Guida ai tipi di compressore dinamico: centrifugo e assiale

I compressori centrifughi sono caratterizzati dal loro flusso in mandata radiale. L'aria viene aspirata al centro di una girante in rotazione, dotata di pale radiali, e viene spinta verso il perimetro della girante dalle forze centrifughe. Il movimento radiale dell'aria causa un aumento della pressione, generando allo stesso tempo energia cinetica. Prima di essere immessa al centro della girante dello stadio di compressione successivo, l'aria passa attraverso un diffusore e una coclea, dove l'energia cinetica viene convertita in pressione.

Ciascuno stadio assorbe una parte dell'aumento generale della pressione prodotto dal gruppo compressore. Nei macchinari industriali, il massimo rapporto di compressione di uno stadio di un compressore centrifugo è spesso non superiore a 3. Al crescere del rapporto di compressione, l'efficienza degli stadi diminuisce. Le applicazioni multistadio consentono di utilizzare refrigeratori intermedi per ridurre il fabbisogno di potenza. È possibile disporre più stadi in serie su un singolo albero a bassa velocità. Tale configurazione viene spesso utilizzata nel settore Oil and Gas e nelle industrie di processo.

Poiché il rapporto di compressione di ciascuno stadio è basso, per raggiungere la pressione di mandata desiderata si utilizzano un numero elevato di stadi e/o più gruppi compressori. Per le applicazioni di compressione dell'aria, negli stadi dei compressori viene integrato un moltiplicatore ad alta velocità per fare ruotare la girante su pignoni anch'essi ad alta velocità. La girante può avere una configurazione aperta o chiusa.

Nei compressori assiali il flusso è assiale; l'aria o il gas fluiscono pertanto lungo l'albero del compressore, attraverso file di pale in rotazione e stazionarie. Tale configurazione causa un aumento graduale della velocità dell'aria a mano a mano che le pale stazionarie convertono in pressione l'energia cinetica. Per controbilanciare la spinta assiale, in questi compressori è di solito integrato un tamburo di bilanciamento.

In generale, i compressori assiali sono più piccoli e più leggeri dei loro equivalenti centrifughi e funzionano normalmente a velocità più elevate. Essi vengono utilizzati per valori elevati e costanti della portata in volume a pressioni relativamente moderate, ad esempio nei sistemi di ventilazione. Data la loro elevata velocità di rotazione, essi sono il complemento ideale delle turbine a gas per la generazione di energia elettrica e la propulsione aeronautica.