Руководство по типам динамических компрессоров: центробежные и осевые

Отличительной особенностью центробежного компрессора является радиальный нагнетаемый поток. Воздух всасывается в центр вращающейся крыльчатки с радиальными лопастями и под действием центробежных сил выталкивается по направлению к периметру крыльчатки. Радиальное перемещение воздушных потоков приводит к росту давления и выработке кинетической энергии. Перед поступлением в центр крыльчатки следующей ступени компрессора воздух проходит через диффузор и спираль, где кинетическая энергия преобразуется в давление.

На каждой ступени компрессорного агрегата происходит последовательное повышение общего давления. В промышленном оборудовании максимальный коэффициент сжатия на ступени центробежного компрессора зачастую не превышает 3. Более высокие коэффициенты сжатия снижают КПД ступени. Многоступенчатые компрессоры предусматривают промежуточное охлаждение для снижения энергопотребления. Несколько ступеней могут последовательно располагаться на одном низкоскоростном валу. Такая конструкция часто используется в нефтегазовой или перерабатывающей промышленности.

Так как у одной ступени коэффициент сжатия достаточно низкий, для достижения требуемого давления нужно большое количество ступеней и/или несколько компрессоров. Воздушные компрессоры оснащаются встроенным высокоскоростным редуктором, который вращает крыльчатки ступеней на высокоскоростных шестернях. Крыльчатка может иметь открытую или закрытую конструкцию.

В осевом компрессоре возникает осевой поток, в результате чего воздух или газ проходит вдоль вала компрессора сквозь ряды вращающихся и неподвижных лопастей. Таким образом, скорость потока воздуха постепенно увеличивается по мере того, как неподвижные лопасти преобразуют кинетическую энергию в давление. Разгрузочный поршень обычно встроен в компрессор и уравновешивает осевое давление.

Осевые компрессоры обычно меньше и легче аналогичных центробежных компрессоров и, как правило, работают на более высоких скоростях. Они используются в системах с постоянным и высоким объемным расходом с относительно небольшим давлением, например в системах вентиляции. Благодаря высокой скорости вращения они идеально сочетаются с газовыми турбинами для выработки электроэнергии и силовыми установками летательных аппаратов.