کمپرسور گریز از مرکز

کمپرسورهای گریز از مرکز از زیر شاخه دینامیکی هستند. همانگونه که از اسم این گونه مشخص است، با استفاده از نیروی گریز از مرکز، فشار سیال را تغییر می‌دهند. کمپرسور‌ها از دسته سوم هستند که هم به صورت تک و هم به صورت عضوی در مجموعه برای انسان استفاده می‌شوند. کمپرسور‌ها از وسایل کوچک مانند جارو برقی  و هم در کاربرد‍‌های بزرگ صنعتی مانند تامین فشار لازم برای استفاده از گازهای بادی فشار بالا در زندگی‌ ما نقش دارند.

یک نمونه از این کمپرسور، کمپرسور گریز از مرکز است که با استفاده از مکانیزم‌هایی مخصوص سیال را طی یک یا چند مرحله متراکم می‌کند. حالا برای اینکه بیشتر با این نوع از کمپرسور آشنا شوید تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

کمپرسور چیست؟

کمپرسور چیست؟ دستگاهی مکانیکی است که با استفاده از مکانیزم‌هایی مخصوص سیال را طی یک یا چند مرحله متراکم می‌کند. عموما این دستگاه‌ها با کاهش حجم سیال،  باعث افزایش فشار سیال می‌شوند. کمپرسورها یا متراکم‌کننده‌ها عموما با صرف انرژی مکانیکی، سیال را فشرده می‌کنند. با استفاده از ماده خروجی کمپرسور، با ویژگی‌های مورد نیاز ما برنامه و کارمان شروع به حرکت می‌کند.

انواع کمپرسور چیست؟

کمپرسورها با توجه به طیف وسیعشان دارای انواع گوناگونی هستند و به همین سبب روش دسته‌بندی آنان متفاوت است. این دسته‌بندی‌ها بر اساس ویژگی‌هایی نظیر سرعت، تعداد مراحل کار، سیستم قدرت، ساختار، سیستم خنک‌سازی کمپرسور و روش‌های روانکاری کمپرسور است. در نمودار زیر، انواع کمپرسور بر اساس عملکرد در سیستم‌های ترمودینامیکی تهویه مطبوع مشاهده خواهید کرد.

• کمپرسور دینامیکی
• گریز از مرکز(Centrifugal compressor)
• محوری
• جابه‌جایی مثبت
• کمپرسور دورانی
• کمپرسور اسکرو
• حلقه‌مایع
• کمپرسور اسکرال
• کمپرسور دنده‌ای
• کمپرسور روتاری
• کمپرسور پستونی
• کمپرسور دیافراگمی
• دو مرحله‌ای
• تک مرحله‌ای

کمپرسور مد نظر در این مقاله، کمپرسور گریز از مرکز است که یکی از دو نوع کمپرسورهای دینامیکی است. در سرتیترهای بعدی این گونه از کمپرسورها به طور کامل توضیح‌ داده‌ شده‌ است.

کمپرسور گریز از مرکز چیست؟

همانطورکه پیش‌تر اشاره شد، کمپرسورهای گریز از مرکز از زیر شاخه دینامیکی هستند. همانگونه که از اسم این گونه مشخص است، با استفاده از نیروی گریز از مرکز، فشار سیال را تغییر می‌دهند. این دسته از کمپرسورها نام‌های زیادی نظیر کمپرسور سانترفیوژ و یا کمپرسور توربو دارند.

روش کار کمپرسور گریز از مرکز چگونه است؟

در این دسته از کمپرسورها، با استفاده از پره‌ها حرکت چرخشی  به سیال داده می‌شود و با استفاده از نیروی گریز ایجاد شده از مرکز، فشار سیال به حد دلخواه می‌رسد. این کمپرسورها با استفاده از افزایش انرژی جنبشی سیال مبرد، به کمک پره‌های دوار، فشار و دمای گاز را بالا می‌برد.

سیال که عموما بعد از این مرحله به شکل گاز است به داخل محفظه مکیده شده و پره، گاز را مجبور به حرکت دوار با سرعت بالا می‌کند. در نهایت ذره‌ای که بیشترین سرعت را دارد از یک دیفیوزر عبور کرده 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 تغییر وضعیت می‌دهد. با افزایش سرعت دورانی پره، فشار نهایی نیز افزایش می‌یابد.

در کمپرسور گریز از مرکز، تمام این فرآیندها و مراحل به صورت همزمان و پشت سر هم رخ می‌دهد که این امر  بر خلاف روش کار کمپرسورهای پیستونی است که در هر سیکل سه حالت مکش و تراکم و تخلیه یکی پس از دیگری رخ می‌دهد. کمپرسور گریز از مرکز از چهار بخش اصلی تشکیل شده‌اند. این چهار بخش عبارت‌اند از:

• ورودی
• پروانه
• پخش کننده
• جمع کننده

این کمپرسورها برای حجم‌ها و دبی‌های بالا و فشارهای کمتر استفاده‌ می‌شوند. این کمپرسورها در مقایسه با کمپرسور پیستونی و کمپرسور اسکرو توانایی کمتری در تولید فشار دارند اما حجم خروجی آن‌ها بیشتر از دو نوع ذکر شده است. این کمپرسورها با توجه به ظرفیت موتور و محفظه‌ها قابل تنظیم هستند و می‌شود با تنظیم سرعت چرخش موتور و پره‌ها فشار را به حد دلخواه در آورد.

انواع کمپرسور گریز از مرکز چیست؟

کمپرسورهای گریز از مرکز به طور کلی به دو دسته‌ی گیربکسی و تک محوره تقسیم می‌شوند؛ اما می ‌توان آن‌ها را از طریق تعداد حالت‌ها و روش روغن‌کاری شان تقسیم بندی کرد.

تقسیم بندی کمپرسور گریز از مرکز بر اساس حالت:

• تک حالتی
• دوحالتی
• چند حالتی

تقسیم بندی کمپرسور گریز از مرکز بر اساس روش روغن‌ کاری:

• ریزشی
• تحت فشار
• بدون روغن (کمپرسور اویل فری)

لازم به ذکر است که اخیرا نوعی از این کمپرسورها با استفاده از یاتاقان‌های مغناطیسی بدون اصطکاک و بدون روغن کاری هم ساخته شده‌است که در این دسته، سایش مکانیکی قطعات از بین رفته و بازدهی، عمر مفید، میزان ارتعاش، هزینه‌های تعمیر و نگه‌داری  و ضریب ایمنی دستگاه افزایش یافته است.

کمپرسورهای گریز از مرکز در مقایسه با سایر کمپرسورها چگونه است؟

این کمپرسورها نسبت به سایر کمپرسورها، مزیت‌ها و معایبی دارند که در زیر هرکدام از این مسائل به طور مختصر شرح داده‌ شده‌اند.

• ظرفیت: در این دسته می‌توان به ظرفیت‌های بین 70 کیلو وات یا 200 تن تبرید بالا تا نزدیکی عدد 35 هزار کیلووات معادل 10 هزار تن تبرید رسید.
• وزن: این گروه از کمپرسورها به نسبت سایر کمپرسورها با ظرفیت همسان وزن کمتری دارند.
• حجم: حجم و فضای اشغالی این دسته از کمپرسورها به نسبت کمپرسوری از دسته‌ی دیگر با همین ظرفیت کم‌تر است.
• ارتعاش: ارتعاش این گروه در مدل مغناطیسی بسیار کم و در سایر مدل‌ها به نسبت سایر کمپرسورها کمتر است.
• انتقال گرما: برای این مورد لازم به ذکر است که در بعضی از سیستم‌ها از افزایش گرمای سیال توسط کمپرسور سود برده می‌شود. کمپرسورهای گریز از مرکز از این لحاظ می‌توانند گرمای بیشتری را تولید و منتقل کنند اما همین نکته در بعضی سیستم‌ها که نیاز به سیال فشرده با دمای پایین است به عنوان نقطه ضعف این دستگاه‌ها یاد می‌شود.
• هزینه: همانگونه که ذکر شد هزینه‌های تعمیر و نگه‌داری این دستگاه‌ها نسبت به سایر کمپرسورها کمتر است. علت این امر داشتن ساحتار ساده‌تر و تعداد قطعات کمتر در این گروه است.
• نیرو محرکه: همانگونه که ذکر شد، این کمپرسورها با استفاده از چرخش یک پروانه نیروی لازم جهت تغیر فشار گاز را تامین می‌کند. چرخش این پره می‌تواند از طریق الکتروموتور، توربین بخار و توربین گازی تامین شود.

معایب کمپرسورهای گریز از مرکز چیست؟

هر دستگاه در بعضی از پارامترها به نسبت سایر دستگاه‌های مشابه برتری و ضعف‌ هایی دارد. کمپرسورهای گریز از مرکز نیز از این دسته مستثنی نیستند. در زیر  نگاهی به این پارامترها انداخته‌شده است.

• هزینه اولیه: برای تهیه و استفاده از این دستگاه‌ نیاز به سرمایه اولیه بیشتری دارید.
• هزینه ساخت: به دلیل میزان دقت بالا در ساخت این دستگاه هزینه‌های ساخت این دستگاه بالاست.
• فیوز: این دستگاه بنا به ظرفیت خود نیازمند فیوزها و کنترلرهای با ظرفیت بالا دارد.
• ظرفیت کم: این کمپرسورها برای ظرفیت‌ها پایین نیستند و حداقل ظرفیت تولید آن‌ها 70 کلیووات معادل 200 تن تبرید است.

نتیجه گیری

همان طور که در مطلب بالا در سایت ایران کمپرسور در مورد کمپرسور گریز از مرکز گفته شد در بیشتر امور کمپرسورها به طور مستقیم و غیر مستقیم نقش دارند و دوری جستن و اجتناب کردن از آن‌ها کاری سخت و دشوار است که، نیازمند اختراع و ساخت دستگاه‌ هایی است که نیازمند این تغییر فشار سیال نباشند و به شیوه‌ای دیگر کار کنند. به این سبب که این کمپرسورها در جای‌ جای زندگی ما هستند شناخت آن‌ها مفید است.

کمپرسور گریز از مرکز چیست ؟

کمپرسورهای گریز از مرکز از زیر شاخه دینامیکی هستند. همانگونه که از اسم این گونه مشخص است، با استفاده از نیروی گریز از مرکز، فشار سیال را تغییر می‌دهند.

انواع کمپرسور گریز از مرکز چیست؟

کمپرسورهای گریز از مرکز به طور کلی به دو دسته‌ی گیربکسی و تک محوره تقسیم می‌شوند؛ اما می ‌توان آن‌ها را از طریق تعداد حالت‌ها و روش روغن‌کاری شان تقسیم بندی کرد.

حسین موسوی نیا

من متخصص و پژوهشگر در زمینه هوای فشرده و انواع کمپرسور باد هستم و سعی می کنم تا جدیدترین و کارامدترین اطلاعات را در خصوص صنعت هوای فشرده با شما به اشتراک بگذارم.