Typy kompresorov Vzduchové kompresory Základná teória Wiki o stlačenom vzduchu Objem valcov Stlačený vzduch
Predtým, ako sa dozviete o rôznych kompresoroch a metódach kompresie, musíme vám najprv predstaviť dva základné princípy kompresie plynu. Potom ich porovnáme a pozrieme sa na rôzne kompresory v týchto kategóriách.
Existujú dva všeobecné princípy stláčania vzduchu (alebo plynu): kompresia s núteným obehom a dynamická kompresia. Tieto princípy sú založené na teórii, ako sa vzduch stláča a vypúšťa.
Pri kompresii s núteným obehom sa vzduch nasáva do jednej alebo viacerých kompresných komôr, ktoré sa potom uzatvárajú zo vstupného otvoru. Postupne sa objem každej komory zmenšuje a vzduch sa stláča vnútri. Keď tlak dosiahne navrhnutý zabudovaný tlakový pomer, otvorí sa port alebo ventil. Vzduch sa potom vypúšťa do systému vývodu v dôsledku pokračujúcej redukcie objemu kompresnej komory.
Pri dynamickej kompresii sa vzduch nasáva medzi lopatky rýchlo rotujúceho kompresného obežného kolesa a urýchľuje sa na vysokú rýchlosť. Plyn sa potom vypúšťa cez difúzor, kde sa kinetická energia mení na statický tlak.
Kompresory s núteným obehom poskytujú konzistentný prietok vzduchu bez ohľadu na tlak v systéme. Stláčajú vzduch zachytením pevného objemu a jeho mechanickým stlačením, napríklad pomocou piestov alebo rotačných skrutiek.
Tieto kompresory poskytujú vyššie tlakové pomery aj pri nižších otáčkach a sú ideálne pre menšie, stabilné aplikácie, ako je výroba a automobilový priemysel. Ich jednoduchá konštrukcia zaručuje spoľahlivosť a jednoduchú údržbu.
Dynamické kompresory používajú na stláčanie veľkých objemov vzduchu vysokootáčkové rotujúce lopatky.
Ich prietok a tlak sa menia s prevádzkovými otáčkami, vďaka čomu sú vhodné pre veľkoobjemové aplikácie, ako je výroba energie a HVAC. Ich komplexná konštrukcia je optimalizovaná na premenlivý prietok a efektívnu prevádzku pri vysokých otáčkach.
Cyklistická pumpa je najjednoduchším príkladom núteného obehu. Vzduch sa nasáva do valca a stláča sa pohyblivým piestom. Rovnaký princíp činnosti majú aj piestové kompresory. Používajú piest, ktorého pohyb dopredu a dozadu zabezpečuje spojovacia tyč a rotujúci kľukový hriadeľ.
Ak sa na stláčanie používa len jedna strana piestu, ide o jednočinný kompresor. Ak sa používa horná aj spodná strana piesta, ide o dvojčinný kompresor. Tlakový pomer je vzťah medzi absolútnym tlakom na vstupnej a výstupnej strane.
Podľa toho stroj, ktorý nasáva vzduch pri atmosférickom tlaku (1 bar(a)) a stláča ho na pretlak 7 barov, pracuje s tlakovým pomerom (7 + 1)/1 = 8.
Na dvoch nižšie uvedených grafoch je znázornený vzťah tlaku a objemu pre teoretický kompresor a reálny diagram pre piestový kompresor.
Zdvihový objem je objem valca, ktorý piest prejde počas stupňa sania. Vôľový objem je objem pod vstupnými a výstupnými ventilmi vývodu a nad piestom. Z mechanických dôvodov musí zostať v hornom bode otáčania piesta.
Rozdiely medzi zdvihovým objemom a objemom sania sú spôsobené expanziou vzduchu, ktorý zostáva v čistom objeme pred začiatkom sania. Praktická konštrukcia kompresora, napr. piestového kompresora, vedie k rozdielu medzi teoretickým diagramom p/V a skutočným diagramom.
Ventily nie sú nikdy úplne utesnené a vždy existuje určitý stupeň netesnosti medzi obrubou piestu a stenou valca. Okrem toho sa ventily nemôžu úplne otvoriť a zatvoriť bez minimálneho oneskorenia. To má za následok pokles tlaku pri prúdení plynu cez kanály. V dôsledku tejto konštrukcie sa plyn pri prúdení do valca aj zahrieva.
V dynamickom kompresore sa tlak zvyšuje počas prúdenia plynu. Prúdiaci plyn sa zrýchľuje na vysokú rýchlosť pomocou rotujúcich lopatiek na obežnom kolese. Rýchlosť plynu sa následne transformuje na statický tlak, keď je nútený spomaliť sa pod vplyvom expanzie v difúzore.
V závislosti od použitého hlavného smeru prúdenia plynu sa tieto kompresory nazývajú radiálne alebo axiálne kompresory. V porovnaní s kompresormi s núteným obehom má malá zmena prevádzkového tlaku dynamických kompresorov za následok veľkú zmenu prietoku.
Všetky otáčky obežného kolesa majú hornú a dolnú hranicu prietoku. Horná hranica znamená, že otáčky prúdenia plynu dosiahnú sonické otáčky. Dolná hranica znamená, že protitlak sa stáva väčším ako nárast tlaku kompresora, čo znamená spätný tok vo vnútri kompresora. To má zase za následok pulzovanie, hluk a riziko mechanického poškodenia.
Ak chcete pochopiť viac o tom, ako sa dynamické kompresory regulujú a ako sa optimalizuje ich výkon, prečítajte si túto príručku, o regulácii dynamických kompresorov..
30 júna, 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 marca, 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 augusta, 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.