Tipuri de compresoare Compresoare de aer Teorie de bază Pagină enciclopedică dedicată aerului comprimat Deplasare Aer comprimat
Înainte de a trece la diferitele compresoare și 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 și vom analiza diferitele compresoare din aceste categorii.
Există două principii generice pentru comprimarea aerului (sau a gazului): Compresia volumetrică și compresia dinamică. Aceste principii se bazează pe teoria modului în care aerul este comprimat și 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 ieșire 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 rotație rapidă și 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 și comprimarea mecanică a acestuia, cum ar fi cu pistoane sau șuruburi rotative.
Aceste compresoare furnizează rapoarte de presiune mai mari chiar și la viteze mai mici și sunt ideale pentru aplicații mai mici, stabile, precum industria prelucrătoare și industria auto. Designul lor simplu asigură fiabilitate și întreținere ușoară.
Compresoarele dinamice utilizează palete rotative de mare viteză pentru a comprima volume mari de aer.
Debitul și presiunea acestora variază în funcție de turația de operare, fiind adecvate pentru aplicații cu volum ridicat, precum generarea de energie electrică și sisteme IVC (încălzire, ventilație, climatizare). Designul lor complex este optimizat pentru debite variabile și operații eficiente de mare viteză.
O pompă de bicicletă este cel mai simplu exemplu de compresie volumetrică. Aerul este aspirat într-un cilindru și este comprimat de un piston în mișcare. Compresoarele cu piston au același principiu de funcționare. Acestea utilizează un piston a cărui deplasare înainte și înapoi este realizată de o bielă și un arbore cotit rotativ.
Dacă pentru compresie se utilizează o singură parte a pistonului, este vorba despre compresor cu acțiune simplă. Dacă sunt utilizate atât partea superioară, cât și partea inferioară a pistonului, compresorul acționează de două ori. Raportul de presiune este relația dintre presiunea absolută de pe părțile de intrare și ieșire.
În consecință, un echipament care aspiră aer la presiune atmosferică (1 bar(a)) și îl comprimă la suprapresiune de 7 bari, funcționează la un raport de presiune de (7 + 1)/1 = 8.
În cele două grafice de mai jos, veți găsi relația 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 aspirație. Volumul spațiului liber este volumul aflat sub supapele de intrare și de ieșire și deasupra pistonului. Acesta trebuie să rămână în punctul superior de rotire al pistonului din motive mecanice.
Diferențele dintre cilindree și volumul de aspirație sunt determinate de dilatarea aerului rămas în volumul spațiului liber înainte de începerea aspirației. Designul practic al unui compresor, de ex. un compresor cu piston, are ca rezultat o diferență între diagrama teoretică p/V și diagrama reală.
Supapele nu sunt niciodată complet etanșate și există întotdeauna un grad de scurgere între mantaua pistonului și peretele cilindrului. În plus, supapele nu se pot deschide și 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, creșterea 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 forțată să decelereze în urma expansiunii dintr-un difuzor.
În funcție de direcția 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 turație a rotorului are o limită superioară și 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 pulsație, zgomot și risc de deteriorare mecanică.
Pentru a înțelege mai multe despre modul în care sunt reglate compresoarele dinamice și despre modul în care este optimizată performanța, citiți 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.
