Kuinka valitset täydellisen teollisuuskompressorin
30 kesäkuuta, 2022
Paineilmakompressoria valittaessa on otettava huomioon monia asioita. Tässä artikkelissa kerrotaan, mikä kompressori sopii parhaiten sinulle sovelluksesi ja tarpeidesi mukaan.
Syrjäytyskompressorin ja dynaamisen kompressorin ero
Ennen kuin voit oppia eri kompressoreista ja puristusmenetelmistä, meidän on ensin esiteltävä sinulle kaksi kaasun puristuksen perusperiaatetta. Tämän jälkeen vertaamme näitä kahta ja tarkastelemme eri kompressoreita näissä kategorioissa.
Ilman (tai kaasun) puristukselle on kaksi yleistä periaatetta: syrjäytyspuristus ja dynaaminen puristus. Nämä periaatteet perustuvat teoriaan siitä, miten ilma puristetaan ja poistetaan.
Syrjäytyspuristuksessa ilma imetään yhteen tai useampaan puristuskammioon, joka suljetaan sisääntulosta. Vähitellen kunkin kammion tilavuus pienenee ja ilma puristetaan sisäisesti. Kun paine on saavuttanut suunnitellun sisäisen painesuhteen, portti tai venttiili avataan. Tämän jälkeen ilma poistetaan poistojärjestelmään puristuskammion tilavuuden jatkuvan pienenemisen vuoksi.
Dynaamisessa puristuksessa ilma imetään nopeasti pyörivän puristussiipipyörän terien väliin ja kiihdytetään suureen nopeuteen. Kaasu poistetaan sitten diffuusorin kautta, jossa kineettinen energia muunnetaan staattiseksi paineeksi.
Syrjäytyskompressorit
- vakio virtausnopeus
- korkeampi paine
- hidas toiminta
- pienemmät, vakaat sovellukset
- yksinkertaisempi rakenne
Syrjäytyskompressorit tarjoavat tasaisen ilmavirran järjestelmän paineesta riippumatta. Ne puristavat ilmaa kaappaamalla sitä kiinteän tilavuuden ja puristamalla sitä mekaanisesti esimerkiksi männillä tai pyörivillä ruuveilla.
Nämä kompressorit tuottavat korkeampia painesuhteita jopa pienemmillä nopeuksilla ja sopivat pienempiin ja vakaisiin sovelluksiin, kuten valmistus- ja autoteollisuuteen. Niiden yksinkertainen rakenne takaa luotettavuuden ja helpon kunnossapidon.
Dynaamiset kompressorit (turbokompressorit)
- muuttuva virtausnopeus
- muuttuva paine
- suurempi nopeus
- suuren tilavuuden sovellukset
- edistyksellinen rakenne
Dynaamiset kompressorit käyttävät nopeita pyöriviä teriä puristamaan suuria määriä ilmaa.
Niiden virtausnopeus ja paine vaihtelevat käyttönopeuden mukaan, mikä tekee niistä sopivia suuren tilavuuden sovelluksiin, kuten sähköntuotantoon ja LVI-laitteisiin. Niiden monimutkainen rakenne on optimoitu muuttuviin virtausnopeuksiin ja tehokkaisiin nopeisiin toimintoihin.
Mitä ovat syrjäytyskompressorit?
Pyöränpumppu on yksinkertaisin esimerkki syrjäytyspuristuksesta. Ilmaa imetään sylinteriin, ja sitä puristaa liikkuva mäntä. Mäntäkompressoreilla on sama toimintaperiaate. Ne käyttävät mäntää, jonka eteen- ja taaksepäin suuntautuva liike saavutetaan jatkotangolla ja pyörivällä kampiakselilla.
Jos puristukseen käytetään vain yhtä männän puolta, sitä kutsutaan yksitoimiseksi kompressoriksi. Jos käytetään sekä männän ylä- että alapuolta, kompressori on kaksitoiminen. Painesuhde on tulo- ja lähtöpuolen absoluuttisten paineiden suhde.
Näin ollen kone, joka imee ilmaa ulkoilman paineessa (1 bar(a)) ja puristaa sen 7 baarin ylipaineeseen, toimii painesuhteella (7 + 1) / 1 = 8.
Syrjäytyskompressorien tyypit
- Mäntäkompressorit: Kompressorit, jotka käyttävät kampiakselikäyttöisiä mäntiä ilman puristamiseen sylinterissä.
- Scroll-kompressorit: Kompressorit, jotka käyttävät kahta spiraalinmuotoista kierukkaa ilman puristamiseen tasaisesti.
- Ruuvikompressorit: Kompressorit, jotka käyttävät kahta pyörivää kierteistä ruuvia ilman puristamiseen jatkuvasti.
- Pyörivät hammaskompressorit: Kompressorit, jotka käyttävät kahta vastakkaiseen suuntaan pyörivää kosketuksetonta hammasroottoria ilman puristamiseen.
- Pyörivät lamellikompressorit: Kompressorit, joissa käytetään roottoria, jonka lamellit liukuvat sisään ja ulos ja puristavat ilmaa sylinterimäisen ontelon sisällä.
Alla olevista kahdesta kaaviosta löydät paine-tilavuussuhteen teoreettiselle kompressorille ja realistisen kaavion mäntäkompressorille.
Iskutilavuus on sylinterin tilavuus, jonka mäntä kulkee imuvaiheen aikana. Haitallinen tila on tulo- ja lähtöventtiilien alla ja männän yläpuolella oleva tilavuus. Sen on pysyttävä männän ylimmässä käännekohdassa mekaanisista syistä.
Isku- ja imutilavuuden väliset erot johtuvat haitalliseen tilaan jäävän ilman laajenemisesta ennen imun alkamista. Teoreettisen p/V-kaavion ja todellisen kaavion välinen ero johtuu kompressorin, kuten mäntäkompressorin, käytännön rakenteesta.
Venttiilit eivät ole koskaan täysin tiiviitä, ja männänhelman ja sylinterin seinän välillä on aina jonkin verran vuotoa. Lisäksi venttiilit eivät voi täysin avautua ja sulkeutua ilman minimaalista viivettä. Tämä johtaa paineen alenemiseen, kun kaasu virtaa kanavien läpi. Kaasu myös kuumenee, kun se virtaa sylinteriin tämän rakenteen seurauksena.
Mitä ovat dynaamiset kompressorit?
Dynaamisessa kompressorissa paine kasvaa kaasun virtauksen aikana. Virtaava kaasu kiihtyy suureen nopeuteen juoksupyörän pyörivien siipien avulla. Kaasun nopeus muuttuu staattiseksi paineeksi, kun se pakotetaan hidastamaan laajenemisen yhteydessä diffuusorissa.
Käytetyn kaasuvirtauksen pääsuunnasta riippuen näitä kompressoreita kutsutaan säteittäisiksi tai aksiaalisiksi kompressoreiksi. Syrjäytyskompressoreihin verrattuna pieni muutos dynaamisten kompressorien käyttöpaineessa aiheuttaa suuren muutoksen virtausnopeudessa.
Jokaisella juoksupyörän nopeudella on ylä- ja alavirtausnopeusraja. Yläraja tarkoittaa, että kaasun virtausnopeus saavuttaa äänen nopeuden. Alaraja tarkoittaa, että vastapaine nousee suuremmaksi kuin kompressorin paine, mikä tarkoittaa paluuvirtausta kompressorin sisällä. Tämä puolestaan aiheuttaa sykettä, melua ja mekaanisten vaurioiden riskiä.
Lisätietoja siitä, miten dynaamisia kompressoreita säädellään ja miten suorituskykyä optimoidaan, on tässä dynaamisen kompressorin säätelyä koskevassa oppaassa.
Dynaamisten kompressorien tyypit
- Keskipakokompressorit: Kompressorit, jotka käyttävät pyörivää juoksupyöriä kiihdyttämään ja muuntamaan ilman nopeuden paineeksi diffuusorin kautta.
- Aksiaalikompressorit: Kompressorit, jotka puristavat ilmaa sen virratessa samansuuntaisesti pyörimisakselin kanssa ja joita käytetään yleisesti suihkumoottoreissa ja suuren nopeuden sovelluksissa.
Asiantuntija-artikkelit
Dynaamisten kompressorityyppien opas: Keskipakoispako ja aksiaalinen
16 maaliskuuta, 2023
Kun tarvitset paljon tehoa, dynaaminen kompressori on ihanteellinen valinta. Niitä on saatavana sekä aksiaalisina että radiaalisina malleina.
Mitä on paineilma?
4 elokuuta, 2022
Paineilma on ympärillämme, mutta mitä se tarkalleen ottaen on? Esittelemme tässä teille paineilman ja kompressorin perustoiminnot.