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.
Panduan Tipe Kompresor Dinamis: Sentrifugal dan Aksial
Jika Anda memerlukan horsepower yang tinggi, kompresor dinamis adalah pilihan yang ideal. Tipe kompresor ini tersedia dalam desain aksial dan radial, yang juga sering disebut sebagai turbokompresor. Kompresor dengan desain radial disebut sebagai kompresor sentrifugal.
Kompresor dinamis bekerja pada tekanan konstan, tidak seperti, misalnya, kompresor perpindahan, yang bekerja pada aliran konstan. Kinerja kompresor dinamis dipengaruhi oleh kondisi eksternal. Misalnya, perubahan suhu saluran masuk menyebabkan perubahan kapasitas.
Apa yang dimaksud dengan kompresor sentrifugal?
Kompresor sentrifugal dicirikan dengan aliran perpindahan radial. Udara ditarik masuk ke tengah impeller yang berputar dengan bilah radial dan didorong keluar ke arah perimeter impeller oleh gaya sentrifugal. Gerakan radial udara dihasilkan secara simultan ketika tekanan meningkat dan energi kinetik dihasilkan. Sebelum udara dialirkan ke bagian tengah impeller pada tahap kompresor berikutnya, udara akan melewati diffuser dan volute yang akan mengubah energi kinetik menjadi tekanan.
Setiap tahap mengambil sebagian dari seluruh peningkatan tekanan dari unit kompresor. Pada mesin industri, rasio tekanan maksimum tahap kompresor sentrifugal biasanya tidak lebih dari 3. Rasio tekanan yang lebih tinggi dapat mengurangi efisiensi tahap. Aplikasi multitahap dengan tekanan rendah misalnya digunakan di fasilitas pengolahan air limbah. Aplikasi multitahap memungkinkan dilakukannya inter-cooling untuk mengurangi kebutuhan daya. Beberapa tahap dapat diatur secara berurutan pada satu poros dengan kecepatan rendah. Konsep ini sering digunakan dalam industri minyak dan gas atau proses.
Karena rasio tekanan pada setiap tahap rendah, diperlukan beberapa tahap dan/atau beberapa set kompresor untuk mencapai tekanan yang diinginkan. Untuk aplikasi kompresi udara, roda gigi kecepatan tinggi diintegrasikan dengan tahap kompresor untuk memutar impeller pada pinion berkecepatan tinggi. Impeller dapat memiliki desain terbuka atau tertutup.
Desain terbuka
Impeller dengan desain terbuka adalah yang paling umum digunakan untuk aplikasi udara dengan kecepatan tinggi. Dalam desain ini, impeller umumnya terbuat dari paduan baja tahan karat khusus atau aluminium. Kecepatan poros impeller sangat tinggi dibandingkan dengan tipe kompresor lainnya. Kecepatan yang umum adalah 15.000–100.000 rpm. Ini berarti bahwa journaling pada poros kompresor berkecepatan tinggi atau pinion dilakukan menggunakan bantalan dengan film oli biasa daripada bantalan gelinding.
Bebas oli
Alternatifnya, bantalan dengan film udara atau bantalan magnetik aktif dapat digunakan untuk mesin yang sepenuhnya bebas oli. Dua impeller dipasang pada setiap ujung poros yang sama untuk mengatasi beban aksial yang disebabkan oleh perbedaan tekanan. Umumnya, 2 atau 3 tahap dengan intercooler digunakan untuk aplikasi udara terkompresi standar.
Dalam konfigurasi modern kompresor udara sentrifugal, motor listrik dengan kecepatan sangat tinggi digunakan untuk menggerakkan impeller secara langsung. Teknologi ini menciptakan kompresor kompak tanpa girboks dan sistem pelumasan oli terkait, sehingga menjadikannya desain kompresor yang sepenuhnya bebas oli.
Segel
Setiap kompresor sentrifugal harus disegel dengan cara yang tepat untuk mencegah kebocoran di sepanjang poros yang melewati housing kompresor. Banyak tipe segel yang digunakan dan yang paling canggih dapat ditemukan pada kompresor kecepatan tinggi yang ditujukan untuk tekanan tinggi. Tipe yang paling umum adalah segel labirin, segel ring, atau segel celah yang dapat dikontrol (biasanya segel grafit), dan segel mekanis.
Kompresor aksial memiliki aliran aksial. Dalam kompresor ini, udara atau gas melewati poros kompresor melalui deretan bilah kipas yang berputar dan statis. Dengan cara ini, kecepatan udara meningkat secara bertahap dan pada saat yang sama bilah statis mengubah energi kinetik menjadi tekanan. Drum penyeimbang biasanya diintegrasikan ke dalam kompresor untuk menyeimbangkan dorongan aksial.
Kompresor aksial umumnya lebih kecil dan lebih ringan daripada kompresor sentrifugal yang setara dan biasanya beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi. Kompresor ini digunakan untuk laju aliran volume konstan dan tinggi pada tekanan yang relatif sedang, misalnya, dalam sistem ventilasi. Karena kecepatan rotasi yang tinggi, kompresor ini lebih ideal saat digunakan dengan turbin gas untuk pembangkit listrik dan propulsi pesawat.
Artikel terkait
Cara Memilih Kompresor Udara Industri yang Sempurna
30 June, 2022
Ada banyak hal yang harus Anda pertimbangkan saat memilih kompresor udara untuk bisnis Anda. Dalam artikel ini, kami akan menjelaskan kompresor apa yang paling cocok untuk Anda, berdasarkan aplikasi dan kebutuhan Anda.
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.