Kompresszortípusok Kompresszorok Alapelv Sűrített levegővel kapcsolatos wiki-oldal Térfogatkiszorítás Sűrített levegő
Mielőtt megismerkedne a különböző kompresszorokkal és sűrítési módszerekkel, a gáz sűrítésének két alapelvét kell megismernie. Ezt követően összehasonlítjuk a kettőt, és megvizsgáljuk a különböző kompresszorokat ezekben a kategóriákban.
A levegő (vagy gáz) sűrítésének két általános elve van: a térfogat-kiszorítás és a dinamikus sűrítés. Ezek az elvek a levegő sűrítésének és kifúvásának elméletén alapulnak.
A térfogat-kiszorításos sűrítés során a levegőt egy vagy több kompressziós kamrába szívja be a gép, amelyeket aztán a bemenet felől lezár. Fokozatosan csökken az egyes kamrák térfogata, és a levegő összesűrűsödik a belsejükben. Amikor a nyomás elérte a tervezett beépített nyomásarányt, egy nyílás vagy szelep kinyílik. Ezután a levegő a kompressziós kamra térfogatának további csökkenése miatt a kimeneti rendszerbe távozik.
Dinamikus sűrítés esetén a levegőt egy gyorsan forgó kompressziós járókerék lapátjai közé szívja be a gép, és nagy sebességre gyorsítja. A gáz ezután egy diffúzoron keresztül távozik, ahol a mozgási energia statikus nyomássá alakul.
A térfogat-kiszorításos kompresszorok egyenletes légáramlást biztosítanak a rendszer nyomásától függetlenül. A levegő sűrítése egy meghatározott térfogat befogásával és mechanikus összenyomásával történik, például dugattyúk vagy forgócsavarok alkalmazásával.
Ezek a kompresszorok alacsonyabb fordulatszámon is nagyobb nyomásarányt biztosítanak, és ideálisak kisebb, stabil alkalmazásokhoz, például a feldolgozóiparban és az autóiparban. Egyszerű kialakításuk biztosítja a megbízhatóságot és a könnyű karbantartást.
A dinamikus kompresszorok nagy sebességgel forgó lapátokat használnak nagy mennyiségű levegő sűrítésére.
Áramlási sebességük és nyomásuk az üzemi fordulatszámnak megfelelően változik, így alkalmasak nagy volumenű alkalmazásokhoz, például energiatermeléshez és HVAC-rendszerekhez. Összetett kialakításuk változó áramlási sebességre és hatékony nagysebességű működésre optimalizált.
A térfogat-kiszorításos sűrítésre a kerékpárpumpa a legegyszerűbb példa. A levegő egy hengerbe kerül, majd egy mozgó dugattyú összesűríti. A dugattyús kompresszorok működési elve ugyanez. Egy dugattyúval rendelkeznek, amelynek előre- és hátrafelé irányuló mozgatását egy hajtókar és egy forgó forgattyústengely végzi.
Ha a dugattyúnak csak az egyik oldala végez sűrítést, akkor egyszeres működésű kompresszorról beszélünk. Ha a dugattyú felső és alsó oldala is végez sűrítést, akkor a kompresszor kettős működésű. A nyomásviszony a bemeneti és a kimeneti oldalon uralkodó abszolút nyomás viszonya.
Ennek megfelelően egy olyan gép, amely légkori nyomáson (1 bar(a)) szívja be a levegőt, és 7 bar túlnyomásig sűríti, (7 + 1)/1 = 8 nyomásviszonnyal működik.
Az alábbi két grafikonon egy elméleti kompresszor nyomás-térfogat viszonya, illetve egy dugattyús kompresszor reális diagramja látható (ebben a sorrendben).
A lökettérfogat az a hengertérfogat, amely a dugattyúnak a szívási szakaszban megtett útja során keletkezik. A hézagtérfogat a be- és kimeneti szelepek alatti és a dugattyú feletti térfogat. Ennek mechanikai okokból a dugattyú felső fordulópontjánál kell maradnia.
A lökettérfogat és a szívótérfogat közötti különbségek a szívás megkezdése előtt a légtérben maradt levegő tágulása miatt alakulnak ki. A kompresszor gyakorlati kialakítása, pl. dugattyús kompresszor, eltérést eredményez az elméleti p/V diagram és a tényleges diagram között.
A szelepek soha nem zárnak le teljesen, és mindig van egy bizonyos fokú szivárgás a dugattyúszoknya és a hengerfal között. Ezenkívül a szelepek csak minimális késleltetés mellett képesek teljesen kinyílni és becsukódni. Ez nyomáscsökkenést eredményez, amikor a gáz átáramlik a csatornákon. Ezen kialakítás következtében a gáz a hengerbe áramláskor felmelegszik.
A dinamikus kompresszorban a nyomásnövekedés a gáz áramlása közben történik. Az áramló gáz a járókerék forgó lapátjai segítségével nagy sebességre gyorsul. A gáz sebessége ezt követően statikus nyomássá alakul át, amikor a diffúzorban tágulás hatására lassulni kényszerül.
Az alkalmazott gázáram fő irányától függően ezeket a kompresszorokat radiális vagy axiális kompresszoroknak nevezik. A térfogat-kiszorításos kompresszorokhoz képest a dinamikus kompresszorok üzemi nyomásának kis változása az áramlási sebesség nagymértékű változását eredményezi.
Minden járókerék-fordulatszámhoz tartozik egy felső és egy alsó áramlási határérték. A felső határérték azt jelenti, hogy a gázáramlási sebesség eléri a szonikus sebességet. Az alsó határérték azt jelenti, hogy az ellennyomás nagyobb lesz, mint a kompresszor nyomásfelépítése, ami a kompresszoron belüli visszaáramlást jelenti. Ez viszont pulzálást, zajt és a mechanikai sérülés veszélyét eredményezi.
Ha többet szeretne megtudni a dinamikus kompresszorok szabályozásáról és a teljesítmény optimalizálásáról, olvassa el ezt, a dinamikus kompresszorok szabályozásáról szóló útmutatót.
30 június, 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 március, 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 augusztus, 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.