Centrifugalkompressor / hur fungerar en centrifugalkompressor?

kompressorer är maskiner som används för att komprimera och överföra vätska (dvs. luft eller gas) från en plats till en annan. Det finns flera typer av kompressorer, och en centrifugalkompressor är en av dem. Centrifugalkompressorer används mest över hela världen. Huvudskälet är att konstruktionen av dessa kompressorer är väldigt lätt. I den här artikeln kommer jag att förklara de olika aspekterna av centrifugalluftkompressorn inklusive dess arbetsprincip, typer och komponenter.

Vad är en centrifugalkompressor?

en centrifugalkompressor är en mekanisk anordning som komprimerar en vätska med hjälp av pumphjulets radiella acceleration, som omges av kompressorhuset. I en centrifugalkompressor kommer luften eller gasen axiellt in i pumphjulet och det släpps ut radiellt. Därför kallas det också en radiell kompressor.

i centrifugalkompressorn ökar pumphjulet arbetsfluidens hastighet (gas eller luft) genom att omvandla luftens/gasens kinetiska energi till hastighet. Och diffusorn omvandlar vidare luftens eller gasens hastighet till tryckenergi. De radiella centrifugalkompressorerna har ett högre högtrycksförhållande vid den låga flödeshastigheten som är den största fördelen jämfört med axiella kompressorer.

en centrifugalkompressor är en anordning där en specifik ånga eller specifik gas komprimeras med hjälp av kompressorhjulet. Dessa kompressorer kan ordna i flera steg om det finns behov av mer kompression. Varje steg är en del av den totala tryckökningen.

beroende på tryckkraven för olika funktioner kan flera steg kopplas i serie för att uppnå önskat tryck. Dessa flerstegs kompressorer används för applikationer inom bearbetning, gas & oljeindustrin. Å andra sidan använder avloppsreningsverk enstegs lågtrycksapplikationer för att uppnå det önskade tryckförhållandet.

i dessa kompressorer ökar hastigheten med hjälp av en pumphjul som ger kinetisk energi till gasen eller luften. Då, när flödeshastigheten av diffusorn minskar, omvandlas denna kinetiska energi till vätskans hastighet. Sedan omvandlar diffusorn denna hastighet till en ökning av tryckenergin.

Läs också: olika typer av kompressorer

centrifugalkompressor arbetsprincip

centrifugalkompressor arbetsprincip är lite annorlunda än en roterande eller fram-och återgående kompressor.

en centrifugalkompressor fungerar på följande sätt:

• vid start införs luften från lufttanken eller någon annan källa i centrifugalkompressorn.
• efter att ha gått in i kompressorn träffar den pumphjulet. Detta pumphjul har flera radiella blad som roterar med pumphjulets rotation.
• när luften träffar pumphjulets radiella blad, trycker luften med centrifugalkraft in i mitten av pumphjulet.
• efter slag ger pumphjulsbladen kinetisk energi till luften; på grund av detta ökar dess hastighet (hastighet).
• efter att ha passerat genom pumphjulet kommer luften in i diffusorområdet. Denna diffusor har stationära skåpbilar. Efter att ha kommit in i diffusorområdet börjar hastigheten eller hastigheten på luftflödet minska.
• enligt Bernoullis princip är hastighetstorget omvänt proportionellt mot trycket. Voluthöljet eller diffusorn omvandlar luftens ökade hastighet till tryckenergi innan luften dras in i pumphjulets centrum. Under de flesta förhållanden kommer ökningen av pumphjulets tryck ungefär att motsvara ökningen av diffusortrycket.

faktum är att diffusorn är en statisk (Stationär) del av kompressorn som följer luftflödet när den lämnar rotorn. Denna hastighetsminskning leder så småningom till en ytterligare ökning av trycket. Diffusorn och rotorn eller pumphjulet står för cirka 35% och 65% av det totala trycket som genereras av kompressorn. Centrifugalkompressorn påverkar starkt luftkompressionsprocessen.

för bättre förståelse, titta på videon nedan:

vet du: hur fungerar en fram-och återgående kompressor?

Centrifugalkompressordelar

det finns fyra huvudkomponenter i centrifugalluftkompressorn som anges nedan:

1. pumphjul
2. hölje
3. diffusor
4. inlopps-och utloppsventiler / portar
5. kollektor

1) Rotor eller pumphjul

rotorn eller pumphjulet är en av de viktigaste delarna av en centrifugalkompressor. En centrifugal luftkompressor pumphjul eller rotor är en skiva med en nyckelaggregat fäst vid kompressorns axel. Olika antal böjda blad fäster på denna skiva.

dessa blad ger en diffusionskanal för arbetsgasen eller luften. Antalet av dessa krökta blad varierar från ca 15 till 20 i en enda pumphjul av centrifugalkompressorn.

kompressorns pumphjul ger hastighet eller hastighet till luften eller gasen genom skåpbilarna som är fästa på den roterande skivan. Dessa blad kan lutas bakåt, radiellt eller framåt beroende på önskad prestanda. De flesta flerstegs kompressorer använder bakåt sluttande blad för maximal effektivitet.

2) hölje eller hölje

de ovan angivna centrifugalkompressorkomponenterna (ges i schematiskt diagram) skyddas mestadels av ett hus. I grund och botten är huset ett tätt sätt för luften ( eller någon annan vätska) runt pumphjulet.

höljet konstruerar på ett sådant sätt att den luftkinetiska energin släpper ut vid pumphjulets utloppsport men denna kinetiska energi omvandlas till tryck innan luften lämnar huset. Huset består av flera lager som stöder rotorn axiellt och radiellt. Den är tillverkad av stål eller gjutjärn.

huset har två huvudtyper:

1. vertikalt delar
2. horisontellt delar

3) diffusor

pumphjulet skickar luften in i diffusorkanalen med mycket höga hastigheter. Denna diffusor påverkar normalt de två väggarna som utgör den radiella kanalen. Dessa arrangemang saktar ner luften eller gasen och omvandlar dynamiskt tryck till statiskt tryck.

diffusorkanalen är ett litet utrymme mellan intilliggande membran som normalt roterar luftflödet 180 grader för att styra det till nästa löpare. Detta är en centrifugalkompressorkomponent före utloppssektionen. Efter diffusorsektionen går luften eller gasen in i kollektorn.

4) uppsamlare

efter det sista pumphjulet samlas luften eller gasen upp och riktas mot utloppssektionen. Komponenten använder för att ackumulera luft eller gas som emitteras av diffusorn vet som en samlare. Det vet också som en rullning eller en volute.

en kollektor kan också ha ventiler och andra anordningar för styrning av kompressorn. Samlaren är den sista komponenten i centrifugalkompressorn. Ett leveransrör ansluter till kollektorn där tryckluften eller någon annan vätska släpps ut och överförs till önskad plats eller sektion.

5) Pumphjulsblad

dessa blad ansluter till pumphjulets rotation. Huvudsyftet med dessa blad är att ge kinetisk energi till arbetsvätskan och ökar dess hastighet.

Läs Mer: typer av kompressorer med positiv förskjutning

6) inlopps-och utloppsport

kompressorns inloppsport använder för att suga luft eller gas inuti kompressorn. Däremot använder utloppsporten för att ladda ur tryckluft eller gas.

typer av centrifugalkompressor

centrifugalkompressor har följande huvudtyper:

1. enstegs kompressor
2. flerstegs kompressor

arbetsprincipen för dessa kompressorer är densamma men deras konstruktion skiljer sig lite från varandra.

1. Enstegs kompressor

en enstegs kompressor har en enda löpare som rör luft eller gas i tryckförhållanden upp till 3:1 för tryck-eller vakuumarbete. Man tror att dessa typer av kompressorer har en strålstruktur eller ett suspenderat pumphjulsarrangemang.

i denna typ av kompressor är pumphjulet vid axelns icke-drivande. En av de främsta fördelarna med dessa kompressorer jämfört med flerstegskompressorer är att de erbjuder hög effektivitet och den producerade gasen är helt överspänningsfri och oljefri.

enstegs kompressorn har också följande ytterligare typer:

i) överhängda enstegs kompressorer

i denna kompressor lokaliseras pumphjulet på axelns icke-drivna ände (utanför det radiella lagret på den icke-drivande änden). Dessa kompressorer har axiella flödessugmunstycken som erbjuder ett bredare arbetsområde och överlägsen effektivitet.

dessa centrifugalkompressorer är främst konstruerade för applikationer med högt flöde och lågt huvud. Kompressorns flöde regleras av fjärilsventiler, sug – /utloppsventiler eller inloppsstyrblad.

Läs Mer: Bearbetning av enstegs kompressor

ii) integrerade enstegs kompressorer

denna enstegs kompressor med en integrerad växellåda har en upphängd halvöppen pumphjul. Det överhängda pumphjulet ligger direkt på växellådans höghastighetsaxel.

det kan bearbeta gasflöden lika med 300 000 m3 / h, leveranstryck upp till 50 bar och tryckförhållanden upp till 3,5. Dessa kompressorer används för att hantera tjänster med ren processluft eller gas.

flerstegskompressor

flerstegskompressorn består av 1 till 10 impellrar och kan ordnas enligt olika flödesbanmönster. I varje steg antas att kompressionsförhållandet och temperaturen är konstanta.

dessa kompressorer kan lösas i tvåflödes -, sammansatta och raka arrangemang. Denna kompressor anser också att ha en stråltypsdesign, men löparen är belägen mellan de radiella lagren.

flerstegs kompressorer har också följande huvudtyper:

1. integrerade kompressorer
2. rörledningskompressor
3. kompressorer med klockhölje
4. vertikalt delade höljeskompressorer
5. horisontellt delade höljeskompressorer

i) horisontellt delade höljeskompressorer

i en kompressor med ett horisontellt delat hölje delas det cylindriska höljet eller höljet i två delar:

• nedre halva
• övre halva

fördelen med dessa typer är att underhållet av de inre delarna kan slutföras genom att bara ta bort den övre delen. På grund av detta visas de flesta röranslutningarna, förutom huvudprocessens I/O-anslutningar, i nedre delen. Nyckelprocessen in / ut-anslutningar används bäst i den nedre halvan, men kan också användas i den övre halvan.

dessa typer av centrifugalkompressorer har hög tillförlitlighet och hög effektivitet. Dessa har en enkel design. De horisontella split hölje kompressorer användning för applikationer såsom metallurgi, gruv -, kemisk och olja & gasindustrin.

Läs Mer: olika typer av kompressorer med positiv förskjutning

ii) vertikalt delade höljeskompressorer

den vertikalt delade höljeskompressorn består av en sluten cylinder med två ändkåpor (även känd som ett fat). Fördelen med den vertikalt delade fogen är att den har högtrycksmotstånd på grund av sin struktur i ett stycke med konventionellt testade flänstätningar i båda ändarna.

dessa kompressorer används för livsmedel, energi och olja & gasindustrier. Dessa används också för offshore-plattformar.

iii) kompressor med bell hölje

Detta är en vertikal split eller fat kompressor. Vid högt tryck har denna kompressor ett klockformat hus som är stängt med skjuvringar istället för skruvar.

iv) rörledningskompressor

de har ett klockformat hölje med ett enda vertikalt ändlock. För det mesta använder dessa kompressorer för att transportera naturgas. Dessa har vanligtvis sidoinlopp och utloppsmunstycken som är placerade i motsatta riktningar för att förenkla installationen i en naturgasledning. Axiella inlopp kan också användas om tryckförhållandet tillåter för en enda löpare.

dessa kompressorer konstruerar i allmänhet för att styra trycket upp till 100 bar. Rörledningskompressorn har en hög förmåga att styra ett korrekt flöde av hög effektivitet. Dessa har en hög flödeshastighet och lågt kompressionsförhållande.

v) integrerade flerstegskompressorer

denna centrifugalluftkompressor används i applikationer med högt flöde/lågt tryck eller lågt flöde / högt tryck. Denna kompressor har stora växlar och 1 till 4 höghastighetsdrev. Du kan fästa en eller två impellrar på varje kuggaxel.

fördelar och nackdelar med centrifugalkompressor

fördelarna och nackdelarna med centrifugalkompressorn ges nedan:

fördelar med centrifugalkompressorer

1. vid ett lågt flöde ger det ett högtrycksförhållande.
2. dessa kompressorer är lätta att konstruera jämfört med kompressorer med positiv förskjutning.
3. dessa är mer tillförlitliga än kolvkompressorer eller roterande kompressorer.
4. de behöver ingen särskild grund.
5. dessa kompressorer är oljefria till sin natur.

nackdelar med centrifugalkompressorer

1. det är mindre flexibelt än PD-kompressorer.
2. dessa har kavitationsproblem.
3. det har inte självsugande förmåga.
4. de arbetar med relativt höga hastigheter och kräver förtydligande eller långvarig installation.

tillämpningar av centrifugalkompressorer

1. den använder med gasturbiner.
2. i bilmotorer.
3. dessa kompressorer används i superladdare.
4. dessa kompressorer används i kemiska anläggningar, petrokemiska anläggningar, naturgasbearbetning och oljeraffinaderier.
5. den använder i luftseparationsanläggningar för att tillverka renade slutproduktgaser.
6. rörledningskompressorer överför naturgas från verkstaden till konsumenten.

skillnad mellan centrifugalkompressor och centrifugalpump

centrifugalpumpens och centrifugalkompressorns arbetsprincip är nästan densamma. Huvudskillnaden är att pumpen använder för att pumpa olika vätskor från en plats till andra platser medan kompressorn använder för att komprimera gaserna eller luften.

Läs Mer: Bearbetning av centrifugalpump

skillnad mellan centrifugalkompressor och fram-och återgående kompressor

kolvkompressor	centrifugalkompressor
luft dras i olika kamrar.	luft dras mellan bladen på ett pumphjul.
trycket är variabelt.	i denna typ förblir trycket konstant.
dessa kompressorer kan inte leverera pulserande fritt flöde.	det ger pulserande fritt flöde.
enkelverkande och dubbelverkande kompressor dess exempel.	axiella och radiella kompressorer är dess exempel.
mindre effektiv.	effektivare.
den har mindre tillförlitlighet.	denna dynamiska kompressor har mer tillförlitlighet.
massflöde och intagstemperatur påverkar inte prestandan.	massflöde och inloppstemperatur påverkar direkt kompressorns prestanda.
vätskans hastighet behöver inte vara hög.	vätskans hastighet måste vara hög.
vätska överförs direkt till tryckenergi.	vätskan ger kinetisk energi som omvandlas till tryckenergi.
en fram-och återgående kompressor ökar lufttrycket genom att minska volymen.	centrifugalkompressor komprimerar luften genom överföring av energi från en roterande pumphjul.
den har en hög initialkostnad.	den har en låg initialkostnad.
denna kompressor kräver hög underhållskostnad än en centrifugalkompressor.	det behöver en låg underhållskostnad.
dessa kompressorer har inte kavitationsproblem.	dessa har kavitationsproblem.
en kolvkompressor kräver högt underhåll.	det behöver lågt underhåll.

FAQ avsnitt

vad ökar i centrifugalkompressor?

vad används centrifugalkompressorer för?

Vem uppfann Centrifugalkompressorn?

i denna artikel diskuterade vi djupt centrifugalkompressorn och dess arbetsprincip. Jag hoppas att efter att ha läst den här artikeln kommer du att vara tydlig allt relaterat till detta ämne. Om du har några frågor i ditt sinne är du välkommen och kontakta mig utan tvekan. Jag ska försöka mitt bästa för att få dig tillbaka så snart som möjligt med ditt svar.

1. vilka typer av kompressorer?
2. hur fungerar en centrifugalpump?
3. Hur fungerar en positiv Förskjutningskompressor?
4. Hur fungerar en axiell centrifugalkompressor?