Tipuri de compresoare Compresoare de aer Teorie de bază Pagină enciclopedică dedicată aerului comprimat Deplasare Aer comprimat
Înainte de a trece la diferitele compresoare şi metode de compresie, trebuie să vă prezentăm mai întâi cele două principii de bază pentru comprimarea gazului. După aceea, le vom compara pe cele două şi vom analiza diferitele compresoare din aceste categorii.
Există două principii generice pentru comprimarea aerului (sau a gazului): Compresia volumetrică şi compresia dinamică. Aceste principii se bazează pe teoria modului în care aerul este comprimat şi evacuat.
În cazul compresiei volumetrice, aerul este aspirat într-una sau mai multe camere de compresie, care sunt apoi închise de la intrare. Treptat, volumul fiecărei camere scade, iar aerul este comprimat intern. Când presiunea a atins raportul de presiune încorporat proiectat, se deschide un port sau o supapă. Aerul este apoi evacuat în sistemul de ieşire din cauza reducerii continue a volumului camerei de compresie.
În timpul compresiei dinamice, aerul este aspirat între lamele de pe un rotor de compresie cu rotaţie rapidă şi accelerat la o viteză ridicată. Gazul este apoi evacuat printr-un difuzor, unde energia cinetică este transformată în presiune statică.
Compresoarele volumetrice asigură un flux de aer constant, indiferent de presiunea din sistem. Acestea comprimă aerul prin captarea unui volum fix şi comprimarea mecanică a acestuia, cum ar fi cu pistoane sau şuruburi rotative.
Aceste compresoare furnizează rapoarte de presiune mai mari chiar şi la viteze mai mici şi sunt ideale pentru aplicaţii mai mici, stabile, precum industria prelucrătoare şi industria auto. Designul lor simplu asigură fiabilitate şi întreţinere uşoară.
Compresoarele dinamice utilizează palete rotative de mare viteză pentru a comprima volume mari de aer.
Debitul şi presiunea acestora variază în funcţie de turația de operare, fiind adecvate pentru aplicaţii cu volum ridicat, precum generarea de energie electrică şi sisteme IVC (încălzire, ventilaţie, climatizare). Designul lor complex este optimizat pentru debite variabile şi operaţii eficiente de mare viteză.
O pompă de bicicletă este cel mai simplu exemplu de compresie volumetrică. Aerul este aspirat într-un cilindru şi este comprimat de un piston în mişcare. Compresoarele cu piston au acelaşi principiu de funcţionare. Acestea utilizează un piston a cărui deplasare înainte şi înapoi este realizată de o bielă şi un arbore cotit rotativ.
Dacă pentru compresie se utilizează o singură parte a pistonului, este vorba despre compresor cu acţiune simplă. Dacă sunt utilizate atât partea superioară, cât şi partea inferioară a pistonului, compresorul acţionează de două ori. Raportul de presiune este relaţia dintre presiunea absolută de pe părţile de intrare şi ieşire.
În consecinţă, un echipament care aspiră aer la presiune atmosferică (1 bar(a)) şi îl comprimă la suprapresiune de 7 bari, funcţionează la un raport de presiune de (7 + 1)/1 = 8.
În cele două grafice de mai jos, veţi găsi relaţia presiune-volum pentru un compresor teoretic, (respectiv) o diagramă realistă pentru un compresor cu piston ilustrat.
Cilindreea este capacitatea cilindrică pe care pistonul o deplasează în timpul etapei de aspiraţie. Volumul spaţiului liber este volumul aflat sub supapele de intrare şi de ieşire şi deasupra pistonului. Acesta trebuie să rămână în punctul superior de rotire al pistonului din motive mecanice.
Diferenţele dintre cilindree şi volumul de aspiraţie sunt determinate de dilatarea aerului rămas în volumul spaţiului liber înainte de începerea aspiraţiei. Designul practic al unui compresor, de ex. un compresor cu piston, are ca rezultat o diferenţă între diagrama teoretică p/V şi diagrama reală.
Supapele nu sunt niciodată complet etanşate şi există întotdeauna un grad de scurgere între mantaua pistonului şi peretele cilindrului. În plus, supapele nu se pot deschide şi închide complet fără o întârziere minimă. Aceasta are ca rezultat o cădere de presiune atunci când gazul curge prin canale. Gazul este, de asemenea, încălzit atunci când intră în cilindru, ca urmare a acestui design.
Într-un compresor dinamic, creşterea presiunii are loc în timp ce gazul curge. Gazul care curge accelerează până la o viteză ridicată prin intermediul lamelor rotative de pe un rotor. Viteza gazului este transformată ulterior în presiune statică atunci când este forţată să decelereze în urma expansiunii dintr-un difuzor.
În funcţie de direcţia principală a fluxului de gaz utilizat, aceste compresoare se numesc compresoare radiale sau axiale. Spre deosebire de compresoarele volumetrice, o mică modificare a presiunii de lucru a compresoarelor dinamice are ca rezultat o modificare mare a debitului.
Fiecare turaţie a rotorului are o limită superioară şi inferioară a debitului. Limita superioară înseamnă că viteza fluxului de gaz atinge viteza sonică. Limita inferioară înseamnă că contrapresiunea devine mai mare decât acumularea de presiune a compresorului, ceea ce înseamnă curgere în sens invers în interiorul compresorului. Aceasta, în schimb, generează pulsaţie, zgomot şi risc de deteriorare mecanică.
Pentru a înţelege mai multe despre modul în care sunt reglate compresoarele dinamice şi despre modul în care este optimizată performanţa, citiţi acest ghid referitor la reglarea dinamică a compresorului.
30 iunie, 2022
Există multe considerente atunci când alegeți un compresor de aer pentru afacerea pe care o conduceți. În acest articol vom explica ce compresor este cel mai potrivit pentru dvs., în funcție de aplicația și nevoile punctuale.
16 martie, 2023
Atunci când aveți nevoie de o mulțime de cai putere, un compresor dinamic este alegerea ideală. Acestea sunt disponibile atât în modele axiale, cât și radiale.
4 august, 2022
Aerul comprimat este peste tot în jurul nostru, dar ce este mai exact? Permiteți-ne să vă prezentăm lumea aerului comprimat și modul de funcționare de bază al unui compresor.