Nasze rozwiązania
Atlas Copco Rental
Rozwiązania
Obsługiwane branże
Dlaczego warto zdecydować się na wynajem?
Atlas Copco Rental
Dlaczego warto zdecydować się na wynajem?
Dlaczego warto zdecydować się na wynajem?
Dlaczego warto zdecydować się na wynajem?
Dlaczego warto zdecydować się na wynajem?
Dlaczego warto zdecydować się na wynajem?
Narzędzia przemysłowe oraz rozwiązania
Rozwiązania
Obsługiwane branże
Narzędzia przemysłowe oraz rozwiązania
Ciężkie wyposażenie i sprzęt
Obsługiwane branże
Przemysł elektroniczny
Przemysł lotniczy
Obsługiwane branże
Przemysł lotniczy
Przemysł lotniczy
Przemysł lotniczy
Przemysł lotniczy
Obsługiwane branże
Produkty
Narzędzia przemysłowe oraz rozwiązania
Akcesoria pneumatyczne
Narzędzia obróbcze
Rozwiązania w dziedzinie połączeń śrubowych
Produkty
Rozwiązania w dziedzinie połączeń śrubowych
Rozwiązania w dziedzinie połączeń śrubowych
Rozwiązania w dziedzinie połączeń śrubowych
Usługi
Narzędzia przemysłowe oraz rozwiązania
Rozwiązania serwisowe firmy Atlas Copco
Usługi
Rozwiązania serwisowe firmy Atlas Copco
Rozwiązania serwisowe firmy Atlas Copco
Rozwiązania serwisowe firmy Atlas Copco
Narzędzia przemysłowe oraz rozwiązania
Narzędzia przemysłowe oraz rozwiązania
Power Equipment
Rozwiązania
Produkty
Power Equipment
Lekki sprzęt budowlany i wyburzeniowy
Produkty
Lekki sprzęt budowlany i wyburzeniowy
Lekki sprzęt budowlany i wyburzeniowy
Lekki sprzęt budowlany i wyburzeniowy
Lekki sprzęt budowlany i wyburzeniowy
Lekki sprzęt budowlany i wyburzeniowy
Lekki sprzęt budowlany i wyburzeniowy
Lekki sprzęt budowlany i wyburzeniowy
Lekki sprzęt budowlany i wyburzeniowy
Sprężarki
Rozwiązania
Produkty
Sprężarki
Gama rozwiązań w zakresie uzdatniania kondensatu przemysłowego
Produkty
Gama rozwiązań w zakresie uzdatniania kondensatu przemysłowego
Gama rozwiązań w zakresie uzdatniania kondensatu przemysłowego
Gama rozwiązań w zakresie uzdatniania kondensatu przemysłowego
Gama rozwiązań w zakresie uzdatniania kondensatu przemysłowego
Process gas and air equipment
Obsługa i części
Sprężarki
Części do sprężarek powietrza
Obsługa i części
Części do sprężarek powietrza
Części do sprężarek powietrza
Części do sprężarek powietrza
Części do sprężarek powietrza
Części do sprężarek powietrza
Części do sprężarek powietrza
Zmaksymalizuj efektywność
Obsługa i części
Zmaksymalizuj efektywność
Zmaksymalizuj efektywność
Sprężarki

Dwie podstawowe zasady sprężania: wypornościowa i dynamiczna

Zanim dowiesz się o różnych rodzajach sprężarek i metodach sprężania, musimy najpierw przedstawić Ci dwie podstawowe zasady kompresji gazu. Potem porównamy je ze sobą i przyjrzymy się różnym typom sprężarek występującym we właściwych dla nich kategoriach.

Jakie są dwie podstawowe zasady sprężania?

displacement and dynamic compression
Istnieją dwie ogólne zasady sprężania powietrza (lub innego gazu): sprężanie wyporowe i dynamiczne. Pierwsza obejmuje na przykład sprężarki tłokowe, spiralne (ślimakowe) i różne typy sprężarek rotacyjnych (śrubowe, zębate, łopatkowe). Przy kompresji wyporowej powietrze jest zasysane do jednej lub więcej komór sprężania, które są następnie zamykane od strony wlotu. Stopniowo zmniejsza się objętość każdej komory, a powietrze jest sprężane w ich wnętrzu. Kiedy ciśnienie osiągnie zamierzony współczynnik sprężania, otwiera się port lub zawór, a powietrze jest odprowadzane na zewnątrz.
W kompresji dynamicznej powietrze jest wciągane pomiędzy łopatki turbiny na szybko obracającym się wirniku i przyspiesza do dużej prędkości. Gaz jest następnie odprowadzany przez dyfuzor, w którym energia kinetyczna zostaje przekształcona w ciśnienie statyczne. Najbardziej dynamiczną kompresją są turbokompresory o osiowym lub promieniowym układzie przepływu.

Czym są sprężarki wyporowe?

piston compressor
Pompka rowerowa jest najprostszą formą sprężania wyporowego, w której powietrze jest wciągane do cylindra i ściskane przez ruchomy tłok. Sprężarka tłokowa wykorzystuje tę samą zasadę działania i jak i tłok, którego ruch posuwisty odbywa się za pomocą korbowodu i obracającego się wału korbowego. Jeśli do sprężania wykorzystywana jest tylko jedna strona tłoka, jest to sprężarka jednostronnego działania. W przypadku zastosowania górnej i dolnej części tłoka sprężarka działa obustronnie.

Współczynnik sprężania jest zależnością między ciśnieniem absolutnym po stronie wlotu i wylotu. Odpowiednio, urządzenie, które pobiera powietrze pod ciśnieniem atmosferycznym (1 bar (a) i ściska je do nadciśnienia 7 barów działa przy stosunku ciśnienia (7 + 1) / 1 = 8).

Schemat dla sprężarek wyporowych

Dwa wykresy poniżej ilustrują (odpowiednio) zależność ciśnienie-objętość dla teoretycznej sprężarki i bardziej realistyczny wykres dla sprężarki tłokowej. Objętość skokowa, to objętość cylindra, w którym tłok porusza się podczas fazy ssania. Prześwit, to objętość między zaworami wlotowymi i wylotowymi oraz nad tłokiem, który musi pozostać w górnym punkcie zwrotnym tłoka z przyczyn mechanicznych. Różnica między objętością suwu a objętością ssania wynika z rozszerzania się powietrza pozostającego w wolnej przestrzeni, zanim zacznie się ssanie. Różnica między teoretycznym diagramem p / V a faktycznym schematem wynika z praktycznej konstrukcji sprężarki, np. sprężarka tłokowa. Zawory nigdy nie są całkowicie uszczelnione i zawsze występuje pewien stopień nieszczelności między płaszczem tłoka a ścianą cylindra. Ponadto zawory nie mogą się całkowicie otworzyć i zamknąć bez minimalnego opóźnienia, co powoduje spadek ciśnienia, gdy gaz przepływa przez kanały. Konsekwencją tej konstrukcji jest również fakt, że gaz jest ogrzewany w momencie, gdy wpływa do cylindra.

Formula isothermal compression

Praca sprężania z izotermiczną kompresją:

Formula isentropic compression

Praca sprężania z izentropiczną kompresją:


Te relacje pokazują, że więcej pracy wymaga kompresja izotropowa niż kompresja izotermiczna.

Czym są sprężarki dynamiczne?

W sprężarce dynamicznej wzrost ciśnienia odbywa się podczas przepływu gazu. Przepływający gaz przyspiesza do dużej prędkości, dzieje się to za pomocą obracających się łopatek wirnika. Prędkość gazu jest następnie przekształcana w ciśnienie statyczne, gdy jest ono zmuszone do zwalniania pod wpływem rozprężania w dyfuzorze. W zależności od głównego kierunku przepływu gazu, sprężarki te nazywane są sprężarkami promieniowymi lub osiowymi. W porównaniu ze sprężarkami wyporowymi, sprężarki dynamiczne mają charakterystykę, dzięki której niewielka zmiana ciśnienia roboczego powoduje dużą zmianę natężenia przepływu.

Każdy wirnik ma górną i dolną granicę natężenia przepływu. Górna granica oznacza, że prędkość przepływu gazu osiąga prędkość dźwięku. Dolna granica oznacza, że przeciwciśnienie staje się większe niż wzrost ciśnienia sprężarki, co oznacza przepływ powrotny wewnątrz sprężarki. To z kolei powoduje pulsację, hałas i ryzyko uszkodzenia mechanicznego.

Kompresja w kilku etapach

Teoretycznie powietrze lub gaz mogą być skompresowane izotropowo (przy stałej entropii) lub izotermicznie (w stałej temperaturze). Każdy proces może być częścią teoretycznie odwracalnego cyklu. Gdyby sprężony gaz mógł być użyty natychmiast po osiągnięciu końcowej temperatury po sprężeniu, to proces izentropowy miałby pewne zalety. W rzeczywistości powietrze lub gaz są rzadko używane bezpośrednio po sprężeniu i zwykle przed użyciem są chłodzone do temperatury otoczenia. W związku z tym preferowany jest proces izotermicznej kompresji, ponieważ wymaga to mniej pracy. Powszechne, praktyczne podejście do realizacji tego procesu izotermicznej kompresji obejmuje chłodzenie gazu podczas sprężania. Przy efektywnym ciśnieniu roboczym 7 barów, izotropowe sprężanie teoretycznie wymaga o 37% więcej energii niż kompresja izotermiczna.
Praktyczną metodą zmniejszenia wzrostu temperatury gazu jest podzielenie kompresji na kilka etapów. Gaz jest chłodzony po każdym etapie przed dalszym doprężeniem do końcowego ciśnienia. Zwiększa to również efektywność energetyczną, a najlepszy wynik uzyskuje się, gdy każdy stopień sprężania ma taki sam współczynnik ciśnienia. Zwiększając liczbę stopni kompresji, cały proces zbliża się do izotermicznej kompresji. Istnieje jednak ekonomiczne ograniczenie liczby etapów, których może użyć projekt instalacji rzeczywistej.

Jaka jest różnica pomiędzy turbosprężarką, a sprężarką wyporową?

Przy stałej prędkości obrotowej krzywa ciśnienia / przepływu dla turbosprężarek różni się znacznie od krzywej równoważnej dla sprężarki wyporowej. Turbosprężarka to maszyna o zmiennej charakterystyce przepływu i zmiennym ciśnieniu. Z drugiej strony sprężarka wyporowa to maszyna o stałym natężeniu przepływu i zmiennym ciśnieniu. Sprężarka wyporowa zapewnia wyższy współczynnik ciśnienia nawet przy niskiej prędkości. Turbokompresory są zaprojektowane dla dużych prędkości przepływu powietrza.

Powiązane artykuły