Zentrifugalkompressor / Wie funktioniert ein Zentrifugalkompressor?

Kompressoren sind Maschinen zum Komprimieren und Übertragen von Flüssigkeit (d. H. Luft oder Gas) von einem Ort zum anderen. Es gibt mehrere Arten von Kompressoren, und ein Zentrifugalkompressor ist einer von ihnen. Zentrifugalkompressoren sind auf der ganzen Welt am weitesten verbreitet. Der Hauptgrund ist, dass die Konstruktion dieser Kompressoren sehr einfach ist. In diesem Artikel werde ich die verschiedenen Aspekte des Zentrifugalluftkompressors erläutern, einschließlich seines Arbeitsprinzips, seiner Typen und Komponenten.

Was ist ein Zentrifugalkompressor?

Ein Zentrifugalkompressor ist eine mechanische Vorrichtung, die ein Fluid mit Hilfe der radialen Beschleunigung des Laufrads komprimiert, das vom Kompressorgehäuse umgeben ist. In einem Zentrifugalverdichter tritt die Luft oder das Gas axial in das Laufrad ein und entlädt sich radial. Daher wird es auch als Radialverdichter bezeichnet.

Im Zentrifugalverdichter erhöht das Laufrad die Drehzahl des Arbeitsfluids (Gas oder Luft), indem es die kinetische Energie der Luft / des Gases in Drehzahl umwandelt. Und der Diffusor wandelt die Geschwindigkeit der Luft oder des Gases weiter in Druckenergie um. Die radialen Zentrifugalverdichter haben ein höheres Hochdruckverhältnis bei der geringen Durchflussrate, was der große Vorteil gegenüber Axialverdichtern ist.

Ein Zentrifugalkompressor ist eine Vorrichtung, bei der ein bestimmter Dampf oder ein bestimmtes Gas mit Hilfe des Kompressorlaufrads komprimiert wird. Diese Kompressoren können in mehreren Stufen angeordnet sein, wenn mehr Kompression erforderlich ist. Jede Stufe ist Teil des Gesamtdruckanstiegs.

Abhängig von den Anforderungen des Drucks für verschiedene Funktionen können mehrere Stufen in Reihe geschaltet werden, um den erforderlichen Druck zu erreichen. Diese mehrstufigen Kompressoren verwenden für Anwendungen in der Verarbeitung, Gas & Ölindustrie. Auf der anderen Seite verwenden Kläranlagen einstufige Niederdruckanwendungen, um das erforderliche Druckverhältnis zu erreichen.

Bei diesen Kompressoren erhöht sich die Drehzahl mit Hilfe eines Laufrads, das dem Gas oder der Luft kinetische Energie zuführt. Wenn dann die Durchflussrate durch den Diffusor abnimmt, wandelt sich diese kinetische Energie in die Geschwindigkeit des Fluids um. Dann wandelt es diese Geschwindigkeit in einen Anstieg der Druckenergie um.

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Funktionsprinzip des Zentrifugalkompressors

Das Funktionsprinzip des Zentrifugalkompressors unterscheidet sich geringfügig von einem Rotations- oder Kolbenkompressor.

Ein Zentrifugalverdichter arbeitet wie folgt:

• Beim Start wird die Luft aus dem Lufttank oder einer anderen Quelle in den Zentrifugalkompressor eingeleitet.
• Nach dem Eintritt in den Kompressor trifft er auf das Laufrad. Dieses Laufrad hat mehrere Radialschaufeln, die sich mit der Drehung des Laufrads drehen.
• Wenn die Luft auf die Radialschaufeln des Laufrads trifft, drückt die Luft durch Zentrifugalkraft in die Mitte des Laufrads.
• Nach dem Auftreffen liefern die Laufradschaufeln der Luft kinetische Energie, wodurch ihre Geschwindigkeit (Geschwindigkeit) zunimmt.
• Nach dem Durchgang durch das Laufrad tritt die Luft in den Diffusorbereich ein. Dieser Diffusor hat stationäre Vans. Nach dem Eintritt in den Diffusorbereich beginnt die Geschwindigkeit oder Geschwindigkeit der Luftströmung abzunehmen.
• Nach dem Bernoulli-Prinzip ist das Geschwindigkeitsquadrat umgekehrt proportional zum Druck. Das Spiralgehäuse oder der Diffusor wandelt die erhöhte Geschwindigkeit der Luft in Druckenergie um, bevor die Luft in die Laufradmitte gesaugt wird. Unter den meisten Bedingungen entspricht der Druckanstieg des Laufrads in etwa dem Druckanstieg des Diffusors.

Tatsächlich ist der Diffusor ein statischer (stationärer) Teil des Kompressors, der den Luftstrom beim Austritt aus dem Rotor begleitet. Diese Geschwindigkeitsverlangsamung führt schließlich zu einem weiteren Druckanstieg. Der Diffusor und der Rotor oder das Laufrad machen ungefähr 35% und 65% des vom Kompressor erzeugten Gesamtdrucks aus. Der Zentrifugalkompressor beeinflusst den Luftkompressionsprozess stark.

Zum besseren Verständnis sehen Sie sich das folgende Video an:

Wissen Sie: Wie funktioniert ein Kolbenkompressor?

Teile des Zentrifugalkompressors

Es gibt vier Hauptkomponenten des Zentrifugalkompressors, die unten angegeben sind:

1. Laufrad
2. Gehäuse
3. Diffusor
4. Einlass- und Auslassventile /Anschlüsse
5. Kollektor

1) Rotor oder Impeller

Der Rotor oder Impeller ist einer der wichtigsten Teile eines Zentrifugalverdichters. Ein Zentrifugalluftkompressorlaufrad oder -rotor ist eine Scheibe mit einer Schlüsselanordnung, die an der Welle des Kompressors befestigt ist. An dieser Scheibe sind unterschiedlich viele gebogene Klingen angebracht.

Diese Schaufeln bilden einen Diffusionskanal für das Arbeitsgas oder die Luft. Die Anzahl dieser gekrümmten Schaufeln variiert von etwa 15 bis 20 in einem einzigen Laufrad des Zentrifugalverdichters.

Das Laufrad des Kompressors gibt der Luft oder dem Gas durch das an der rotierenden Scheibe befestigte Ventil Geschwindigkeit oder Geschwindigkeit. Diese Schaufeln können je nach gewünschter Leistung nach hinten, radial oder nach vorne geneigt werden. Die meisten mehrstufigen Kompressoren verwenden rückwärts geneigte Schaufeln für maximale Effizienz.

2) Gehäuse oder Gehäuse

Die oben angegebenen Komponenten des Zentrifugalverdichters (in der schematischen Darstellung angegeben) sind meist durch ein Gehäuse geschützt. Grundsätzlich ist das Gehäuse ein dichter Weg der Luft ( oder einer anderen Flüssigkeit) um das Laufrad herum.

Das Gehäuse ist so konstruiert, dass die kinetische Energie der Luft an der Auslassöffnung des Laufrads abfließt, diese kinetische Energie jedoch in Druck umgewandelt wird, bevor die Luft aus dem Gehäuse austritt. Das Gehäuse besteht aus mehreren Lagern, die den Rotor axial und radial abstützen. Es besteht aus Stahl oder Gusseisen.

Das Gehäuse hat zwei Haupttypen:

1. Vertikal teilt
2. Horizontal teilt

3) Diffusor

Das Laufrad leitet die Luft mit sehr hohen Drehzahlen in den Diffusorkanal. Dieser Diffusor betrifft normalerweise die beiden Wände, aus denen der Radialkanal besteht. Diese Anordnungen verlangsamen die Luft oder das Gas und wandeln dynamischen Druck in statischen Druck um.

Der Diffusorkanal ist ein kleiner Raum zwischen benachbarten Membranen, die normalerweise den Luftstrom um 180 Grad drehen, um ihn zum nächsten Läufer zu führen. Dies ist eine Zentrifugalverdichterkomponente vor dem Auslassabschnitt. Nach dem Diffusorabschnitt gelangt die Luft oder das Gas in den Kollektor.

4) Kollektor

Nach dem letzten Laufrad sammelt sich die Luft oder das Gas und leitet zum Auslassabschnitt. Die Komponente verwendet, um die Luft oder das Gas, das durch den Diffusor emittiert akkumulieren als Kollektor bekannt. Es kennt auch als Schriftrolle oder Spirale.

Ein Kollektor kann auch Ventile und andere Vorrichtungen zur Steuerung des Kompressors aufweisen. Der Kollektor ist die letzte Komponente des Zentrifugalkompressors. Ein Förderrohr verbindet sich mit dem Kollektor, von wo aus die Druckluft oder ein anderes Fluid austritt und an den gewünschten Ort oder Abschnitt überführt wird.

5) Laufradschaufeln

Diese Schaufeln verbinden sich mit der Laufraddrehung. Das Hauptziel dieser Schaufeln besteht darin, dem Arbeitsfluid kinetische Energie zuzuführen und seine Geschwindigkeit zu erhöhen.

Lesen Sie mehr: Arten von Verdrängerverdichtern

6) Einlass- und Auslassöffnung

Die Einlassöffnung des Kompressors saugt die Luft oder das Gas im Kompressor an. Im Gegensatz dazu wird der Auslassanschluss verwendet, um die unter Druck stehende Luft oder das Gas abzulassen.

Arten von Zentrifugalkompressor

Zentrifugalkompressor hat die folgenden Haupttypen:

1. Einstufiger Kompressor
2. Mehrstufiger Kompressor

Das Funktionsprinzip dieser Kompressoren ist das gleiche, aber ihre Konstruktion unterscheidet sich ein wenig voneinander.

1. Einstufiger Kompressor

Ein einstufiger Kompressor hat einen einzigen Läufer, der Luft oder Gas in Druckverhältnissen von bis zu 3: 1 für Druck- oder Vakuumarbeiten bewegt. Es wird angenommen, dass diese Arten von Kompressoren eine Balkenstruktur oder eine hängende Laufradanordnung aufweisen.

Bei diesem Kompressortyp ist das Laufrad an der Welle nicht antreibend. Einer der Hauptvorteile dieser Kompressoren gegenüber mehrstufigen Kompressoren besteht darin, dass sie einen hohen Wirkungsgrad bieten und das produzierte Gas vollständig stoß- und ölfrei ist.

Der einstufige Kompressor hat auch die folgenden weiteren Typen:

i) Überhängende einstufige Verdichter

Bei diesem Verdichter befindet sich das Laufrad am nicht angetriebenen Ende der Welle (außerhalb des Radiallagers am nicht angetriebenen Ende). Diese Kompressoren verfügen über axiale Saugdüsen, die einen größeren Arbeitsbereich und einen überlegenen Wirkungsgrad bieten.

Diese Zentrifugalverdichter sind in erster Linie für Anwendungen mit hohem Durchfluss und niedriger Förderhöhe konzipiert. Der Durchfluss des Kompressors wird durch Absperrklappen, Saug- / Druckventile oder Einlassleitschaufeln geregelt.

Lesen Sie mehr: Arbeiten des einstufigen Kompressors

ii) Einstufige Kompressoren mit integriertem Getriebe

Dieser einstufige Kompressor mit integriertem Getriebe hat ein hängendes halboffenes Laufrad. Das überhängende Laufrad befindet sich direkt auf der Hochgeschwindigkeitswelle des Getriebes.

Es kann Gasdurchflussraten von 300.000 m3 / h, Förderdrücke von bis zu 50 bar und Druckverhältnisse von bis zu 3,5 verarbeiten. Diese Kompressoren werden für den Umgang mit sauberer Prozessluft oder Gas eingesetzt.

Mehrstufiger Kompressor

Der mehrstufige Kompressor besteht aus 1 bis 10 Laufrädern und kann nach verschiedenen Strömungswegmustern angeordnet werden. In jeder Stufe wird angenommen, dass das Verdichtungsverhältnis und die Temperatur konstant sind.

Diese Kompressoren können in Dual-Flow-, Compound- und Straight-Through-Anordnungen eingesetzt werden. Dieser Kompressor betrachtet auch eine balkenartige Konstruktion, aber der Läufer befindet sich zwischen den Radiallagern.

Mehrstufige Kompressoren haben auch die folgenden Haupttypen:

1. Getriebekompressoren
2. Rohrleitungskompressor
3. Kompressoren mit Glockengehäuse
4. Vertikal geteilte Gehäusekompressoren
5. Horizontal geteilte Gehäusekompressoren

i) Horizontal geteilter Gehäusekompressor

Bei einem Kompressor mit horizontal geteiltem Gehäuse teilt sich das zylindrische Gehäuse oder Gehäuse in zwei Teile:

• Untere Hälfte
• Obere Hälfte

Der Vorteil dieser Typen besteht darin, dass die Wartung der Innenteile durch einfaches Entfernen des oberen Teils abgeschlossen werden kann. Aus diesem Grund sind die meisten Rohrverbindungen mit Ausnahme der Hauptprozess-E / A-Verbindungen im unteren Teil dargestellt. Die Key Process In / Out-Anschlüsse werden am besten in der unteren Hälfte verwendet, können aber auch in der oberen Hälfte verwendet werden.

Diese Arten von Zentrifugalkompressoren haben eine hohe Zuverlässigkeit sowie einen hohen Wirkungsgrad. Diese haben ein einfaches Design. Die horizontalen Split-Gehäuse-Kompressoren verwenden für Anwendungen wie Metallurgie, Bergbau, Chemie und Öl & Gasindustrie.

Lesen Sie mehr: Verschiedene Arten von Verdrängerverdichtern

ii) Vertikal geteilte Gehäusekompressoren

Der vertikal geteilte Gehäusekompressor besteht aus einem geschlossenen Zylinder mit zwei Endkappen (auch als Zylinder bezeichnet). Der Vorteil der vertikal geteilten Verbindung besteht darin, dass sie aufgrund ihrer einteiligen Struktur mit konventionell geprüften Flanschdichtungen an beiden Enden eine hohe Druckfestigkeit aufweist.

Diese kompressoren verwenden für lebensmittel, energie, und öl & gas branchen. Diese werden auch für Offshore-Plattformen verwendet.

iii) Kompressor mit Glockengehäuse

Dies ist ein vertikaler Split- oder Barrel-Kompressor. Bei hohem Druck hat dieser Kompressor ein glockenförmiges Gehäuse, das anstelle von Schrauben mit Scherringen verschlossen ist.

iv) Rohrleitungskompressor

Sie haben ein glockenförmiges Gehäuse mit einer einzigen vertikalen Endkappe. Meist werden diese Kompressoren zum Transport von Erdgas verwendet. Diese haben typischerweise seitliche Einlass- und Auslassdüsen, die in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind, um die Installation in einer Erdgasleitung zu vereinfachen. Axiale Einlässe können auch verwendet werden, wenn das Druckverhältnis einen einzelnen Läufer zulässt.

Diese Kompressoren sind in der Regel für die Regelung von Drücken bis zu 100 bar ausgelegt. Der Rohrleitungskompressor hat eine hohe Fähigkeit, einen korrekten Fluss von an der hohen Leistungsfähigkeit zu steuern. Diese haben einen hohen Durchfluss und ein geringes Verdichtungsverhältnis.

v) Integral ausgerichtet mehrstufige kompressoren

Diese kreisel luft kompressor verwendet in high flow/niederdruck oder low flow/hochdruck anwendungen. Dieser Kompressor hat große Zahnräder und 1 bis 4 Hochgeschwindigkeitsritzel. Sie können ein oder zwei Laufräder an jeder Ritzelwelle befestigen.

Vor- und Nachteile des Zentrifugalkompressors

Die Vor- und Nachteile des Zentrifugalkompressors sind nachstehend aufgeführt:

Vorteile von Zentrifugalkompressoren

1. Bei geringer Durchflussrate bietet es ein Hochdruckverhältnis.
2. Diese Kompressoren sind im Vergleich zu Verdrängerkompressoren einfach zu konstruieren.
3. Diese sind zuverlässiger als Kolben- oder Rotationskompressoren.
4. Sie brauchen keine besondere Grundlage.
5. Diese Kompressoren sind ölfrei.

Nachteile von Zentrifugalkompressoren

1. Es ist weniger flexibel als PD-Kompressoren.
2. Diese haben Kavitationsprobleme.
3. Es doesnt hat selbstansaugende fähigkeit.
4. Sie arbeiten mit relativ hohen Geschwindigkeiten und bedürfen einer Klärung oder Langzeitinstallation.

Anwendungen von Zentrifugalkompressoren

1. Es verwendet mit Gasturbinen.
2. In Kraftfahrzeugmotoren.
3. Diese Kompressoren werden in Kompressoren eingesetzt.
4. Diese kompressoren verwenden in chemische pflanzen, petrochemie pflanzen, natürliche gas verarbeitung, und öl raffinerien pflanzen.
5. Es wird in Luftzerlegungsanlagen zur Herstellung gereinigter Endproduktgase eingesetzt.
6. Pipeline-Kompressoren transportieren Erdgas von der Werkstatt zum Verbraucher.

Unterschied zwischen Zentrifugalkompressor und Zentrifugalpumpe

Das Funktionsprinzip der Kreiselpumpe und des Zentrifugalkompressors ist fast gleich. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Pumpe verschiedene Flüssigkeiten von einem Ort zum anderen pumpt, während der Kompressor die Gase oder Luft komprimiert.

Lesen Sie mehr: Arbeiten der Kreiselpumpe

Unterschied zwischen Zentrifugalkompressor und Kolbenkompressor

Kolbenkompressor	Zentrifugaler Kompressor
Luft wird in verschiedenen Kammern angesaugt.	Zwischen den Schaufeln eines Laufrads wird Luft angesaugt.
Der Druck ist variabel.	Bei diesem Typ bleibt der Druck konstant.
Diese Kompressoren können keinen pulsierenden freien Durchfluss liefern.	Es liefert pulsierenden freien Durchfluss.
Einfachwirkender und doppeltwirkender Kompressor seine Beispiele.	Axial- und Radialverdichter sind Beispiele dafür.
Weniger effizient.	Effizienter.
Es hat weniger Zuverlässigkeit.	Dieser dynamische Kompressor hat mehr Zuverlässigkeit.
Massenstrom und Ansaugtemperatur haben keinen Einfluss auf die Leistung.	Massenstrom und Einlasstemperatur wirken sich direkt auf die Leistung des Kompressors aus.
Die Geschwindigkeit der Flüssigkeit muss nicht hoch sein.	Die Flüssigkeitsgeschwindigkeit muss hoch sein.
Flüssigkeit wird direkt in Druckenergie umgewandelt.	Die Flüssigkeit liefert kinetische Energie, die in Druckenergie umgewandelt wird.
Ein Kolbenkompressor erhöht den Luftdruck, indem er sein Volumen verringert.	Der Zentrifugalkompressor komprimiert die Luft durch Energieübertragung von einem rotierenden Laufrad.
Es hat hohe Anfangskosten.	Es hat niedrige Anfangskosten.
Dieser Kompressor erfordert hohe Wartungskosten als ein Zentrifugalkompressor.	Es benötigt niedrige Wartungskosten.
Diese Kompressoren haben keine Kavitationsprobleme.	Diese haben Kavitationsprobleme.
Ein Kolbenkompressor erfordert eine hohe Wartung.	Es braucht wenig Wartung.

FAQ Abschnitt

Was ist Wogende in Kreisel Kompressor?

Wofür werden Zentrifugalkompressoren eingesetzt?

Wer hat den Zentrifugalkompressor erfunden?

In diesem Artikel haben wir den Zentrifugalkompressor und sein Arbeitsprinzip ausführlich besprochen. Ich hoffe, dass Ihnen nach dem Lesen dieses Artikels alles klar wird, was mit diesem Thema zu tun hat. Wenn Sie irgendwelche Fragen in Ihrem Kopf haben, dann zögern Sie nicht und kontaktieren Sie mich ohne zu zögern. Ich werde mein Bestes geben, um Sie so schnell wie möglich mit Ihrer Antwort zu erreichen.

1. Was sind die Arten von Kompressoren?
2. Wie funktioniert eine Kreiselpumpe?
3. Wie funktioniert ein Verdrängerverdichter?
4. Wie funktioniert ein Axialkreiselverdichter?