Razlika med prostorninskim kompresorjem in kompresorjem z dinamičnim stiskanjem
16 marec, 2023
Obstajata dve splošni načeli stiskanja zraka (ali plina): pozitivno prostorninsko in dinamično stiskanje. Ta vodnik obravnava oba načina.
Ko potrebujete veliko moči, je kompresor z dinamičnim stiskanjem popolna izbira. Na voljo je v aksialni in radialni zasnovi, pogosto pa se imenuje turbinski kompresor. Tisti z radialno zasnovo se imenuje centrifugalni kompresor.
Kompresor z dinamičnim stiskanjem deluje pri konstantnem tlaku, za razliko od na primer prostorninskega kompresorja, ki deluje pri konstantnem pretoku. Na delovanje kompresorja z dinamičnim stiskanjem vplivajo zunanji pogoji. Na primer sprememba vstopne temperature povzroči spremembo zmogljivosti.
Za centrifugalni kompresor je značilen radialni izstopni tok. Zrak se vpihuje v središče vrtečega se rotorja z radialnimi lopaticami. Centrifugalne sile ga potiskajo proti obodu rotorja. Zaradi radialnega gibanja zraka se hkrati zvišuje tlak in ustvarja kinetična energija. Preden se zrak pripelje v središče rotorja naslednje stopnje kompresorja, gre skozi difuzor in spiralo. Tu se kinetična energija pretvori v tlak.
Vsaka stopnja prevzame del celotnega dviga tlaka kompresorske enote. V industrijskih strojih največje tlačno razmerje stopnje centrifugalnega kompresorja pogosto ni večje od 3. Večja tlačna razmerja zmanjšujejo učinkovitost stopnje. Večstopenjski načini uporabe omogočajo možnost vmesnega hlajenja, s čimer se zmanjša potreba po moči. Več stopenj je lahko zaporedno razporejenih na eni gredi z nizko hitrostjo. Ta koncept se pogosto uporablja v naftni in plinski ali predelovalni panogi.
Ker je tlačno razmerje na stopnjo nizko, se za doseganje želenega tlaka uporablja veliko število stopenj in/ali več kompresorskih sklopov. Pri načinih uporabe stisnjenega zraka je v stopnje kompresorja vgrajen menjalnik visoke hitrosti, ki vrti rotorje na zobnikih visoke hitrosti. Rotor ima lahko odprto ali zaprto zasnovo.
Za načine uporabe zraka z visoko hitrostjo se najpogosteje uporabljajo rotorji z odprto zasnovo. Pri tem je rotor običajno izdelan iz posebne zlitine nerjavnega jekla ali aluminija. Hitrost gredi rotorja je v primerjavi z drugimi vrstami kompresorjev zelo visoka. Običajne so hitrosti od 15.000 do 100.000 vrtljajev na minuto. To pomeni, da se na gredi ali zobniku kompresorja z visoko hitrostjo namesto valjčnih ležajev uporabljajo drsni ležaji z oljnim filmom.
Uporabite lahko tudi zračne ležaje s filmom ali aktivne magnetne ležaje za stroj, ki je popolnoma brez olja. Na vsakem koncu iste gredi sta nameščena dva rotorja, ki nevtralizirata aksialne obremenitve, ki jih povzročajo razlike v tlaku. Običajno se za standardne načine uporabe stisnjenega zraka uporabljata 2 ali 3 stopnje z vmesnimi hladilniki.
V sodobni konfiguraciji centrifugalnega zračnega kompresorja se za neposredni pogon rotorjev uporabljajo elektromotorji z zelo visoko hitrostjo. Ta tehnologija ustvari kompakten kompresor brez menjalnika in pripadajočega sistema za mazanje z oljem, pri čemer gre za zasnovo kompresorja popolnoma brez olja.
Vsak centrifugalni kompresor mora biti ustrezno zatesnjen, da se zmanjša uhajanje vzdolž gredi, kjer ta poteka skozi ohišje kompresorja. Uporablja se veliko vrst tesnil, najnaprednejša pa so na kompresorjih za visoke hitrosti, namenjenih visokim tlakom. Najpogostejše vrste so labirintna tesnila, tesnilni obročki ali tesnila z nadzorovano vrzeljo (običajno grafitna tesnila) in mehanska tesnila.
Aksialni kompresor ima aksialni pretok, pri katerem zrak ali plin teče vzdolž gredi kompresorja skozi vrste vrtečih se in nepremičnih lopatic. Na ta način se hitrost zraka postopoma povečuje, hkrati pa nepremične lopatice pretvarjajo kinetično energijo v tlak. V kompresor je običajno vgrajen boben za uravnavanje, ki uravnava aksialni potisk.
Aksialni kompresorji so običajno manjši in lažji od enakovrednih centrifugalnih kompresorjev in običajno delujejo pri višjih hitrostih. Uporabljajo se za konstantne in velike prostorninske pretoke pri razmeroma zmernem tlaku, na primer v prezračevalnih sistemih. Zaradi visoke hitrosti vrtenja so povezani s plinskimi turbinami za proizvodnjo električne energije in pogon letal.
16 marec, 2023
Obstajata dve splošni načeli stiskanja zraka (ali plina): pozitivno prostorninsko in dinamično stiskanje. Ta vodnik obravnava oba načina.
30 junij, 2022
Ko izbirate zračni kompresor za svoje podjetje, morate upoštevati veliko stvari. V tem članku bomo pojasnili, kateri kompresor je najprimernejši za vas glede na vaš način uporabe in vaše potrebe.
22 april, 2022
Preberite več o nekaterih drugih vrstah kompresorjev, kot so vakuumske črpalke, kompresorji z ojačevalnim učinkom in ojačevalniki tlaka.