Our solutions
Atlas Copco Rental
Solutions
Verhuuraanbod
Atlas Copco Rental
Accessoires
Verhuuraanbod
Verhuuraanbod
Oliegesmeerde luchtcompressoren
Verhuuraanbod
Oliegesmeerde luchtcompressoren
Oliegesmeerde luchtcompressoren
Olievrije luchtcompressoren
Stikstofgeneratoren
Verhuuraanbod
Industrieën die door ons worden bediend
Atlas Copco Rental
Industrieën die door ons worden bediend
Industrieën die door ons worden bediend
Industrieën die door ons worden bediend
Industrieën die door ons worden bediend
Industrieën die door ons worden bediend
Compressors
Solutions
Producten
Compressors
Assortiment oplossingen voor industriële condensaatbehandeling
Producten
Assortiment oplossingen voor industriële condensaatbehandeling
Assortiment oplossingen voor industriële condensaatbehandeling
Assortiment oplossingen voor industriële condensaatbehandeling
Assortiment oplossingen voor industriële condensaatbehandeling
Process Gas and Air Equipment
Service en onderdelen
Compressors
Luchtcompressoronderdelen
Service en onderdelen
Luchtcompressoronderdelen
Luchtcompressoronderdelen
Luchtcompressoronderdelen
Luchtcompressoronderdelen
Luchtcompressoronderdelen
Maximaliseer uw energie-efficiëntie
Service en onderdelen
Maximaliseer uw energie-efficiëntie
Maximaliseer uw energie-efficiëntie
Maximaliseer uw energie-efficiëntie
Maximaliseer uw energie-efficiëntie
Compressors
Industrial Tools & Solutions
Solutions
Industries Served
Industrial Tools & Solutions
Aerospace
Industries Served
Aerospace
Aerospace
Aerospace
Aerospace
Foundries & Metal Fabrication
Original equipment manufacturer
Industries Served
Original equipment manufacturer
Original equipment manufacturer
Original equipment manufacturer
Original equipment manufacturer
Industries Served
Industries Served
Products
Industrial Tools & Solutions
Air Line Infrastructure
Products
Air Line Infrastructure
Air Line Infrastructure
Air Line Infrastructure
Hoists & Trolleys
Products
Hoists & Trolleys
Hoists & Trolleys
Material removal tools
Products
Material removal tools
Material removal tools
Material removal tools
Material removal tools
Material removal tools
Material removal tools
Service
Industrial Tools & Solutions
Atlas Copco service solutions
Service
Atlas Copco service solutions
Atlas Copco service solutions
Atlas Copco service solutions
Vacuum solutions

Twee basisprincipes van compressie: verdringingscompressie en dynamische compressie

Compressor Types Compressors Basic Theory Compressed Air Wiki Compressed Air

Voordat we de verschillende compressoren en compressiemethoden gaan behandelen, moet u eerst kennismaken met de twee basisprincipes voor de compressie van gas. Daarna vergelijken we die twee en kijken we naar de verschillende compressoren in deze categorieën.

Wat zijn de twee basisbeginselen van compressie?

Verdringings- en dynamische compressie

Er zijn twee algemene beginselen voor het samenpersen van lucht (of gas): positieve verdringing en dynamische compressie. Het eerste omvat, bijvoorbeeld, zuigercompressoren, scrollcompressoren en verschillende typen roterende compressoren (schroef, tand en schotten). Bij compressie met positieve verdringing wordt de lucht in een of meer compressiekamers gezogen, die vervolgens vanaf de luchtinlaat worden afgesloten. Het volume van elke kamer neemt geleidelijk af en de lucht wordt intern samengeperst. Als de beoogde drukverhouding is bereikt, wordt een poort of klep geopend en wordt de lucht afgevoerd naar het uitlaatsysteem als gevolg van een verdere reductie van het volume van de compressiekamer.

Bij dynamische compressie wordt lucht tussen de bladen van een snel draaiende compressiewaaier gezogen, die zorgt voor een sterke versnelling van de luchtstroom. Het gas wordt vervolgens afgevoerd via een diffusor, waar de kinetische energie wordt omgezet in statische druk. De meeste dynamische compressie gebeurt met turbocompressoren met een axiaal of radiaal stromingspatroon.

Wat zijn positieve-verdringingscompressoren?

Zuigercompressor

Een fietspomp biedt de eenvoudigste vorm van positieve-verdringingscompressie, waarbij de lucht in een cilinder wordt gezogen en wordt samengeperst door een bewegende zuiger. De zuigercompressor heeft hetzelfde werkingsprincipe en gebruikt een zuiger waarvan de voorwaartse en achterwaartse beweging wordt gegenereerd door een drijfstang en een draaiende krukas. Als slechts één kant van de zuiger wordt gebruikt voor compressie, heet dit een enkelwerkende compressor. Als zowel de bovenkant als de onderkant van de zuiger wordt gebruikt, is de compressor dubbelwerkend.

De drukverhouding is de verhouding tussen de absolute druk aan de inlaat- en uitlaatzijde. Daarom werkt een machine die lucht aanzuigt met atmosferische druk (1 bar(a)) en perst deze samen tot 7 bar overdruk met een drukverhouding van (7 + 1)/1 = 8).

Het compressorschema voor positieve-verdringingscompressoren

De twee onderstaande grafieken illustreren (respectievelijk) de druk-volumerelatie voor een theoretische compressor en een realistischer compressordiagram van een zuigercompressor. Het slagvolume is het volume van de cilinder waar de zuiger zich doorheen beweegt tijdens de aanzuigfase. Het vrijslagvolume is het volume net onder de inlaat- en uitlaatklep en boven de zuiger, dat om mechanische redenen moet overblijven bij het bovenste keerpunt van de zuiger.


Het verschil tussen het slagvolume en het aanzuigvolume is te wijten aan de expansie van de lucht in het vrijslagvolume vóór het zuigen kan beginnen. Het verschil tussen het theoretische p/V-diagram en het werkelijke schema is te wijten aan de praktische vormgeving van een compressor, bijv. een zuigercompressor. De kleppen zijn nooit volledig afgedicht en er is altijd een zekere mate van lekkage tussen de zuigermantel en de cilinderwand. Daarnaast kunnen de kleppen niet volledig open- en dichtgaan zonder een minimale vertraging, wat resulteert in een drukval wanneer het gas door de kanalen stroomt. Het gas wordt ook verwarmd wanneer het de cilinder in stroomt als gevolg van dit ontwerp.


Formule isotherme compressie

Compressiearbeid met isotherme compressie:

Formule isentrope compressie

Compressiearbeid met isentrope compressie:


Uit deze relaties blijkt dat meer arbeid nodig is voor isentrope compressie dan voor isotherme compressie.

Wat zijn dynamische compressoren?

In een dynamische compressor vindt de drukstijging plaats terwijl het gas stroomt. Het stromende gas wordt sterk versneld door de draaiende bladen van een waaier. De snelheid van het gas wordt vervolgens omgezet in statische druk wanneer het gas wordt gedwongen om te vertragen bij expansie in een diffusor. Afhankelijk van de hoofdrichting van de gasstroom heten deze compressoren radiale of axiale compressoren. Vergeleken met verdringingscompressoren hebben dynamische compressoren een karakteristiek waarbij een kleine verandering in de werkdruk leidt tot een grote verandering in de stroomsnelheid.

Elk waaiertoerental heeft een boven- en ondergrens voor de stroomsnelheid. De bovengrens betekent dat de gasstroom de geluidssnelheid bereikt. De ondergrens betekent dat de tegendruk groter wordt dan de drukopbouw in de compressor, wat leidt tot retourstroom in de compressor. Dit resulteert op zijn beurt in pulseren, lawaai en het risico van mechanische schade.

Compressie in verschillende fasen

In theorie kan lucht of gas isentroop (bij constante entropie) of isotherm (bij constante temperatuur) worden gecomprimeerd. Beide processen kunnen deel uitmaken van een theoretisch omkeerbare cyclus. Als het samengeperste gas onmiddellijk kon worden gebruikt bij de uiteindelijke temperatuur na compressie, zou het isentrope compressieproces bepaalde voordelen hebben. In werkelijkheid worden lucht of gas zelden direct na compressie gebruikt en worden ze voorafgaand aan het gebruik meestal afgekoeld tot de omgevingstemperatuur. Het isotherme compressieproces wordt aanbevolen, omdat er minder arbeid voor nodig is. Een vaak gebruikte, praktische benadering voor het uitvoeren van dit isotherme compressieproces is afkoelen van het gas tijdens de compressie. Bij een effectieve werkdruk van 7 bar vereist isentrope compressie theoretisch 37% meer energie dan isotherme compressie.


Een praktische methode om de verwarming van het gas te beperken is het opdelen van de compressie in verschillende stadia. Het gas wordt gekoeld na elke fase voordat het verder wordt samengeperst tot de einddruk. Dit verhoogt ook het energierendement, waarbij het beste resultaat wordt verkregen wanneer elke compressietrap dezelfde drukverhouding heeft. Door het aantal compressietrappen te verhogen, benadert het proces als geheel de isotherme compressie. Er is echter een economische grens aan het aantal stadia dat een echte installatie kan gebruiken.


Wat is het verschil tussen een turbocompressor en een positieve-verdringingscompressor?

Bij constant toerental wijkt de druk-/flowcurve voor een turbocompressor sterk af van een equivalente curve voor een positieve-verdringingscompressor. De turbocompressor is een machine met een variabel debiet en een variabele drukkarakteristiek. Aan de andere kant is een verdringingscompressor een machine met een constant debiet en een variabele druk. Een verdringingscompressor zorgt voor een hogere drukverhouding, zelfs bij een laag toerental. Turbocompressoren worden ontworpen voor grote luchtdebietwaarden.


Gerelateerde artikelen

an illustration about compressed air in the atlas copco air wiki.

Wat is perslucht?

Perslucht bevindt zich overal om ons heen, maar wat is het precies? Laten we kennismaken met de voordelen van perslucht en de elementaire werking van een compressor.