Компрессор характеристики: Технические характеристики компрессоров воздушных

Содержание

Технические характеристики компрессоров воздушных

Технические характеристики компрессоров воздушных представляют собой их параметры, возможности и предопределяют сферу применения. По показателям технических характеристик можно сделать все необходимые предварительные выводы о компрессоре, до того, как агрегат будет применен на практике. Данные о характеристиках очень важны при проектировании и расчетах создания новых производственных участков и крайне полезны при подборке соответствующих между собой  инструментов, пневматического оборудования и источником их энергии. 

Один из основных показателей компрессора – это, конечно же, его давление. Означает это то, что данная модель способна нагнетать воздушную массу в герметичное пространство и создавать внутреннее давление определенной величины. Величина эта зависит от класса и мощности агрегата. К примеру, для бытовых нужд нет необходимости использования компрессора, способного создавать сверхвысокое давление, достаточно небольшой машины с рабочим давлением до десяти бар. Для крупных же предприятий таким показателем не всегда можно обойтись и поэтому применяются более мощные компрессоры.

Рабочее давление компрессора – это средняя величина между двумя показателями, максимально создаваемое давление, при котором автоматика останавливает нагнетание, и минимальное давление в системе, при котором компрессор вновь запускается. Обычно разница между остановкой и пуском составляет 2 бар.  Для удобства комплектации компрессоров с аппаратами и магистральной линией связывающей их, были объединены каждый в свою группу – низкого, среднего и высокого давления. 

На крупных производственных объектах большое значение имеют и другие технические характеристики компрессоров воздушных, среди которых особое место занимает такой показатель работы агрегата, как производительность.  Производительность - это параметр, показывающий какой объем воздуха компрессор в силах выдать за определенное количество времени, не зависимо от давления. Единицей измерения этих данных может быть м3/час или л/мин. Этот показатель значительно различается у различных по конструкции агрегатов, что является определяющей причиной при выборе компрессора для конкретных целей.

Здесь Вы можете ознакомиться с каталогом компрессоров, реализуемых ООО ГК "ТехМаш". 

Показателем производительности также считают и количество потребляемого компрессором воздуха на входе, перед процессом сжатия, за N-й промежуток времени. Этот параметр еще называют расходом воздуха. На практике разница между двумя показателями существует, поэтому полагаться все же лучше на данные, показывающие производительность на выходе из компрессора или, учитывая необходимую потребность, приобретать компрессор с некоторым запасом производительности, составляющим около 30%. 


 

Еще одна важная техническая характеристика компрессоров воздушных – это мощность привода, измеряемая в кВт. Агрегаты приводят в движение двигатели – это могут быть дизели, турбины или электродвигатели. Мощность двигателя имеет большое значение. Зная о данных по мощности привода, можно сделать некоторое заключение. Разумеется, чем сильнее мотор, тем проще справиться компрессору с нагнетанием воздуха. Но большая мощность требует большего расхода энергии и при отсутствии необходимости больших мощностей эти затраты будут попросту напрасны. Помимо энергозатрат, возможно придется столкнуться с заменой линий электропередач, питающих компрессорную установку, на соответствующую по сечению провода или количеству фаз. Как правило, мощными двигателями комплектуются  мощные агрегаты, требующие установку именно такого двигателя.

Габариты и вес компрессорной установки напрямую зависят от его возможностей. Разумеется, в век минимизации нет никакого смысла делать компрессора больших размеров. Но в большинстве случаев эти характеристики не имеют особой важности.

На крупных заводах и предприятиях, где используются мощные, производительные, крупногабаритные установки, на их вес и размер обращается мало внимания, так как расположение машин стационарное и нередко компрессоры находятся в отдельном помещении – машинном отделении. Что касается бытовых компрессоров, то минимизация им только на пользу – они часто подвергаются перемещению и хранятся обычно без соблюдения каких-либо особых требований. Сам компрессор весьма компактен и основные габариты ему придает его ресивер вместительностью 50, 100, 200 литров и более. Альтернативой может быть винтовой компрессор, который не требует для ровной подачи воздуха наличия ресивера. Отсутствие баллона значительно уменьшает габариты и вес установки, делая его более мобильным.  

Пищевая отрасль не может допустить содержание в сжатом воздухе каких-либо побочных посторонних примесей.  В такой сфере предпочтение отдают не мощности, а конструктивной особенности компрессора. Основные требования для технических характеристик компрессоров в подобных случаях будут направлены на качество воздуха. Процесс сжатия должен протекать в механизме, исключающем применение масла в качестве смазки рабочих поверхностей.


 

Кресло дантиста, как и многое медицинское оборудование, тоже не обходится без сжатого воздуха. Размеры компрессоров для данных устройств относительно других машин весьма малы. В среднем модели таких компрессоров имеют вес около 50 килограмм при габаритах не более 50 сантиметров в диаметре и 70 в высоту, включая ресивер. Такой небольшой компрессор способен создавать давление до 8 атмосфер и производить 150 литров сжатой среды в минуту. Также работа компрессора не должна сопровождаться излишним шумом. Производители таких устройств оснащают их шумопоглащающими кожухами. Так, технические характеристики компрессоров воздушных данного типа делают эти устройства пригодными для работы в медицинских учреждениях.

Эти небольшие устройства существенно помогают врачам всего мира и находятся в непосредственной близости пациентов, но благодаря своим особенностям практически всегда остаются незамеченными.

Если Вы не уверены в выборе той или иной модели компрессора, Вы всегда можете сообщить интересующие Вас технические характеристики компрессора нашим специалистам, которые, учитывая данные параметры и Ваши финансовые возможности, помогут подобрать модель, максимально подходящую для решения стоящих перед Вами задач.

Основные характеристики, или что нужно знать при выборе

Содержание:

  1. 1. Давление компрессора (Бар)
  2. 2. Производительность (л/мин)
  3. 3. Мощность (кВт)
  4. 4. Напряжение (В) и частота (Гц)
  5. 5. Объем ресивера (л)
  6. 6. Габариты компрессора (мм, ДхШхВ)
  7. 7. Вес (кг)
  8. 8. Уровень шума (дБ)
  9. 9. Выбор характеристик компрессора под параметры инструмента

Техника и технология не стоят на месте, с каждым годом такое оборудование, как воздушные компрессоры, совершенствуется, ведь каждый производитель хочет предложить покупателям лучший в своем роде товар.

Поэтому перед его покупкой, после того как Вы определили, для каких целей Вам будет служить это оборудование, обратите внимание на технические характеристики. Именно они помогут Вам понять, что можно ожидать от той или иной модели компрессоров.

Основными параметрами при выборе компрессора являются

  • мощность;
  • производительность;
  • давление.

Немаловажными являются так же объем ресивера, вес, габариты и напряжение в сети, от которой компрессор будет работать.

Давление компрессора (Бар)

Обычно давление измеряют в атмосферах (Атм), но в каталогах можно встретить такую единицу измерения, как Бар. Чтобы не возникало путаницы, 1 Бар примерно равен 1 Атмосфере. Максимальное давление – то, с какой силой компрессор может сжимать воздух. На эту величину стоит обращать внимание для того, чтобы знать, с каким пневмоинструментом он сможет взаимодействовать.

В течение рабочего цикла давление воздуха меняется. Так, для компрессора с максимальным давлением 10 Бар рабочее может колебаться от 10 до 6 Бар. Давление должно быть не меньше, чем у инструмента, который будет подключен к компрессору. Это важно учитывать, чтобы выбрать именно ту модель, которая бы обеспечила бесперебойную работу пневмоинструмента.

Производительность (л/мин)

Количество литров сжатого воздуха, которое компрессор способен нагнать за минуту времени. Указанная в каталогах величина всегда обозначает производительность на всасывании (производители обычно измеряют ее при температуре окружающей среды в 20 градусов). Эта величина может меняться в зависимости от температуры воздуха, а так же от модели оборудования. Поэтому стоит выбирать компрессор с 30-50% запасом по производительности по сравнению с указанной.

Мощность (кВт)

Это величина, которая обозначает потенциал к выполнению работы. Соответственно, чем выше мощность двигателя компрессора, тем быстрее он справится с поставленной задачей. Не стоит забывать о существовании теоретической (расчетной) и действительной мощности, а так же о том, что на практике теоретическая мощность всегда меньше, нежели действительная.

Потери мощности появляются из-за трения деталей друг о друга, и, чтобы возместить эти потери, необходима дополнительная энергия. Поэтому при расчетах, учтите, что потребляемая компрессором мощность несколько больше, чем теоретическая, указанная в каталоге. А значит, подбирать аппарат стоит с небольшим запасом по этому параметру (примерно 30%).

Напряжение (В) и частота (Гц)

Трехфазные компрессоры не подходят для использования в домашних условиях, потому что напряжение в 220 В не сможет обеспечить достаточно тока для работы столь мощного оборудования. Частота влияет на количество колебаний в цепи. Для российских бытовых электросетей стандартным является показатель 50 Гц. Стоит обращать внимание на вольты (В) и герцы (Гц), чтобы быть уверенным, что от использования компрессорного оборудования нигде не выбьет пробки и проводка останется невредимой.

Объем ресивера (л)

Ресивер - это металлический бак для сжатого воздуха. Его объем измеряется в литрах и обозначает количество газа в запасе. Чем больше объем ресивера, тем реже компрессор будет отключаться при падении уровня сжатого газа до минимального. Но при этом компрессору понадобится больше времени, чтобы наполнить ресивер. Можно выбрать необходимый объем - от 5 до 500 литров. Однако, стоит учесть: чем меньше ресивер, тем быстрее уровень сжатого газа будет подниматься до максимальной отметки и опускаться до минимума. Эти «воздушные колебания» создадут определенный режим включений и выключений для техники.

Габариты компрессора (мм, ДхШхВ)

Размер и его мобильность будут иметь значение, если он находится в помещении (например, автомастерской). Для работ, требующих частых перемещений оператора и небольшой мощности компрессорного оборудования, можно выбрать компрессор с меньшими габаритами (400х230х370 мм) и удобной ручкой для переноса.

Более мощные достигают 2000 мм в длину и 1500 мм в высоту и зачастую мобильны, так как снабжены колесами и удлиненными рукоятками.

Вес (кг)

Для проведения крепежных работ, строительных работ по дому, когда пневмоинструмент работает только по мере необходимости, намного удобнее иметь под рукой легкий, небольшой по размерам компрессор. Для этих целей вы можете выбрать оборудование весом в 4 кг. Полупрофессиональные и профессиональные компрессоры весят обычно от 25 кг.

Уровень шума (дБ)

Как ни крути, компрессор очень шумное оборудование. Порой это сильно мешает работе, ведь в среднем уровень шума достигает 85 децибел (дБ). Это можно сравнить с шумом железной дороги.

Для того чтобы как-то сократить негативное воздействие, фирмы-производители «упаковывают» их в шумоизоляционные конструкции, тем самым снижая уровень до 68 дБ.

Выбор характеристик компрессора под параметры инструмента

«Больше, значит лучше» - не аксиома, если речь идет о компрессорах. Не всегда стоит искать оборудование с максимально большим ресивером и огромной производительностью. Чтобы техника максимально хорошо «уживалась» с необходимым пневматическим инструментом, не расходуя энергию впустую или, наоборот, не работая на износ, стоит ознакомиться с номинальными параметрами пневмоинструмента.

Сравнительные данные представлены в таблице:

Пневматический инструмент Давление (Бар) Расход воздуха (л/мин)
Краскораспылитель 3-6 150-400
Шлифмашина 6-7 180-450
Долото 6,5 220-390
Ударный гайковерт 6-7 400-450
Угловой гайковерт 6-7 85-250
Гвоздезабивной пистолет 6-7 100-350
Заклепочный пистолет 6-7 100-350
Дрель 6 110-280
Ножницы 6,2 200
Продувочный пистолет 4 150-250
Пескоструйный пистолет 8 250
Пистолет для накачки шин 3 50
Игольчатый очиститель окалины 6-8 150-200
Пылесос 6 100-150

Исходя из данных таблицы, можно рассчитать, для какого пневмоинструмента подойдет компрессор с давлением в 8 Бар, а для какого нужен помощнее. Учитывая возможное изменение давления воздуха, утечки магистралей, выбирайте компрессорное оборудование с запасом по производительности и давлению.

Характеристики (параметры) компрессора | НПП Ковинт

В последнее время все чаще получаем звонки с вопросами:

«Мне нужен компрессор на 7 «очков». Что вы можете предложить?»

«Мне нужен компрессор с ресивером 100 литров. Сколько стоит?»

«Мне нужен мембранный / поршневой компрессор, чтобы «быстрее качал»

В принципе, смысл вопросов понятен.

Но не все и не всегда понимают то, какие характеристики имеют ключевую роль при покупке оборудования?

В данной статье мы бы хотели затронуть несколько важных параметров, которые определяют тип компрессора и его стоимость при начальном подборе оборудования.

Две основные характеристики, которые определяют тип и стоимость компрессора:

  • Производительность 
  • Рабочее давление

Производительность компрессора

Производительность компрессора — это параметр, который определяет, какой объем воздуха/газа он может сжать в единицу времени.

Обычно этот параметр указывается в м3/мин, м3/час, литры/мин (это объемная производительность). Иногда указывается в кг/ч (производительность по массе).

Если мы говорим про винтовой компрессор, то его производительность обычно указывается при нормальных условиях. В поршневых компрессорах может указываться как производительность по всасыванию, так и по нагнетанию (на этом вопросе остановимся более подробно в других статьях).

Производительность компрессора определяет тип (или вид) компрессора, который будет использоваться для сжатия воздуха/газа. Также можно сказать, что производительность определяет размер компрессора, габариты камеры сжатия и габариты самого компрессора, а также потребляемую мощность всей установки в целом.

Например, компрессоры объемного действия (винтовые, поршневые, роторно-пластинчатые и т.д.) используются при расходах газа в диапазоне 0.01…60-80 нм3/мин. При более высоких расходах воздуха (от 100 нм3/мин и более) используются уже компрессоры динамического действия (центробежные или осевые).

Рабочее давление компрессора

Рабочее давление компрессора — это параметр, который определяет конечное давление сжатия компрессора или давление, с которым воздух/газ будет поступать к потребителю.

Обычно этот параметр указывается в бар, МПа или кг/см2. Также стоит отметить, что рабочее давление компрессора может быть указано избыточное (изб) или абсолютное (абс).

Бывают компрессоры низкого давления (до 1.5 МПа), среднего давления (1.5-10 МПа), высокого давления (10-100 МПа) и сверхвысокого давления (от 100 МПа) (подробнее см. статью «Типы компрессоров» по ссылке в конце страницы).

Этот параметр также может называться «давление нагнетания компрессора».

Где взять эти характеристики?

Перед тем, как обратиться к поставщику компрессорного оборудования, необходимо четко понимать, сколько воздуха/газа нужно сжать и подать потребителю, а также его рабочее давление.

Обычно, эти данные всегда указываются в технических характеристиках или паспортах того оборудования, которое потребляет сжатый воздух/газ.

Например, у нас есть 10 шуруповертов и 5 покрасочных пистолетов, которые нужно обеспечить сжатым воздухом. Берем паспорта на шуруповерт и покрасочный пистолет и выписываем данные по потреблению сжатого воздуха и рабочему давлению каждой единицы. Далее необходимо просто посчитать требуемую производительность компрессора по специальным формулам (методику расчетов смотрите в соответствующих статьях раздела «Информация»).

Еще одна часто встречающаяся задача — это заполнение баллонов сжатым воздухом высокого давления. Естественно, в паспорте на баллон не указано, сколько он потребляет воздуха (так он и не потребляет воздух, а просто его накапливает). Для этого случая есть простые формулы для расчета производительности компрессора в зависимости от времени заполнения баллонов (методику расчетов смотрите в соответствующих статьях раздела «Информация»).   

Другие вспомогательные характеристики

Помимо производительности и рабочего давления существуют вспомогательные характеристики, которые также оказывают влияние на выбор компрессора.

Давление на входе компрессора

Давление на входе компрессора — это параметр, который также определяет тип используемого компрессора. Существуют обычные компрессоры с атмосферным давлением на входе и дожимающие компрессоры (или бустеры) с давлением воздуха/газа на входе не менее 0.1 МПа изб.

Этот параметр также называется «давление всасывания».

Потребляемая мощность

Потребляемая мощность — это характеристика, влияние на которую оказывает производительность компрессора, начальное давление и рабочее давление нагнетания.

Чем больше нужна производительность компрессора или его рабочее давление, тем больше требуется электроэнергии для сжатия воздуха/газа.

Потребляемая мощность складывается из мощности электродвигателя компрессора, мощности двигателей вентиляторов охлаждения и других устройств компрессора.

Тип сжимаемого газа и его состав

Тип сжимаемого газа также оказывает большое влияние на конструкцию компрессора и его характеристики. Сжатие воздуха и других инертных газов — это одна конструкция, взрывоопасные смеси — это другая конструкция и более высокая стоимость.

Например, при расчете компрессора для сжатия попутного нефтяного газа нужно знать точный состав с указанием содержания воды (или паров воды) и сероводорода, т.к. смесь этих двух компонентов сильно влияет на коррозию элементов компрессора.   

На этом все.

Все возникшие вопросы вы можете задать в форме ниже. Мы ответим в течение 1-2 рабочих дней.

 

С уважением,

Константин Широких & Сергей Борисюк

Вернуться в раздел Полезная информация

Еще по теме:

Типы (виды) компрессоров

Таблицы с техническими характеристиками винтовых воздушных компрессоров

Таблицы с техническими характеристиками винтовых газовых компрессоров

Таблицы с техническими характеристиками мембранных компрессоров высокого давления для сжатия воздуха и других газов

Таблицы с техническими характеристиками поршневых компрессоров высокого давления

Характеристики винтовых и поршневых компрессоров

Компания StarKraft на протяжении многих лет успешно работает на рынке компрессорного оборудования. На основе приобретенного опыта мы помогаем каждому клиенту выбирать именно тот компрессор, характеристики которого будут максимально соответствовать предполагаемому режиму эксплуатации. Также мы можем сделать выводы о том, каким характеристикам установок в первую очередь интересуются покупатели. Часто на первом месте оказывается вопрос о стоимости оборудования, но мы рекомендуем выбирать компрессор, исходя из того, какие задачи ему предстоит выполнять. Для бытового использования больше подойдет поршневой компрессор. Магазин StarKraft предложит широкий ассортимент таких моделей. В то же время крупные промышленные предприятия отдают предпочтение винтовым моделям.

Обратившись к нам, вы без труда сможете выбрать воздушный компрессор, характеристики и цена которого будут соответствовать вашим ожиданиям. В зависимости от решаемых задач, вначале нужно сделать выбор типа компрессора – поршневой или винтовой. Принципиально эти типы установок находятся в различных ценовых категориях, но и предназначение – у каждого свое. Каждый вид имеет свои преимущества, и на каком остановить свой выбор, зависит не только от желания сэкономить деньги. Главное – с какой целью, и для выполнения какой работы покупаются компрессоры воздушные. Технические характеристики станции должны соответствовать требованиям производственного цикла, в котором будет эксплуатироваться компрессорная установка.

Поршневые компрессоры

Популярность моделей этого типа объясняют основные характеристики поршневых компрессоров:

  • Доступная цена;
  • Неприхотливость в обслуживании;
  • Невысокие цены на запчасти, сервисное обслуживание и ремонт;
  • Простота конструкции;
  • Надежность;
  • Экономичность;
  • Способность работать в любом месте, даже в самых неблагоприятных условиях;
  • Допускаются кратковременные запуски.

Но при этом также придется учитывать и такие технические характеристики поршневых компрессоров (или особенности эксплуатации этих моделей), как достаточно высокий уровень шума и вибрации, которые сопровождают агрегат в процессе работы. Несмотря на это в быту, в малом и среднем бизнесе наибольшим спросом пользуются именно такие станции.

Винтовые компрессоры

Винтовой воздушный компрессор – современное технологичное оборудование промышленного предназначения. Стоимость такой установки существенно выше поршневых моделей, но и возможности такого агрегата способны обеспечивать качество и объемы подаваемого воздуха, востребованные на крупных промышленных объектах. Причины, по которым промышленность предпочитает винтовой компрессор – технические характеристики станций данного типа:

  • Высокий КПД и производительность;
  • Станция может работать без остановок на протяжении рабочей смены;
  • Установка способна обеспечить стабильные характеристики потока воздуха с нужными параметрами;
  • Нет необходимости подготовки фундамента для монтажа компрессора;
  • Агрегат гарантирует высокое качество подаваемого воздуха.

Винтовой компрессор, характеристики и возможности которого оптимальны для использования в промышленности, несмотря на более высокую стоимость, чаще встречается на крупных промышленных объектах. Связано это с тем, что эти модели стабильны в работе и гарантируют высокое качество воздушного потока, что критично для промышленных процессов, в которых задействованы компрессорные станции.

Сравнение характеристик

Так что же лучше, и что выбрать – винтовые или поршневые компрессоры? Характеристика отдельного параметра сама по себе не всегда помогает внести ясность. Для наглядности приведем таблицу со сравнением основных показателей:

Показатели Поршневой Винтовой
Температура воздушного потока, в градусах 80-120 на 8-13 выше окружающей
Уровень шума, в дБ 80-95 65-70
Моторесурс, в тыс. часов 3-6 30-40
Наличие штатной системы очистки воздуха - +
Круглосуточная работа - +
Количество масел в воздушном потоке (мг/м3) 10-15 2-3
Соотношение объема всасываемого воздуха к потоку на выходе, в % соотношении 50-70 95-99

Таким образом, если сравнивать эти типы компрессорного оборудования между собой, то мы получаем:

  • Поршневые компрессоры дают до 75% выхода воздуха от входного, в то время как у винтовых моделей этот показатель достигает 99%;
  • Поршневой компрессор работает в режиме 60/40 – 60% времени работа, 40% - отдых. Винтовые модели могут эксплуатироваться в беспрерывном режиме;
  • Винтовые модели обеспечивают стабильное непрерывное сжатие воздуха, в отличие от пульсирующего и периодического сжатия, характерного для поршневых компрессоров;
  • Вибрация при работе винтовой станции практически отсутствует.

Подготовлено: Андрей Ивановский

Виды и технические характеристики воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры – это устройства, предназначенные для сжатия газа, в качестве которого может выступать и обычный воздух, с последующей подачей при высоком давлении. Как правило, эти агрегаты используются для обеспечения работы электроинструментов и механического оборудования, для управления разными производственными процессами. Воздушные компрессоры применяют в строительстве, медицине, производстве.


Виды воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры с производительностью до 100 кубических метров в минуту можно разделить на 2 вида конструкции:

- поршневые;

- винтовые.

Оба типа компрессоров могут быть оснащены как двигателем внутреннего сгорания, так и электродвигателем. При необходимости они также комплектуются колесной базой.

Уже на протяжении почти двух веков поршневые компрессоры не сдают своих позиций. В основе работы этого вида устройства лежит способность сжатия воздуха при помощи поступательно-возвратных движений поршня, размещенного внутри корпуса. В рабочем режиме поршневый аппарат может обеспечить давление воздуха до 30 атмосфер, благодаря чему его можно использовать для сложных работ.

Главное достоинство поршневых компрессоров - высокая износоустойчивость и возможность их применения при повышенных нагрузках. Благодаря устойчивости к агрессивному воздействию внешней среды обеспечивается долговечность как всего устройства, так и его отдельных его деталей. При правильной эксплуатации такое оборудование способно служить долгое время.

Поршневые компрессоры компактны и относительно недороги. Главный недостаток у них лишь один - эти устройства не могут функционировать непрерывно. Поршневому компрессору требуется отдых каждые 20 минут.

Винтовые компрессоры отличаются более высокими показателями эргономичности. Они предназначены для длительных нагрузок. При способности бесперебойно работать более суток, такие устройства потребляют относительно немного электроэнергии. Из-за прекрасных показателей работоспособности винтовые компрессоры относятся к промышленным.

В основном винтовые компрессоры приобретают деревообрабатывающие предприятия, заводы по сборке автомобилей, а также инструментов.

Работа этого оборудования основана на сжатии воздуха между лопастями двух непрерывно вращающихся роторов. Такой компрессор имеет компактные габариты, что делает его удобным при использовании, а также транспортировке.

Технические характеристики воздушных компрессоров

Главными техническими характеристиками воздушных компрессоров являются:

- производительность, обуславливающая определенный объем сжатого воздуха в единицу времени;

- объем ресивера, который позволяет работать устройству на холостом ходу;

- давление, с которым подается на выходе сжатый воздух.

Производительность – это способность сжатия воздуха за единицу времени. Чем компрессоры более производительны, тем больше сжатого воздуха они могут выработать в минуту. Объем получаемого на выходе воздуха нередко является решающим параметром установки, по которому и выбирают модель. Также следует помнить, что в технической документации на воздушный компрессор обычно указывается объем воздуха на входе, который способен существенно отличаться от вырабатываемого на выходе.

Следующий параметр, по которому выбирают воздушные компрессоры - объем ресивера (специального резервуара, предназначенного для сбора сжатого воздуха). Чем больше объем ресивера, тем больше по времени может работать пневмооборудование при выключенном компрессоре в автономном режиме. Поэтому можно периодически установку выключать, экономя при этом энергию. Кроме того, компрессорная установка за счет наличия ресивера обладает способностью нагнетать воздух заданного давления.

Давление - третий основной параметр выбора модели воздушного компрессора. Обычно пользователей интересует давление воздуха именно на выходе, т. к. при работе разного пневмооборудования требуется подача сжатого воздуха под различным давлением. Если же работа оборудования возможна лишь при подаче воздуха под давлением строго определенного количества атмосфер, этот параметр может быть наиболее важным при выборе устройства. Не каждый компрессор имеет достаточную мощность для сжатия воздуха под сильным давлением. Лишь мощные поршневые устройства способны достигать давления до 30 атмосфер. Что касается винтовых аналогов, они обычно до столь высокой планки не дотягивают.

Как сделать компрессор своими руками

Купить компрессор в интернет магазине можно по вполне приемлемой цене. Впрочем, некоторые умельцы изготавливают компрессорные устройства своими руками. Основные элементы самодельного воздушного компрессора:

- агрегат, который способен нагнетать воздух;

- ресивер;

- элементы контроля и сборки;

- дополнительные материалы.

Агрегат покупают или же извлекают из не использующегося холодильника, предварительно убедившись в его рабочем состоянии. В качестве ресивера может служить пятилитровый баллон от огнетушителя, с которого удалена ржавчина и краска. Затем его нужно зачистить шкуркой и окрасить. В качестве элементов контроля и сборки понадобятся: кислородный редуктор, водопроводные фитинги, двойной электрический провод (около 2 метров) с вилкой, бытовой выключатель, реле давления, а также изолированный провод для него.

Дополнительными материалами служат:

- армированная трубка из устойчивой к воздействию бензина и масла резины длиной 1 м и диаметром 4 мм;

- моторное масло (минеральное или полусинтетическое) – 500 г;

- 10 стяжных металлических хомутов с диаметром чуть больше, чем диаметр резиновой трубки;

- силиконовый густой герметик;

- автомобильные фильтры (1 дизельный и 2 бензиновых), которые используются для тонкой очистки топлива.

Вначале смените в компрессоре масло. После этого ввинтите переходник в отверстие ресивера, предварительно обмотав резьбу переходника лентой для ее уплотнения. Соедините фитинг-крестовину с переходником, а в ее верхний вывод установите реле воздушного давления Сбоку нужно смонтировать дизельный фильтр и кислородный редуктор.

Далее, с выводом свободной крестовины с помощью переходника соедините фитинг и обратный клапан. Один конец трубки из резины присоедините хомутом к фитингу, а второй ее конец закрепите хомутом на медной трубке устройства. Все резьбовые соединения выполняйте с использованием ленты ФУМ, дополнительно обрабатывая их силиконовым герметиком.

Медную трубку соедините с бензиновым фильтром, а другой фильтр врежьте в резиновую трубку между компрессором и ресивером. Места соединения стяните хомутами. После этого к реле давления присоедините провода. Затем нужно выполнить последовательное соединение с кабелем питания агрегата и выключателем. Реле воздушного давления должно контролировать рабочее давление, а также при необходимости замыкать или размыкать цепь.

Присоедините к кислородному редуктору армированный шланг из ПВХ, который позволит вам в дальнейшем использовать нужные приспособления для работы компрессора. Для большего удобства использования вы можете его закрепить на колесной базе.


Автомобильный компрессор 70mai Air Compressor Lite (Midrive TP03): характеристики и инструкция

Автомобильный компрессор 70mai Air Compressor Lite (Midrive TP03)


Маленький, да удаленький

Накачает бутылку за секунду

Несмотря на компактный корпус, компрессор 70Mai каждую секунду выдает 420 мл воздуха, а для полной накачки пустой шины ему нужно всего 5 минут.

Огромные возможности в компактном корпусе

Пять колес с первого раза

Компактный компрессор 70Mai оснащен мощным электродвигателем на постоянных магнитах с медной обмоткой, который даже на малом напряжении выдает быстрое вращение и высокий крутящий момент. Он может проработать полчаса без перерыва, выручая даже в самых сложных ситуациях.


Гладкий воздушный цилиндр

Высочайшая точность для максимальной производительности

Воздушный цилиндр компрессора 70Mai прошел несколько этапов шлифовки, чтобы добиться предельной гладкости поверхности (шероховатость менее 0.8 мкм). В таком цилиндре поршень скользит предельно гладко и без заеданий, обеспечивая непрерывную подачу воздуха.

Четкий дисплей

Удобная настройка давления

Благодаря умной электронике компрессора 70Mai больше не нужно следить за движением стрелочки манометра - достаточно просто задать желаемое давление, и компрессор его запомнит. При этом пользователю доступны три единицы измерения давления, а также функция его проверки перед подкачкой с четким выводом на дисплей.

Рабочий радиус - 3.9 м

Подходит даже для больших машин

Длина кабеля питания компрессора 70Mai - 3.2 м, длина воздушного шланга - 0.7 м. Даже подключив его к прикуривателю в салоне, можно дотянуться до задних колес и вообще до любого места в машине, где нужен сжатый воздух.

Все необходимое всегда под рукой

Удобное хранение принадлежностей

Кабель питания, воздушный шланг и различные переходники хранятся в специальном отсеке на корпусе компрессора 70Mai, чтобы сэкономить место и всегда быть готовыми к работе.

Для мяча, велосипеда и не только

Быстро накачает в нужный момент

Благодаря различным переходникам компрессор 70Mai можно использовать не только для автомобильных шин, но и для мячей, велосипедов и даже надувных игрушек, не загружая руки и ноги обычным насосом.



Сертификация TÜV Rheinland

Гарантия качества и безопасности

Компрессор 70Mai прошел строгую сертификацию по высоким стандартам TÜV Rheinland, подтвердив свое высокое качество и исключительную надежность.

Умеет ремонтировать шины

Еще больше возможностей

Используя особый ремонтный состав 70Mai  (не входит в комплект, приобретается отдельно) вместе с компрессором, можно залатать проколы диаметром до 6 мм, вернув шину в строй даже вдали от цивилизации.

Габариты

Поршневые компрессоры. Устройство, виды, характеристики поршневого компрессора.

Устройство и работа поршневого компрессора

Поршневые компрессоры по конструктивным признакам сходны с поршневыми насосами. Конструктивная схема одноступенчатого компрессора с цилиндром двойного действия и индикаторная диаграмма представлены на рис. 4. Цилиндр компрессора, закрытый с обеих сторон крышками, имеет две полости. В стенках цилиндра в специальных коробах расположены всасывающий и нагнетательный клапаны, которые открываются и закрываются автоматически под действием перепада давлений между рабочей полостью и соответствующей камерой (всасывающей либо нагнетательной).

Рис. 4. Одноступенчатый поршневой компрессор двустороннего действия:

а — общая схема: 1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шток; — крейцкопф; 5 — шатун; 6 — кривошип; 7, 8 — всасывающий и нагнетающий клапаны; б — индикаторная диаграмма: 1...4 — точки процесса; Vр — объем расширения мертвого протстранства; Vв — действительный объем всасывания

Цилиндры поршневых компрессоров чаще всего охлаждаются водой. Для этого в них предусмотрена специальная водяная рубашка. Небольшие компрессоры выполняют с воздушным охлаждением, а их поршень соединен непосредственно с шатуном (бескрейцкопфные компрессоры). В месте прохода штока через крышку цилиндра помещается уплотнение, называемое сальником. Перепад давлений, обеспечивающий открытие клапанов и преодоление их гидравлических сопротивлений, определяет дополнительные затраты работы по сравнению с идеальным компрессорным циклом (см. заштрихованные площадки на индикаторной диаграмме).

В рабочей полости цилиндра в конце нагнетания всегда остается газ объемом Vм, который называется объемом мертвого пространства. Этот объем определяется в основном размерами зазора между поршнем, находящимся в крайнем положении, и крышкой цилиндра. Зазор необходим для исключения удара поршня о крышку. Отношение объема мертвого пространства Vм к рабочему объему Vh, называется относительным объемом мертвого пространства:

a = Vм/Vh.

В большинстве цилиндров компрессоров a 3—4 (рис. 4), поэтому всасывание газа начинается не в начале хода поршня, а в конце процесса расширения, т. е. в точке 4.

Характеристики поршневого компрессора и регулирование подачи

Компрессор обычно подключается к системе трубопроводов, на которых установлены запорные, регулирующие и другие устройства. Совокупность этих устройств и трубопроводов называется сетью. Гидравлические свойства сети определяются ее характеристикой, т. е. зависимостью между расходом Vc и давлением рc в сети. Характеристика большинства газовых сетей имеет вид параболы.

Одной из важных характеристик компрессора является зависимость между подачей V0 и рабочим давлением р2: р2 = f(V0). В расчетном режиме подача поршневого компрессора практически не зависит от развиваемого давления и характеристики р2 = f(V0) для различной частоты вращения близки к вертикальным линиям (рис. 5).

Рис. 5. Характеристики работы поршневого компрессора на различные сети и при различной частоте вращения вала (n¢0, n¢0¢)

Пересечение характеристик компрессора и сети определяет рабочую точку А и рабочие параметры машины — подачу и давление. Расход газа в сети по условиям работы потребителей обычно непостоянен. Во избежание резких колебаний давления газа в сети необходимо изменять подачу компрессоров так, чтобы она всегда соответствовала потреблению. Регулирование подачи компрессора в настоящее время осуществляется следующими способами: отключением одной или нескольких машин при их параллельной работе на сеть, изменением частоты вращения вала компрессора, изменением объема мертвого пространства цилиндра, дросселированием потока на всасывании и отжатием пластин всасывающего клапана.

Периодические остановы компрессора (отключение от сети) возможны лишь при значительном и, главное, длительном снижении потребления газа. Очень часто отключение компрессора приводит к чрезмерному перегреву электропривода и выходу его из строя.

Изменение частоты вращения вала пропорционально изменяет подачу и индикаторную мощность машины. Такое регулирование можно осуществить в установках с приводом от турбины, ДВС и электродвигателя постоянного тока. В последнее время для изменения частоты вращения вала ши роко используется применение на приводных двигателях тиристорных преобразователей частоты, что позволяет регулировать подачу компрессора.

Изменение объема мертвого пространства достигается подключением к цилиндру отдельной полости постоянного или переменного объема. Подключение дополнительного объема мертвого пространства уменьшает объем всасываемого газа. Такой способ регулирования применяется на новейших компрессорах со средней и большой подачей.

Дросселирование газа на всасывании осуществляется задвижкой. В результате падения давления перед компрессором объемы всасываемого газа и подачи уменьшаются, но при этом растут степень повышения давления в цилиндре и связанная с ней температура. Во

избежание воспламенения смазки, применяемой в цилиндрах, температура газа на нагнетании не должна превышать 160—170 °С. Схема регулирования такого типа показана на рис. 6.

Рис. 6. Автоматическое устройство для регулирования подачи дросселированием на всасывании:

1 — компрессор; 2 — трубка; 3 — баллон; — поршневой механизм; 5 — дроссельная заслонка

Если расход из баллона 3 в сеть уменьшается, то при данной подаче компрессора 1 давление в баллоне 3 возрастает и, передаваясь по трубке 2 в полость поршневого механизма 4, воздействует на поршень, который, сжимая пружину, прикрывает дроссельную заслонку 5. Подача компрессора уменьшается, сравниваясь с расходом газа из баллона. Регулирующее устройство может быть настроено на требующуюся подачу натяжением пружины поршневого механизма 4. Благодаря простоте и автоматичности действия этот способ регулирования широко применяется при высоких степенях сжатия, но энергетическая эффективность его невысока.

Рис. 7. Регулирование подачи отжиманием пластин всасывающего клапана:

1 — импульсная трубка; 2 — баллон; 3 — вилка; — поршневой механизм; 5 — поршень

Отжимание пластин всасывающего клапана как способ регулирования подачи осуществляется по схеме,

показанной на рис. 7. Если вследствие уменьшения расхода в сети давление в баллоне 2 повысится, то повышенное давление, передаваясь по импульсной трубке 1 к поршневому механизму 4, преодолеет натяжение пружины и подвинет вниз поршень 5. Шток поршня имеет на конце вилку 3, рожки которой будут препятствовать пластине всасывающего клапана садиться на седло. При этом сжатие и подача газа не произойдут, потому что всасывающий клапан будет открыт и газ из цилиндра будет выталкиваться во всасывающий трубопровод. Вследствие этого произойдет пропуск сжатия и подачи. Это будет продолжаться до тех пор, пока давление в баллоне 2 не понизится и поршень 5 не приведет вилку 3 в нормальное положение, не препятствующее пластине клапана К плотно садиться на место. Таким образом, уменьшение подачи компрессора достигается здесь пропусками подачи. Это очень простой способ регулирования, но энергетическая эффективность его мала, так как на холостой ход при пропуске подачи затрачивается не менее 15% полной мощности. Такой способ регулирования применяется для компрессоров с любыми степенями сжатия и подачами.

Отжим клапанов линии всасывания в течение всего хода поршня приводит, как указывалось, к пропускам подачи, т.е. к снижению подачи компрессора до нуля. В настоящее время применяют отжим клапанов на части хода поршня, получая возможность плавного изменения подачи от номинальной до 0,1 номинальной.


Многоступенчатые компрессоры

Одноступенчатые поршневые компрессоры с водяным охлаждением цилиндра применяют в основном для сжатия газов до давления менее 0,6 МПа. Более высокое давление получают в многоступенчатых компрессорах с охлаждением газа в холодильнике после каждой ступени.

При сжатии газа температура его повышается. В табл. 6 приведены конечные температуры воздуха, сжимаемого при различных условиях в компрессоре от начальной температуры t1 = 293 К. Так как компрессорные смазочные масла имеют температуру вспышки 3—533 К, то конечная

температура сжатия 3—493 К, получаемая при степени повышения давления eр= р2 / р1 = 8, является опасной. Электрические разряды невысокого потенциала, возникающие в проточной части компрессоров, могут вызвать возгорание нагара и затем, при достаточной концентрации масляных паров в воздухе, взрыв компрессора. Это ограничивает степень повышения давления в одном цилиндре компрессора.

Таблица 6. Температура сжатия при адиабатном и политропном процессах


ep

Конечная температура воздуха, К

Адиабатное сжатие

Политропное сжатие с охлаждением цилиндра

Политропное сжатие с охлаждением цилиндра и крышки

2

358

337

325

4

438

402

372

6

493

454

409

8

536

493

443

В современных компрессорах с водяным охлаждением степень повышения давления в одном цилиндре выше семи встречается редко. В отечественных конструкциях большой подачи eр ≤ Если ep > 7, то процесс сжатия ведут в нескольких последовательно включенных полостях — ступенях давления — и при переходе из одной ступени в другую газ охлаждают в промежуточных охладителях.

Для достижения заданного значения eр принимают следующее число ступеней z:


eр

до 6

6—30

30—100

100—150

150 и более

z

1

2

4

5

6 и более

Увеличение числа ступеней усложняет конструкцию и увеличивает стоимость компрессора. Это обстоятельство обусловливает предел увеличения количества ступеней современных компрессоров.

Многоступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением приближает рабочий процесс компрессора к изотермическому, поэтому при заданной степени повышения давления компрессора применение ступенчатого сжатия обеспечивает существенную экономию мощности приводного двигателя.

В многоступенчатых компрессорах с числом ступеней z при одинаковых работах отдельных ступеней изотермическая мощность компрессора определяется по формуле

Мощность на валу компрессора при указанном условии

Если работа отдельных ступеней неодинакова, то мощность на валу компрессора определяется как сумма отдельных ступеней.

В табл. 7—4.11 представлены характеристики поршневых компрессоров отечественного и зарубежного производства.

Таблица 7. Технические характеристики поршневых компрессоров ОАО «Мелитопольский компрессор»


Обозначение

Q, м3/мин

p, МПа

Nдв, кВт

Габариты (ДxШxВ), мм

Масса, кг

по условиям всасывания

по сжатому воздуху

Компрессоры среднего давления

2ВУ0,25-0,17/7,3

0,17

0,023

0,63

1,5

970x570x760

125

2ВУ0,25-0,3/7,3

0,3

0,041

0,63

3

998x430x828

129

2ВУ0,35-0,5/7,3

0,5

0,069

0,63

4

1028x460x885

137

2ВУ0,6-1,0/7,3

1,0

0,137

0,63

7,5

1355x505x975

250

3ВШ0,6-1,5/7,3А2

1,5

0,206

0,63

11

1560x930x800

380

3ВШ0.6-1,5/7,3А3

1,5

0,206

0,63

Привод от вала трактора

1580x980x800

360

ЭК-16/11

2,7

0,3

0,8

22

1874x957x1220

1485

4ВУ0,6-8/3,5У2

7,8

2,23

0,25

30

1830x1290x1180

995

4ВУ1-5/9М82 (сподогревом масла)

5

0,56

0,8

37

2030x960x1340

1250

4ВУ1-7/1Ш6

6,8

0,62

1

55

2030x960x1340

1220

3ВШ0,6-1/17М2

1,0

0,059

1,6

11

1230x830x840

340

2ВТ1-1,5/17УХЛ5

1,5

0,088

1,6

Привод от дизеля

2610x780x1 360

1650

2ВУ1,5-2,5/26М1

2,5

0,096

2,5

30

1540x1180x940

910

2ГУ1,5-2,4/26С

2,4

0,092

2,5

37

1590x1750x1300

1250

2ВУ2,5-2,5/310М5

2,5

0,083

3

30

1600x1180x1020

995

ЭКП-70/25М1

1,17

0,045

2,5

18,5

1520x730x1545

1046

ЭКП-210/25М1

3,5

0,135

2,5

55

2200x780x1655

2013

ЭКП-280/25М1

4,67

0,18

2,5

75

2400x780x1655

2215

Компрессоры высокого давления

К2-150

0,3

1,8 (1,3)

15(20)

441x435x480

82

ЭК2-150 (общепромышленное исполнение)

0,3

1,8 (1,3)

15(20)

7,5

1 010x435x668

197

ЭК2-150 (морское исполнение)

0,3

1,8 (1,3)

15(20)

7,5

1106x435x668

255

ЭКПА-2/150

0,3

1,8 (1,3)

15(20)

7,5

1100x640x715

310

КР-25

0,26

1,25

20

7,5

1100x850x870

325

АКР-2

0,3

1,8

15

7,5

1450x720x890

375

ВТ1,5-0,3/150

0,3

2

15

7,5

1400x750x860

405

Блок осушкиУБОВ-0,3/150М2

2

15

610x410x1 930

405

Таблица 8. Технические характеристики поршневых компрессоров ALUP (ременных двухступенчатых) фирмы «ABAC Group»


Модель

Объем ресивера, л

p, МПа

Подача,

м3/мин

Число цилиндров

Nдв, кВт

n, мин–1

Габариты (ДxШxВ),см

Масса, кг

на входе

на выходе

HL

051522-350

350

1,5

515

420

2

4

975

114x54x71

135

HL

081523-500

500

1,5

810

675

3

5,5

770

135x57x75

165

HL

101523-500

500

1,5

1020

845

3

7,5

960

135x57x75

165

HL

131523-500

500

1,5

1296

1 075

3

11

1220

135x57x75

185

HL

151524-750

750

1,5

1625

1 360

4

11

910

168x60x78

340

HL

201524-750

750

1,5

2090

1 695

4

15

1170

168x60x78

340

HL

023522-250

250

3,5

210

160

2

22

675

98x41x68

90

HL

043522-500

500

3,5

400

292

2

4

780

114x54x71

145

HL

053522-500

500

3,5

500

380

2

5,5

975

114x54x71

155

HL

083523-500

500

3,5

800

525

3

7,5

765

135x57x75

220

HL

103523-500

500

3,5

1050

710

3

11

1000

135x57x75

220

Таблица 9. Технические характеристики поршневых компрессоров компании «Ингерсолл-рэнд»


Модель

Nдв, кВт (л.с.)

pmax, МПа

Объем ресивера, л

Q3/мин

Габариты (ДxШxВ), мм

Масса, кг

Компрессоры ТЗО «Стандарт»

АЕЗЕ30

2,2 (3)

1,1

200

230

138x49x98

140

AE3F40

3 (4)

1,1

270

310

146x49x103

160

AE3F55

4 (5,5)

1,1

270

420

146x53x106

180

AR3H75

5,5 (7,5)

1,1

500

560

187x53x116

260

АЕЗН100

7,5 (10)

1,1

500

820

187x74x126

315

АЕЗН150

11 (15)

1,1

500

1 200

187x71x138

425

АЕЗН200

15 (20)

1,1

500

1 0

187x71x138

435

АЕЗН250

18,5 (25)

1,1

500

2 200

187x83x152

580

АЕЗН300

22 (30)

1,1

500

2 0

187x83x152

600

Маслонаполненные компрессоры ТЗО

ЕЗЕ30

2,2 (3)

1,4

200

220

137x49x95

180

EЗF40

3 (4)

1,4

270

280

160x49x103

195

EЗF55

4 (5,5)

1,4

270

400

160x49x103

230

ЕЗН75

5,5 (7,5)

1,4

500

520

187x61x122

303

ЕЗН100

7,5 (10)

1,4

500

800

187x74x130

360

ЕЗН150

11 (15)

1,4

500

1 050

187x71x141

505

ЕЗН200

15 (20)

1,4

500

1 0

187x71x141

520

ЕЗН250

18,5 (25)

1,4

500

2 200

187x83x157

635

ЕЗН300

22 (30)

1,4

500

2 0

187x83x157

635

ЕЗХ30

2,2 (3)

1,4

220

82x49x50

90

ЕЗХ40

3 (4)

1,4

280

82x49x50

90

ЕЗХ55

4 (5,5)

1,4

400

85x53x53

115

ЕЗХ75

5,5 (7,5)

1,4

530

85x53x53

135

ЕЗХ100

7,5 (10)

1,4

800

106x74x66

183

ЕЗХ150

11 (15)

1,4

1 050

126x71x80

292

ЕЗХ200

15 (20)

1,4

1 0

126x71x80

292

ЕЗХ250

18,5 (25)

1,4

2 200

133x83x92

460

ЕЗХ300

22 (30)

1,4

2 0

133x83x92

480

Компрессоры ТЗО без смазки цилиндров

OL5F55

4 (5,5)

0,86

270

430

146x64x112

73

OL5X55

4 (5,5)

0,86

430

106x54x59

73

OL5F75

5,5 (7,5)

0,86

270

550

146x64x112

73

OL5X75

5,5 (7,5)

0,86

550

106x54x59

73

OL10h200

7,5 (10)

0,86

500

830

187x70x129

105

OL10X100

7,5 (10)

0,86

830

128x66x65

105

OL15h300

l5 (20)

0,86

500

1250

187x85x153

205

OL15X200

15 (20)

0,86

1250

133x85x89

205

OL25h300

22 (30)

0,86

500

2610

220x115x216

300

OL25X300

22 (30)

0,86

2610

185x94x116

300

2-OL15h300

15+15 (20+20)

0,86

500

2500

228x185x189

205

2-OL25Vh300

22+22 (30+30)

0,86

500

5220

228x185x216

300

Компрессоры ТЗО высокого давления

231Х30

2,2 (3)

3,5

140

87x51x51

100

7Т2Х100

75 (20)

3,5

630

124x67x84

275

5Т2Х200-35

15 (20)

3,5

1120

143x84x87

415

5Т2Х200-70

15 (20)

7

920

143x84x87

415

15Т4Х200

15 (20)

2,4

560

150x78x108

505

Н15Т4Х200

15 (20)

3,45

560

150x78x108

525

Таблица 10. Технические характеристики поршневых компрессоров малой производительности ЗАО «ВВТ»

Модель

p, МПа

Q3/мин

Объем ресивера, л

Nдв, кВт

Габариты (ДxШxВ), мм

Масса, кг

Передвижные компрессоры

КМ-1

1

0,16

18

2,2

750x400x620

65

К-1

1

0,16

110

2,2

1 000x620x970

110

К-2

1

0,63

150

5,5

1 300x620x1 250

270

К-5

1

0,63

70

5,5

1 190x660x1 000

220

К-6

1

1

70

11

1 250x680x1 140

220

К-11

1

0,16

60

2,2

1 000x470x800

95

К-23

0,6

0,25

60

3,0

1 000x470x830

105

К-24 (СО-243)

0,6

0,5

70

4,0

1 150x540x980

130

К-25

0,6

0,5

150

4,0

1 300x620x1 150

150

К-26

1

0,6

120

5,5

1 150x540x1 100

125

К-28

1

0,5

120

4,0

1 150x540x1 100

128

К-31

1

1

190

11

1 500x750x1 300

360

КТ-16

0,8

1—1,5

300

Вал отбора мощности трактора

980

КТ-16Э

1

1

300

11

3 150x2 150x1 750

980

С-412М

1

0,16

10

2,2

750x400x500

72

Стационарные компрессоры

С-415М

1

0,63

250

5,5

1 750x600x1 350

330

С-415М1

1

0,63

500

5,5

2 100x700x1 0

380

С-416М

1

1

500

11

2 100x700x1 0

480

С-416М1

1

1

250

11

2 100x600x1 0

420

К-3

1

2

500

2x11

2 300x760x1 500

730

К-20

1,6

1

500

2x7,5

2 100x760x1 0

620

К-22

1,6

0,5

250

7,5

2 050x800x1 350

350

К-30

1

1,26

500

2x5,5

2 100x700x1 0

600

КВ-7 (вертикальный)

1

0,16

110

2,2

620x700x1 260

110

КВ-15

1

10

300

5,5

1 000x900x1 850

350

KB-18

1

0,6

210

5,5

800x670x1 700

205

Передвижные компрессоры, 220 В

МК-3

0,8

0,1

18

1,1

660x400x600

40

К-12

0,8

0,16

60

2,2

1 000x470x800

95

К-14

0,8

0,2

60

1,1

900x450x750

70

К-29

0,8

0,16

22

2,2

780x450x620

75

Таблица 11. Компрессоры маслосмазываемые поршневые с V-образной компоновкой фирмы «Атлас Копко»


Модель

рmax, МПа

Q, л/с (м3/мин)

Уровень шума , дБ

Мощность привода, кВт

10-барные версии

LE 2-10

1

3,4 (0,2)

78/65/63

1,5

LE 3-10

1

4,4 (0,26)

79/66/64

2,2

LE 5-10

1

8,4 (0,5)

79/66/64

4

LE 7-10

1

11,7 (0,7)

80/70/68

5,5

LE 10-10

1

15,7 (0,94)

81/70/68

7,5

LE 15-10

1

18,6 (1,12)

84/73/70

11

LE 20-10

1

23,9 (1,43)

85/73/70

15

15-барные версии

LT 2-15

1,5

3,2 (0,19)

78/65/63

1,5

LT 3-15

1,5

4,1 (0,25)

79/66/64

2,2

LT 5-15

1,5

6,7 (0,4)

79/66/64

4

LT 7-15

1,5

9,2 (0,55)

80/70/68

5,5

LT 10-15

1,5

11,7 (0,7)

81/70/68

7,5

20-барные версии

LT 2-20

2

2,2 (0,13)

78/65/63

1,5

LT 3-20

2

3 (0,18)

79/66/64

2,2

LT 5-20

2

5 (0,3)

79/66/64

4

LT 7-20

2

6,7 (0,4)

80/70/68

5,5

LT 10-20

2

9,1 (0,55)

81/70/68

7,5

LT 15-20

2

15,1 (0,91)

86,5/77/72

11

LT 20-20

2

18 (1,08)

86/80/75

15

30-барные версии

LT 3-30

3

2,8 (0,17)

79/64

2,2

LT 5-30

3

4,9 (0,29)

79/64

4

LT 7-30

3

6,4 (0,38)

80/68

5,5

LT 10-30

3

8,5 (0,51)

81/68

7,5

LT 15-30

3

9,28 (0,56)

85/76

11

LT 20-30

3

17 (1,02)

86/80

15

Для компрессоров LE, LT 15, LT 20 уровень шума указан следующим образом: компрессор на ресивере без кожуха/компрессор в кожухе на ресивере/компрессор в кожухе на раме.

Для компрессоров LT 30 уровень шума указан следующим образом: компрессор без кожуха на раме/компрессор в кожухе на раме.

Компрессор

: значение, классификация, рабочие характеристики и ограничения

В этой статье мы обсудим следующее: - 1. Значение компрессора 2. Классификация компрессоров 3. Рабочие характеристики 4. Ограничения.

Значение компрессора :

Компрессор - это устройство, которое сжимает воздух / газы или пары от низкого до высокого давления. Он нуждается во внешнем подводе энергии в виде работы. Из общего объема работы, вложенной в компрессор, некоторая работа используется для сжатия жидкости, в то время как остальная часть теряется на преодоление трения, некоторая работа теряется на охлаждающую среду и т. Д.

Компрессоры в основном делятся на две категории:

(i) Объемный компрессор и

(ii) Динамические компрессоры.

В компрессоре прямого вытеснения давление газа увеличивается за счет уменьшения его объема, т. Е. За счет принудительного вытеснения газа на сторону нагнетания.

В динамическом компрессоре кинетическая энергия, передаваемая газу при вращении ротора (крыльчатки), преобразуется в энергию давления частично в роторе, а остальную - в диффузоре.Таким образом, повышение давления происходит за счет динамического воздействия газа.

Компрессоры

широко используются в самых разных областях.

Классификация компрессоров :

Компрессоры классифицируются на основании нескольких критериев следующим образом:

(a) По конструкции и принципу действия - По конструкции и принципу работы компрессоры подразделяются на две основные группы и далее подразделяются на подгруппы.

(b) По давлению подачи - низкое давление (до 10 бар), среднее давление (10-80 бар), высокое давление (80-1000 бар).

Гиперкомпрессоры - это многоступенчатые поршневые компрессоры с давлением нагнетания до 1000 бар.

(c) В зависимости от степени давления (согласно коду ASME) - Вентиляторы - Степень давления до 1,1 Воздуходувки - Степень давления от 1,1 до 2,3

Компрессор - степень сжатия выше 2,3

(d) В зависимости от количества подаваемого свободного воздуха (производительности).Малая производительность - до 9 м 3 / мин Средняя производительность - от 9 до 3000 м 3 / мин

Большая производительность - более 3000 м 3 / мин

(e) В зависимости от количества принятых ступеней - одноступенчатый, многоступенчатый

(f) По приводу (первичный двигатель) - Электродвигатель с приводом от I.C. с приводом от двигателя.

В данной статье рассматриваются ротационные компрессоры прямого вытеснения и динамические компрессоры.

Застойные свойства текущей жидкости :

Когда текущая жидкость с той же скоростью останавливается, говорят, что она достигла состояния застоя.Окончательное состояние застоя определяется способом его достижения. Большое значение имеет обратимый адиабатический или изэнтропический процесс.

Для изоэнтропического процесса торможения уравнение энергии установившегося потока упрощается до -

Где h o - энтальпия торможения, а h - начальная энтальпия, когда жидкость течет со скоростью V м / с.

Свойства жидкости в состоянии застоя называются свойствами застоя e.g., давление торможения, температура застоя, плотность застоя и т. д. Состояние застоя и свойства застоя обозначаются нижним суффиксом o.

Во время процесса застоя кинетическая энергия жидкости преобразуется в энтальпию, в результате чего давление и температура жидкости повышаются, как показано ниже -

Изоэнтропическое застойное состояние - это состояние, достигаемое жидкостью, когда застой является обратимым адиабатическим или изэнтропическим, что показано процессом a - b на h-s диаграмме.Фактический необратимый процесс с трением или теплопередачей показан процессом a - c. Можно отметить, что энтальпия торможения h b и h c одинакова в обоих процессах. Однако фактическое давление торможения p c ниже, чем изоэнтропический процесс торможения p b , из-за увеличения энтропии в реальном процессе из-за трения. Теперь для идеального газа, находящегося в процессе изоэнтропической стагнации,

Понятие абсолютной скорости и относительной скорости :

Для лучшего понимания треугольников скорости роторных компрессоров необходимы понятия абсолютной скорости и относительной скорости.

Абсолютная скорость и относительная скорость:

1. Абсолютная скорость:

Определяется как скорость движущегося объекта, измеренная неподвижным наблюдателем. В истинном смысле, ни один наблюдатель не может быть неподвижным на Земле, поскольку Земля постоянно движется медленно. Однако на его медленное движение можно не обращать внимания.

2. Относительная скорость:

Определяется как скорость движущегося объекта, воспринимаемая наблюдателем, который движется со своей собственной скоростью.

Для дальнейшей иллюстрации этой концепции рассмотрим объект, движущийся со скоростью V м / с. Когда неподвижный наблюдатель смотрит на этот объект, наблюдатель может получить правильное представление о величине и направлении движущегося объекта. Однако, если у наблюдателя также есть собственная скорость, V м / с, тогда наблюдатель получает только кажущееся ощущение величины и направления движущегося объекта. Это кажущееся ощущение скорости - это относительная скорость. Рассмотрим следующие примеры -

Здесь относительная скорость V r - это разность векторов двух векторов абсолютной скорости.На рисунке 16.2 (b) показаны два движущихся объекта, движущихся в противоположном направлении. Относительная скорость V r представляет собой векторную сумму двух векторов абсолютной скорости. В общем, процедура получения относительной скорости между двумя объектами, движущимися в своих направлениях, может быть изложена следующим образом:

Из общей начальной точки задайте оба вектора абсолютной скорости по их величине и направлению. Линия, соединяющая концы двух векторов абсолютной скорости, представляет относительную скорость, которая представляет собой разность векторов известных векторов абсолютной скорости, см. Рис.16.2 (с).

Аналогичным образом, когда известны относительная скорость и одна из абсолютных скоростей, неизвестная абсолютная скорость определяется векторной суммой известной относительной скорости и известной абсолютной скорости. Графическая процедура выглядит следующим образом -

Изобразите известный вектор относительной скорости в некотором масштабе по его величине и направлению. Последовательно, т.е. начиная с конца вектора относительной скорости, нарисуйте в том же масштабе известный вектор абсолютной скорости по его величине и направлению.Тогда линия, соединяющая начальную точку с конечной точкой, представляющая векторную сумму, дает неизвестную абсолютную скорость.

Тактико-технические характеристики компрессоров:

Рабочие характеристики центробежного компрессора:

Производительность центробежных компрессоров указана путем иллюстрации изменения давления и температуры нагнетания в зависимости от массового расхода для различных скоростей. Однако на эти характеристики дополнительно влияют другие переменные, такие как давление на входе и температура.

Чтобы понять взаимозависимость этих переменных, часто используются безразмерные параметры, такие как -

Точки с низким массовым расходом на концах кривых постоянной скорости могут быть объединены для получения линии помпажа. В то время как кривая, полученная путем соединения конечностей с правой стороны кривых постоянной скорости, представляет собой предел дросселирования, возникающий при низком перепаде давлений. Компрессор работает только в этих крайних пределах.

Из рис.16.28 и 16.29, могут быть сделаны следующие вычеты:

1. Повороты довольно пологие на более низких скоростях и ограничены волнами. На высокой скорости диапазон ограничен помпажами на одном конце и удушением на другом.

2. При заданной скорости массовый расход уменьшается с увеличением степени сжатия.

3. При заданной степени сжатия увеличение скорости увеличивает расход со значительным снижением эффективности.

Рабочие характеристики компрессоров с осевым потоком:

Видно, что для данного значения N / √T o1 эти кривые охватывают гораздо более узкий диапазон массового расхода по сравнению с таковыми для центробежных компрессоров.Также при более высоких скоростях вращения кривые становятся крутыми, почти вертикальными. Следовательно, диапазон стабильной работы осевого компрессора значительно уже. Следовательно, необходима большая осторожность при подборе компонентов газотурбинной установки, чтобы избежать нестабильности работы. Явления помпажа и сваливания трудно различить, поскольку возникновение одного может привести к возникновению другого. Остановка этих компрессоров приводит к сильной вибрации лопасти.

Ограничения компрессоров:

1.Пульсирующий:

При работе центробежного и осевого компрессора возникает нестабильность, известная как помпаж. Это вызвано неустойчивым, периодическим и реверсивным потоком через компрессор, когда он работает с меньшим массовым расходом, чем тот, который соответствует максимальному давлению.

Пульсация может привести к механическому повреждению. Ротор подвергается переменным нагрузкам во время этой нерегулярной работы и может привести к повреждению подшипников, лопастей и уплотнений ротора.В крайнем случае вал ротора может погнуться.

Рассмотрим кривую зависимости отношения давления (напора) от массового расхода центробежного или осевого компрессора, как показано на рис. 16.25. Кривая состоит из части AB, имеющей положительный наклон, и части BC, имеющей отрицательный наклон. Точка A представляет собой полностью закрытый нагнетательный клапан, а точка B представляет собой полностью открытый нагнетательный клапан.

В точке A расход равен нулю, и создаваемое давление называется запорным напором. А в точке B развиваемый напор равен нулю при максимальном массовом расходе.Таким образом, в точке B эффективность равна нулю.

Когда нагнетательный клапан постепенно открывается из полностью закрытого состояния, начинается выпуск жидкости, и статическое давление постепенно увеличивается из-за того, что диффузор увеличивает давление. Дальнейшее открытие нагнетательного клапана увеличивает давление до достижения точки B. На этом этапе эффективность максимальна для данной скорости, давления на входе и температуры.

Теперь, когда нагнетательный клапан открывается за пределами точки B, массовый расход увеличивается, но повышается давление и эффективность снижается.Эта тенденция продолжается до точки C, когда степень сжатия приближается к единице, в то время как массовый расход максимален, но эффективность равна нулю.

Открытие и закрытие нагнетательного клапана действует как внешняя нагрузка на компрессор. Компрессор работает в ответ на внешнюю нагрузку. Пересечение кривой компрессора и кривой нагрузки представляет рабочую точку, скажем, как в точке D на рис. 16.25.

Когда нагнетательный клапан дополнительно закрывается, увеличивая внешнюю нагрузку, противодавление в нагнетательной линии увеличивается.В результате новая рабочая точка смещается на E. Новая рабочая точка возможна и стабильна, поскольку компрессор развивает больший напор, чтобы компенсировать повышенное противодавление в нагнетательной линии.

При дальнейшем закрытии нагнетательного клапана внешняя нагрузка увеличивается, рабочая точка смещается в область A-B. Во время этой операции массовый расход меньше расчетного значения, скажем, соответствующего точке B. Компрессор развивает меньший напор, чем имеющийся в нагнетательной линии.

По существу, сброс жидкости невозможен. Это приводит к мгновенному изменению направления потока. Вскоре после этого жидкость из нагнетательной линии уйдет, и противодавление снизится. Подача жидкости из компрессора возобновится, и цикл снова повторится с нестабильностью работы.

Следовательно, когда расход из компрессора меньше расчетного значения, начинается помпаж или пульсация. Воздух движется вперед и назад через весь компрессор, а не создает однонаправленный устойчивый поток.Нестабильная работа компрессора преобладает в области положительного наклона кривой, показанной на рис. 16.25.

Различные методы предотвращения и устранения помпажа перечислены ниже:

Управляемый:

(a) Путем регулирования скорости.

(b) Дросселированием впуска.

(c) Обеспечением системы управления потоком.

и. Путем сброса в атмосферу.

ii. Путем прохождения жидкости от нагнетательной линии к всасывающей.

iii. За счет встроенного расширителя на байпасной линии.

(d) Путем регулирования мощности отключения.

(e) С помощью входных направляющих лопаток или регулируемых лопаток диффузора.

2. Удушье :

Ссылаясь на рис. 16.25, когда массовый расход увеличивается за пределы B, степень сжатия уменьшается и эффективность падает, поскольку угол воздушного потока значительно отличается от угла лопасти, вызывая отрыв воздушного потока.

Это продолжается до точки C, где степень сжатия становится равной единице, а эффективность равна нулю. Вся потребляемая мощность теряется на преодоление внутреннего трения. Точка D на кривой BC представляет максимальный массовый расход, известный как «массовый расход с ограничением». Явление дросселирования ограничивает максимальный массовый расход.

Когда степень сжатия падает до единицы, теоретический массовый расход становится максимальным. Это происходит, когда число Маха, соответствующее относительной скорости на входе, становится звуковым.

3. Стоянка :

Остановка ступени компрессора с осевым потоком определяется как аэродинамический срыв или отрыв потока потока со стороны всасывания аэродинамической фольги лопасти. Это может быть связано с меньшим массовым расходом, чем расчетное значение, или с неоднородностью профиля лопатки.

Явление сваливания предшествует помпажу. Многоступенчатый компрессор может работать в стабильной непродуваемой области с остановкой некоторых его ступеней. Таким образом, сваливание - это локальное явление, а помпаж - явление целостной системы.Явления сваливания были подробно исследованы Смитом и Флетчером.

Неравномерность потока или геометрия профиля лопасти приводит к остановке лопасти B. Воздух теперь течет к лопасти A с увеличенным углом атаки из-за блокировки канала AB, в то время как лопасть C получает воздух с уменьшенным углом атаки. В результате лезвие A останавливается, а лезвие C может отключиться. Таким образом, «ячейка» стойла смещается по ступени в направлении подъема лопастей. Таким образом, сваливание можно определить как уменьшение подъемной силы при больших углах падения.

Вращающийся стойло может вращаться в направлении, противоположном направлению вращения ротора, примерно с половиной скорости вращения. Это может привести к возникновению аэродинамических вибраций, что приведет к усталостному разрушению прикрепленных компонентов. Компрессоры с осевым потоком более склонны к остановке.

Общие сведения о компрессорах - типы, области применения и критерии выбора

Компрессоры - это механические устройства, используемые для повышения давления в различных сжимаемых жидкостях или газах, наиболее распространенным из которых является воздух.Компрессоры используются в промышленности для подачи воздуха в цех или КИП; к электроинструментам, краскораспылителям и абразивно-струйному оборудованию; для фазового сдвига хладагентов для кондиционирования воздуха и охлаждения; для транспортировки газа по трубопроводам; и т. д. Как и насосы, компрессоры делятся на центробежные (динамические или кинетические) и поршневые; но там, где насосы преимущественно представлены центробежными разновидностями, компрессоры чаще бывают поршневого типа. Их размер может варьироваться от перчаточного ящика, который накачивает шины, до гигантских поршневых машин или турбокомпрессоров, используемых при обслуживании трубопроводов.Компрессоры прямого вытеснения можно разделить на возвратно-поступательные типы, где преобладает поршневой тип, и роторные типы, такие как винтовой винтовой и роторно-лопастной.

Большой поршневой компрессор в газовой среде

Изображение предоставлено: нефтегазовый фотограф / Shutterstock.com

В этом руководстве мы будем использовать термины «компрессоры» и «воздушные компрессоры» для обозначения в основном воздушных компрессоров, а в некоторых особых случаях будем говорить о более конкретных газах, для которых используются компрессоры.

Типы воздушных компрессоров

Компрессоры

можно охарактеризовать по-разному, но обычно их можно разделить на типы в зависимости от функционального метода, используемого для выработки сжатого воздуха или газа. В следующих разделах мы кратко описываем и представляем общие типы компрессоров. Охватываемые типы включают:

  • Поршень
  • Диафрагма
  • Винт со спиральной головкой
  • Лопатка скользящая
  • Свиток
  • Лепесток вращения
  • Центробежный
  • Осевой

В связи с особенностями конструкции компрессоров, существует также рынок для восстановления воздушных компрессоров, и восстановленные воздушные компрессоры могут быть доступны в качестве опции вместо недавно приобретенного компрессора.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры

или поршневые компрессоры основаны на возвратно-поступательном движении одного или нескольких поршней для сжатия газа внутри цилиндра (или цилиндров) и выпуска его через клапаны в приемные резервуары высокого давления. Во многих случаях бак и компрессор монтируются на общей раме или салазке как так называемый комплектный блок. В то время как основное применение поршневых компрессоров - обеспечение сжатым воздухом в качестве источника энергии, поршневые компрессоры также используются операторами трубопроводов для транспортировки природного газа.Поршневые компрессоры обычно выбираются по требуемому давлению (фунт / кв. Дюйм) и расходу (ст. Куб. Футов в минуту). Типичная система заводского воздуха обеспечивает сжатый воздух в диапазоне от 90 до 110 фунтов на квадратный дюйм с объемами от 30 до 2500 кубических футов в минуту; эти диапазоны, как правило, достигаются с помощью готовых коммерческих единиц. Системы заводского воздуха могут быть рассчитаны на единицу или могут быть основаны на нескольких более мелких установках, которые расположены по всему предприятию.

Пример поршневого воздушного компрессора.

Изображение предоставлено: Energy Machinery, Inc.

Для достижения более высокого давления воздуха, чем может обеспечить одноступенчатый компрессор, доступны двухступенчатые агрегаты. Сжатый воздух, поступающий во вторую ступень, обычно предварительно проходит через промежуточный охладитель, чтобы отвести часть тепла, выделяемого во время цикла первой ступени.

Говоря о нагреве, многие поршневые компрессоры предназначены для работы в пределах рабочего цикла, а не непрерывно. Такие циклы позволяют теплу, генерируемому во время работы, рассеиваться, во многих случаях, через ребра с воздушным охлаждением.

Поршневые компрессоры

доступны как в масляной, так и в безмасляной конструкции. Для некоторых применений, где требуется безмасляный воздух высочайшего качества, лучше подходят другие конструкции.

Мембранные компрессоры

Мембранный компрессор представляет собой несколько специализированную возвратно-поступательную конструкцию, в которой установлен концентрический двигатель, приводящий в движение гибкий диск, который попеременно расширяется и сжимает объем камеры сжатия. Как и в случае с диафрагменным насосом, привод изолирован от технологической жидкости гибким диском, что исключает возможность контакта смазки с каким-либо газом.Мембранные воздушные компрессоры - это машины с относительно небольшой производительностью, которые используются там, где требуется очень чистый воздух, например, во многих лабораторных и медицинских учреждениях.

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры - это роторные компрессорные машины, известные своей способностью работать в 100% рабочем цикле, что делает их хорошим выбором для мобильных приложений, таких как строительство или дорожное строительство. Используя зубчатые, зацепляющиеся охватываемые и охватывающие роторы, эти агрегаты втягивают газ на приводном конце, сжимают его, когда роторы образуют ячейку, и газ проходит по их длине в осевом направлении, и выпускают сжатый газ через выпускное отверстие на неприводной стороне корпуса компрессора.Ротационный винтовой компрессор делает его тише, чем поршневой компрессор, благодаря пониженной вибрации. Еще одно преимущество винтового компрессора перед поршневым - отсутствие пульсации нагнетаемого воздуха. Эти агрегаты могут смазываться маслом или водой, или они могут быть спроектированы так, чтобы воздух не содержал масла. Эти конструкции могут удовлетворить требования критически важных безмасляных сервисов.

Показанный винтовой компрессор в разрезе показывает один из сдвоенных, вращающихся в противоположных направлениях винта.

Изображение предоставлено: Сергей Рыжов / Shutterstock.ком

Пластинчато-скользящие компрессоры

Компрессор со скользящими лопастями основан на серии лопаток, установленных в роторе, которые перемещаются вдоль внутренней стенки эксцентриковой полости. Лопатки, вращаясь от стороны всасывания к стороне нагнетания эксцентриковой полости, уменьшают объем пространства, мимо которого они проносятся, сжимая газ, захваченный в этом пространстве. Лопатки скользят по масляной пленке, которая образуется на стенке эксцентриковой полости, обеспечивая уплотнение. Пластинчатые компрессоры нельзя сделать так, чтобы они обеспечивали безмасляный воздух, но они способны подавать сжатый воздух без пульсаций.Они также не допускают попадания загрязняющих веществ в окружающую среду благодаря использованию втулок, а не подшипников, и их относительно медленной работе по сравнению с винтовыми компрессорами. Они относительно тихие, надежные и способны работать со 100% -ным рабочим циклом. Некоторые источники утверждают, что роторно-лопастные компрессоры в основном вытеснили винтовые компрессоры в воздушных компрессорах. Они используются во многих безвоздушных применениях в нефтегазовой и других обрабатывающих отраслях.

Спиральные компрессоры

В спиральных воздушных компрессорах

используются стационарные и вращающиеся спирали, которые уменьшают объем пространства между ними, поскольку вращающиеся спирали отслеживают путь неподвижных спиралей.Впуск газа происходит на внешнем крае спиралей, а выпуск сжатого газа - около центра. Поскольку спирали не соприкасаются, смазочное масло не требуется, что делает компрессор практически безмасляным. Однако, поскольку масло не используется для отвода тепла сжатия, как в других конструкциях, производительность спиральных компрессоров несколько ограничена. Они часто используются в компрессорах низкого уровня и компрессорах домашних систем кондиционирования воздуха.

Роторные компрессоры

Роторные компрессоры - это крупногабаритные устройства низкого давления, которые более целесообразно классифицировать как воздуходувки.Чтобы узнать больше о воздуходувках, загрузите бесплатное руководство по покупке Thomas Blowers.

Центробежные компрессоры

В центробежных компрессорах

используются высокоскоростные лопастные колеса, подобные насосу, которые сообщают газам скорость, вызывая повышение давления. В основном они используются в больших объемах, таких как коммерческие холодильные установки мощностью 100+ л.с. и на крупных перерабатывающих предприятиях, где они могут достигать 20 000 л.с. и обеспечивать объемы в диапазоне 200 000 куб. Футов в минуту. Почти идентичные по конструкции центробежным насосам, центробежные компрессоры увеличивают скорость газа, выбрасывая его наружу под действием вращающейся крыльчатки.Газ расширяется в улитке корпуса, где его скорость замедляется, а давление повышается.

Центробежные компрессоры имеют более низкую степень сжатия, чем поршневые компрессоры, но они обрабатывают большие объемы газа. Многие центробежные компрессоры используют несколько ступеней для улучшения степени сжатия. В этих многоступенчатых компрессорах газ обычно между ступенями проходит через промежуточные охладители.

Стандартный одноступенчатый центробежный компрессор подает большое количество сжатого воздуха.

Изображение предоставлено: wattana / Shutterstock.com

Осевые компрессоры

Осевой компрессор обеспечивает максимальные объемы подаваемого воздуха, от 8000 до 13 миллионов кубических футов в минуту в промышленных машинах. В реактивных двигателях используются компрессоры такого типа для производства объемов в еще более широком диапазоне. Осевые компрессоры в большей степени, чем центробежные компрессоры, имеют тенденцию к многоступенчатой ​​конструкции из-за их относительно низких степеней сжатия. Как и в центробежных установках, осевые компрессоры увеличивают давление, сначала увеличивая скорость газа.Затем осевые компрессоры замедляют газ, пропуская его через изогнутые неподвижные лопасти, что увеличивает его давление.

Внутренний вид осевого компрессора с неподвижными и подвижными лопатками.

Изображение предоставлено: Vasyl S / Shutterstock.com

Варианты питания и топлива

Воздушные компрессоры могут иметь электрическое питание, обычно это воздушные компрессоры на 12 В постоянного тока или воздушные компрессоры на 24 В постоянного тока. Также доступны компрессоры, которые работают от стандартных уровней переменного напряжения, таких как 120 В, 220 В или 440 В.

Варианты альтернативного топлива включают воздушные компрессоры, которые работают от двигателя, работающего от источника горючего топлива, такого как бензин или дизельное топливо. Как правило, компрессоры с электрическим приводом желательны в случаях, когда важно устранить выхлопные газы или обеспечить работу в условиях, когда использование или присутствие горючего топлива нежелательно. Соображения по поводу шума также играют роль при выборе варианта топлива, поскольку воздушные компрессоры с электрическим приводом, как правило, демонстрируют более низкий уровень акустического шума по сравнению с их аналогами с приводом от двигателя.

Кроме того, некоторые воздушные компрессоры могут иметь гидравлический привод, что также позволяет избежать использования источников горючего топлива и связанных с этим проблем с выхлопными газами.

Выбор компрессорной машины в промышленных условиях

При выборе воздушных компрессоров для общего использования в мастерских, выбор обычно сводится к поршневому компрессору или винтовой компрессору. Поршневые компрессоры обычно дешевле винтовых, требуют менее сложного обслуживания и хорошо выдерживают грязные рабочие условия.Однако они намного шумнее, чем винтовые компрессоры, и более подвержены попаданию масла в систему подачи сжатого воздуха, явление, известное как «унос». Поскольку поршневые компрессоры при работе выделяют много тепла, их размеры должны соответствовать рабочему циклу - практическое правило предписывает 25% покоя и 75% работы. Радиально-винтовые компрессоры могут работать 100% времени и почти предпочитают это. Однако потенциальная проблема с винтовыми компрессорами заключается в том, что увеличение их размера с целью увеличения его мощности может привести к проблемам, поскольку они не особенно подходят для частого запуска и остановки.Тесный допуск между роторами означает, что компрессор должен оставаться при рабочей температуре для достижения эффективного сжатия. При выборе размера нужно уделять больше внимания использованию воздуха; Поршневой компрессор может быть увеличен без подобных опасений.

Автомастерская, которая постоянно использует воздух для окраски, может найти радиально-винтовой компрессор с его более низкой скоростью уноса и желанием постоянно эксплуатировать актив; Обычный ремонт автомобилей с более редким использованием воздуха и низким уровнем заботы о чистоте подаваемого воздуха может быть лучше обслуживаться поршневым компрессором.

Независимо от типа компрессора, сжатый воздух обычно охлаждается, осушается и фильтруется перед его распределением по трубам. Специалистам систем заводского воздуха необходимо будет выбрать эти компоненты в зависимости от размера системы, которую они проектируют. Кроме того, им необходимо будет рассмотреть возможность установки фильтров-регуляторов-лубрикаторов на точках подачи.

Компрессоры для крупных строительных площадок, установленные на прицепах, обычно представляют собой винтовые компрессоры с приводом от двигателя. Они предназначены для непрерывной работы независимо от того, используется ли воздух или сбрасывается.

Несмотря на то, что спиральные компрессоры доминируют в низкопроизводительных холодильных системах и воздушных компрессорах, они начинают проникать на другие рынки. Они особенно подходят для производственных процессов, требующих очень чистого воздуха (класс 0), таких как фармацевтика, продукты питания, электроника и т. Д., А также для чистых помещений, лабораторий и медицинских / стоматологических помещений. Производители предлагают агрегаты мощностью до 40 л.с., которые обеспечивают почти 100 кубических футов в минуту при давлении 145 фунтов на кв. Дюйм. Агрегаты большей мощности обычно включают в себя несколько спиральных компрессоров, так как технология не масштабируется после 3-5 л.с.

Если приложение включает сжатие опасных газов, разработчики часто рассматривают диафрагменные или пластинчатые компрессоры, а для очень больших объемов сжатия - кинетические.

Дополнительные рекомендации по выбору

Некоторые дополнительные факторы выбора, на которые следует обратить внимание, следующие:

  • Масло по сравнению с нефтью без учета
  • Калибровка компрессора
  • Качество воздуха
  • Элементы управления

Масло по сравнению с нефтью без учета

Масло играет важную роль в работе любого компрессора, поскольку оно служит для отвода тепла, выделяемого в процессе сжатия.Во многих конструкциях масло также обеспечивает уплотнение. В поршневых компрессорах масло смазывает подшипники кривошипа и пальца, а также боковины цилиндра. Как и в поршневых двигателях, кольца на поршне обеспечивают герметизацию камеры сжатия и регулируют поступление в нее масла. Винтовые компрессоры впрыскивают масло в корпус компрессора, чтобы герметизировать два бесконтактных ротора и, опять же, отводить часть тепла процесса сжатия. Роторно-лопастные компрессоры используют масло для герметизации мельчайшего пространства между кончиками лопастей и отверстием корпуса.Спиральные компрессоры обычно не используют масло, поэтому их меньше называют масляными, но, конечно, их производительность несколько ограничена. Центробежные компрессоры не вводят масло в поток сжатия, но они находятся в другой лиге, чем их братья с прямым вытеснением.

При создании безмасляных компрессоров производители используют ряд тактик. Производители поршневых компрессоров могут использовать цельные узлы поршень-кривошип, которые устанавливают коленчатый вал на эксцентриковые подшипники. Когда эти поршни совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах, они качаются внутри них.Эта конструкция исключает наличие подшипника пальца кисти на поршне. Производители поршневых компрессоров также используют различные самосмазывающиеся материалы для уплотнительных колец и гильз цилиндров. Производители винтовых компрессоров уменьшают зазоры между винтами, устраняя необходимость в масляном герметике.

Однако есть компромиссы с любой из этих схем. Повышенный износ, проблемы с отводом тепла, снижение производительности и более частое техническое обслуживание - это лишь некоторые из недостатков безмасляных воздушных компрессоров.Очевидно, что определенные отрасли промышленности готовы пойти на такие уступки, потому что безмасляный воздух является обязательным условием. Но там, где допустимо фильтровать масло или просто жить с ним, имеет смысл использовать обычный масляный компрессор.

Примеры безмасляных воздушных компрессоров.

Изображение предоставлено: Energy Machinery, Inc.

Расчет компрессора

Если вы работаете с отбойными молотками весь день, выбрать компрессор несложно: сложите количество операторов, которые будут использовать компрессор, определите кубические футы в минуту их инструментов и купите винто-винтовой компрессор непрерывного действия, который может удовлетворить спрос и который проработает 8 часов на одном баке.Конечно, на самом деле это не так просто - могут быть ограничения окружающей среды, которые следует учитывать, - но идею вы поняли.

Если вы пытаетесь обеспечить сжатым воздухом небольшой магазин, все становится немного сложнее. Пневматические инструменты можно разделить по использованию: либо прерывистого действия - скажем, гаечного ключа с трещоткой, либо непрерывного - распылителя краски. Диаграммы доступны, чтобы помочь в оценке потребления различных инструментов магазина. После того, как они определены и рассчитано использование на основе среднего и непрерывного использования, можно приблизительно определить общую производительность воздушного компрессора.

Типовой винтовой компрессор на строительной площадке.

Изображение предоставлено: Baloncici / Shutterstock.com

Определение мощностей компрессоров для производственных мощностей происходит примерно так же. Например, упаковочная линия, вероятно, будет использовать сжатый воздух для приведения в действие цилиндров, продувочных устройств и т. Д. Обычно производитель оборудования указывает нормы расхода для отдельных машин, но в противном случае расход воздуха в цилиндрах легко оценить, зная диаметр диаметра, ход и частота вращения каждого пневматического устройства.

Очень крупные производственные предприятия и перерабатывающие предприятия, вероятно, будут иметь столь же большие потребности в сжатом воздухе, который может обслуживаться резервированными системами. Для таких операций постоянное наличие воздуха оправдывает затраты на несколько систем сжатого воздуха, чтобы избежать дорогостоящих остановок или остановок линий. Даже небольшие операции могут выиграть от некоторого уровня резервирования. Это вопрос, который необходимо задать при определении размеров небольшой производственной воздушной системы: лучше ли выполнять операцию с помощью одного компрессора (меньше обслуживания, меньше сложности) или несколько компрессоров меньшего размера (резервирование, возможности для роста) лучше подходят ?

Качество воздуха

Компрессор забирает воздух из атмосферы и, сжимая, добавляет в смесь тепло, а иногда и масло, и, если всасываемый воздух не очень сухой, генерирует много влаги.Для некоторых операций эти дополнительные компоненты не влияют на конечное использование, и инструменты работают без проблем с производительностью. По мере того, как процессы с пневматическим приводом становятся более сложными или более важными, обычно уделяется больше внимания улучшению качества выходящего воздуха.

Сжатый воздух обычно довольно горячий, и первый шаг к уменьшению этого тепла - собрать воздух в резервуаре. Этот шаг не только позволяет воздуху остыть, но и позволяет конденсировать часть содержащейся в нем влаги. Приемные баки воздушного компрессора обычно имеют либо ручные, либо автоматические клапаны, позволяющие слить скопившуюся воду.Дальнейшее тепло можно отвести, пропустив воздух через доохладитель. В трубопровод подачи воздуха можно добавить осушители на основе хладагента и адсорбционные осушители, чтобы улучшить удаление влаги. Наконец, может быть установлена ​​фильтрация для удаления любой увлеченной смазки из приточного воздуха, а также любых твердых частиц, которые могли попасть в результате какой-либо фильтрации на входе.

Сжатый воздух обычно распределяется по нескольким каплям. При каждом падении стандартная передовая практика заключается в установке FRL (фильтр, регулятор, лубрикатор), которые регулируют воздух в соответствии с потребностями конкретного инструмента и позволяют смазке течь к любым инструментам, которые в этом нуждаются.

Элементы управления

Когда дело доходит до управления поршневым компрессором, не так уж много вариантов. Наиболее распространено управление пуском / остановом: компрессор питает бак с верхним и нижним порогами. Когда достигается нижняя уставка, компрессор включается и работает до достижения верхней уставки. Вариант этого метода, получивший название управления постоянной скоростью, позволяет компрессору работать в течение некоторого времени после достижения верхнего заданного значения, нагнетаемого в атмосферу, в случае, если накопленный воздух используется с более высокой, чем обычно, скоростью.Этот процесс сводит к минимуму количество запусков двигателя в периоды высокой нагрузки. Выбираемая система двойного управления, обычно доступная только в системах мощностью 10+ л.с., позволяет пользователю переключаться между этими двумя режимами управления.

Для винтовых компрессоров доступны дополнительные опции. В дополнение к управлению пуском / остановом и постоянной скоростью винтовые компрессоры могут использовать управление нагрузкой / разгрузкой, модуляцию впускного клапана, скользящий клапан, автоматическое двойное управление, привод с регулируемой скоростью, а также, для многоблочных установок, последовательность компрессоров.Для управления нагрузкой / разгрузкой используется клапан на стороне нагнетания и клапан на стороне впуска, которые соответственно открываются и закрываются, чтобы уменьшить поток через систему. (Это очень распространенная система на безмасляных винтовых компрессорах.) Модуляция впускного клапана использует пропорциональное управление для регулирования массового расхода воздуха, подаваемого в компрессор. Управление с помощью скользящего клапана эффективно сокращает длину винтов, задерживая начало сжатия и позволяя некоторому количеству всасываемого воздуха обходить сжатие, чтобы лучше соответствовать потребностям.Автоматическое двойное управление переключает между пуском / остановом и управлением с постоянной скоростью в зависимости от характеристик нагрузки. Привод с регулируемой скоростью замедляет или увеличивает частоту вращения ротора за счет электронного изменения частоты сигнала переменного тока, вращающего двигатель. Последовательность работы компрессоров позволяет распределять нагрузку между несколькими компрессорами, назначая, например, один блок для непрерывной работы для обработки базовой нагрузки и варьируя запуск двух дополнительных блоков, чтобы минимизировать штраф за перезапуск.

При выборе любой из этих схем управления идея состоит в том, чтобы найти наилучший баланс между удовлетворением спроса и стоимостью холостого хода по сравнению со стоимостью ускоренного износа оборудования.

Технические характеристики

При выборе компрессорного оборудования специалисты по спецификации должны учитывать три основных параметра в дополнение ко многим пунктам, изложенным выше. Эти технические характеристики воздушного компрессора включают:

  • объемная вместимость
  • допустимое давление
  • мощность станка

Хотя компрессоры обычно оцениваются в лошадиных силах или киловаттах, эти меры не обязательно дают представление о том, сколько будет стоить эксплуатация оборудования, поскольку это зависит от эффективности машины, ее рабочего цикла и т. Д.

Объемная вместимость

Объемная производительность определяет, сколько воздуха машина может подавать в единицу времени. Кубические футы в минуту - наиболее распространенная единица измерения этого показателя, хотя то, что это такое, может варьироваться в зависимости от производителя. Попытка стандартизировать эту меру, так называемый scfm, похоже, зависит от того, чьим стандартам вы следуете. Институт сжатого воздуха и газа принял определение стандартного кубического фута в минуту (стандарт ISO) как сухой воздух (относительная влажность 0%) при давлении 14,5 фунт / кв.дюйм и 68 ° F.Фактический кубический метр в минуту - еще одна мера объемной емкости. Он относится к количеству сжатого воздуха, подаваемого к выпускному отверстию компрессора, которое всегда будет меньше рабочего объема машины из-за потерь от прорыва через компрессор.

Допустимое давление

Допустимое давление в фунтах на квадратный дюйм в значительной степени основано на потребностях оборудования, с которым будет работать сжатый воздух. Хотя многие пневмоинструменты предназначены для работы при нормальном давлении воздуха в цехе, для специальных применений, таких как запуск двигателя, требуется более высокое давление.Таким образом, при выборе поршневого компрессора, например, покупатель найдет одноступенчатый агрегат, который обеспечивает давление до 135 фунтов на квадратный дюйм, достаточный для питания повседневных инструментов, но хотел бы рассмотреть двухступенчатый агрегат для специальных применений с более высоким давлением.

Мощность машины

Мощность, необходимая для привода компрессора, будет определяться этими соображениями объема и давления. Специалисту также необходимо учитывать потери в системе при определении производительности компрессора: потери в трубопроводе, падение давления в осушителях и фильтрах и т. Д.Покупатели компрессоров также могут принять решения по приводам, например, с ременным или прямым приводом двигателя, с бензиновым или дизельным двигателем и т. Д.

Производители компрессоров

часто публикуют кривые производительности компрессоров, чтобы дать возможность специалистам по спецификациям оценить производительность компрессора в диапазоне рабочих условий. Это особенно верно для центробежных компрессоров, которые, как и центробежные насосы, могут быть рассчитаны на выдачу различных объемов и давлений в зависимости от скорости вала и размера рабочего колеса.

The Dept.of Energy принимает энергетические стандарты для компрессоров, в соответствии с которыми некоторые производители компрессоров публикуют спецификации. Поскольку все больше производителей публикуют эти данные, покупателям компрессоров будет легче разбираться в потреблении энергии сопоставимыми компрессорами.

Приложения и отрасли

Компрессоры

находят применение в различных отраслях промышленности, а также широко используются в установках, знакомых обычным потребителям. Например, портативный электрический воздушный компрессор 12 В постоянного тока, который часто переносится в бардачке или багажнике автомобиля, является типичным примером простой версии воздушного компрессора, который находит применение среди потребителей для накачивания шин до нужного давления.

Некоторые из наиболее распространенных приложений и отраслей, в которых используются компрессоры, включают следующее:

  • Автомобильные компрессоры
  • Применение в медицине и стоматологии
  • Сжатие лабораторных и специальных газов
  • Приложения для производства продуктов питания и напитков
  • Нефтегазовая промышленность

Автомобильные компрессоры

Использование воздушных компрессоров в транспортных средствах и общие автомобильные приложения включают электрические воздушные компрессоры, установленные на грузовиках, дизельные воздушные компрессоры или другие воздушные компрессоры, устанавливаемые на транспортных средствах.Например, пневматические тормозные системы на грузовиках используют для работы сжатый воздух, поэтому для перезарядки тормозной системы требуется встроенный воздушный компрессор. Для служебных транспортных средств могут потребоваться бортовые воздушные компрессоры для выполнения необходимых функций или для обеспечения мобильности компрессора и возможности развертывания по мере необходимости на различных рабочих площадках или в различных местах. Например, пожарные машины могут включать в себя бортовые компрессоры пригодного для дыхания воздуха для обеспечения возможности наполнения резервуаров воздухом для пополнения резервуаров пригодного для дыхания воздуха для пожарных и служб быстрого реагирования.

Применение в медицине и стоматологии

Компрессоры

находят применение также в медицине и стоматологии.

Стоматологические воздушные компрессоры

являются источником чистого сжатого воздуха для облегчения выполнения стоматологических процедур, а также для питания стоматологических инструментов с пневматическим приводом, таких как дрели или зубные щетки. Выбор правильного стоматологического воздушного компрессора требует нескольких соображений, включая требуемую мощность и давление.

Применение компрессора

в медицинских целях включает в себя создание источника воздуха для дыхания, который не зависит от других газов, хранящихся в газовых баллонах, и может использоваться, например, в качестве опции для пациентов, которые могут быть чувствительны к кислородному отравлению.Медицинские компрессоры воздуха для дыхания могут быть портативными или стационарными в больнице или медицинском учреждении. Другое использование медицинского воздушного компрессора может включать подачу воздуха в специализированное оборудование пациента, такое как компрессионные манжеты, где сжатый воздух необходим для оказания давления на конечности пациента, чтобы предотвратить скопление жидкости в конечностях в результате ослабленной сердечной функции.

Компрессия лабораторных и специальных газов

Лабораторные воздушные компрессоры и воздушные компрессоры для других специализированных промышленных применений используются для обработки и выработки запасов специализированных газов, таких как водород, кислород, аргон, гелий, азот или газовые смеси (например, аммиачные компрессоры) или диоксид углерода, если его можно использовать в пищевой промышленности и производстве напитков.Гелиевые компрессоры будут подавать газ в резервуары для хранения для использования в лабораторных целях, таких как точное обнаружение утечек, в то время как другие газовые компрессоры, такие как кислородные компрессоры, могут удовлетворять потребности в резервуарах с кислородом для использования в больницах и медицинских учреждениях.

Приложения для производства продуктов питания и напитков

Пищевые воздушные компрессоры играют важную роль в пищевой промышленности и производстве напитков. Находя применение на протяжении всего производственного цикла, эти компрессоры могут использоваться для облегчения технологических операций, таких как сортировка, подготовка, распределение, упаковка и консервация.Кроме того, сжатый воздух можно использовать для поддержания санитарных условий, необходимых при производстве расходных материалов.

Применение в нефтегазовой отрасли

Использование компрессоров также широко распространено в нефтегазовой промышленности, где компрессоры природного газа используются для выработки сжатого природного газа для хранения и транспортировки. Некоторые из этих операций по сжатию газа требуют использования компрессоров высокого давления, где давление нагнетания может составлять от 1000 до 3000 фунтов на квадратный дюйм и выше, с возможным диапазоном от 10000 до 60000 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от области применения.

Краткое описание компрессорной машины

Это руководство дает общее представление о разновидностях компрессоров, вариантах мощности, особенностях выбора, областях применения и промышленном использовании. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим статьям и руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники

  1. http://www.cagi.org
  2. https://www.federalregister.gov/documents/2016/05/19/2016-11337/energy-conservation-program- стандарты энергосбережения для компрессоров
  3. https: // www.dft-valves.com/blog/common-problems-with-pumps-and-compressors/
  4. https://airmaticcompressor.com/compressed-air-gas-treatment/

Другие статьи по теме

Больше от Machinery, Tools & Supplies

Тип компрессора - обзор

4 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Разработанная математическая модель компрессора типа Рутса использовалась для определения влияния угла наклона ротора ψ p и относительного расстояния между центрами A¯ на параметры эффективности компрессора (N¯ind, η v , η ind ).Расчеты проводились при постоянных значениях установленных зазоров между роторами и корпусом. Учтено изменение рабочих зазоров из-за термической деформации роторов и корпуса компрессора. Воздух считался рабочим газом. Полученные зависимости представлены на рис. 5, 6.

Рис. 5. Влияние параметра A¯ на характеристики компрессора

Рис. 6. Влияние параметра профиля ψ p на характеристики компрессора

Рис.5 показаны характеристики компрессора типа Рутса в зависимости от значения A¯ при различных Π для окружного профиля (для других типов профилей значения довольно близки). Как и ожидалось, мощность компрессора уменьшается с ростом A¯. Линейное уменьшение V d позволяет сделать вывод, что уменьшение значения k s и, соответственно, теоретической емкости с ростом A¯ оказывает существенное влияние на параметр A¯.

В остальной исследуемой области энергетические параметры N¯ind, η ind уменьшаются, а объемный КПД наблюдается с ростом A¯. Наибольшие значения η ind , η v находятся в области меньших значений этого параметра. Однако уменьшение A¯ ниже 0,62 недопустимо из-за риска снижения жесткости ротора и повреждения механической конструкции. Для некоторых профилей, в частности, для эвольвентных, теряется герметичность зацепления.В зависимости от режима работы предлагаемого компрессора и конструкции его опор рекомендуется выбирать значение A¯ в диапазоне от 0,62 до 0,64.

На рис. 6 показано влияние угла наклона ψ p на силовые и объемные характеристики. Заметное улучшение производительности за счет увеличения глубины радиальной прорези и уменьшения утечек через эти прорези. Однако при ψ p = 5… 7 град. параметры достигают значений, близких к предельным, а затем при дальнейшем увеличении ψ p могут несколько уменьшиться.Это можно объяснить тем, что даже низкие углы наклона приводят к уменьшению утечки газа через радиальные щели и не влияют на общую утечку через все щели. Следовательно, их дальнейшее увеличение не влияет на производительность. С другой стороны, увеличение угла наклона изменяет влияние других параметров. Происходит падение коэффициента использования объема (рис. 3) и теоретической грузоподъемности, а также нарушается герметичность зазора профиля из-за изменения его формы, увеличиваются значения переходного и заклинивающего объемов.

При малых значениях ψ p влияние этих параметров незначительно, но при ψ p > 10 град. Это влияние существенно для силовых и объемных характеристик (рис. 6), что приводит к падению.

Таким образом, существуют определенные значения угла наклона ψ p , при которых объемные и силовые параметры достигают своих максимальных значений. Величина этих значений зависит, прежде всего, от режима работы компрессора, а также от геометрических параметров, определяющих величину утечки воздуха через щели, и в меньшей степени зависит от типа профиля.

Влияние режима работы на положение экстремума на рабочих характеристиках хорошо видно на графиках на рис. 6. При малых значениях (= 1,4 и менее) утечка газа через зазоры мала и уменьшение утечка через радиальные зазоры в связи с облицовкой ротора перестает оказывать существенное влияние на производительность даже при малых значениях ψ p . С ростом Π утечки газа увеличиваются и их влияние на индексы и экстремумы на эксплуатационные характеристики смещается в сторону более высоких значений ψ p .Поскольку с ростом также растет влияние заклинивающих объемов и изменения натяга профиля, характеристики становятся круче и максимум растет.

Как видно из графиков на рис. 6, максимальные значения разных индексов наблюдаются при разных значениях ψ p . Так, для окружного профиля при = 1,4 η v достигает максимального значения при ψ p = 6 град., А V d - при ψ p = 5 град. Это связано с тем, что реальная производительность зависит не только от объемного КПД, но и от теоретической емкости, которая уменьшается с ростом ψ p .Для η ind экстремум немного смещен в сторону большего ψ p , что, по-видимому, связано с увеличением угла переноса изолированной рабочей камеры с ростом угла наклона. Для указанной мощности N¯ind положение экстремумов практически совпадает с положением на кривых η.

4 типа воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры являются одними из самых необходимых устройств на строительных площадках, так как их можно использовать в качестве источника питания для электроинструментов.Существует множество различных типов воздушных компрессоров, каждый из которых имеет свои уникальные возможности и недостатки.

Воздушные компрессоры подразделяются на объемных или динамических , в зависимости от их внутренних механизмов. Вы увидите четыре наиболее распространенных типа воздушных компрессоров:

  1. Винтовой компрессор
  2. Поршневой воздушный компрессор
  3. Осевой компрессор
  4. Центробежный компрессор

Ниже мы рассмотрим, для чего лучше всего использовать каждый из них, чтобы вы могли принять обоснованное решение для своего проекта.

Компрессоры прямого вытеснения

Компрессоры прямого вытеснения включают в себя множество различных воздушных компрессоров, которые вырабатывают энергию за счет вытеснения воздуха. Воздушные компрессоры этой категории работают с разными внутренними механизмами, но принцип работы у каждого одинаковый. Полость внутри машины хранит воздух, поступающий извне, а затем медленно сжимает полость, чтобы увеличить давление воздуха и потенциальную энергию.

Винтовые компрессоры

Распространенный тип поршневых компрессоров, роторно-винтовые компрессоры - одни из самых простых в уходе типов воздушных компрессоров, поскольку они оснащены внутренней системой охлаждения и не требуют особого обслуживания.Как правило, это большие машины промышленного размера, которые можно смазывать маслом или работать без масла.

Винтовые воздушные компрессоры генерируют энергию через два внутренних ротора, которые вращаются в противоположных направлениях. Воздух попадает между двумя противоположными роторами и создает давление внутри корпуса. Благодаря внутренней системе охлаждения эти воздушные компрессоры предназначены для непрерывного использования и имеют мощность от 5 до 350 лошадиных сил.

Поршневые компрессоры

Другой популярный тип поршневого компрессора - поршневой компрессор.Обычно их можно найти на небольших рабочих площадках, например, в гаражах и при строительстве домов. В отличие от винтового компрессора, поршневой компрессор не предназначен для непрерывного использования. Поршневой воздушный компрессор имеет больше движущихся частей, чем ротационный винтовой компрессор, и эти части смазываются маслом для более плавного движения.

Эти типы воздушных компрессоров работают через поршень внутри цилиндра, который сжимает и вытесняет воздух для создания давления. Поршневые компрессоры могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми, что влияет на диапазон давления, которого они могут достичь.

Если вам требуется больше мощности, вам подойдет многоступенчатый компрессор . В то время как одноступенчатые компрессоры подходят для небольших проектов, таких как деревообработка и металлообработка, многоступенчатые компрессоры обеспечивают мощность, необходимую для интенсивного строительства, такого как сборка и техническое обслуживание автомобилей. Многоступенчатые поршневые компрессоры могут достигать мощности до 30 лошадиных сил.

Динамические компрессоры

Динамические воздушные компрессоры генерируют мощность, нагнетая воздух с помощью быстро вращающихся лопастей, а затем ограничивая воздух для создания давления.Затем кинетическая энергия сохраняется в компрессоре в статическом виде.

Осевые компрессоры

Осевые воздушные компрессоры обычно не используются в строительных проектах, но вместо этого используются в высокоскоростных двигателях на кораблях или самолетах. Они имеют высокий КПД, но намного дороже, чем другие типы воздушных компрессоров, и могут развивать мощность до многих тысяч лошадиных сил, поэтому они в основном предназначены для аэрокосмических исследований.

Центробежные компрессоры

Центробежные воздушные компрессоры замедляют и охлаждают поступающий воздух через диффузор для накопления потенциальной энергии.Благодаря многофазному процессу сжатия центробежные компрессоры могут вырабатывать большое количество энергии в относительно небольшой машине.

Они требуют меньшего обслуживания, чем ротационные винтовые или поршневые компрессоры, а некоторые типы могут производить безмасляный воздух. Они обычно используются на стройплощадках с более высокими требованиями, таких как химические заводы или сталеплавильные центры, так как они могут достигать мощности около 1000 лошадиных сил.

Как выбрать правильные типы воздушных компрессоров?

В дополнение к механизмам выработки энергии и уровням выработки энергии, описанным выше, существует несколько других факторов, которые следует учитывать при выборе правильных типов воздушных компрессоров.

Учитывайте качество воздуха в безмасляных компрессорах

В чистой производственной среде использование масляных воздушных компрессоров может создать проблемы. Большинство воздушных компрессоров используют масло для смазки внутренних механизмов, а пары могут загрязнять воздух, что может привести к повреждению продукции или производственных процессов. При использовании безмасляного воздушного компрессора этот риск значительно снижается.

Хотя безмасляные компрессоры обычно дороже, они являются единственным вариантом для предприятий, гарантирующим чистое производство.Масло все еще может быть необходимо для смазки машины, но внутренние механизмы безмасляных компрессоров содержат другой механизм уплотнения, чтобы гарантировать, что масло не попадет в сам компрессор. Помимо чистого воздуха, безмасляные компрессоры часто имеют более низкие эксплуатационные расходы, поскольку детали не нужно менять так часто.

Эффективное использование энергии

Если вы работаете над длительным строительным проектом, приобретение самого энергоэффективного воздушного компрессора может в конечном итоге окупить дополнительные затраты.Ниже приведены несколько типов энергоэффективных компрессоров.

Компрессоры с фиксированной скоростью и компрессоры с регулируемой скоростью
Компрессоры

с регулируемой скоростью (VSD) экономят энергию и деньги за счет увеличения или уменьшения мощности по запросу. Для сравнения: двигатели компрессоров с фиксированной скоростью постоянно работают с одинаковой скоростью. Это нормально, пока компрессор работает, но когда агрегат замедляется, двигатель продолжает работать, пока машина не остановится полностью.Энергия тратится впустую во время этого периода охлаждения, поскольку компрессор все еще работает, но мощность не генерируется.

Воздушные компрессоры природного газа

В определенных промышленных условиях компрессор природного газа хорошо работает с электроинструментами и оборудованием. Примеры включают химические заводы, нефтеперерабатывающие заводы и производственные предприятия. Эти агрегаты работают на природном газе вместо дизельного топлива или электричества. Воздушные компрессоры природного газа часто работают более эффективно, чем другие варианты, даже при частичной нагрузке.Они также обладают лучшими возможностями рекуперации тепла, чем электрические компрессоры. Если ваши главные цели - эффективность и экономия энергии, лучшим вариантом может быть установка на природном газе.

Выявить ограничения переносимости

Если вы перевозите воздушный компрессор с одного места на другое, переносной блок - хороший вариант. Маленькие и легкие устройства по-прежнему могут передавать энергию, но в компактном корпусе. Хотя они не будут такими мощными, как более крупные агрегаты, портативные компрессоры могут быть идеальными для небольших строительных проектов.Некоторые устройства можно даже подключить к автомобильному адаптеру питания для заправки инструмента для рисования аэрографом или инструмента для накачивания шин!

Определение потребности в дополнительных функциях

Существует множество надстроек и дополнительных функций, которые можно использовать с различными типами воздушных компрессоров. Например, несколько соединителей или разветвители воздушных шлангов позволяют подключать несколько инструментов к вашему воздушному компрессору, поэтому вам не нужно подключать и отключать, когда вы постоянно меняете задачи.Воздушные компрессоры с тепловой защитой Надстройки отслеживают внутренний нагрев и останавливают повреждение двигателя при перегрузке машины.

Некоторые воздушные компрессоры имеют системы ременного привода , а не прямой привод, что обеспечивает более тихую работу. Если вы считаете, что вам понадобятся какие-либо из этих дополнительных функций, вы должны убедиться, что типы воздушных компрессоров, которые вы выбираете, будут совместимы с этими инструментами.

Если вы не хотите покупать воздушный компрессор для строительных работ, BigRentz предлагает несколько типов воздушных компрессоров, которые вы можете арендовать для следующей работы.От небольших портативных устройств до промышленных - теперь у вас будет вся необходимая информация, чтобы сделать лучший выбор для вас.

Похожие сообщения











Компрессоры - работа и характеристики

Компрессоры используются для увеличения давления газа. Как и насосы, компрессоры можно классифицировать как кинетические машины, которые включают центробежные и осевые компрессоры, или как поршневые машины, которые включают поршневые и роторные компрессоры.Сжимающая среда или «газ» зависит от области применения, например, если используется воздух, он называется воздушным компрессором. Точно так же, если используется хладагент, он известен как компрессор хладагента. Тип компрессора, его давление нагнетания и скорость нагнетания зависят от его использования.

Воздушные компрессоры

Типы компрессоров

Здесь мы обсуждаем два типа компрессоров, которые обычно используются в промышленности.

Поршневой компрессор

В поршневом компрессоре газ сжимается за счет механического изменения объема пространства внутри цилиндра за счет возвратно-поступательного движения поршня.

Для рабочего цикла есть два хода, например,

1.) Ход всасывания и

2.) Ход сжатия

При движении поршня вниз воздух всасывается из атмосферы в цилиндр через всасывающий клапан (обратный клапан). Когда поршень движется вверх, воздух сжимается, и в конце такта сжатия воздух подается через нагнетательный клапан (который также является обратным клапаном). Самая верхняя часть, до которой поршень может перемещаться внутри цилиндра, называется верхней мертвой точкой (ВМТ), а самая нижняя часть, до которой поршень может добраться внутри цилиндра, называется нижней мертвой точкой (НМТ).

РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ ВОЗДУШНЫЙ КОМПРЕССОР

Винтовой компрессор

Винтовые компрессоры (также называемые винтообразными лопастными компрессорами) представляют собой объемные машины, в которых сжатый газ проталкивается через корпус двумя винтами. В отличие от поршневых компрессоров, которые также являются объемными машинами, винтовые компрессоры обычно не требуют внутренних всасывающих или нагнетательных клапанов. Кроме того, поток из винтового компрессора обычно более однороден и имеет меньше пульсаций, чем поток из поршневого компрессора.

Двухвинтовой компрессор состоит из двух зацепляющихся винтовых роторов, установленных на параллельных валах, вращающихся в противоположных направлениях, которые заключены в корпус с малым зазором. Один винт называется ведущим винтом, который связан с приводом, например, электродвигателем, а другой винт называется ведомым винтом, поскольку он приводится в движение ведущим винтом. Шестерни, используемые для заворачивания винтов, называются синхронизирующими шестернями, поскольку они правильно рассчитаны по времени для поддержания малого зазора между винтами.

ВИНТЫ ДВУХВИНТОВОГО КОМПРЕССОРА

Для винтовых компрессоров масло впрыскивается в винты во время работы.У масла в основном 3 функции, это

1) Уплотнение винтов для предотвращения утечки газа

2) Смазка деталей, особенно винтов, и

3) Охлаждение сжатого газа, что приводит к повышению эффективности системы

Строительные материалы

Поршневой компрессор

Картер и корпус - чугун

Коленчатый вал - чугун с шаровидным графитом или нержавеющая сталь

Шатун - кованая сталь

Поршень - алюминиевый сплав или чугун / чугун

Поршневые кольца - чугун

Винтовой компрессор

Корпус - чугун или ковкий чугун

Винт - сталь, нержавеющая сталь или никелевый сплав

Где они используются?

Поршневой компрессор
Поршневые компрессоры

отличаются более высоким давлением и пониженным массовым расходом.Они в основном используются в системах с высоким давлением, так как могут подавать воздух под давлением около 30-40 бар.

1) Для запуска дизельного двигателя, когда запуск электродвигателя становится дорогостоящим и непрактичным.

2) Холодильные компрессоры обычно поршневого типа (одноступенчатые) с давлением нагнетания около 10 бар.

3) В системах кондиционирования воздуха также используются поршневые компрессоры (в настоящее время тенденция сменилась на винтовые компрессоры).

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры производят воздух с повышенным массовым расходом, но с пониженным давлением нагнетания около 8 бар.Следовательно, приложения также находятся в системах низкого давления, таких как,

1) Сервисные воздушные компрессоры, используемые в промышленности (для очистки воздуха и т. Д.)

2) В настоящее время в системах кондиционирования воздуха используются винтовые компрессоры. (преимуществами которых являются низкое энергопотребление и повышенный массовый расход)

3) Для воздуха низкого давления, необходимого для работы пневматических инструментов, пневмогидравлического оборудования и т. Д.

Рабочий цикл

Рассмотрим один цикл работы поршневого компрессора.

ОДИН ПОЛНЫЙ ЦИКЛ РАБОТЫ

Процесс, который происходит в цикле 1-2-3-4-1, объясняется ниже

Процесс, который происходит в цикле 1-2-3-4-1, объясняется ниже

  • (3) - (4) - Когда поршень перемещается из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку, воздух, находящийся внутри цилиндра, сжимается.
  • (4) - (1) - Когда поршень приближается к ВМТ, нагнетательный клапан открывается и подается сжатый воздух.
  • (1) - (2) - Недоставленный воздух, попавший в зазор, расширяется при движении поршня вниз.
  • (2) - (3) - Когда воздух, захваченный в зазоре, расширяется до атмосферного давления, дальнейшее движение поршня вниз создает вакуум внутри цилиндра и, таким образом, атмосферный воздух поступает через всасывающий клапан.

Снова цикл повторяется.

На рис. «Va» указывает объем, соответствующий фактическому ходу поршня от ВМТ до НМТ (также называемый рабочим объемом). Точно так же «Ve» указывает объем, соответствующий эффективному ходу поршня, когда атмосферный воздух входит в цилиндр.

Отношение эффективного рабочего объема к рабочему объему известно как объемный КПД компрессора,

Voleff = [(Ve / Va) * 100]%

Тогда зачем зазор космический?

Из приведенного выше уравнения уже было видно, что объемный КПД равен 100%, когда

Эффективный ход = Фактический ход

Другими словами, объем зазора отсутствует. Это практически невозможно, поскольку требуется некоторый зазор, в противном случае поршень ударяется о головку блока цилиндров во время движения.Также происходит расширение поршня по мере его движения, и очень маленький зазор может вызвать ту же проблему. Кроме того, увеличенный зазор снижает эффективность компрессора и увеличивает время его работы. Таким образом, в соответствии с инструкциями производителя необходимо поддерживать приемлемый объем зазора.

Как измерить зазор

Зазор между поршнем и головкой блока цилиндров, когда поршень находится в ВМТ, называется зазором от удара. Это можно измерить по-разному. Одним из распространенных методов является снятие клапанов с верхней части поршня.Поместите свинцовый шар достаточного диаметра в цилиндр. Медленно поверните маховик рукой на один оборот. Выньте свинцовую деталь и измерьте ее толщину, которая дает зазор от удара.

Почему требуется охлаждение?

Поршневые компрессоры обычно охлаждаются воздухом или водой. Цилиндры компрессоров с воздушным охлаждением часто имеют большие внешние ребра, которые увеличивают площадь поверхности, доступную для передачи тепла.

В компрессорах с водяным охлаждением пресная вода циркулирует через рубашки, встроенные в стенки цилиндров и головок цилиндров.

Цикл сжатия графически показан ниже.

Одноступенчатое сжатие

Вышеуказанный цикл сжимает газ от атмосферного давления до 8 бар за одну стадию. Область, ограниченная точками 12341, представляет работу сжатия в одноступенчатом компрессоре. Также см. Цикл или диаграмму «давление-объем» (P-V) ниже, на которой газ сжимается от атмосферного давления до 8 бар в две стадии.

Двухступенчатое сжатие показано ниже.

Двухступенчатое сжатие

Здесь первая ступень сжимает газ от атмосферного давления до 3 бар, а затем газ охлаждается изобарно (при постоянном давлении, см. Диаграмму выше).Теперь газ снова сжимается до 8 бар. Теперь мы видим, что работа сжатия, соответствующая заштрихованной области на диаграмме, сохраняется за счет включения промежуточного охлаждения между двумя этапами. Следовательно, по сравнению с одноступенчатым компрессором работа может быть уменьшена за счет переохлаждения в многоступенчатом компрессоре.

Работу можно дополнительно сократить за счет увеличения количества ступеней и переохлаждения, но по мере увеличения количества ступеней конструкция становится сложной, увеличивается стоимость конструкции, также возрастают затраты на техническое обслуживание, что может свести на нет эффект работы, сэкономленной во время эксплуатации.Это ограничивающий фактор для большего количества ступеней.

См. Рисунок ниже.

Индикаторная карточка (PV-диаграмма) выше показывает 3 возможных типа (или процесса) сжатия.

Изотермическое сжатие

В процессе сжатия любое выделяемое тепло отводится охлаждающей средой. Другими словами, это сжатие, при котором температура газа остается постоянной. Чтобы процесс был изотермическим, он должен быть очень медленным, что непрактично.Из индикаторной карты видно, что при изотермическом сжатии работа сжатия минимальна.

Также,

Адиабатическое сжатие

Любое тепло, выделяемое при сжатии, сохраняется только внутри газа, или теплопередача равна нулю при адиабатическом сжатии. Для идеального адиабатического процесса процесс должен быть очень быстрым. Весь термодинамический процесс напоминает адиабатический процесс. По карточке-индикатору видно, что работа сжатия максимальна при адиабатическом сжатии.

Также,

Удельная теплоемкость определяется как тепловая энергия, необходимая для повышения температуры единицы массы вещества на единицу градуса.

Политропное сжатие

Политропическое сжатие не является ни изотермическим, ни адиабатическим. Это посередине.

Также,

Работа сжатия может быть минимизирована изотермическим сжатием. Но сжатие - это практически быстрый процесс. Так что это больше похоже на адиабатический процесс.Рубашечное охлаждение компрессора делает компрессию политропной.

Теперь единственный способ сделать сжатие более изотермическим - разделить процесс на несколько стадий. Между каждым этапом производится промежуточное охлаждение газа. Таким образом можно существенно сэкономить на работе.

См. Схемы ниже.

Похожие сообщения

  • 7 мая 2014 г. Перенос масла в воздушных компрессорах на кораблях
  • 1 мая 2014 г. Система повторного нагрева - кондиционирование воздуха на кораблях
  • 7 ноября 2015 г. MEO Orals on Marine Electro Technology Function 5- Часть 5
  • 17 декабря 2015 г. Отбор проб мазута во время бункеровки - морское машиностроение
  • 3 февраля 2016 г. Устройство впрыска топлива на больших двухтактных двигателях
  • 20 ноября 2015 г. MEO Orals on Marine Electro Technology Функция 5 - Часть 7
  • 21 мая 2014 г. Как щелочная вода предотвращает коррозию в морских котлах
  • 1 мая 2014 г. Принцип работы тепловых пожарных извещателей
  • 2 ноября 2015 г. Аварийный генератор на кораблях - морская техника
  • 2 ноября 2015 г. MEO Orals on Marine Electro Technology Function 5- Part 2

Конструкция и характеристики установки для испытаний на помпаж центробежного компрессора

Представлено подробное описание новой установки для испытаний на помпаж центробежного компрессора.Целью проектирования и разработки буровой установки является изучение явления помпажа в системах центробежного сжатия и исследование нового метода контроля помпажа с помощью активного сервопривода магнитного подшипника осевого зазора на конце рабочего колеса. В этой статье мы сосредоточимся на проектировании, начальной настройке и тестировании буровой установки. Последние два включают ввод установки в эксплуатацию и экспериментальное определение характеристик компрессора. Поведение компрессора во время помпажа анализируется путем приведения экспериментальной установки в помпаж.Идентифицируются две основные частоты, 21 Гц и 7 Гц, связанные с импульсными колебаниями в испытательной установке, и наблюдаемая нестабильность классифицируется в соответствии с интенсивностью колебаний давления. Судя по результатам испытаний, очевидно, что возбужденные волны давления являются результатом помпажа, а не срыва. Кроме того, они демонстрируют характеристики умеренного и классического всплеска вместо глубокого всплеска. Наконец, экспериментально исследуется изменение производительности компрессора из-за изменения зазора между концами рабочего колеса, и результаты подтверждают возможность модуляции зазора между концами для контроля помпажа компрессора.Это первая демонстрация возможности регулирования помпажа компрессора с помощью активных магнитных подшипников.

1. Введение

Помпаж - это явление нестабильности, которое, как известно, возникает в центробежных компрессорах в условиях низкого расхода. Высокодинамичный характер явления ограничивает безопасную рабочую область и, следовательно, доступную производительность этих машин. При пониженных расходах рост давления в системе сжатия достигает критической точки, где характеристики расхода приближаются к предельному циклу.Это может быть очень разрушительным, поскольку в компрессоре может произойти реверсирование потока. Такие изменения приводят к внезапному изменению осевой нагрузки, а также к высоким температурам газа из-за рециркуляции сжатого газа. Они вызывают повреждение как компрессора, так и его компонентов. Подробный обзор волновой нестабильности можно найти в [1].

Широко распространенная промышленная практика защиты оборудования от перенапряжения заключается в том, чтобы избегать эксплуатации компрессора в нестабильных регионах, сохраняя запас прочности в пределах его рабочего диапазона [2].Запас по помпажу обычно составляет около 10% расхода от помпажа. Такая практика «предотвращения помпажа» ограничивает полезный рабочий диапазон компрессора и может привести к тому, что компрессор будет работать с более низким КПД [3]. Более продвинутый вариант включает в себя подавление помпажа, которое основывается на точных моделях системы для разработки стратегий управления помпажами. Такие стратегии стабилизируют систему сжатия, чтобы обеспечить работу в нестабильной области. Краткий обзор новейшей литературы по активному и пассивному контролю перенапряжения представлен в [4].

Инновационный метод контроля помпажа с использованием активных магнитных подшипников (AMB) для аксиального срабатывания зазора между концом рабочего колеса на протяжении многих лет изучался в лаборатории вращающихся машин и средств управления (ROMAC). Многообещающие результаты моделирования были получены Санадголом [5]. Результаты Sanadgol предсказывают, что осевая модуляция зазора рабочего колеса может стабилизировать помпаж во время срабатывания. Это потенциально позволит магнитным подшипникам служить не только в качестве активных подшипников подвески для компрессоров, но и в качестве динамического привода для стабилизации помпажа компрессора.Для проверки этой теории и результатов моделирования требуется действующий испытательный стенд компрессора. Этот испытательный стенд был механически спроектирован и сдан в эксплуатацию, результаты этой работы представлены здесь.

В литературе представлены различные испытательные стенды для исследования различных методов борьбы с помпажами [4, 6–9]. Хотя некоторые из них обеспечивают хорошую платформу для изучения регулирования помпажа, применимого к промышленным компрессорам, большинство из них основаны на небольших компрессорах с низкой производительностью и применимости результатов, полученных от этих небольших турбомашин, к более крупным промышленным системам. по-прежнему является предметом многочисленных дискуссий.Таким образом, исследователи вынуждены работать с этим компромиссом между стоимостью и выгодой, который связан с размерами экспериментального испытательного стенда для изучения нестабильности компрессора.

Учитывая это, в рамках данной работы был спроектирован и введен в эксплуатацию новый стенд для испытаний на помпаж центробежных компрессоров. Испытательный стенд представляет собой высокоскоростной центробежный компрессор промышленного размера, который полностью опирается на магнитные подшипники как в радиальном, так и в осевом направлении. Конкретные цели этой работы состоят в том, чтобы (1) спроектировать и ввести в эксплуатацию испытательный стенд компрессора и определить характеристики компрессора в безопасном рабочем диапазоне, (2) оценить характеристики компрессора и экспериментально охарактеризовать работу в области его нестабильности помпажа, чтобы чтобы помочь будущей разработке и внедрению контроллера помпажа, (3) экспериментально продемонстрировать способность влиять на производительность компрессора путем изменения зазора между концами рабочего колеса посредством активного срабатывания магнитного подшипника.

В статье сначала представлены подробности испытательного стенда и схемы эксперимента. Затем представлены результаты ввода в эксплуатацию и характеристики компрессора. Характеристики компрессора охарактеризованы при различных скоростях работы, на основе собранных данных получена характеристика компрессора и экспериментально определена безопасная рабочая зона испытательного стенда. Затем на испытательном стенде экспериментально демонстрируется нестабильность компрессора, известная как помпаж.Характеристики помпажа определяются для испытательного стенда путем изучения колебаний давления. Наконец, влияние зазора рабочего колеса на производительность компрессора измеряется, чтобы проверить выполнимость предложенного метода контроля помпажа, который был исследован в [5]. Существенной проблемой является определение того, связаны ли волны давления в нагнетательной камере с помпажем или срывом. Путем сравнения волновых характеристик с известными характеристиками останова и помпажа для центробежных компрессоров оценивается характер возмущений.Наконец, мы предлагаем обсуждение наблюдаемых данных и завершаем документ комментариями относительно будущей работы.

Вклад данной статьи двоякий. Во-первых, представлены дизайн, характеристики и ввод в эксплуатацию нового испытательного стенда компрессора, который теперь доступен для промышленных испытаний на импульсные перенапряжения. Во-вторых, в документе впервые представлены экспериментальные доказательства возможности регулирования помпажа компрессора с использованием активного магнитного срабатывания подшипника зазора между наконечником рабочего колеса.

2. Описание испытательной установки

На рисунке 1 показана фотография испытательной установки с указанием направления входного и выходного потоков, а на рисунке 2 показана схема экспериментальной установки. Стенд для испытаний на помпаж компрессора в основном состоит из трех секций. Это привод, приводимое оборудование и вспомогательная система, такая как трубопроводы и аксессуары двигателя. Драйвер представляет собой высокоскоростной асинхронный двигатель, управляемый частотно-регулируемым приводом. Компрессор был напрямую соединен с двигателем.Компрессор является одноступенчатым с консольным полуоткрытым рабочим колесом и полностью опирается на активные магнитные подшипники как в радиальном, так и в осевом направлении. Компрессор обслуживается атмосферным воздухом, и из-за уникального расположения испытательного стенда во входном трубопроводе был установлен входной фильтр для забора чистого воздуха из атмосферы. Кроме того, чтобы установить расходомер с диафрагмой, а также обеспечить возможность изменения положения дроссельной заслонки, как показано на Рисунке 2, трубопровод был собран с использованием муфт Victaulic для обеспечения гибкости установки.



Испытательный стенд был разработан и спроектирован для проведения реальных испытаний на помпаж промышленных компрессоров. Основные компоненты этой установки были поставлены сотрудниками лаборатории ROMAC, такие как одноступенчатый консольный центробежный компрессор от Kobe Steel, магнитные подшипники от Revolve и ротор двигателя от SKF. Для создания работающего практического испытательного стенда проектные работы включали в себя работу [10], а также выбор подшипников для двигателя, модальный анализ опор трубопроводов, анализ роторной динамики узла ротора компрессора и выбор вспомогательные компоненты, такие как мотор-чиллер и расходомер с диафрагмой.

Приводной двигатель является асинхронным, мощностью 125 кВт при 30 000 об / мин. Он приводился в движение частотно-регулируемым приводом производства Alcomel. Двигатель был рассчитан на более чем достаточную мощность для привода испытательного стенда во всем рабочем диапазоне и до максимальной расчетной скорости 23 000 об / мин. По данным поставщика компрессора Kobe, компрессору требуется всего 52 кВт мощности при максимальной скорости. Детали конструкции двигателя можно найти в [10]. Муфта, выбранная для соединения вала двигателя и компрессоров, представляла собой гибкую дисковую муфту Томаса.Эта муфта обеспечивает запас как на осевое, так и на радиальное смещение между двигателем и испытательными участками. Муфта была сбалансирована и рассчитана на максимальную расчетную скорость 23 000 об / мин [10].

Компрессорная секция состоит из компрессора и опоры для вращающихся компонентов. Ротор компрессора поддерживается двумя радиальными магнитными подшипниками и одним упорным подшипником. На Рисунке 3 показана компрессорная секция, а на Рисунке 4 показано поперечное сечение испытательного стенда компрессора.Измерения положения очень важны для активных магнитных подшипников, поскольку измерения обеспечивают обратную связь по положению с контроллерами подшипников, чтобы гарантировать стабильность подшипников и оптимальное исходное положение ротора. В двух радиальных подшипниках используются датчики сопротивления, обеспечивающие точные измерения положения ротора компрессора. Осевое положение измеряется двумя кнопочными вихретоковыми датчиками SKF 5 мм. По одному датчику размещается с обеих сторон упорного подшипника и нацеливается на заплечик ротора компрессора для измерения осевого положения ротора для контроллера.Покомпонентное изображение компрессорной секции с размещением подшипников показано на рисунке 5.




Активный магнитный упорный подшипник регулирует осевое положение вала до максимального смещения от конца до конца 0,5 мм. Упорный подшипник состоит из двух электромагнитных приводов, действующих на противоположных сторонах упорного диска на роторе. Они работают в дифференциальном режиме для создания стабилизирующей силы в осевом направлении с соответствующим контроллером обратной связи по положению.Осевое смещение вала и прикрепленного к нему рабочего колеса также можно сервоуправлять путем изменения контрольной уставки в стабилизирующем контуре обратной связи магнитных подшипников. Следовательно, можно перемещать ротор компрессора вперед, используя упорный магнитный подшипник и уменьшая осевой зазор между концом рабочего колеса и статическим кожухом, или перемещать ротор назад, чтобы увеличить зазор конца рабочего колеса. Регулировка зазора рабочего колеса может быть статической, как для исследования здесь, или может управляться динамически.

Компрессор имеет консольную конструкцию и только одноступенчатый. Его рабочее колесо не имеет кожуха, и его можно использовать как с лопастным, так и с безлопаточным диффузором. Для текущих испытаний он был оснащен безлопаточным диффузором. Компрессор рассчитан на максимальную скорость потока 2500 м 3 3 / час и развивает степень сжатия 1,7. В дополнение к измерениям давления, расхода и температуры вдоль впускного и выпускного трубопроводов испытательного стенда, на переднем корпусе компрессора установлено двенадцать широкополосных датчиков давления Kulite, как показано на рисунке 6.Датчики измеряли с временным разрешением распределение давления в крыльчатке и областях диффузора внутри корпуса компрессора и предоставляли данные, направленные на обеспечение более глубокого понимания динамики компрессора и переходных процессов помпажа. На рисунке 7 представлен пример измеренного усредненного по времени распределения давления внутри корпуса компрессора для компрессора, работающего при 16 290 об / мин. Такое расположение датчиков позволяет визуализировать эффекты помпажа или останова внутри переднего кожуха компрессора.


Сбор основных данных производился с использованием программного обеспечения LabVIEW. Карты высокоскоростного сбора данных PXI-6052 и PXI-6071 использовались вместе с картами обработки сигналов National Instruments (NI).

3. Результаты экспериментов

Сначала были проведены эксперименты, чтобы запустить испытательный стенд и измерить производительность компрессора в безопасном рабочем диапазоне до начала помпажа. Затем были экспериментально охарактеризованы рабочие давления компрессора, чтобы оценить работу в области нестабильности помпажа.Наконец, было исследовано влияние на производительность компрессора активного срабатывания магнитного подшипника зазора рабочего колеса.

Для первоначального тестирования дроссельная заслонка была расположена в ближайшем к компрессору месте, как показано на Рисунке 2. Это было сделано для минимизации колебаний давления и предотвращения повреждений из-за интенсивности пульсационных колебаний. Дроссельный клапан нагнетания медленно закрывался, пока компрессор работал с постоянной скоростью. Точка нестабильности была проанализирована, чтобы определить тип наблюдаемой нестабильности, можно ли ее охарактеризовать как умеренный всплеск, классический всплеск, глубокий всплеск, модифицированный всплеск или даже срыв, как определено в [11].Такой анализ позволил лучше понять характеристики нестабильности испытательного стенда и послужил ориентиром при проверке измерений давления с временным разрешением. Историю давления измеряли на входе, внутри корпуса компрессора и в нагнетательной камере, когда дроссельная заслонка была закрыта. Данные по давлению и расходу регистрировались путем обнаружения слышимого изменения звука или низкочастотного звука. Дроссельная заслонка была закрыта дальше после первого обнаружения низкочастотного звука.В основном это было сделано для экспериментального исследования, изменится ли нестабильное поведение и каковы могут быть эти изменения. Наконец, тест на нестабильность был повторен на разных скоростях, чтобы проверить, зависят они от скорости или нет.

На рисунке 8 показана многоскоростная характеристика этого испытательного стенда. Соотношение массового расхода и давления для диапазона скоростей соответствует ожидаемому для этого типа компрессора, и это подтверждает, что испытательный стенд является типичным для промышленного центробежного компрессора.Область наблюдаемого слышимого изменения звука и начала всплеска отмечена как область, ограниченная сплошными (синими) кривыми в левой части рисунка.


На рисунках 9, 10 и 11 представлены примеры разрешенного по времени давления, измеренного в нагнетательной камере, внутри корпуса компрессора и на входе компрессора, когда дроссельная заслонка была закрыта. Как видно на каждом рисунке, когда дроссельная заслонка была закрыта, давление начало колебаться.Эта точка отмечена вертикальной (красной) пунктирной линией. Слышимый низкочастотный звук также отчетливо слышен из компрессора в этот момент. Кроме того, давление во всех трех местах начало колебаться с частотой примерно 21 Гц. В данном случае это соответствует открытому положению клапана на 28%. Когда дроссельная заслонка закрывается дальше до 27% и даже 26%, частота давления начинает изменяться до доминирующих 7 Гц, и наблюдаются заметно более высокие колебания амплитуды давления.Эти более высокие давления были особенно заметны в нагнетательной камере. Изменения частоты наблюдались во всех трех точках испытательного стенда компрессора.




Рисунки 12, 13 и 14 представляют собой графики падения воды для места выпуска и показывают давление на выпуске, частоту и расход на том же графике, чтобы проиллюстрировать изменение частоты при перемещении дроссельной заслонки. закрыто. Экспериментальные испытания проводились на трех различных скоростях, чтобы оценить влияние изменения скорости на наблюдаемые доминирующие частоты.На Рисунке 12 показаны результаты при 10 000 об / мин, на Рисунке 13 показаны результаты при 15 000 об / мин, а на Рисунке 14 показаны результаты каскадного графика при 16 000 об / мин. Точка, в которой возник слышимый звук, также указана на рисунке. Из графиков видно, что слышимый звук соответствовал началу частотной составляющей 21 Гц. При дальнейшем закрытии дроссельной заслонки преобладающая частота колебаний давления сместилась до 7 Гц. Это произошло на всех трех скоростях. Это сравнение показывает, что преобладающая частота не связана со скоростью.Оказалось, что это повторялось почти с одной и той же частотой при разных скоростях работы. Как обсуждается ниже, это сравнение подтвердило вывод о том, что обнаруженные доминирующие частоты 21 Гц и 7 Гц были связаны с некоторой формой собственных частот всплесков в испытательной установке.




Для более подробного изучения переходных процессов давления на Рисунке 15 показано давление в нагнетательной камере компрессора, построенное за 1-секундный период при открытии дроссельной заслонки на 28%.Давление синусоидальное, и составляющая сигнала 21 Гц отчетливо видна. Аналогичные результаты были получены при дальнейшем закрытии дроссельной заслонки до открытия на 26%, как показано на рисунке 16. Однако профиль давления изменился на более низкую частоту 7 Гц, и колебания стали более синусоидальными.



Как обсуждалось выше, после того, как были исследованы безопасный рабочий диапазон и область нестабильности, были проведены эксперименты по изучению влияния активного срабатывания магнитного подшипника зазора между наконечником рабочего колеса на производительность компрессора.Чтобы продемонстрировать осуществимость будущего активного контроля помпажа и максимальную безопасность, в этом исследовании была предпринята попытка только статического срабатывания зазора между вершиной рабочего колеса. Поэтому были исследованы установившиеся характеристики компрессора при различных значениях зазора между концами рабочего колеса. На рис. 17 показаны измеренные характеристические кривые при различных значениях зазора рабочего колеса для компрессора, работающего при 16 287 об / мин. Тот же тест был повторен при 14900 об / мин, и полученные характеристические кривые показаны на рисунке 18.Из этого испытания зазора между концом рабочего колеса видно, что активные магнитные подшипники способны изменять характеристики компрессора. Кроме того, результаты показывают, что эта возможность существует на нескольких скоростях. Эти результаты обсуждаются далее в следующем разделе.



4. Обсуждение

Частота 21 Гц, наблюдаемая при инициировании всплеска для всех трех различных скоростей, происходила с отчетливым слышимым низкочастотным звуком. Было обнаружено, что наблюдаемая частота 21 Гц находится вблизи резонансной частоты Гельмгольца, которая была рассчитана для этой системы сжатия.Частота Гельмгольца составляла от 10,5 Гц до 19,2 Гц (для самых маленьких конфигураций нагнетательной камеры, на которых проводились испытания). Три наблюдения за звуком, колебаниями давления и частотой Гельмгольца убедительно показали, что 21 Гц - это то, что обычно известно как умеренный всплеск [12]. Появление колебаний 21 Гц всегда происходило с изменением звука компрессора, даже при разных рабочих скоростях. Это указывает на то, что это не было явлением срыва, потому что срыв обычно связан со скоростью [13].И, если были сформированы ячейки срыва, обычно требовалось бы значительно увеличить поток в потоке системы сжатия, чтобы промыть или вымыть ячейки срыва в секции крыльчатки и диффузора. В [13] было обнаружено, что система сжатия может потребовать полного останова для устранения образовавшихся ячеек сваливания. В этом испытательном стенде нестабильность помпажа, связанная с частотной составляющей 21 Гц, немедленно исчезнет, ​​когда дроссельная заслонка будет слегка приоткрыта, чтобы позволить небольшое увеличение потока через систему сжатия.Таким образом, эти наблюдения не подтвердили, что 21 Гц был феноменом срыва, и подтвердили, что на самом деле это был небольшой всплеск. Ожидалось, что этот небольшой помпаж не приведет к изменению направления потока в системе сжатия [14].

Наблюдаемое смещение частоты пульсаций с 21 Гц до 7 Гц при дальнейшем закрытии дроссельной заслонки, по-видимому, указывает на изменение явления нестабильности. Как указано в большей части литературы, существуют типичные характеристики, известные как глубокая волна, классическая волна и умеренная волна.Хотя при 7 Гц амплитуда колебания давления казалась намного большей по сравнению с составляющей 21 Гц, это не было классифицировано как глубокий скачок. Это произошло потому, что, если более внимательно наблюдать профиль давления для частоты 7 Гц, как показано на рисунке 16, форма колебаний очень близка к синусоидальной и повторяющейся. Согласно литературным данным, глубокие нагонные колебания характеризуются нелинейными или несинусоидальными колебаниями давления. Поэтому наступление глубокого всплеска не поддерживается. Одной из возможных характеристик колебаний 7 Гц может быть так называемый классический всплеск.Виллемс [15] обнаружил, что классический всплеск обычно возникает на частотах от глубокого всплеска до умеренного всплеска. Классический помпаж также связан с большими колебаниями давления и отсутствием реверсирования потока [11].

Основываясь на совокупных доказательствах, можно сделать вывод, что частота 21 Гц, вероятно, является резонансом системы, обычно известным как умеренный всплеск. Колебания 7 Гц, которые происходили с более низкой частотой колебаний и большей амплитудой давления, вероятно, являются признаками классической помпажа. Эти результаты позволяют сделать вывод, что колебания давления, связанные как с умеренным, так и с классическим помпажем, проявляются на испытательной установке компрессора.Кроме того, эти явления доступны для исследования схемами управления помпажами, которые будут разработаны в будущих работах как средство предотвращения помпажа, особенно потенциально более опасного глубокого помпажа. Таким образом, наличие и идентификация умеренных и классических характеристик помпажа компрессора подтверждают полезность испытательного стенда для дальнейших испытаний на помпаж и контрольных исследований.

Одним из наиболее важных результатов этого исследования является способность активных магнитных подшипников изменять осевой зазор на вершине рабочего колеса и, следовательно, изменять характеристическую кривую компрессора.Было замечено, что для заданного отношения давлений уменьшение зазора наконечника увеличило бы скорость потока, а увеличение зазора уменьшило бы скорость потока. Эффект наиболее заметен при малых расходах. Этих наблюдений следовало ожидать. Это связано с тем, что увеличение или уменьшение эффективности компрессора является результатом соответственно уменьшения или увеличения потока утечки между крыльчаткой и статическим кожухом. Кроме того, можно ожидать, что эта утечка будет иметь больший относительный эффект при низких расходах.Поэтому, как показано на рисунках 17 и 18, характеристические кривые имеют тенденцию сужаться друг к другу при высоких расходах. Эти тенденции следуют прогнозам Sanadgol [5] и подтверждают вывод Sanadgol о том, что срабатывание зазора наконечника можно использовать для изменения характеристической кривой и, таким образом, для управления помпажем. Если компрессор работает близко к области нестабильности помпажа, можно изменить зазор наконечника, и компрессор перейдет на характеристическую кривую, которая имеет другую точку помпажа.Текущая демонстрация включает только статическое срабатывание через магнитные подшипники. Однако результаты экспериментально демонстрируют возможность использования динамического срабатывания зазора на вершине рабочего колеса для активного управления помпажем с помощью магнитных подшипников. Для разработки реальных контроллеров необходима более систематическая характеристика поведения ввода-вывода от зазора между концом рабочего колеса до мощности компрессора. Это предлагается в качестве будущей работы, в которой будет изучаться срабатывание динамического зазора наконечника.

5. Заключение

Испытательный стенд высокоскоростного центробежного компрессора был успешно спроектирован, введен в эксплуатацию и охарактеризован. Экспериментальная установка является первой в своем роде, которая будет использоваться для демонстрации контроля помпажа с использованием магнитных подшипников для сервопривода зазора между наконечником рабочего колеса. Были представлены детали конструкции испытательного стенда и его компонентов, а также представлены экспериментальные измерения для компрессора, работающего в стабильных и нестабильных областях. Были выявлены множественные помпажи, и это подтверждает полезность испытательного стенда.Кроме того, было продемонстрировано, что испытательный стенд может статически изменять зазор между концом рабочего колеса, и было продемонстрировано влияние изменения зазора между концом рабочего колеса на производительность компрессора.

Конечной целью разработок является создание регулятора помпажа для системы сжатия и демонстрация его реальных характеристик в экспериментах. Настоящее исследование демонстрирует возможность достижения этой цели. Потребуется точная динамическая модель системы сжатия; однако это может быть получено с помощью измерений как установившегося режима, так и переходного режима, таких как те, которые представлены в этой статье.

Характеристики компрессора для моделирования работы при переходных процессах и при частичной нагрузке | GT

Эксплуатационные испытания компрессора в основном сосредоточены на типичном рабочем диапазоне, что приводит к ограниченным знаниям о поведении компрессора в низкоскоростной области. Основная цель этой работы состоит в том, чтобы получить характеристики компрессора при низкой частичной нагрузке, дав особое представление о физическом аспекте этого рабочего состояния. Это необходимо для моделирования работы в переходных режимах и при частичной нагрузке, и его можно рассматривать как первый важный шаг на пути к оптимальному графику запуска двигателя.

Для моделирования режима работы при низкой частичной нагрузке требуются точные карты характеристик компонентов, расширенные до области низких скоростей, где происходит запуск двигателя и повторное зажигание на высоте. В этой работе разработана надежная методология построения карт компрессоров в режиме работы с низкой частичной нагрузкой. В качестве входных данных требуются геометрия компрессора и карта типичного рабочего диапазона компрессора. В эту методологию включены два разных процесса моделирования. Экстраполяция, основанная на принципе закона подобия с модифицированными показателями закона, составляет первый процесс моделирования, который кажется неточным при прогнозировании производительности компрессора в условиях фиксированного ротора.Интерполяция на основе характеристики неподвижного ротора составляет второй процесс моделирования, который может быть либо линейным, либо адаптивным. Схема адаптивной интерполяции была разработана авторами и генерирует низкоскоростные характеристики с использованием той же тенденции распределения, что и полученная из заданных данных производительности. Замечено, что точки данных производительности каждой β-линии следуют экспоненциальной тенденции в разнице массового расхода при увеличении скорости вращения с вычисленной средней относительной среднеквадратичной ошибкой (RMS) менее 5%.Адаптируя ту же тенденцию массового расхода к низкоскоростной области, можно получить карту производительности компрессора с непрерывной экспоненциальной тенденцией по всем характеристикам (для условий частичной и полной нагрузки). Также представлена ​​реализация разработанной методологии для компрессора высокого давления (HPC) в проекте энергоэффективного двигателя (E 3 ), демонстрирующая ее применимость и достоинства включения в любой традиционный инструмент прогнозирования производительности. Кроме того, проводится анализ чувствительности для входных переменных, а именно коэффициентов полезной площади на выходе компрессора и коэффициентов потери давления, демонстрирующих значительное влияние первых на форму характеристик низкой частичной нагрузки.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *