kompressor

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Stor kompressor i et koksanlæg
Elektrisk stempelkompressor med kedel til trykluftproduktion

En kompressor (kompressor) er en maskine ( flydende energimaskine ), som en lukket gas mekanisk arbejder fodring; Kompressorer bruges til at komprimere gasser . De øger trykket og densiteten af gassen. Maskiner, hvor en lav kompression er en bivirkning ved transport af gasser kaldes ventilatorer eller blæsere og regnes generelt ikke blandt kompressorerne. Maskiner, der øger væsketrykket, kaldes pumper . Kompressorer, der genererer et undertryk (vakuum) og arbejder mod lufttrykket, kaldes vakuumpumper .

Grundlæggende

Hvis mængden af en gas reduceres ved at komprimere den, taler man om kompression eller kompression. Tilsvarende enheder kaldes kompressorer eller kompressorer. Under kompressionsprocesser komprimeres en eksisterende indsugningsvolumen V 1 til et mindre volumen V 2 med driftstrykket p 1 . Der er et øget tryk p 2 i det mindre volumen V 2 , og gassen varmes op under kompressionsprocessen.

Da volumenet falder under komprimering, er det afgørende at angive den respektive tryktilstand for volumenstrømmen. De sædvanlige specifikationer er sugevolumenstrømmen (baseret på sugetryk p 1 ), udløbsvolumenstrøm (baseret på det sidste tryk p 2 ) og standardvolumenstrømmen (baseret på standardtilstanden p = 101,3 kPa, T = 293,15 K = 20 ° C).

Boyle-Mariottes lov gælder for komprimeringsprocesser, når temperaturen forbliver konstant.

Ved anvendelse af denne lov skal det sikres, at p 1 og p 2 er absolutte pres. Alle trykspecifikationer for pneumatiske systemer vedrører imidlertid overtrykket Pe i forhold til atmosfærisk tryk. Ellers vil trykinformation være specielt markeret.

  • Trykspecifikationer inden for pneumatik vedrører overtryk
  • Trykmålere i pneumatik er indstillet til overtryk

Leveringsmængde og driftstryk

Det opnåelige tryk og leveringsmængde bruges til at identificere en kompressor. Leveringsmængden er mængden af ​​gas, der frigives pr. Periode; for små systemer angives det i liter / min, ellers i m 3 / min. Ofte er den almindelige, men vildledende, specifikationen af ​​den (teoretiske) sugeevne som et produkt af hastighed og forskydning . Det siger intet om den faktiske leveringshastighed, da den volumetriske fyldningsgrad negligeres.

Parametre

  • Leveringsmængde - volumen af ​​den udleverede væske pr. Tidsenhed.
  • Driftstryk - opnåeligt overtryk.
  • Trykforhold = Endeligt tryk / sugetryk [1]
  • Leveringsgrad - Beskriver forholdet mellem det transporterede og det teoretisk mulige (på grund af geometrien) volumenstrøm.

For bedre at kunne sammenligne kompressorer af forskellige typer og driftspunkter, overvejes ofte standardvolumenstrømmen. Dette er kompressorens volumenstrøm, der konverteres til standardbetingelser (temperatur, tryk, fugtighed).

Design

Mobil byggeplads kompressor, omkring 1910, med forbrændingsmotordrev
Rodblæser til racerbrug

Stempelkompressorer

Der skelnes mellem stempelkompressorer frem og tilbage og kompressorer med roterende stempel.

I stempelkompressorer suges gassen i en cylinder ind i arbejdskammeret af et stempel, der bevæger sig frem og tilbage, hvor den komprimeres og derefter udvises igen. Disse kompressorer arbejder cyklisk, har lave volumenstrømme og høje trykforhold . Sug- og afgangsventilerne er automatisk betjeningspladeventiler.

Der findes forskellige typer rotationsstempler eller roterende kompressorer ( rodblæser , vingekompressor, skruekompressor, rullekompressor ). Fælles for dem er, at arbejdsområdet dannes mellem huset og et eller flere forskydningsorganer (rotationsstempler), der roterer eller bevæger sig på en cirkulær vej. Gassen suges ind og udstødes gennem slidser, som stemplet åbner og lukker, når det bevæger sig.

Skruekompressorer

De to rotorer i en skruekompressor
Model af en skruekompressor fra Kaeser Kompressoren

Skruekompressoren er en af ​​de roterende kompressorer med to aksler med intern kompression. Den har en enkel struktur, små dimensioner, lav masse, ensartet, pulsationsfri levering og problemfri kørsel, fordi den mangler oscillerende masser og kontrolelementer. Det når op til 30 bar overtryk.

historie

Ideen om at bygge en skruekompressor kom op i 1878, men overfladernes geometri kunne ikke skabes på grund af tekniske vanskeligheder. Cirka et halvt århundrede senere, i 1930, var de tekniske forudsætninger for fremstilling af den komplicerede skruegeometri på plads. En svensk ingeniør ved navn Alfred Lysholm lykkedes i 1955, [2] etablerede den første skruekompressor i verden og med succes. I første omgang kunne kompressoren imidlertid ikke sejre over den konventionelle stempelkompressor. De interne tab ved skruerne var for store til at tale om en effektiv kompressor og frem for alt et alternativ til stempelkompressoren. Yderligere 40 år skulle gå, før det afgørende punkt i forbedringen af effektiviteten endelig blev fundet. Olieindsprøjtning i kompressortrinnet reducerer tabshastigheden betydeligt og fungerer samtidig som køling af kompressorblokken. Desuden kunne rullelejer derefter bruges i stedet for glidelejer, der havde været almindelige indtil da. Alt i alt førte denne viden til meget enkelt konstruerede, men robuste kompressorer. Skruekompressorer har nu bevist deres værdi - omkring halvdelen af ​​alle kompressorer, der i øjeblikket er i brug, er skruekompressorer.

funktionalitet

To rotorer arrangeret parallelt, mekanisk (sædvanligvis af et par tandhjul) tvangskoblede rotorer med sammenlåsende, spiralformede tænder i et hus er hjertet i dette system. Ved rullelinjen mellem de to aksler (det punkt, hvor de to spiralformede aksler berører), lukkes passagen for mediet, der skal transporteres, mekanisk (ved tandningen). Mediet er placeret i tandkanalerne og holdes i det af husvæggen. Det transporteres i aksial retning. Der er åbninger til indløbet (sugesiden) og udløbet (tryksiden) i huset på akslenes to endeflader. Længden af rotorerne, det tonehøjde skal fortandingen og indløbs- og udløbsåbningerne tilpasses, således at der ikke er nogen direkte passage fra tryk til sugesiden, dvs. ingen tilbageløb kan forekomme. Bortset fra tabene er volumenstrømmen af ​​mediet proportional med hastigheden .

Mediet (f.eks. Luft) strømmer ind i tandhjulene på sugesiden, indtil gearet lukker ved rullende punkt, når der drejes yderligere på sugesiden. Det danner nu en spiralformet luftslange omkring rotoren. Ved yderligere rotation åbner tandningen på tryksiden, og luften pumpes ud af maskinen ved yderligere rotation.

For at opnå en stort set impulsfri kompression med høj effektivitet, skal luften allerede komprimeres i kompressoren, så trykket ved enden af ​​kompressionen er så lig med trykket på tryksiden. Til dette formål frigives gassen ikke umiddelbart til tryksiden. En væg er modsat åbningen af ​​tandpassagen. Når akslen fortsætter med at rotere, reduceres luftslangens volumen, fordi den praktisk talt presses mod væggen, den komprimeres. Afhængigt af det krævede tryk kan denne trykluftslange før eller siden frigives. Kompressionsgraden bestemmes derfor af udløbsåbningens størrelse og arrangement.

En anden mulighed for intern komprimering af luften er at ændre tandhøjden, som i dette tilfælde falder mod tryksiden. Når luftslangen bevæger sig til tryksiden, reduceres dens volumen med en faldende hældning.

Turbo kompressor

Aksial kompressor. De stående blade er statorer .
kvalitativ repræsentation

Med turbo -kompressorer tilføjes energi til det flydende væske af en roterende rotor i henhold til væskemekanikkens love. Dette design fungerer kontinuerligt og er kendetegnet ved en lav trykstigning pr. Trin og høj volumenmængde. Radiale og aksiale kompressorer er de to hovedtyper af turbo kompressorer. I tilfælde af en aksial kompressor strømmer den gas, der skal komprimeres, gennem kompressoren i en retning parallelt med aksen. Med radiale kompressorer strømmer gassen aksialt ind i kompressortrinnets løbehjul og afbøjes derefter udad (radialt). I tilfælde af flertrinscentrifugalkompressorer er en flowudbøjning derfor nødvendig efter hvert trin.

Disse kompressorer bruges f.eks. I turboladere til udstødningsgasser (mest som radiale kompressorer) eller i turbinmotorer (mest som aksialkompressorer). Her øges trykket imidlertid ikke på grund af det indsnævrede kanaltværsnit, men derimod på grund af, at rummet mellem bladene på en sådan kompressor antager form af en diffusor . Her stiger trykket og temperaturen, mens hastigheden falder. I den roterende del af et kompressortrin (skovlhjul, rotor) føres den kinetiske energi, der kræves til yderligere trykopbygning, tilbage i luften.

Transonisk kompressor

En transonsk kompressor er en turbo -kompressor af aksial eller radial konstruktion, hvor strømningshastigheden i det relative system (observatøren "sidder på det roterende rotorblad") i det mindste lokalt overstiger lydhastigheden. De forreste faser af moderne kompressorer i flymotorer og gasturbiner er normalt designet til at være transoniske, da temperaturerne her stadig er lave, og et højere Mach -tal opnås med den samme strømningshastighed. Mach -tallet er forholdet mellem strømningshastigheden og lydens hastighed; sidstnævnte er en funktion af temperaturen og den kemiske sammensætning af gassen.

Fordelen ved transoniske kompressorer er de høje effekttætheder, hvilket er særlig vigtigt i tilfælde af flymotorkompressorer, da systemet er meget kompakt. Disse kompressorer er kendetegnet ved komplekse systemer med kompressionsstød, som gør design og stabil drift af kompressoren meget vanskeligere. En anden ulempe er de høje tab i forbindelse med kompressionsstødene, som kun kan modvirkes af komplekse tredimensionelle vinger og sofistikerede profiler. Normalt er de første faser af lavtrykskompressoren i motorer designet transoniske på grund af rotorernes store diameter og lige stor hastighed for alle enhederne på akslen.

Andre typer kompressorer

Klassifikation

Volumenstrøm og sidste tryk

Turbo -kompressorer leverer store volumenstrømme ved lavt kompressionsendetryk, kompressorer med forskydning leverer høje kompressionstryk ved lave gennemløb.

Olie fri

Kompressortyper kan også opdeles i oliesmurede og oliefri kompressorer.

Åben eller hermetisk

I køleteknologi skelner man også mellem:

  • Fuldt hermetiske kompressorer - motoren og kompressoren er placeret i et indkapslet, svejset hus og er i direkte kontakt med kølemidlet ; huset kan ikke åbnes for reparationer
  • Semi -hermetiske kompressorer - motor og kompressor er i samme hus, huset kan demonteres og repareres fuldstændigt ved hjælp af det skruede dæksel
  • Åbne kompressorer - kompressoren drives af bælter, tandhjul eller gear, huset kan demonteres og repareres fuldstændigt ved hjælp af det skruede dæksel

Drevtyper

Drivningen med elektriske motorer muliggør en variabel hastighed inden for et bredt område og dermed styrbarheden af ​​leveringsmængden. Vedligeholdelsesomkostningerne er lave, men driftsomkostningerne afhænger af elprisen.

Når den drives af en forbrændingsmotor , er styrbarheden stærkt begrænset, da forbrændingsmotorer kun kan drives effektivt og i lang tid i et bestemt hastighedsområde. Kompressorer, der drives af gasmotorer, er nu også tilgængelige som kombinerede varme- og kraftsystemer . Den lave gaspris i forhold til elprisen betyder, at driftsomkostningerne er lave. Hvis en kommerciel virksomhed med et kontinuerligt behov for trykluft kan bruge spildvarmen fra forbrændingsmotoren og kompressoren til at opvarme bygningen, betaler de højere investeringsomkostninger sig på grund af besparelserne i varmeudgifter. [3]

Ansøgninger

Se også

Weblinks

Commons : Kompressor - samling af billeder, videoer og lydfiler
Wiktionary: Verdichter - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser
Wiktionary: Compressor - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. ^ " Effektive systemer ( erindring om originalen fra 4. august 2016 i internetarkivet ) Info: Arkivlinket blev indsat automatisk og er endnu ikke kontrolleret. Kontroller det originale og arkivlink i henhold til instruktionerne, og fjern derefter denne meddelelse. @ 1 @ 2 Skabelon: Webachiv / IABot / marani.de "marani 4. august 2016.
  2. Betydelige personer i Atlas Copco -gruppens historie ( Memento af originalen fra 2. april 2016 i internetarkivet ) Info: Arkivlinket blev indsat automatisk og er endnu ikke kontrolleret. Kontroller det originale og arkivlink i henhold til instruktionerne, og fjern derefter denne meddelelse. @ 1 @ 2 Skabelon: Webachiv / IABot / www.atlascopco.com Atlas Copco -gruppens websted. Hentet 29. maj 2012.
  3. Rapporter om kompressorsystemer med spildvarmeudnyttelse inden for energi og forvaltning , i Industrieanzeiger og på Hannover Messe -webstedet . adgang til i september 2016.