کمپرسور

کمپرسور چیست؟
کمپرسورها امروزه یکی از پرکاربردترین تجهیزات مکانیکی در صنایع کوچک و بزرگ هستند. در واقع کار کمپرسور ایجاد مکش مورد نیاز برای کشیدن گاز مبرد از اواپراتور، متراکم کردن گاز و ارسال آن به کندانسور است که در آنجا گاز به مایع تبدیل می شود. مکش کمپرسور گاز را از سمت راست فشار بالا حرکت می دهد و مقدار گازی که باید فشرده شود به حرکت پیستون کمپرسور بستگی دارد.
انواع کمپرسور
انواع مختلفی از فشرده سازی وجود دارد. دسته بندی های مختلف فشرده سازی را بر اساس عملکردهای مختلف طبقه بندی می کنند. در یکی از متداول ترین دسته ها، کمپرسورها بر اساس ویژگی های مختلف طبقه بندی می شوند.

فشرده سازی پویا
فشرده سازی جابجایی فعال
کمپرسور پره ای دوار
فشرده سازی برشی
تقویت کننده فشار
فشرده سازی کمکی
فشرده سازی پویا


در این نوع کمپرسور انتقال انرژی به سیال پیوسته است. فشرده سازی دینامیک در فشارهای کم و دبی بالا استفاده می شود. فشرده سازی دینامیک در طرح های محوری و شعاعی موجود است. طرح شعاعی اغلب فشرده سازی توربو یا تراکم توربین شعاعی نامیده می شود و طرح شعاعی اغلب فشرده سازی گریز از مرکز نامیده می شود.برخلاف کمپرسورهای رفت و برگشتی که با جریان ثابت کار می کنند، کمپرسورهای دینامیکی با فشار ثابت کار می کنند. عملکرد تراکم دینامیکی تحت تأثیر شرایط خارجی قرار می گیرد، به عنوان مثال، تغییرات کوچک در فشار ورودی می تواند باعث تغییرات زیادی در ظرفیت خازن شود.

انواع فشرده سازی پویا
فشرده سازی جریان شعاعی (سانتریفیوژ)؛
یکی از ویژگی های تراکم گریز از مرکز جریان شعاعی آن است که در آن هوا از طریق یک مسیر شعاعی وارد مرکز پروانه شده و با نیروی گریز از مرکز به اطراف پروانه پرتاب می شود. قبل از اینکه هوا به مرکز پروانه چرخان بعدی هدایت شود، از یک پخش کننده و موج صوتی عبور می کند، جایی که انرژی جنبشی به فشار ساکن تبدیل می شود.

نسبت تنش کلی تراکم را تعیین می کند. همچنین پس از هر چرخش پروانه، سرعت هوا به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. دمای هوا در ورودی هر مرحله نقش مهمی در نیاز نیروی تراکم ایفا می کند و بنابراین خنک سازی بین مراحل لازم است. انواع آب بندی در این کمپرسورها استفاده می شود که پیشرفته ترین آنها در کمپرسورهای پرسرعت که فشار بالا را تامین می کنند استفاده می شود.چهار نوع متداول مهر و موم عبارتند از: مهر و موم های لابیرنتی، مهر و موم های حلقه ای (مهربندی های پیوندی با کار خشک، اما آب بند های مایع نیز استفاده می شود)، مهر و موم های مکانیکی و سیل های هیدرواستاتیک. کمپرسورهای گریز از مرکز به عنوان سوپرشارژر و توربوشارژر در موتورهای احتراق داخلی استفاده می شوند. کمپرسورهای گریز از مرکز در موتورهای توربین گازی کوچک یا به عنوان مرحله تراکم نهایی توربین های گازی با اندازه متوسط ​​استفاده می شوند.


کمپرسور جریان محوری
کمپرسورهای محوری دارای جریان محوری هستند و هوا یا گاز از یک سری مسیرهای ثابت و دینامیکی در امتداد محور چرخش کمپرسور عبور می کند، به طوری که سرعت هوا به تدریج افزایش می یابد در حالی که مدار استاتیک انرژی جنبشی را به فشار تبدیل می کند. حداقل حجم چنین فشرده سازی حدود S/15 است. معمولاً یک سیلندر تعادل روی کمپرسور نصب می شود تا فشار شفت را متعادل کند. کمپرسورهای گریز از مرکز کوچکتر هستند و معمولاً 25 درصد سرعت بالاتری دارند و این کمپرسورها برای دبی با حجم بالا در فشارهای نسبتاً متوسط ​​استفاده می شوند.دستگاه پرس جابجایی مثبت
در این کمپرسورها انتقال انرژی به سیال به صورت متناوب یا متناوب صورت می گیرد. مقاومت فشاری این کمپرسورها از نوع دینامیکی آن بیشتر است. البته دبی این کمپرسورها بسیار کمتر از نوع دینامیکی آن است. کمپرسورها را می توان با موتورهای الکتریکی یا دیزلی بسته به قدرت آنها به حرکت درآورد. ویژگی این نوع فشرده سازی این است که حاوی مقدار معینی گاز یا هوا است و سپس با کاهش حجم حجم بسته، فشار را افزایش می دهد.

انواع تراکم جابجایی مثبت
کمپرسور
کمپرسورهای پیستونی سیلندر قدیمی ترین و رایج ترین نوع کمپرسور هستند. این کمپرسورها در طرح های دو طرفه یا یک طرفه با قطعات صیقلی یا صیقلی و در اشکال مختلف با شماره سیلندرهای متنوع به شکل V و L موجود می باشند.

کمپرسورهای رفت و برگشتی ثابت یا قابل حمل، تک مرحله ای یا چند مرحله ای هستند و می توانند توسط موتورهای الکتریکی یا موتورهای احتراق داخلی به حرکت درآیند. کمپرسورهای رفت و برگشتی کوچک از 5 تا 30 اسب بخار به صورت متناوب کار می کنند.کمپرسورهای رفت و برگشتی بزرگتر با قدرت بیش از 1000 اسب بخار معمولاً در کاربردهای بزرگ صنعتی و نفتی با فشارهای تخلیه از فشار کم تا فشار بسیار بالا استفاده می شوند.

کمپرسورهای خانگی و تجاری معمولاً 5.1 اسب بخار یا از نوع با اتصال کوچک به مخزن گیرنده باز می گردند.

فشرده سازی چرخشی
یک کمپرسور مارپیچ دوار از دو نازل چرخشی با جابجایی مثبت به هم پیوسته برای فشرده سازی گاز در فضای کوچک استفاده می کند. این کمپرسورها معمولاً برای کار مداوم در کاربردهای تجاری و صنعتی استفاده می شوند و می توانند ثابت یا قابل حمل باشند. کاربرد پرس های پیچی دوار بین 3 تا 1200 اسب بخار و از فشار کم تا متوسط ​​است. پرس های چرخشی تجاری از انواع روغن غوطه ور، غوطه ور در آب و خشک هستند.

پرس جابجایی مثبت چرخشی

فشرده سازی دیافراگم
فشرده سازی دیافراگم یا غشاء نوع دیگری از فشرده سازی متقابل معمولی است. دیافراگم ها به صورت مکانیکی یا هیدرولیکی کار می کنند. پمپ های دیافراگمی مکانیکی به عنوان پمپ های کم دبی و کم فشار یا خلاء استفاده می شوند.از کمپرسورهای دیافراگمی هیدرولیک فشار قوی استفاده می شود. از کمپرسورهای دیافراگمی برای هیدروژن و CNG و برخی کاربردهای دیگر استفاده می شود.

فشرده سازی دیافراگم

کمپرسور پره ای دوار
این نوع کمپرسور از چندین پره تشکیل شده است که بر روی واحدهای شعاعی روتور نصب شده اند و روتور برای روتورهای بزرگتر یا اشکال پیچیده تر فاصله دارد. به عنوان یک کفش روتور، محفظه در جای خود باقی می ماند و در تماس با دیواره محفظه می ماند. بنابراین، مجموعه ای از حجم های نزولی توسط مسیر دایره ای ایجاد می شود. کمپرسورهای روتاری همراه با کمپرسورهای رفت و برگشتی قدیمی ترین تکنولوژی فشرده سازی را تشکیل می دهند. با اتصال صحیح پورت ها، کمپرسور می تواند به عنوان کمپرسور یا پمپ خلاء عمل کند. کمپرسورهای پره ای ثابت یا قابل حمل، تک مرحله ای یا چند مرحله ای هستند و می توانند توسط موتورهای الکتریکی یا موتورهای احتراق داخلی هدایت شوند.

کمپرسور پره ای دوار

کمپرسور اسکرول
یک کمپرسور جابجایی که به عنوان پمپ جابجایی یا پمپ خلاء جابجایی نیز شناخته می شود، سیالاتی مانند مایعات و گازها را پمپاژ یا متراکم می کند.هندسه رادیکال شامل مارپیچ ها یا منحنی های ارشمیدس است. کمپرسورهای اسکرول نسبت به سایر کمپرسورها نرم‌تر، بی‌صداتر و با اطمینان‌تر کار می‌کنند و از نظر اندازه کوچک‌تر هستند.


فشرده سازی برشی

تقویت کننده فشار

تقویت کننده فشار، فشار سیال را در سیال افزایش می دهد. تقویت کننده فشار فقط برای جریان بسیار کم است. همانطور که محفظه فشار بالا با هوا پر می شود، پیستون فشار پایین بلند می شود. هنگامی که سیال تحت فشار وارد محفظه می شود، پیستون به سمت پایین رانده می شود و سیال را تحت فشار زیاد خارج می کند. یک تقویت کننده فشار را می توان تا یک سطح فشار از پیش تعیین شده چرخه کرد و تمام گازهای خنثی را می توان به این روش فشرده کرد. هوا می تواند در یک تقویت کننده متراکم شود، اما باید کاملاً عاری از روغن باشد تا از احتراق خود به خود جلوگیری شود.

کمپرسور تقویت کننده

این یک کمپرسور است که هوای از پیش فشرده شده را به فشار بالاتری هدایت می کند. این فشرده سازی برای جبران افت فشار در خطوط لوله طولانی یا در شرایطی که فشارهای بالاتری در این فرآیند مورد نیاز است استفاده می شود.فشرده سازی ممکن است تک مرحله ای یا چند مرحله ای باشد، تراکم ممکن است دینامیک یا رفت و برگشتی باشد، اما در این موارد فشرده سازی پیستون رایج ترین است. توان لازم برای تراکم کمکی با افزایش نسبت تراکم و کاهش جرم دینامیکی افزایش می یابد. منحنی جریان به عنوان تابعی از ولتاژ ورودی مشابه منحنی پمپ خلاء است.