کمپرسور جریان شعاعی و کمپرسور جریان محوری
انواع کمپرسور
کمپرسورها انواع مختلفی دارند که تقسیم بندی آن ها را در تصویر بالا می توانید مشاهده کنید.
دو نوع متداول از كمپرسورها، براي فشرده سازي هوا در توربينها استفاده مي‌شوند كه عبارتند از:
- كمپرسور جریان شعاعی (سانتريفوژ)
- كمپرسور جريان محوري (نوع رایج)
تفاوت کمپرسورهای جریان شعاعی و جریان محوری
تفاوت ظاهري اين دو نوع كمپرسور، مربوط به جهت جريان هواي عبوري از درون آنها مي‌باشد.
در كمپرسورهای جریان شعاعی (سانتريفوژ)، جهت حركت هوا عمود بر امتداد ورود هوا و در كمپرسورهاي جريان محوري، اين جريان موازي جريانهاي ورودي مي‌باشد.
کمپرسورهای جریان شعاعی (سانتریفیوژ)
نحوه کارکرد کمپرسورهای جریان شعاعی (سانتریفیوژ)
کمپرسورهای جریان شعاعی (سانتریفیوژ) که با نام توربو نیز خوانده می‌شوند، با استفاده از افزایش انرژی جنبشی گاز خنک مبرد به کمک پره‌های متحرک فشار و دمای گاز را بالا می‌برد.
گاز به داخل محفظه مکیده می‌شود و پره گاز را مجبور به چرخش با سرعت بالا می‌کند. در نهایت گازی که بیشترین سرعت را دارد از یک دیفیوزر عبور می‌کند و در آن حجم گاز افزایش و سرعتش کاسته می‌شود.
در این فرآیند انرژی جنبشی گاز در فشار پایین و سرعت بالا، به سرعت پایین و فشار بالا مبدل می‌شود.
با افزایش سرعت دورانی پره، فشار نهایی نیز افزایش می‌یابد. بر خلاف کمپرسورهای پیستونی، که در هر سیکل سه حالت مکش و تراکم و تخلیه یکی پس از دیگری رخ می‌دهد، در کمپرسورهای سانتریفیوژ، تمام این فرآیندها به طور همزمان و مداوم رخ می‌دهد.
در این نوع کمپرسور، ظرفیت می‌تواند با دور موتور و تنظیم دریچه گاز ورودی کنترل شود.
کمپرسورهای جریان شعاعی (گریز از مرکز) بر اساس تعداد حالت‌ها (تک حالتی، دوحالتی و چند حالتی) و روش روغن کاری (ریزشی، تحت فشار و بدون روغن) تقسیم بندی می‌شود.
نوع بدون روغن از یاتاقان‌های بدون اصطکاک مغناطیسی کمک می‌گیرد که در نتیجه، سایش مکانیکی از بین می‌رود، بازدهی و قابلیت اطمینان افزایش می‌یابد و نویز و هزینه نگهداری کاهش پیدا می‌کند.
مزایای کمپرسورهای جریان شعاعی (سانتریفیوژ)
• دستیابی به ظرفیت‌های بالا تا 35000 کیلووات
• توجیه اقتصادی در استفاده از محرک های جایگزین الکتروموتور (توربین های گازی و یا بخار)
• بازدهی بالا در بارهای موقتی که به سیکل اعمال می‌شود.
• كاهش نويز و ارتعاش دستگاه به علت حرکت یکنواخت گاز
• مطلوب برای صنایعی که نیاز به مقدار ثابتی از فشار با حجم بالا دارند.
• ساختار فشرده و سبک تر به نسبت ظرفیت تولید در مقایسه با سایر کمپرسورها نظیر پیستونی و اسکرو
• کاهش مصرف انرژی به نسبت ظرفیت تولید در مقایسه با سایر کمپرسورها نظیر پیستونی و اسکرو
• قابلیت اطمینان بالاتر و هزینه نگهداری پایین تر به علت تعداد پایین قطعات و تعداد کمتر قطعات درگیر با یکدیگر
• دوره تعمیرات بلند مدت (اولین سرویس بعد از حدوداً 8000 ساعت)
• مقاومت بالاتر نسبت به عوامل محيطي نظير گرد و غبار
• تأمین هوای فشرده 100 % عاری از روغن
• توانائي كار با گستره وسيعي از سيال‌هاي قابل تراكم نظير هليوم، زنون، اكسيژن و نيتروژن مايع
محدودیت های کمپرسورهای جریان شعاعی (سانتریفیوژ)
- قابلیت اطمینان بالاتر و هزینه نگهداری پایین تر به علت تعداد پایین قطعات و تعداد کمتر قطعات درگیر با یکدیگر
- دوره تعمیرات بلند مدت (اولین سرویس بعد از حدوداً 8000 ساعت)
- مقاومت بالاتر نسبت به عوامل محيطي نظير گرد و غبار
- تأمین هوای فشرده 100 % عاری از روغن
- توانائي كار با گستره وسيعي از سيال‌هاي قابل تراكم نظير هليوم، زنون، اكسيژن و نيتروژن مايع
ویدئوی نحوه کارکرد کمپرسور سانتریفیوژ
کمپرسورهای جریان محوری
در كمپرسورهاي جريان محوري، هوا موازي با محور چرخنده كمپرسور، وارد آن شده و هم جهت با آن، ادامه مسير داده و از آن خارج مي‌شودهمچنین این نوع از کمپرسورها ضمن داشتن ضريب تراكم بالا مي‌توانند حجم بسيار زياد هوا را فشرده كنند.
کاربردهای کمپرسورهای جریان محوری
کمپرسورهای جریان محوری برای طراحی توربین‌های گازی بزرگ مانند موتورهای جت، موتورهای کشتی با سرعت بالا و نیروگاه‌های مقیاس کوچک ضروری هستند. آنها همچنین در کاربردهای صنعتی مانند کارخانه های جداسازی هوا با حجم زیاد، هوای کوره بلند، هوای ترک خوردگی کاتالیزوری سیال و هیدروژن زدایی پروپان استفاده می شوند.
نحوه کارکرد کمپرسورهای جریان محوری
در کمپرسورهای جریان محوری، ابتدا به سیال شتاب داده می شود و سپس دیفیوزر آن را برای افزایش فشار فشرده می کند.
سیال توسط پره های متحرک شتاب می گیرد و توسط پره های ثابت دیفیوز (پخش) می شود.
مزایای کمپرسورهای جریان محوری
- اوج راندمان بالاتر در مقایسه با انواع دیگر کمپرسورها.
- نرخ بالای جریان جرمی. از آنجایی که کمپرسورهای جریان محوری نسبت فشار بالاتری دارند، بسیار کارآمد هستند.
- مرحله ای بودن آن ها به داشتن نسبت فشار بالاتر کمک می کند. حتی نسبت فشار 40:1 از طریق کمپرسور جریان محوری قابل دستیابی است.
محدودیت های کمپرسورهای جریان محوری
- ساخت کمپرسور جریان محوری دشوار است.
- هزینه ساخت کمپرسور جریان محوری بالاست.
- به دلیل وزن زیاد ، نصب این دستگاه بسیار مشکل است.
- برای شروع یا شروع فرآیند فشرده سازی، به مقدار زیادی نیرو نیاز است.
- به دلیل پایین بودن نرخ افزایش فشار در مراحل جداگانه کمپرسورهای جریان محوری چند مرحله ای ساخته می شوند.
اجزا کمپرسور توربین گاز (از نوع جریان محوری)
اگر به دنبال یادگیری عمیق تر مطالب و شناخت تک تک اجزا توربین و نحوه کار آن ها هستید، به این آموزش مراجعه کنید.
