Osnovno o pritisku vazduha: zapreminska (deplasmanska) i dinamička (strujna) kompresija
16 март, 2023
Postoje dva generička principa za kompresiju vazduha (ili gasa): deplasmanska i dinamička kompresija. Ovaj vodič pokriva oba.
Vodič za tipove dinamičkih kompresora: centrifugalni i aksijalni
Kada vam je potrebno mnogo konjskih snaga, dinamički kompresor je idealan izbor. Dostupni su u aksijalnom i radijalnom dizajnu i često se nazivaju turbokompresori. Oni sa radijalnim dizajnom nazivaju se centrifugalni kompresori.
Dinamički kompresor radi sa konstantnim pritiskom, za razliku od, na primer, zapreminskih kompresora, koji rade sa konstantnim protokom. Na performanse dinamičkog kompresora utiču spoljašnji uslovi, kao što, na primer, promena temperature na ulazu dovodi do promene kapaciteta.
Šta su centrifugalni kompresori?
Centrifugalni kompresor karakteriše radijalni izlazni protok. Vazduh se uvlači u centar rotirajućeg radnog kola sa radijalnim lopaticama. Centrifugalne sile istiskuju ga prema obodu radnog kola. Radijalno kretanje vazduha istovremeno dovodi do porasta pritiska i stvaranja kinetičke energije. Pre nego što se vazduh dovede do centra radnog kola sledećeg stepena kompresora, on prolazi kroz difuzor i spiralu. Ovde se kinetička energija pretvara u pritisak.
Svaka faza ima svoj udeo u ukupnom porastu pritiska kompresorske jedinice. U industrijskim mašinama, maksimalni odnos pritiskaa stepena centrifugalnog kompresora često nije veći od 3. Veći odnosi pritisaka smanjuju efikasnost stepena. Višestepene primene omogućavaju mogućnost međusobnog hlađenja kako bi se smanjila potreba za energijom. Višestruki stepeni se mogu rasporediti u seriju na jednoj osovini male brzine. Ovaj koncept se često koristi u naftnoj i gasnoj ili procesnoj industriji.
Pošto je odnos pritisaka po stepenu nizak, koristi se veliki broj stepena i/ili više kompresora da bi se postigao željeni pritisak. Za primene sa kompresijom vazduha, sa stepenima kompresora se integriše višebrzinski menjač da bi se postigla rotacija radnih kola na zupčanicima velike brzine. Radno kolo može imati otvoren ili zatvoren dizajn.
Otvoren dizajn
Najčešće korišćeni za primene velike brzine vazduha su impeleri otvorenog dizajna. Uz to, radno kolo je obično napravljeno od posebne legure nerđajućeg čelika ili aluminijuma. Brzina osovine impelera je veoma visoka u poređenju sa drugim tipovima kompresora. Uobičajene su brzine od 15.000-100.000 obrtaja/minuti. To znači da se učvršćivanje na vratilu ili zupčaniku kompresora velike brzine odvija korišćenjem običnih ležajeva uljanog filma umesto kotrljajnih ležajeva.
Bezuljni
Alternativno, mogu se koristiti ležajevi vazdušnog sloja ili aktivni magnetni ležajevi za mašinu koja je potpuno bez ulja. Dva impelera su montirana na svakom kraju iste osovine da bi se suprotstavili aksijalnim opterećenjima izazvanim razlikama u pritisku. Obično se koriste 2 ili 3 stepena sa interkulerima za standardne primene komprimovanog vazduha.
U modernoj konfiguraciji centrifugalnog vazdušnog kompresora, elektromotori ultra velike brzine se koriste za direktno pokretanje radnih kola. Ovom tehnologijom se stvara kompaktni kompresor bez menjača i pratećeg sistema za podmazivanje uljem, što omogućava da dizajn kompresora bude potpuno bez ulja.
Zaptivke
Svaki centrifugalni kompresor mora biti zatvoren na odgovarajući način kako bi se smanjilo curenje duž osovine na mestu gde prolazi kroz kućište kompresora. Koriste se mnoge vrste zaptivki, a najnaprednije se mogu naći na brzim kompresorima namenjenim za visoke pritiske. Najčešći tipovi su lavirintne zaptivke, prstenaste zaptivke ili zaptivke sa kontrolisanim razmakom (obično grafitne zaptivke) i mehaničke zaptivke.
Aksijalni kompresor ima aksijalni protok, pri čemu vazduh ili gas prolazi duž osovine kompresora kroz redove rotirajućih i stacionarnih lopatica. Na ovaj način se postepeno povećava brzina vazduha, a u isto vreme stacionarne lopatice pretvaraju kinetičku energiju u pritisak. Ravnotežni bubanj je obično ugrađen u kompresor da bi se uravnotežio aksijalni potisak.
Aksijalni kompresori su generalno manji i lakši od svojih ekvivalentnih centrifugalnih kompresora i normalno rade pri većim brzinama. Koriste se za konstantne i velike zapreminske brzine protoka pri relativno umerenom pritisku, na primer, u ventilacionim sistemima. S obzirom na njihovu veliku brzinu rotacije, idealno je da budu povezani sa gasnim turbinama za proizvodnju električne energije i pogon aviona.
Related articles
Kako odabrati savršen industrijski kompresor za vazduh?
30 јун, 2022
Postoji mnogo stvari koje morate uzeti u obzir kada birate vazdušni kompresor za svoj posao. U ovom članku ćemo objasniti koji kompresor je najprikladniji za vas, na osnovu vaše primene i potreba.
Vakuumske pumpe, buster kompresori i pojačivači pritiska
21 април, 2022
Saznajte više o nekim drugim vrstama kompresora: vakuumskim pumpama, buster kompresoru i pojačivaču pritiska.