Виды компрессоров: классификация по принципу действия, типу привода, условиям эксплуатации

Классификация компрессоров по принципу действия

По принципу действия компрессоры классифицируются на объемные и динамические.

Объемные

Это агрегаты, имеющие рабочие камеры, в которых происходит процесс сжатия газа. Сжатие происходит за счет периодического изменения объема камер, соединенных с входом (выходом) аппарата. Чтобы предотвратить обратный выход газа из агрегата, в нем устанавливают систему клапанов, которые открываются и закрываются в определенный момент наполнения и опорожнения камеры.

Динамические

В динамических компрессорах повышение давления газа происходит за счет ускорения его движения. В результате кинетическая энергия частиц газа превращается в энергию давления.

Компрессоры с фиксированной скоростью и компрессоры с регулируемой скоростью

Конденсаторы с фиксированной скоростью работают на одной фиксированной скорости и очень эффективны при полной эксплуатации при нагрузке в 100% случаев, когда двигатель работает, и создается сжатый воздух.

Неэффективность возникает, когда устройство перестает производить воздух. Хотя в конечном итоге компрессор остановится, он некоторое время использует энергию, но фактически ничего не производит, и поэтому тратит энергию. Новая технология Variable Speed Drive (VSD) — или, если быть точнее, блок привода с переменной скоростью, поворачивает двигатель относительно требуемого количества воздуха: если спрос возрастает, двигатель ускоряется, если спрос уменьшается, двигатель замедляется, и использует только энергию, необходимую для производства требуемого воздуха, поэтому энергия не теряется. Фактически, VSD может снизить потребление энергии на 35% или даже 50%.

Мы надеемся, что этот краткий обзор дал некоторое представление о сжатии воздуха и о типах воздушных компрессоров.

1_Классификация и принцип действия.doc

1. Классификация, область применения и принцип действия компрессорных машин динамического действия1.1. Классификация компрессорных машин динамического действияДостоинства турбокомпрессоров

Большая производительность.
Невысокие массогабаритные показатели, обусловленные большой производительностью и непрерывностью подачи газа.
Отсутствие возвратно–поступательно движущихся элементов конструкции упрощает эксплуатацию и снижает требования к фундаменту.
Чистота сжимаемого газа (смазочное масло практически не попадает в проточную часть).
Отсутствие пульсаций газа на выходе из компрессора (отсутствует необходимость в установке ресивера).
Возможность непосредственного (без редуктора) соединения компрессора с мощным быстроходным приводом (газовой или паровой турбиной).
Большие межремонтные сроки эксплуатации.

Недостатки турбокомпрессоров

Невысокая степень повышения давления π_к≤20-25; в одной ступени π≤1,5-2 (авиационные ступени π≤10-12).
Трудность создания экономичных турбокомпрессоров, особенно осевых, имеющих малую производительность (G≤1 кг/с).
Неустойчивая работа компрессора в области малых расходов (вращающийся срыв, помпаж).

^ 1.2. Области применения компрессорных машин динамического действия^ Химическая и нефтехимическая промышленность

производства аммиака (для сжатия азотоводородной смеси и подачи ее в колонны синтеза аммиака, для сжатия природного газа и азота);
производства метанола (для сжатия синтез-газа, состоящего из водорода, окиси углерода и углекислого газа);
производства кислорода (для сжатия воздуха и подачи его в блоки разделения, для сжатия кислорода и транспортирования его по трубопроводам);
производства хлора (для сжатия осушенного хлора, для работы в составе холодильной машины термостатирования технологического процесса);
производства полиэтилена (для сжатия газообразного этилена до высокого давления и подачи его в реактор для полимеризации);
производства ацетилена из природного газа (для сжатия газов пиролиза метана и подачи их в колонны выделения ацетилена, для сжатия ацетилена);
производства азотной и серной кислот (для сжатия нитрозных газов и подачи их в окислитель и абсорбционную колонну; для сжатия сернистого газа).

каталитического крекинга и риформинга (для сжатия и циркуляции водородсодержащего газа в процессах гидроочистки);
депарафинизации масел (для охлаждения масляных фракций с целью кристаллизации парафинов);
производства этилена (для сжатия газа пиролиза этана и подачи его в реактор, работы в составе холодильных машин в двухкаскадном холодильном цикле для сжатия пропилена и этилена);
производства синтетического каучука (для сжатия контактного газа дегидрирования изопентана и изоамиленов).

^ Нефтедобывающая, газовая промышленность^ Металлургическая промышленность^ Горнодобывающая промышленность^ Машиностроительная промышленностьТранспорт^ 1.3. Устройство и принцип действия турбокомпрессоровПроточная частьСтупеньСекцияРоторСтатор^ 1.4. История развития теории и конструирования турбокомпрессоров3

Поиск по сайту:

Классификация и виды компрессоров

Зачастую, компрессоры делятся по принципу применения. От этого меняется основная структура механизма. Они подразделяются на объемные и динамичные.

Первые, в свою очередь, являются очень разнообразной и содержательной категорией.

Объемные компрессоры включает в себя:

роторные;
поршневые;
винтовые;
пластично-роторные;
передвижные;
высокого давления.

Роторные компрессоры характеризуются вращением и сжатием элементов, что включают в себя жидкостно-кольцевые, винтовые, ротационно-пластичные и другие сооружения.

Поршневые компрессоры бывают одностороннего или двустороннего действия, с использованием смазки или без и от величины давления. Встречаются плунжерные компрессоры.

Винтовые компрессоры состоят из корпуса и специальных деталей. Зазоры уплотнены масляной пленкой, элементы не соприкасаются друг с другом. В случае поломки меняются лишь подшипники из винтовых блоков.

Пластично-роторный агрегат включает в себя ротор, как минимум, 8 пластин и статор. Масса и толщина крайне ограничены. В случае роста центробежной силы возрастает и сила трения в момент включения.

Передвижные агрегаты и оборудование, как правило, легко транспортабельны. Они обладают мощной производительной силой и просты в эксплуатации.

Поборудование с высоким давлением часто используют как усилители. Среднее давление примерно сорок бар. Дожимающее устройство характерно для определенного участка на производстве.

Динамичные компрессоры – агрегаты, где происходит сжатие газа за счет механической энергии. В них взаимодействуют лопатки ротора и рабочие жидкости. Благодаря этой связи происходит полная активация компрессора.

Особенности других компрессоров

Также компрессоры бывают центробежные и осевые.

Их делят по:

сферам применения;
способу отвода тепла;
конечному давлению;
типу двигателя и др.

Турбокомпрессоры служат как динамические машины, где выполняется постепенное сжатие газа в связи с активным взаимодействием лопастей и воздушных потоков. Основная задача – повышение давления в турбинном двигателе за счет производственных мощностей.

Вакуум-компрессоры – это установки, которые поглощают газ, учитывая существующее атмосферное давление. Подобно вентилятору, они создают некие потоки газа, чтобы вызвать скорое разрежение воздуха. Встречаются низкого, среднего, высокого и гипервысокого давления.

Виды динамических компрессоров

Аппараты с динамическим принципом действия разделяют на осевые, центробежные и струйные. Различаются они между собой типом рабочего колеса и направлением движения потока воздуха.

На заметку! Также динамические аппараты еще называют турбокомпрессорами, поскольку конструкция их напоминает турбину.

Осевые аппараты

В осевых компрессорах поток газа движется вдоль оси вращения вала через неподвижные направляющие и подвижные рабочие колеса. Скорость потока воздуха в осевом аппарате набирается постепенно, а преобразование энергии происходит в направляющих.

Для осевых компрессоров характерны:

высокая скорость работы;
высокий КПД;
высокая подача потока воздуха;
компактные размеры.

Центробежные агрегаты

Центробежные компрессоры имеют конструкцию, обеспечивающую радиальный выходной поток воздуха. Поток воздуха, попадая на вращающееся рабочее колесо с радиально расположенными крыльчатками, за счет центробежных сил выбрасывается к стенкам корпуса. Далее, воздух перемещается в диффузор, где и происходит процесс его сжатия.

Центробежные аппараты не имеют узлов с возвратно-поступательными движениями, поэтому обеспечивают равномерный поток воздуха, силу которого можно регулировать. Также данный тип агрегатов отличается долговечностью и экономичностью.

Струйные компрессоры

В аппаратах струйного принципа действия для увеличения давления газа (пассивного) используется энергия активного газа.

Для этого к устройству подводится 2 потока газа: один с низким давлением (пассивный), а второй – с высоким (активный). На выходе из устройства образуется газовый поток с давлением выше пассивного, но меньшим, чем у активного газа.

Важно! Отличительной особенностью струйных компрессоров является простота конструкции, отсутствие подвижных деталей, высокая надежность

Классификация компрессоров по принципу действия

По принципу действия компрессоры классифицируются на объемные и динамические.

Объемные

Динамические

Важно! Динамические компрессоры отличаются от объемных открытой проточной частью. То есть, при зафиксированном вале его можно продуть в любом направлении

Установка шланга и распылителя

Трубку аэратора лучше всего располагать рядом с нагревателем для воды постоянное течение, создаваемое компрессором, быстро выравнивает температуру во всем резервуаре. Воздухозаборный шланг стоит вывести за пределы аквариума, прямо в комнату. Распылитель традиционно устанавливают у задней стенки аквариума, где он не мешает наблюдению за рыбками. Подробнее о выборе распылителя вы можете узнать здесь. Сам шланг обычно прячут вдоль нее же, прикапывают, маскируют растениями. Если вам необходимо заменить шланги, выбирайте только те, которые специально предназначены для аквариумистики.

Виды компрессоров по принципу действия

В зависимости от того, как именно повышается давление, различают компрессоры объемные и динамические. Такая классификация справедлива и для приборов, которые используются для перекачки жидкостей: основные типы насосов по принципу сжатия делятся на аналогичные категории.

Так, в объемных аппаратах газ попадает в цилиндр, размер которого может уменьшаться, поэтому давление повышается за счет сжатия. В таких компрессорах объем камеры ограничен, и газовая смесь подается порционно, так что процесс идет с перерывами.

В динамических аппаратах газ ускоряется, поэтому часть его энергии движения преобразуется в энергию давления. В этих приборах вещество подается не частями, а постоянным потоком.

Классификация компрессоров по другим параметрам

Кроме классификации компрессоров по принципу сжатия, принято разделять данные агрегаты по следующим параметрам:

Тип привода. Компрессоры могут работать как с электродвигателями, так и с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Соответственно, аппараты бывают с прямой передачей (коаксиальные) и с ременным приводом. Как правило, компрессор с прямым приводом – это агрегат бытового назначения. Коаксиальный компрессор привлекает потребителя доступной ценой и широко используются на дачах в гаражах и т.д., поскольку давление воздуха, выдаваемое аппаратом, не превышает 0,8 МПа. Если сравнивать бензиновый и дизельный компрессор, то последний является более надежным в эксплуатации. Также дизель имеет более простое устройство и легок в обслуживании.
Система охлаждения. Аппараты бывают с жидкостным и воздушным охлаждением или вообще без него.
Условия эксплуатации. Аппараты могут быть стационарными, работающими только в помещении от электросети, и передвижными (переносными), работа которых допускается на открытом воздухе и при низких температурах. Например, передвижные компрессоры с двигателем внутреннего сгорания широко используются в местах, где нет централизованного электроснабжения.
Конечное давление. По данному параметру аппараты подразделяют на четыре группы. Агрегаты низкого давления (0,15-1,2 МПа) используются в составе установок для сжатия газов (воздуха). Устройства среднего давления (1,2-10 МПа) применяются для разделения, транспортировки и сжижения газов в нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности. Аппараты высокого давления (10-100 МПа) и сверхвысокого давления (свыше 100 МПа) используются в установках для синтеза газов.
Производительность. Указывается в единицах объема за определенных промежуток времени (м3/мин). Производительность агрегата напрямую зависит от таких параметров, как скорость вращения вала, диаметр цилиндра, длина хода поршня. По производительности принято разделять аппараты на 3 категории: малая – до 10 м3/мин; средняя – от 10 до 100 м3/мин; большая – свыше 100 м3/мин.

Кроме всего, компрессоры подразделяются в зависимости от области применения на агрегаты общего назначения, нефтехимические, химические, энергетические и т.д.

Разновидности винтовых компрессоров

Существующие виды винтовых компрессоров определяют их сферы использования. К примеру, промышленные маслозаполненные агрегаты являются универсальными и широко применяются в различных областях. Но применение безмасляных аппаратов востребовано лишь в тех областях, где требуется высокая степень очистки сжатого воздуха, например, в пищевой, химической и фармацевтической промышленности.

Безмасляные аппараты

Безмасляный компрессор при сжатии воздуха в качестве смазки и охлаждения роторного блока масло не использует, поэтому сжатый воздух, произведенный аппаратом, не содержит частиц смазочных материалов. Безмасляные агрегаты делятся на 2 подвида: винтовые сухого сжатия и водозаполненные.

Винтовые компрессоры сухого сжатия оснащаются синхронными двигателями, приводящими в движение винты, не контактирующие друг с другом. “Сухие” аппараты имеют меньшую производительность (3,5 бар на 1 ступень), чем маслозаполненные устройства. При подключении второй ступени можно увеличить данный показатель до 10 бар. Но эта мера лишь увеличит стоимость оборудования, которая и так достаточно высока по причине использования спаренных двигателей.

Водозаполненные аппараты являются самыми технологичными и сочетают в себе все достоинства как безмасляных, так и маслозаполненных устройств. Водозаполненные аппараты способны на силу сжатия до 13 бар (на 1 ступень). Также данные модели являются экологичными, поскольку вместо масла для охлаждения в них используется обычная вода. Поскольку вода имеет высокую теплоемкость и теплопроводность, то, независимо от уровня сжатия воздуха, она нагревается максимум на 12°С за счет дозированного впрыска. Из этого следует, что при уменьшении тепловой нагрузки на детали агрегата увеличивается их срок службы, а также повышается безопасность и надежность оборудования в целом.

Водозаполненные компрессоры практически не имеют отходов при работе. Также данные аппараты дешевле в производстве, поскольку в их конструкции отсутствуют масляные фильтры и емкости для отработанного масла.

Маслозаполненные аппараты

Масляный агрегат, как уже говорилось выше, имеет 2 ротора, один из которых, является ведущим. Для предотвращения физического контакта между роторами, внутрь блока впрыскивается масло. Оно должно подаваться со скоростью 1 л/мин на 1 кВт мощности аппарата. Масляные компрессоры имеют шумность в пределах 60-80 Дб.

По мощности двигателя компрессоры могут быть от 3 до 355 кВт, а по производительности – от 0,4 до 54 м3/мин. Высокопроизводительное оборудование, как правило, является стационарным и устанавливается в цехах. Но все же существуют и передвижные винтовые компрессоры, как бензиновые, так и дизельные.

Виды компрессоров по принципу действия

Компрессор и его устройство

Компрессор — это устройство для сжатия и передачи газов, которые могут поступать из внешней среды или циркулировать по замкнутому контуру. Рабочим веществом может быть атмосферный воздух, очищенные газы или их смеси: кислород, фреон, природный газ, водяные пары. В компрессор поступают газообразные соединения, давление которых не велико, а на выходе оно возрастает в разы. После сжатия вещество может направляться в другие узлы прибора и выполнять полезную работу или перемещаться дальше по системе труб, но может и выходить во внешнюю среду, как в случае компрессора для аквариума.

Газ поступает в компрессор через входной клапан. Сжимается он за счет уменьшения объема рабочей камеры или ускорения потока благодаря вращению лопастей. Из камеры вещество под давлением проходит через выходной клапан. Утечек газа не происходит, так как рабочий отсек герметичен, а оба клапана могут открываться только в одном направлении: входной внутрь, выходной — наружу. Механизм запускается и работает от двигателя. Для отвода тепла от корпуса используется воздух или жидкость.

Механический компрессор на двигатель автомобиля: плюсы и минусы

После появления первых ДВС главной задачей конструкторов и инженеров с самого начала стало повышение производительности силовой установки. Другими словами, основной целью является увеличение мощности двигателя. Как известно, самым простым способом становится решение физически увеличить рабочий объем двигателя и количество цилиндров. Двигатель «засасывает» из атмосферы больше воздуха, в результате можно сжигать больше горючего.

Решить задачу позволяет принудительное нагнетание воздуха в цилиндры под давлением. Для нагнетания воздуха на многих ДВС используется турбонаддув, еще одним решением является компрессор (нагнетатель механический). В этой статье мы рассмотрим, как устроен и работает автомобильный компрессор на двигатель, а также какие плюсы и минусы имеет компрессорный двигатель.

Читайте в этой статье

Классификация по принципу действия — по типу рабочей камеры

Различают типы насосов по принципу действия и конструкции. Они делятся на объемные и динамические насосы.

Объемные насосы — такие, в которых жидкость перемещается за счет изменения объема камеры с жидкостью под действием потенциальной энергии.
Динамические насосы – механизмы, в которых жидкость перемещается вместе с камерой под действием кинетической энергии.

Динамические насосы, в свою очередь, делятся на лопастные и струйные.

Отдельно выделяют виды объемных насосов по принципу действия в зависимости от конструкции:

Роторные насосы – это цельный корпус, с определённым числом лопаток/лопастей, приходящих в движение при помощи ротора.
Шестеренные насосы – самый простой тип механизма, состоящий из сцепленных между собой шестерен, приходящих в движение под принудительным изменением полости между шестернями.
Импеллерные – в эксцентрический корпус заключены лопасти, при вращении выдавливающие жидкость.
Кулачковые – насосы, в корпус которых заключены 2 ротора, которые при вращении перекачивают жидкости разной степени вязкости.
Перистальтические – корпус включает эластичный рукав, в котором находится жидкость. При вращении дополнительных валиков жидкость перемещается по рукаву.
Винтовые – насосы, состоящие из ротора и статора. При вращении ротора жидкость начинает перемещаться по оси насоса.

Существует также деление динамических насосов по принципу действия:

Центробежные – включает в себя рабочее колесо, внутри которого находится жидкость, при вращении колеса, частицы приобретают кинетическую энергию, начинает действовать центробежная сила, под действием которой жидкость переходит в корпус мотора.
Вихревые насосы – по принципу действия аналогичны центробежным, но менее габаритны и имеют более низкий КПД.
Струйные – основаны на переходе потенциальной энергии в кинетическую.

Вихревый тип насоса является наиболее часто используемым за счет легкости установки. В бытовых нуждах такой агрегат устанавливают в загородных домах для обеспечения подачи воды. Циркуляцию воды обеспечивает жидкость, подаваемая на лопатки, расположенные в корпусе насоса. Ключевым элементов здесь является колесо, на которое вода подается через входное отверстие. Также такой насос используют для скважин, так как создают высокое давление. Они обладают способностью самовсасывания и могут перерабатывать не только жидкость, но газо-водную смесь.

Насосы центробежного типа часто применяют в бытовых и промышленных целях:

для организации систем водоснабжения на промышленных предприятиях;
для организации систем водоснабжения жилых кварталов;
для систем полива.

Эти насосы отличаются простотой эксплуатации, так как принцип работы достаточно прост. Основную нагрузку принимает колесо с лопатками, на которое и подается жидкость, однако если жидкости внутри не будет, то насос выйдет из строя. Чаще такие насосы бывают поверхностными. За счет этого снижается их производительность. Погружные насосы центробежного типа требуют герметичность корпуса высокого качества.

Классификация компрессоров по другим параметрам

Тип привода. Компрессоры могут работать как с электродвигателями, так и с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Соответственно, аппараты бывают с прямой передачей (коаксиальные) и с ременным приводом. Как правило, компрессор с прямым приводом – это агрегат бытового назначения. Коаксиальный компрессор привлекает потребителя доступной ценой и широко используются на дачах в гаражах и т.д., поскольку давление воздуха, выдаваемое аппаратом, не превышает 0,8 МПа. Если сравнивать бензиновый и дизельный компрессор, то последний является более надежным в эксплуатации. Также дизель имеет более простое устройство и легок в обслуживании.
Система охлаждения. Аппараты бывают с жидкостным и воздушным охлаждением или вообще без него.
Условия эксплуатации. Аппараты могут быть стационарными, работающими только в помещении от электросети, и передвижными (переносными), работа которых допускается на открытом воздухе и при низких температурах. Например, передвижные компрессоры с двигателем внутреннего сгорания широко используются в местах, где нет централизованного электроснабжения.
Конечное давление. По данному параметру аппараты подразделяют на четыре группы. Агрегаты низкого давления (0,15-1,2 МПа) используются в составе установок для сжатия газов (воздуха). Устройства среднего давления (1,2-10 МПа) применяются для разделения, транспортировки и сжижения газов в нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности. Аппараты высокого давления (10-100 МПа) и сверхвысокого давления (свыше 100 МПа) используются в установках для синтеза газов.
Производительность. Указывается в единицах объема за определенных промежуток времени (м3/мин). Производительность агрегата напрямую зависит от таких параметров, как скорость вращения вала, диаметр цилиндра, длина хода поршня. По производительности принято разделять аппараты на 3 категории: малая – до 10 м3/мин; средняя – от 10 до 100 м3/мин; большая – свыше 100 м3/мин.

Классификация компрессоров по принципу действия

По принципу действия компрессоры классифицируются на объемные и динамические.

Объемные

Динамические

Как работает винтовой компрессор, в каких режимах

Возможно несколько функциональных состояний:

Старт – при нажатии основной кнопки , запускается двигатель, который приводит в движение роторы винтового блока. Компрессор переходит в следующий режим.
Нагрузка — атмосферный воздух проходит в винтовой блок через всасывающий фильтр и открытый впускной клапан. Давление в пневматической сети начинает подниматься, и постепенно доходит до верхнего значения, установленного на контроллере. Компрессор переходит в режим холостого хода.
Холостой ход – впускной клапан закрывается и воздух перестает попадать в винтовой блок. Мотор и роторы винтового блока продолжают вращаться, но так как сжатия не происходит, нагрузка в таком режиме составляет примерно 30% от максимальной мощности. Такой режим нужен, чтобы, в случае возобновления потребления сжатого воздуха, заново не запускать электродвигатель.
Если потребление возобновилось, то компрессор переходит в режим нагрузки. Если потребление не возобновилось в течение определенного времени (настраивается в контроллере), компрессор переходит в режим разгрузки и останова.
Останов – отключение оборудования в штатном (нормальном) порядке.
Alarm stop – экстренное прекращение работы, со срочной (незапланированной) остановкой мотора, с пропуском холостого хода и других промежуточных этапов. Осуществляется нажатием на кнопку.

Классификация компрессоров по принципу действия

По принципу действия компрессоры классифицируются на объемные и динамические.