کمپرسور

کمپرسور چیست؟

کمپرسور یکی از دستگاه های مکانیکی است که امروزه در صنایع کوچک و بزرگ کاربرد فراوانی دارد. در واقع کار Compressor، ایجاد نیروی مکش لازم برای مکیدن گاز مبرد از اواپراتور، متراکم کردن گاز و سپس فرستادن آن به کندانسور است، که در آن گاز به مایع تبدیل می شود. مکندگی Compressor گاز را از سمت راست فشار قوی منتقل می کند و حجم گازی که باید متراکم شود

کمپرسورهای دینامیکی

در این نوع از Compressor انتقال انرژی به سیال به طور مداوم می باشد. از Compressor دینامیکی در فشار پایین و دبی های بالاتر استفاده می شود. Compressor دینامیکی در دو طرح محوری و شعاعی موجود می باشند. طرح های شعاعی غالبا کمپرسورهای توربینی یا Compressor توربینی شعاعی نامیده می شوند و طرح های شعاعی غالبا Compressor گریز از مرکز نامیده می شوند. بر خلاف Compressor جابجایی که با جریان ثابت کار می کنند Compressor دینامیکی با فشار ثابتی کار می کنند.

 

انواع کمپرسورهای دینامیکی
پس از گذر از پاسخی که درمورد کمپرسور دینامیکی چیست داده ایم، نوبت به انواع آن می رسد. گفته شد که Compressor دینامیکی دارای دو مدل هستند. در زیر به بررسی این دو مدل خواهیم پرداخت.

• گریز از مرکز
• محوری

• کمپرسور جریان شعاعی (Centrifugal)

از ویژگی های Compressor گریزاز مرکز، جریان شعاعی آن است.هوا با استفاده از پره های شعاعی وارد مرکز پروانه دواری می شود و توسط نیروهای گریز از مرکز به سوی محیط پروانه دوار به بیرون پرتاب می شود. قبل از اینکه هوا به مرکز پروانه دوار بعدی رانده شود، از یک پخش کننده و یک محفظه حلزونی عبور می کند، که در این محفظه انرژی جنبشی به فشار استاتیک تبدیل می شود.

نسبت فشار کلی Compressor  را مشخص می کند. همچنین بعد از هر پروانه دوار سرعت هوا بطور چشمگیری افزایش می یابد. دمای هوا در قسمت ورودی هر یک از مراحل نقش مهمی در مقتضیات توان Compressor دارد و به همین دلیل است که خنک کاری بین مراحل نیاز می شود. آببندهای مختلفی در این Compressor استفاده می شود پیشرفته ترین آنها در کمپرسورهای پرسرعت که تامین کننده فشارهای بالا می باشند، استفاده می شوند. رایج ترین انواع آببندهای چهارگانه شامل آببندهای لابیرینتی، آببندهای حلقوی (آببندهای گرافیتی که خشک کار می کنند، اما آببندهای مایع نیز به کار گرفته می شود) آببندهای مکانیکی آببندهای هیدرواستاتیکی می باشد.

• کمپرسور جریان محوری (Axial)

یک کمپرسور محوری دارای جریان محوری است، هوا یا گاز از میان ردیف هایی از پره های ثابت و متحرک در امتداد محور گردان Compressor  عبور می کنند بدین ترتیب سرعت هوا بتدریج همزمان با اینکه پره های ثابت انرژی جنبشی را به فشار تبدیل می کنند، افزلیش می یابد. پایین ترین میزان حجمی در چنین Compressor حدود S/15 است. معمولا یک استوانه متعادل کننده ای در Compressor تعبیه می شود تا نیروی فشار محوری را متعادل سازد.

کمپرسورهای جابجایی مثبت

در این Compressor انتقال انرژی به سیال به صورت متناوب و یا دوره ای صورت می پذیرد. قدرت تراکم این Compressor نسبت به نوع دینامیک بیشتر است. البته دبی این Compressor به مراتب کمتر از نوع دینامیک می باشد. نیروی محرکه Compressor بسته به قدرت آنها می تواند الکتروموتور یا دیزلی باشد.

• کمپرسور رفت و برگشتی (Reciprocating)

کمپرسور سیلندر پیستونی قدیمی ترین و متداولترین انواع Compressor است. این Compressor در شکل های دو طرفه یا یک طرفه می باشند، که قطعات آنها روغنکاری شونده و یا روغنکاری نشونده می باشند.و در اشکال متفاوتی دارای تنوع تعداد سیلندر هستند.و در شکل بندیV و L موجود می باشند.

Compressor رفت و برگشتی می توانند ثابت یا قابل حمل و نقل و تک مرحله ای یا چند مرحله ای باشند و می توانند توسط موتورالکتریکی یا موتور احتراق داخلی رانده شوند. Compressor رفت و برگشتی کوچک از 5 تا 30 اسب بخار معمولا به صورت متناوب کار می کنند. Compressor رفت و برگشتی بزرگ تر با بیش از 1000 اسب بخار به طور معمول در کاربردهای بزرگ صنعتی و نفت استفاده می شود.فشارتخلیه می تواند از فشار پایین تا فشار بسیار بالا باشد.

• کمپرسور دوار (Rotary)

کمپرسورهای روتاری اسکرو از دو مارپیچ دوار جابجایی مثبت درگیر در هم استفاده می کنند که گاز را به فشار به یک فضای کوچک می فرستند. این Compressor معمولا برای کارکرد پیوسته در کاربردهای تجاری و صنعتی استفاده می شوند.و می توانند ثابت و یا قابل حمل باشند. کاربرد Compressor روتاری اسکرو از 3 تا بیش از 1200 اسب بخار و از فشار کم تا فشار متوسط رو به بالا را شامل می شود.

• کمپرسور دیافراگمی (Diaphragm)

کمپرسورهای دیافراگمی یا ممبرانی نوعی دیگر از Compressor رفت و برگشتی معمولی است. دیافراگم بطور مکانیکی یا هیدرولیکی به کار انداخته می شود. Compressor دیافراگمی مکانیکی با جریان اندک و فشار پایین یا به عنوان پمپ های خلاء مورد استفاده قرار می گیرند. Compressor دیافراگمی هیدرولیکی برای فشار بالا مورد استفاده قرار می گیرند.

Compressor دیافراگمی می‌تواند بهترین گزینه برای فشرده سازی گاز‌های سمی و قابل انفجار باشد، به این دلیل که در آن‌ها فقط دیافراگم و بدنه با گاز‌ها تماس دارند. این موضوع می‌تواند خطرات احتمالی از گاز‌های قابل انفجار را به حداقل برساند.

به طور کلی یکی از مهم‌ترین ویژگی‌هایی که Compressor دیافراگمی دارند، مقاومت بالای آن‌ها است. مقاومت بالای دیافراگم‌ها سبب می‌شود تا این بخش از Compressor، بتواند فشار گاز ورودی به دستگاه را تا حد بسیار زیادی تحمل کند.

کمپرسور روتاری پره ای (Rotary Vane Compressor)

این نوع Compressor از تعدادی پره که در شکاف های شعاعی روتور قرارداده شده اند تشکیل می شوند روتور با یک فاصله در یک محفظه بزرگ تر دایره ای یا با شکل پیچیده تر نصب می شود. زمانی که روتور می چرخد، پره ها به داخل و خارج شکاف حرکت می کنند و تماس خود را با دیواره محفظه حفظ می کنند. بنابراین مجموعه ای از حجم های رو به کاهش به وسیله پره های دوار ایجاد می شود. Compressor روتاری پره ای به همراه Compressor پیستونی یکی از قدیمی ترین تکنولوژی های کمپرسور را تشکیل می دهند.

کمپرسورهای روتاری به 5 نوع کلی دسته بندی می شوند.

1-  (LOBE COMPRESSOR)

2-  (SCREW COMPRESSOR)

3-  (VANE COMPRESSOR)

4- (LIQUID RING COMPRESSOR)

5- کمپرسور اسکرول (SCROLL COMPRESSOR)

 

کمپرسور اسکرال (Scroll)

یک Compressor اسکرال به عنوان پمپ اسکرال و پمپ خلاء اسکرال شناخته می شود، که از دو پره مارپیچی لایه ای برای پمپ کردن یا تراکم سیالاتی مانند مایعات و گازها استفاده می کند. هندسه پره می تواند به صورت اینولت، مارپیچ ارشمیدس، و یا منحنی ترکیبی باشد. Compressor اسکرال از دیگر Compressor نرم تر، بی صداتر و مطمئن تر کار می کنند و اندازه کمتری دارند.

کمپرسور گریز از مرکز

کمپرسورهای گریز از مرکز یا سانتریفیوژ، از انواع Compressor دینامیکی هستند. در این COMPRESSOR همانگونه که از نامشان مشخص است با استفاده از نیروی گریز از مرکز، سیال را فشرده میسازند. شیوه کار این Compressor به این گونه است که فشار سیال با عبور از ایمپلر، دچار افزایش فشار میشوند. بعد از ایمپلر این سیال تغییر فشارداده شده، وارد یک پخش‌کننده می‌شود و با کاهش سرعت این سیال، فشار استاتیک آن افزایش می‌یابد، در ادامه سیال یک وارد جمع‌کننده می‌شود.

این Compressor خود به دو دسته تک محوره و گیربکسی تقسیم میشوند. این Compressor به جز کمپرسورهای گریز از مرکز یا سانتریفیوژ با نام کمپرسور توربو نیز شناخته میشوند. لازم به ذکر است که در اینگونه از Compressor سه فرایند مکش، تراکم و تخلیه در آن واحد و به صورت همزمان انجام میشود که برای سایر کمپرسورها اینگونه نیست.

نکته دیگر پیرامون این دسته از Compressor، قابل تنظیم بودن فشار سیال خروجی در انتهای مسیر است که با استفاده از تغییر سرعت پروانه انجام میشود.

این دسته از کمپرسورهای دارای چهار بخش اصلی هستند که این چهار بخش، به ترتیب عبارتند از:

• ورودی
• پروانه
• پخش کننده (دیفیوزر)
• جمع کننده (نازل)