Рабочее колесо с двухсторонним отводом установлено в корпусе насоса, воздух из атмосферы через входной направляющий аппарат подводится к центральной части рабочего колеса. При вращении колеса лопатки воздействуют на частицы воздуха, передавая им энергию. В результате взаимодействия с лопатками разогнанные частицы воздуха под действием центробежной силы переносятся к периферии рабочего колеса, попадая в выходной направляющий аппарат (или спиральный отвод), где часть кинетической энергии газа переводится в потенциальную.
Одноступенчатые компрессоры можно применять не только для получения сжатого воздуха, но и для нагнетания других газов.
Многоступенчатый центробежный турбокомпрессор


Схема многоступенчатого центробежного компрессора.


При вращении рабочего колеса центробежного компрессора за счет воздействия центробежных сил частицы газа отбрасываются от центра к периферии, затем поток через охладитель, диффузор или направляющий аппарат на вход последующей ступени. Степень повышения давления на каждой ступени зависит от возрастания скорости движения газа. На выходе последней ступени установлен отвод, который позволяет часть кинетической энергии преобразовать в потенциальную, а значит повысить давление газа.
Многоступенчатые турбокомпрессоры способны обеспечить значительно большую степень сжатия воздуха, они получили более широкое распространение, чем одноступенчатые.

Рабочие колеса центробежных компрессоров

Лопатки рабочего колеса воздействуют на частицы газа в компрессоре, профилирование лопаток, правильный выбор геометрии колеса позволяет повысить КПД компрессора и получить нужные характеристики.



Закрытое рабочее колесо

Закрытое рабочее колесо центробежного компрессора состоит из базового диска, лопаток, и переднего покрывающего диска.
С целью увеличения КПД насоса лопатки выполняют загнутыми назад. Колеса закрытого типа применяются в том случае, если окружная скорость не превышает 300 м/с. Как правило закрытые колеса используют в многоступенчатых компрессорах.


Полуоткрытое рабочее колесо


В полуоткрытых колесах отсутствует передний покрывающий диск, внешний вид колеса полуоткрытого типа показан на рисунке.

---

Полуоткрытые рабочие колеса применяют при окружных скоростях на выходе колеса превышающих 300 м/с, в том числе и в одноступенчатых центробежных компрессорах авиационного типа.

Входной направляющий аппарат


Направляющие лопатки, установленные на входе компрессора предварительно закручивают поток газа в сторону вращения рабочего колеса. Это позволяет снизить относительную скорость, таким образом, чтобы число Маха не превышало 0,9. Кроме того, направляющие лопатки на входе центробежных компрессоров позволяет снизить потери во входном устройстве.

Применение направляющих лопаток позволяет увеличить КПД центробежного компрессора.


Отводящее устройство


Отводящее устройство или направляющий аппарат в центробежном компрессоре предназначено для направления потока газа в нагнетательный трубопровод или на вход последующей ступени сжатия. В отводящем устройстве кинетическая энергия потока газа преобразовывается в потенциальную, в результате чего скорость движения частиц падает, а давление возрастает.
Безлопаточный отвод

Безлопаточным отводом считают кольцевой канал в корпусе компрессора, в которой поступает газ от рабочего колеса.

Безлопаточный отвод может быть кольцевым или спиральным. Диаметр проходного сечения в кольцевом отводе по ходу движения потока газа не изменяется.

Спиральный отвод


В спиральном отводе или безлопаточном диффузоре диаметр проходного сечения по ходу движения газа увеличивается. Отвод представляет собой расширяющийся патрубок с переменным, относительно оси вращения колеса, диаметром. Для снижения скорости газа в отводе в 2 раза, его диаметр также должен быть увеличен в 2 раза.


Лопаточный отвод


Если в отводе имеются лопатки, то его называют лопаточным диффузором. Использование лопаток, направляющих поток, позволяет снизить скорость движения потока сжатого газа, и уменьшить габаритные размеры отвода.



Форма и расположение лопаток зависят от особенностей компрессора. Например в многоступенчатых центробежных компрессорах часто используют лопатки одинаковой формы, образующих радиальную решетку.

---

Применение центробежных турбокомпрессоров


Центробежные машины используют на компрессорных станциях металлургических заводов, машиностроительных предприятий, в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности, для транспортировки больших объемов газа.

Достоинства центробежных компрессоров

• 
  отсутствие пульсации подачи
  
• 
  отсутствие уплотнений и поршневых колец в качающем узле
  
• 
  возможность достижения высокой производительности
  
• 
  отсутствие трения металлических поверхностей в качающем узле
  

Недостатки центробежных компрессоров

• 
  ограниченная степень сжатия газа
  
• 
  высокие скорости вращения рабочего органа, и как следствие повышенные требования к подшипникам и системе смазки
  
• 
  низкий объемный КПД (по сравнению с поршневыми компрессорами)
  
• 
  зависимость давления сжатого газа от производительности компрессора
  

Винтовые компрессоры


Винтовые компрессоры относятся к классу роторных объемных машин, сжатие газа в них осуществляется за счет изменения объема рабочей камеры, образованной поверхностями роторов (винтов). Такие компрессоры часто применяются в пневматических системах, холодильной технике, химической промышленности. Широкому распространению винтовых компрессоров способствует компактность, небольшой вес, минимальные траты на обслуживание и оплату электроэнергии, возможность применения схем автоматизации.



Плюсы использования


Сопоставим винтовые компрессоры с поршневыми и центробежными устройствами, которые чаще всего предлагаются в фирменных каталогах. По сравнению с центробежными винтовые компрессоры отличаются такими весомыми преимуществами:

• 
  высокая степень сжатия газа;
  
• 
  высокий КПД;
  
• 
  возможность работы на малых расходах при высоком давлении;
  
• 
  зависимость характеристик от термодинамических свойств перекачиваемого газа.
  

По сравнению с другими объемными компрессорами (например поршневыми) винтовые обладают следующими преимуществами:

• 
  высокий КПД, из-за меньшей площади соприкосновения винтов по сравнению с поршнем и гильзой;
  
• 
  более низкий (в разы) расход смазки, чем у больших поршневых агрегатов, это позволяет получить менее загрязненный воздух, который подается винтовыми агрегатами и используется для питания пневмооборудования без монтажа оборудования для дополнительной фильтрации;
  
• 
  нет необходимости использовать кривошипно-шатунный механизм для преобразования вращательного движения в поступательное;
  
• 
  меньшие пульсации, за счет непрерывной подачи газа;
  
• 
  меньший уровень шума, малые вибрации, такая особенность вместе с небольшими весом и малыми габаритными размерами позволяет монтировать эти устройства без подготовки специального фундамента, а также оборудовать ими различные мобильные комплексы.
  

---

Как правило, стоимость винтовых компрессоров выше, чем у поршневых или центробежных, но разница в цене очень скоро компенсируется за счет более выигрышных характеристик. Подобные агрегаты могут нагнетать сжатый до 15 атмосфер воздух, обеспечивая производительность до 100 м куб/мин.






Мембранный компрессор


Мембранный компрессор является объемной машиной. По характеристикам и принципу действия мембранный компрессор во многом похож на поршневой.

Принцип работы мембранного компрессора


Сжатие газа в таком компрессоре происходит с помощью гибкой мембраны, которая совершает возвратно-поступательные движения. Мембрана обычно приводится в движение толкателем, закрепленным на коленчатом валу. По периметру мембрана закреплена на рабочей камере компрессора, таким образом в мембранном компрессоре в отличие от поршневого нет необходимости использовать поршневые кольца, манжеты для уплотнения штока и поршня.



Герметичное разделение полостей всасывания обеспечивают впускной и выпускной обратные клапаны. Наиболее часто в компрессорах используют лепестковые клапаны.

В мембранном компрессоре с газом контактирует только внутренние поверхности рабочей камеры и мембрана, которые не сообщаются с окружающей средой. По этой причине мембранные компрессоры отлично подходят для перекачивания токсичных и взрывоопасных газов.

Мембрана компрессора


Мембрана должна быть достаточно надежной, прочной, устойчивой к многочисленным циклам. Она также должна быть химически стойкой по отношению к перекачиваемой среде.

Достоинства мембранных компрессоров

• 
  Герметичность конструкции
  
• 
  Устойчивость к коррозии
  
• 
  Высокая степень сжатия
  
• 
  Высокая надежность
  
• 
  Безопасность
  
• 
  Отсутствие загрязнений
  

Внутренняя поверхность мембранных компрессоров не нуждается в смазке, что в значительной степени позволяет улучшить чистоту перекачиваемой среды.
Спиральный компрессор


Спиральный компрессор - устройство для сжатия газа (воздуха или хладагента), за счет уменьшения его объема в камерах

---

, образованных поверхностями спиралей.
Спиральные компрессоры используются в системах кондиционирования, охлаждения, нагрева, в автомобилях, в криогенных и холодильных системах, в качестве вакуумных насосов.

Устройство и принцип работы спирального компрессора


Существует несколько типовых конструкции спиральных компрессоров.
Наиболее распространенный вариант - использование двух спиральных элементов, установленных с эксцентриситетом. Один из этих элементов подвижный, другой нет.

Конструкция компрессора с одной подвижной спиралью


Спиральный компрессор показан на рисунке.


В герметичном корпусе размещен электродвигатель, который приводит во вращение вал. В верхней части корпуса установлена неподвижная спираль. На валу установлена подвижная спираль, которая может перемещаться по направляющим совершая сложное движение относительно неподвижной спирали.
В результате перемещения между спиралями образуются камеры (карманы), объем которых при дальнейшем движении уменьшается, и как следствие газ находящийся в этих карманах сжимается.
Также встречаются компрессоры с двумя подвижными спиралями, совершающими вращательное движение относительно разных осей. В результате вращения спиральных элементов также образуются камеры, объем которых при вращении уменьшается.


В большей степени от представленных выше вариантов отличается компрессор, в котором жесткий элемент выполненный в форме архимедовой спирали воздействует на гибкую упругую трубку. По принципу работы такой компрессор схож с перистальтическим насосом. Такие спиральные компрессоры обычно заполнены жидкой смазкой для снижения износа гибкой трубки и отвода тепла. Такие компрессоры часто называют шланговыми.

Динамические клапаны


В спиральных компрессорах клапан на всасывании не нужен, т.к. подвижная спираль сама отсекает рабочую камеру от канала всасывания. В линии нагнетания спирального компрессора может устанавливаться динамический клапан, который не допускает обратного потока и, как следствие, вращения спирали под действием сжатого газа при выключенном двигателе. При этом следует учитывать, что динамический клапан создает дополнительное сопротивление в линии нагнетания.

---

Смотрите также файлы

• Лекция 4 зависимость физикохимических свойств и.docx

• 1. Личность.pdf

• Выберите один правильный ответ из предлагаемых.docx

• Курс 1курс Дарс тури 1 Лаборатория машулот итувчи Макамов Анваржон Абдужабборович, PhD.pptx

• Урок физической культуры в 4 А классе Студента Барабанова Александра Тема Подвижные игры Педагогическая цель.docx