Τύποι αεροσυμπιεστών Αεροσυμπιεστές Βασική θεωρία Wiki για τον πεπιεσμένο αέρα Κυβισμός Πεπιεσμένος αέρας
Προτού μάθετε περισσότερα για τους διάφορους αεροσυμπιεστές και τις μεθόδους συμπίεσης, πρέπει πρώτα να σας παρουσιάσουμε τις δύο βασικές αρχές της συμπίεσης αερίου. Στη συνέχεια, θα συγκρίνουμε τις δύο αρχές και θα εξετάσουμε τους διάφορους αεροσυμπιεστές σε αυτές τις κατηγορίες.
Υπάρχουν δύο γενικές αρχές για τη συμπίεση του αέρα (ή του αερίου): συμπίεση θετικού εκτοπίσματος και δυναμική συμπίεση. Αυτές οι αρχές βασίζονται στη θεωρία του τρόπου συμπίεσης και εκκένωσης του αέρα.
Στη συμπίεση θετικού εκτοπίσματος, ο αέρας αναρροφάται σε έναν ή περισσότερους θαλάμους συμπίεσης, οι οποίοι, στη συνέχεια, κλείνουν από την είσοδο. Σταδιακά, ο όγκος κάθε θαλάμου μειώνεται και ο αέρας συμπιέζεται εσωτερικά. Όταν η πίεση φτάσει στον σχεδιασμένο ενσωματωμένο λόγο πίεσης, ανοίγει μια θύρα ή μια βαλβίδα. Στη συνέχεια, ο αέρας αποβάλλεται στο σύστημα εξόδου λόγω της συνεχούς μείωσης του όγκου του θαλάμου συμπίεσης.
Στη δυναμική συμπίεση, ο αέρας αναρροφάται μεταξύ των πτερυγίων μιας πτερωτής συμπίεσης ταχείας περιστροφής και επιταχύνεται σε υψηλή ταχύτητα. Στη συνέχεια, το αέριο αποβάλλεται μέσω ενός διαχυτήρα, όπου η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε στατική πίεση.
Οι αεροσυμπιεστές θετικού εκτοπίσματος παρέχουν σταθερή ροή αέρα, ανεξάρτητα από την πίεση του συστήματος. Συμπιέζουν τον αέρα παγιδεύοντας έναν σταθερό όγκο και συμπιέζοντάς τον μηχανικά, όπως με έμβολα ή περιστρεφόμενους κοχλίες.
Αυτοί οι αεροσυμπιεστές παρέχουν υψηλότερους λόγους πίεσης ακόμα και σε χαμηλότερες ταχύτητες και είναι ιδανικοί για μικρότερες, σταθερές εφαρμογές, όπως οι κατασκευές και η αυτοκινητοβιομηχανία. Η απλή σχεδίασή τους εξασφαλίζει αξιοπιστία και εύκολη συντήρηση.
Οι αεροσυμπιεστές δυναμικής συμπίεσης χρησιμοποιούν περιστρεφόμενα πτερύγια υψηλής ταχύτητας για τη συμπίεση μεγάλων όγκων αέρα.
Ο ρυθμός ροής και η πίεση ποικίλλουν ανάλογα με την ταχύτητα λειτουργίας, γεγονός που τους καθιστά κατάλληλους για εφαρμογές μεγάλου όγκου, όπως παραγωγή ενέργειας και HVAC. Η σύνθετη σχεδίασή τους έχει βελτιστοποιηθεί για μεταβλητούς ρυθμούς παροχής και αποτελεσματικές λειτουργίες υψηλής ταχύτητας.
Μια αντλία ποδηλάτου είναι το πιο απλό παράδειγμα συμπίεσης θετικού εκτοπίσματος. Ο αέρας αναρροφάται σε έναν κύλινδρο και συμπιέζεται από ένα κινούμενο έμβολο. Οι εμβολοφόροι αεροσυμπιεστές έχουν την ίδια αρχή λειτουργίας. Χρησιμοποιούν ένα έμβολο του οποίου η κίνηση προς τα εμπρός και προς τα πίσω επιτυγχάνεται με έναν διωστήρα και έναν περιστρεφόμενο στροφαλοφόρο άξονα.
Εάν χρησιμοποιείται μόνο η μία πλευρά του εμβόλου για συμπίεση, έχουμε αεροσυμπιεστή ενός σταδίου. Εάν χρησιμοποιείται το επάνω και το κάτω μέρος του εμβόλου, ο αεροσυμπιεστής είναι διπλού σταδίου. Ο λόγος πίεσης είναι η σχέση μεταξύ της απόλυτης πίεσης στις πλευρές εισόδου και εξόδου.
Παρομοίως, ένα μηχάνημα που αναρροφά αέρα υπό ατμοσφαιρική πίεση (1 bar(a)) και το συμπιέζει σε υπερπίεση 7 bar, λειτουργεί με λόγο πίεσης (7 + 1)/1 = 8.
Στα δύο παρακάτω γραφήματα, θα βρείτε ένα θεωρητικό και ένα ρεαλιστικό διάγραμμα (αντίστοιχα) για τη σχέση πίεσης-όγκου ενός εμβολοφόρου αεροσυμπιεστή.
Ο όγκος διαδρομής είναι ο όγκος του κυλίνδρου που διανύει το έμβολο στο στάδιο αναρρόφησης. Ο όγκος διάκενου είναι ο όγκος κάτω από τις βαλβίδες εισόδου και εξόδου και πάνω από το έμβολο. Πρέπει να παραμένει στο άνω σημείο καμπής του εμβόλου για μηχανικούς λόγους.
Οι διαφορές μεταξύ του όγκου διαδρομής και του όγκου αναρρόφησης οφείλονται στη διαστολή του αέρα που έχει απομείνει στον όγκο διάκενου πριν να ξεκινήσει η αναρρόφηση. Η πρακτική σχεδίαση ενός αεροσυμπιεστή, π.χ. ενός εμβολοφόρου αεροσυμπιεστή, έχει ως αποτέλεσμα τη διαφορά μεταξύ του θεωρητικού διαγράμματος τιμών p/V και του πραγματικού διαγράμματος.
Οι βαλβίδες δεν είναι ποτέ πλήρως στεγανές και υπάρχει πάντα κάποιος βαθμός διαρροής μεταξύ του κάτω μέρους του εμβόλου και του τοιχώματος του κυλίνδρου. Επιπλέον, οι βαλβίδες δεν μπορούν να ανοίξουν και να κλείσουν πλήρως χωρίς μια ελάχιστη καθυστέρηση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την πτώση της πίεσης, όταν το αέριο ρέει μέσω των καναλιών. Επίσης, το αέριο θερμαίνεται όταν εισρέει στον κύλινδρο ως αποτέλεσμα αυτής της σχεδίασης.
Σε έναν αεροσυμπιεστή δυναμικής συμπίεσης, η αύξηση της πίεσης λαμβάνει χώρα κατά τη ροή του αερίου. Τα περιστρεφόμενα πτερύγια μιας πτερωτής επιταχύνουν τη ροή του αερίου σε υψηλή ταχύτητα. Η ταχύτητα του αερίου μετατρέπεται στη συνέχεια σε στατική πίεση, όταν αναγκάζεται να επιβραδυνθεί μέσω διόγκωσης σε διαχυτήρα.
Ανάλογα με την κύρια κατεύθυνση ροής του αερίου που χρησιμοποιείται, αυτοί οι αεροσυμπιεστές ονομάζονται ακτινικοί ή αξονικοί αεροσυμπιεστές. Σε σύγκριση με τους αεροσυμπιεστές εκτοπίσματος, μια μικρή αλλαγή στην πίεση λειτουργίας των αεροσυμπιεστών δυναμικής συμπίεσης έχει ως αποτέλεσμα μεγάλη αλλαγή στην παροχή.
Κάθε ταχύτητα πτερωτής έχει ένα ανώτατο και ένα κατώτατο όριο ρυθμού παροχής. Το ανώτερο όριο σημαίνει ότι η ταχύτητα παροχής αερίου φτάνει σε ταχύτητα ήχου. Το κατώτερο όριο σημαίνει ότι η πίεση αντίθλιψης γίνεται μεγαλύτερη από την αύξηση της πίεσης του αεροσυμπιεστή, που σημαίνει ροή επιστροφής στο εσωτερικό του αεροσυμπιεστή. Αυτό, με τη σειρά του, προκαλεί παλμούς, θόρυβο και κίνδυνο μηχανικής βλάβης.
Για να κατανοήσετε καλύτερα τον τρόπο ρύθμισης των αεροσυμπιεστών δυναμικής συμπίεσης και τον τρόπο βελτιστοποίησης της απόδοσης, διαβάστε αυτόν τον οδηγό σχετικά με τη ρύθμιση των αεροσυμπιεστών δυναμικής συμπίεσης.
30 Ιουνίου, 2022
There are a lot of things you have to consider when choosing an air compressor for your business. In this article we will explain what compressor is best suited for you, based on your application and needs.
16 Μαρτίου, 2023
When you need a lot of horsepower, a dynamic compressor is the ideal choice. They are available in both axial and radial designs.
4 Αυγούστου, 2022
Compressed air is all around us, but what is it exactly? Let us introduce you to the world of compressed air and the basic workings of a compressor.