کمپرسور

mehdi 
  بازدید : 50
سه شنبه 12 دی 1402 زمان : 10:22 


1
2
3
4
5

کمپرسور چیست؟
کمپرسور یکی از وسایل مکانیکی است که امروزه در صنایع کوچک و بزرگ کاربرد فراوانی دارد. در واقع کار کمپرسور ایجاد نیروی مکش لازم 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 قوی منتقل می کند و حجم گازی که باید فشرده شود به جابجایی پیستون کمپرسور بستگی دارد.
انواع کمپرسور
کمپرسورها انواع مختلفی دارند. دسته های مختلف کمپرسورها را بر اساس ویژگی های مختلف طبقه بندی می کنند. در یکی از رایج ترین طبقه بندی ها، کمپرسورها بر اساس ویژگی های مختلف طبقه بندی می شوند.

کمپرسور دینامیک
کمپرسور جابجایی مثبت
کمپرسور پره دوار
کمپرسور اسکرول
تقویت کننده های فشار
کمپرسورهای کمکی
کمپرسورهای دینامیک
در این نوع کمپرسور انتقال انرژی به سیال پیوسته است. کمپرسورهای دینامیک در فشار کم و دبی بالاتر استفاده می شوند. کمپرسورهای دینامیک در طرح های محوری و شعاعی موجود هستند. طرح های شعاعی اغلب کمپرسورهای توربین یا کمپرسورهای توربین شعاعی نامیده می شوند و طرح های شعاعی اغلب کمپرسورهای گریز از مرکز نامیده می شوند.برخلاف کمپرسورهای جابجایی که با جریان ثابت کار می کنند، کمپرسورهای دینامیکی با فشار ثابت کار می کنند. عملکرد دینامیکی کمپرسور تحت تأثیر شرایط خارجی است. به عنوان مثال، یک تغییر کوچک در فشار ورودی باعث تغییر زیادی در ظرفیت می شود.

انواع کمپرسورهای دینامیک
کمپرسور جریان شعاعی (گریز از مرکز)
یکی از ویژگی های کمپرسور گریز از مرکز جریان شعاعی آن است. هوا از طریق پره های شعاعی وارد مرکز پروانه شده و توسط نیروهای گریز از مرکز به سمت اطراف پروانه خارج می شود. قبل از اینکه هوا به مرکز پروانه چرخان بعدی کشیده شود، از یک دیفیوزر و محفظه حلزونی عبور می کند، جایی که انرژی جنبشی به فشار ساکن تبدیل می شود.

نسبت فشار کلی کمپرسور 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 زیادی در نیاز به توان کمپرسور ایفا می کند و به همین دلیل نیاز به خنک کننده بین مرحله ای است. در این کمپرسورها از آب بندی های مختلفی استفاده می شود که پیشرفته ترین آنها در کمپرسورهای پرسرعت که فشارهای بالایی را ارائه می دهند استفاده می شود.متداول ترین انواع مهر و موم های چهارگانه عبارتند از مهر و موم های لابیرنتی، مهر و موم های حلقه ای (مهر بند های گرافیتی که خشک می شوند، اما آب بند های مایع نیز استفاده می شوند)، سیل های مکانیکی و آب بندی های هیدرواستاتیک. کمپرسورهای گریز از مرکز در موتورهای احتراق داخلی مانند سوپرشارژرها و توربوشارژرها استفاده می شوند. کمپرسورهای گریز از مرکز در موتورهای توربین گازی کوچک یا به عنوان مرحله تراکم نهایی توربین های گاز متوسط استفاده می شوند.
کمپرسور جریان محوری
یک کمپرسور محوری جریان محوری دارد، هوا یا گاز از ردیف پره‌های ثابت و متحرک در امتداد محور چرخش کمپرسور عبور می‌کند، بنابراین همزمان با تبدیل پره‌های ثابت انرژی جنبشی تحت فشار، سرعت هوا به تدریج افزایش می‌یابد. کمترین حجم در چنین کمپرسوری حدود S/15 است. معمولاً یک سیلندر تعادل روی کمپرسور نصب می شود تا نیروی فشار محوری را متعادل کند. کمپرسورهای سانتریفیوژ کوچکتر و معمولاً 25 درصد سرعت بیشتری دارند و این کمپرسورها برای دبی حجمی بالا در فشار نسبتاً متوسط استفاده می شوند.کمپرسورهای جابجایی مثبت
در این کمپرسورها انتقال انرژی به سیال به صورت متناوب یا دوره ای صورت می گیرد. قدرت تراکم این کمپرسورها نسبت به نوع دینامیکی آن بیشتر است. البته دبی این کمپرسورها بسیار کمتر از نوع دینامیکی آن است. نیروی محرکه کمپرسورها بسته به قدرت آن می تواند یک موتور الکتریکی یا دیزلی باشد. ویژگی این نوع کمپرسور این است که حجم معینی از گاز یا هوا را محصور می کند و سپس فشار را افزایش می دهد و سطح حجم محصور را کاهش می دهد.

انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت
کمپرسور رفت و برگشتی
کمپرسور سیلندر پیستونی قدیمی ترین و رایج ترین نوع کمپرسور است. این کمپرسورها دو طرفه یا یک طرفه هستند که قطعات آن روغن کاری شده یا نه و در اشکال مختلف با اعداد سیلندر متنوع به شکل V و L موجود می باشند.

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

کمپرسورهای خانگی و تجاری اغلب از نوع رفت و برگشتی با 5.1 اسب بخار یا کمتر به مخزن گیرنده متصل هستند.

کمپرسور دوار
کمپرسورهای اسکرو روتاری از دو پیچ دوار با جابجایی مثبت به هم پیوسته استفاده می کنند که گاز را در فضای کوچکی فشرده می کنند. این کمپرسورها معمولاً برای کار مداوم در کاربردهای تجاری و صنعتی استفاده می شوند و می توانند ثابت یا قابل حمل باشند. کاربرد کمپرسور اسکرو روتاری بین 3 تا 1200+ اسب بخار و فشار کم تا متوسط است. کمپرسورهای روتاری تجاری خشک، غوطه ور در روغن و غوطه ور در آب هستند.

کمپرسور روتاری با جابجایی مثبت

کمپرسور دیافراگمی
کمپرسورهای دیافراگمی یا غشایی نوع دیگری از کمپرسورهای رفت و برگشتی معمولی هستند. دیافراگم به صورت مکانیکی یا هیدرولیکی فعال می شود. کمپرسورهای دیافراگمی مکانیکی با دبی کم و فشار کم یا به عنوان پمپ خلاء استفاده می شوند.از کمپرسورهای دیافراگمی هیدرولیک برای فشار بالا استفاده می شود. از کمپرسورهای دیافراگمی برای هیدروژن و CNG و برخی کاربردهای دیگر استفاده می شود.

کمپرسور دیافراگمی

کمپرسور پره دوار
این نوع کمپرسور از یک سری تیغه تشکیل شده است که در شکاف های شعاعی روتور تعبیه شده است. روتور با فاصله به شکل دایره ای بزرگتر یا پیچیده تر نصب می شود. با چرخش روتور، پره ها به داخل و خارج شیار حرکت می کنند و تماس خود را با دیواره پوشش حفظ می کنند. بنابراین، پره های چرخان مجموعه ای از حجم های کاهشی را ایجاد می کنند. کمپرسورهای پره ای دوار در کنار کمپرسورهای رفت و برگشتی یکی از قدیمی ترین فناوری های کمپرسور را تشکیل می دهند. با اتصال پورت مناسب، کمپرسورهای پره ای می توانند به عنوان کمپرسور یا پمپ خلاء عمل کنند. کمپرسورهای پره ای می توانند ثابت یا قابل حمل، تک مرحله ای یا چند مرحله ای باشند و می توانند توسط موتور الکتریکی یا موتور احتراق داخلی به حرکت درآیند.

کمپرسور پره دوار

کمپرسور اسکرول
یک کمپرسور اسکرول که به عنوان پمپ اسکرول یا پمپ خلاء اسکرول نیز شناخته می شود، از دو پره مارپیچی لایه ای برای پمپاژ یا متراکم کردن سیالاتی مانند مایعات و گازها استفاده می کند.هندسه تیغه می تواند در پیچ، مارپیچ ارشمیدسی یا منحنی ترکیبی باشد. کمپرسورهای اسکرول نسبت به سایر کمپرسورها نرم‌تر، بی‌صداتر و با اطمینان‌تر کار می‌کنند و از نظر اندازه کوچک‌تر هستند.

کمپرسور اسکرول

تقویت کننده های فشار

تقویت کننده های فشار باعث افزایش فشار سیال در سیال می شوند. تقویت کننده فشار فقط برای جریان های بسیار کم مناسب است. هنگامی که محفظه فشار بالا از هوا پر می شود، پیستون فشار پایین بالا می رود. هنگامی که سیال مولد فشار وارد محفظه می شود، پیستون به سمت پایین رانده می شود و سیال را با فشار زیاد خارج می کند. تشدید کننده فشار می تواند تا محدوده فشار از پیش تعیین شده چرخه کند، بنابراین تمام گازهای خنثی می توانند فشرده شوند. هوا همچنین می تواند در یک تقویت کننده متراکم شود، اما باید کاملاً عاری از روغن باشد تا از احتراق خود به خودی جلوگیری شود.

کمپرسورهای کمکی (کمپرسور تقویت کننده)

کمپرسوری است که هوای از پیش فشرده شده را با فشار بالاتر متراکم می کند. این کمپرسور برای جبران افت فشار در طول خطوط لوله طولانی و یا در مواردی که فشارهای بالاتری در فرآیند مورد نیاز است استفاده می شود.فشرده سازی می تواند یک یا چند مرحله ای باشد و کمپرسور می تواند دینامیک یا جابجایی باشد، اما در این موارد کمپرسورهای پیستونی رایج ترین هستند. توان مورد نیاز برای کمپرسور کمکی با افزایش نسبت فشار افزایش می یابد، در حالی که جرم متحرک کاهش می یابد. منحنی توان، که تابعی از فشار ورودی است، مشابه منحنی پمپ خلاء است.