet. Flere trin kan arrangeres i serie på en enkelt aksel med lav hastighed. Dette koncept bruges ofte i olie- og gasindustrien eller i procesindustrien.
Da trykforholdet pr. trin er lavt, anvendes et stort antal trin og/eller flere kompressorsæt til at opnå det ønskede tryk. Til trykluftanvendelser er der integreret en højhastighedsgearkasse med kompressortrin til at dreje skovlhjulene på højhastighedsspidshjul. Skovlhjulet kan have enten et åbent eller lukket design.
Åbent design
De mest almindeligt anvendte til højhastighedsluft er blæsehjul i åbent design. Med dette er vingehjulet normalt fremstillet af en speciel rustfri stållegering eller aluminium. Pumpehjulets akselhastighed er meget høj sammenlignet med andre kompressortyper. Hastigheder på 15.000 - 100.000 o/min. er almindelige. Det betyder, at journalisering af højhastigheds kompressorakslen eller spidshjulet sker ved brug af almindelige oliefilmlejer i stedet for rullelejer.
Oliefrit
Alternativt kan luftfilmelejer eller aktive magnetiske lejer anvendes til en fuldstændig oliefri maskine. Der er monteret to skovlhjul på hver ende af samme aksel for at modvirke de aksiale belastninger, der skyldes trykforskellene. Typisk anvendes 2 eller 3 trin med mellemkølere til standard trykluftanvendelser.
I en moderne konfiguration af centrifugalluftkompressoren bruges elektriske motorer med ultrahøj hastighed til at drive skovlhjulene direkte. Denne teknologi skaber en kompakt kompressor uden gearkasse og tilhørende oliesmøresystem, hvilket gør den til et fuldstændig oliefri kompressordesign .
Pakninger
Hver centrifugalkompressor skal forsegles på en passende måde for at reducere lækagen langs akslen, hvor den passerer gennem kompressorhuset. Der anvendes mange typer pakninger, og de mest avancerede kan findes på højhastighedskompressorer, der er beregnet til højtryk. De mest almindelige typer er labyrintpakninger, ringpakninger eller kontrollerede pakninger (normalt grafitpakninger) og mekaniske tætninger.
En aksial kompressor har et aksialt flow, hvor luft eller gas passerer langs kompressorakslen gennem rækker af roterende og stationære blade. På denne måde øges lufthastigheden gradvist, samtidig med at stationære blade omdanner den kinetiske energi til tryk. Der er normalt indbygget en afbalanceringstromle i kompressoren for at udligne aksialtrykket.
Aksiale kompressorer er generelt mindre og lettere end deres tilsvarende centrifugalkompressorer og fungerer normalt ved højere hastigheder. De anvendes til konstante og høje volumenflowhastigheder ved et relativt moderat tryk, f.eks. i ventilationssystemer. På grund af deres høje rotationshastighed er de ideelt koblet til gasturbiner til elproduktion og flyfremdrift.
Relaterede artikler
Sådan vælges den perfekte industrielle luftkompressor
30 June, 2022
Der er mange ting, du skal overveje, når du vælger en luftkompressor til din virksomhed. I denne artikel vil vi forklare, hvilken kompressor der passer bedst til dig, baseret på din anvendelse og dine behov.
Vacuum Pumps, Booster Compressors and Pressure Intensifiers
22 April, 2022
Learn more about some other kinds of compressors: the vacuum pump, booster compressor and pressure intensifier.