کمپرسور

واضح آرشیو وب فارسی:سایت رسیک: كمپرسور
كمپرسورها را برحسب نياز در اندازه هاي مختلفي مي سازند و با توجه به نحوة كاركرد به سه نوع پيستوني ، دوار و گريز از مركز تقسيم مي شوند . كار كمپرسورها ، ايجاد نيروي مكش لازم براي مكيدن گاز مبرّد از اواپراتور ، متراكم كردن گاز ، و سپس فرستادن آن به كندانسور است ، كه در آن گاز به مايع تبديل مي شود . مكندگي كمپرسور ، گاز را از سمت راست فشار ضعيف به سمت فشار قوي منتقل مي كند ، و حجم گازي كه بايد متراكم شود بستگي به ميزان جابه جايي پيستون كمپرسور دارد .
كمپرسورها را برحسب نياز در اندازه هاي مختلفي مي سازند و با توجه به نحوة كاركرد به سه نوع پيستوني ، دوار و گريز از مركز تقسيم مي شوند . كار كمپرسورها ، ايجاد نيروي مكش لازم براي مكيدن گاز مبرّد از اواپراتور ، متراكم كردن گاز ، و سپس فرستادن آن به كندانسور است ، كه در آن گاز به مايع تبديل مي شود . مكندگي كمپرسور ، گاز را از سمت راست فشار ضعيف به سمت فشار قوي منتقل مي كند ، و حجم گازي كه بايد متراكم شود بستگي به ميزان جابه جايي پيستون كمپرسور دارد .
وظيفة كمپرسور در سيستم تبريد تراكمي اين است كه با ايجاد اختلاف فشار لازم ، جريان مبرّد را از يك قسمت سيستم به قسمت ديگر برقرار كند . در اثر وجود همين اختلاف فشار بين سمت فشار قوي و سمت فشار ضعيف است كه مايع مبرّد از ميان شير انبساط به اواپراتور رانده مي شود . براي اينكه بخار كم فشار ، اواپراتور را ترك كند و راهي واحد تقطير شود بايد فشاري بيشتر از فشار موجود در قسمت مكش واحد تقطير داشته باشد .
كمپرسورهايي كه در تهويه مطبوع به كار مي روند برحسب ساختمان و طرزكار به انواع زير تقسيم مي شوند :
۱- تک سیلندر
۲- چند سیلندر

كمپرسورهايي كه در تهويه مطبوع به كار مي روند برحسب روش تراكم به انواع زير تقسيم مي شوند :
۱ - پيستوني

۲- دوار

۳- گريز از مركز

كمپرسورهاي پيستوني:

طراحي سيلندر در كمپرسورهاي پيستوني از نظر تعداد و نحوة آرايش سيلندرها و دوطرفه يا يك طرفه بودن آنها (پيستون دوسره يا يك سره) متفاوت است . كمپرسورهاي پيستوني را با يك سيلندر تا 16 سيلندر مي سازند و نحوة آرايش سيلندر در آنها برحسب نياز به صورتهاي جناغي ، جفت جناغي و شعاعي يا ستاره اي است.
كمپرسورهاي دوار :

از آنجا كه در كمپرسورهاي دوّار نوع بسته يا هرمتيك ، كيفيت گرداندن كمپرسور به دليل يكجا بدن موتور و كمپرسور بهتر است ، امروزه آنها را ، به ويژه در ظرفيتهاي كمتر از يك تُن ، به تعداد زياد توليد مي كنند . كمپرسور بسته ، كمپرسوري است كه در آن موتور و كمپرسور هر دو درون يك محفظة‌تحت فشار جا گرفته اند ، و محور موتور و ميل لنگ كمپرسور يكپارچه است . موتور به طور دائم با مبرّد تماس دارد .
عملكرد كمپرسور دوّار مشابه با كمپرسور پيستوني است ؛ به اين ترتيب كه با متراكم ساختن گاز مبرّد اختلاف فشار لازم براي به گردش درآوردن مبرّد در سيستم را فراهم مي كند . البته نحوة تراكم گاز در كمپرسور دوّار ، اندكي متفاوت است . در اين كمپرسور عمل تراكم در اثر حركت دوراني روتور نسبت به اتاقك تراكم يا سيلندر انجام مي گيرد .
كمپرسورهاي دوّار از نظر ساختمان به دو نوع تيغه ثابت و تيغه گردان تقسيم مي شوند . قطعات متحرك كمپرسور دوّار تيغه ثابت عبارت اند از : رينگ ، بادامك و تيغة كشويي و...
كمپرسورهاي گريز از مركز:

كمپرسورهاي گريز از مركز ذاتاً ماشينهاي پُر دور هستند و بهترين گردانندة‌ آنها توربين بخار است . از آنجا كه آنها را براي دورهاي همسنگ دور بالاي توربين طراحي مي كنند ، مي توان آنها را مستقيماً كوپله كرد . جايي كه بخار پُرفشار باشد ، توبين به منزلة شيرفشار شكن عمل مي كن و بخار كم فشار خروجي از توربين مي تواند براي گرمايش يا مقاصد ديگر به كار رود . ولي در بسياري از كاربردها ، خصوصاً در ظرفيتهاي پايين ، كمپرسورها را موتورهاي برقي مي گردانند كه به جعبه دنده هاي افزاينده مجهزند . كمپرسورهاي گريز از مركز از مبرّدهاي كم فشار استفاده مي كنند و معمولاً اواپراتور و كندانسور آنها هر دو با فشار كمتر از جوّ كار مي كنند .
عمل تراكم گاز در كمپرسور گريز از مركز با نيروي گريز از مركز انجام مي گيرد . از اين رو اين كمپرسورها براي تراكم مقادير زياد گاز مبرّد و اختلاف فشارهاي كم ايدئال هستند . همچنين سيستمهاي تبريد كم دما و به خصوص آنهايي كه از هيدروكربنهاي نفتي يا هالوژنه به عنوان مبرّد استفاده مي كنند ، سازگاري بيشتري با اين كمپرسورهاي دارند .
در تأسيسات كمپرسور گريز از مركز ، اگر توربين بخار در دسترس باشد از نظر اقتصادي ترجيح دارد ، زيرا تجهيزات و نيروي كار لازم براي چنين تأسيساتي در مقايسه با آنچه براي كمپرسور گردنده با توربين گازي مشابه لازم است ، نسبتاً كوچكتر و كمتر است . دليل آن عمدتاً جمع و جوري و سبكي دستگاهها نسبت به قدرت مصرفي است . به علاوه كمپرسور گريز از مركز فقط بخش كوچكي از فضاي لازم براي تجهيزات تبريد را اشغال مي كند . واحدهاي تبريد نوع گريز از مركز در ظرفيتهاي 100 تا 2500 تُن و براي كار موتور برقي ، توربين بخار و يا موتور درونسوز توليد مي شوند .
انواع كمپرسور
کمپرسور محوری :
این نوع از کمپرسور هوا را از میان پره های خود عبور داده و به سمت عقب میراند این کمپرسور دارای یک و یا دو و یا چند طبقه پره میباشد که زاویه های پره ها در طبقه اول زیاد است و به تدریج هر قدر که به سمت محفظه احتراق پیش میرویم زاویه پره ها کم میشود و از سرعت سیال کم شده و به فشار و دمایش افزوده میشود در جداره این کمپرسورها پره های ثابتی وجود دارد که جهت هوای ورودی را از هز طیقه به طبقه بعدی تنظیم میکند . در این نوع از کمپرسورها خطر سکته کمپرسور بسیار کم است . ردیف های ثابت کمپرسور انرژی جنبشی را که توسط پره های متحرک به سیال عامل داده میشود به ازدیاد فشار تبدیل کرده و همچنین جهت سیال را به زاویه ای مناسب برای ورود به ردیف بعدی پره های متحرک تصحیح مینماید هر طبقه کمپرسور شامل یک ردیف پره چرخنده و به دنبال آن یک ردیف پره ثابت میباشد . ولی قبل از ورود سیال به طبقه اول کمپرسور یک ردیف پره ثابت به نام ( پره راهنمای ورودی ) قرار میدهند که جهت سیال را برای ورود به طبقه اول کمپرسور تصحیح مینماید .
کمپرسور شعاعی ( گریز از مرکز):
از این نوع کمپرسور بیشتر در موتورهای قدیمی استفاده میشده است. این نوع از کمپرسور دارای پره های بسته میباشد و هوا را از میان پره های خود عبور نمیدهد بلکه هوا را در جهت شعاع خود به سمت بیرون میراند و هوا پس از برخورد به پخش کننده (دیفیوژر) از سرعتش کاسته شده و به دما و فشارش افزوده میشود . این نوع از کمپرسور شامل دو نوع یک طرفه و دو طرفه میباشد است Allison j-33 درمیان موتورها مجهز به کمپرسور گریز از مرکزکه در آمریکا ساخته شد موتور در زیر کمپرسور نوع شعاعی را مشاهده میکنید .
کمپرسور موتورهای جت
در قسمت پیش گفتم که کمپرسور واحدی در موتور جت است که هوا را فشرده میکند و آنرا به محفظه ی احتراق میفرستد.اکنون قسمت کمپرسور را به طور کامل شرح میدهم.
در حالت کلی سه نوع کمپرسور در موتورهای جت استفاده میشود :
1. کمپرسور گریز از مرکز(Centrifugal)
2. کمپرسور محوری(Axial)
3. کمپرسور ترکیبی محوری-گریز از مرکز

کمپرسور گریز از مرکز
در این نوع کمپرسور هوا از مقابل مکیده شده و به شعاع بزرگتری درجهت عمود بر شفت(محور اصلی) رانده میشود.یک کمپرسور گریز از مرکز در شکل زیر نشان داده شده است.
این کمپرسور بصورت یک مرحله ای و دومرحله ای در موتورها استفاده میشود ودر موتور های استاندارد بعد از این کمپرسور یک قسمت قرار میگیرد که دیفیوژر نام دارد و وظیفه ی آن کاستن سرعت هوا و در بعضی منظم کردن حرکت هوا میباشد.معمولا در تمام کمپرسور هایی که دارای دیفیوژر میباشند دو دیفیوژر قرار میگیرد که یکی در جهت گریز از مرکز و بعدی در جهت افقی قرار میگیرد.چنانچه دارای یک دیفیوژر باشد آن دیفیوژرL شکل خواهد بود(دید از نمای بغل) و طوری روی موتور قرار میگیرد که نیمساز زاویه داخلی آن با شفت زاویه ی ˚45 بسازد.مزایای استفاده از این کمپرسور وزن سبک ؛سادگی وقیمت کم میباشد.

طریقه ی اتصال این نوع کمپرسور در شکل زیر به وضوح مشاهده میشود.البته نوع اتصال دیگری نیز وجود دارد بطوریکه دو کمپرسور از سمت پشت (قسمت بدون پره) به یکدیگر متصل هستند و پرهای آندو مخالف یکدیگر است.

کمپرسور محوری
این نوع کمپرسور از آن جهت که هوا را در جهت محوری فشرده میکند کمپرسور محوری نامیده میشود.کمپرسور محوری در موتورهایی با ؛یک شفت ؛ دو شفت و سه شفت بکار میرود.این بدان معناست که توربین های این نوع کمپرسور ممکن است حرکت جداگانه از یکدیگر داشته باشند و توربینهایی که این کمپرسورها را به حرکت درمی آورند هم از یکدیگر جدا هستند ولی در جهت مخالف یکدیگر گردش نمیکنند(تا جایی که من اطلاع دارم) و دلیلی هم برای گردش مخالف وجود ندارد. در موتورهای چند شفته (1,2,3) درونی ترین شفت مربوط به کمپرسور فشار ضعیف بوده و به همین ترتیب شفت میانی یا بیرونی (در موتور دو شفته) دارای کمپرس فشار متوسط (در موتور سه شفته) ودارای کمپرس فشار قوی (در موتور دو شفته) میباشد.بیرونی ترین شفت هم در موتور سه شفته دارای قویترین فشار میباشد.

معمولا در اکثراین کمپرسورها برای هر چرخ توربین یک کنترل کننده(یا هدایت کننده) هوا که مانند یک چرخ توربین است قرار میدهند و معمولا هم این هدایت کننده ها متحرک میباشد.در این مورد بعدا توضیحاتی به همراه عکس در صفحه قرار میدهم.
مطلب دیگری که در مورد کمپرسور محوری است این است که در این نوع کمپرسور تعداد مراحل توربین زیادی قرار میدهند(نسبت به قدرت) و در صورتی که دارای هدایت کننده ی هوا نباشد با پیش رفتن به مرکز موتور از زاویه ورودی و خروجی نسبت به محور توربین کاسته میشود.از مزایای این کمپرسور قدرت بسیار بالایی است که این کمپرسور دارا میباشد ودر تمام موتورهای جت پر قدرت استفاده میشود.از معایب این کمپرسور میتوان به سنگینی و حساسیت زیاد به عوامل مخرب بیرونی و قیمت بالا برای ساختن آن اشاره کرد.البته از این نوع کمپرسور در موتورهای توربینی کوچک استفاده نمیشود.

کمپرسور ترکیبی(Axial-Centrifugal)
کمپرسور گریز از مرکز در موتورهای جت قدیمی استفاده میشد.بازده کمپرسور گریز از مرکز یک مرحله ای نسبتا کم است اما کمپرسور گریز از مرکز چند مرحله ای بهتر از یک مرحله ای آن است. ولی با کمپرسور محوری برابری نمیکند.بعضی از موتورهای پیشرفته ی توربوپراپ و توربوشفت نتیجه ی مطلوبی از کاربرد ترکیبی این دو نوع کمپرسور کسب کردند مانند PT6 Pratt و Whitney ازکانادا که امروزه خیلی محبوب بازار است.در زیر موتور PT6 Pratt به شکل برش خورده نشان داده شده است.

در اینجا قسمت کمپرسور را به پایان میرسانم و در مطلب بعدی در باره ی محفظه ی احتراق توضیح خواهم نوشت.در صورت داشتن هر گونه سوال در مورد کمپرسور و سایر قسمت های موتورهای توربینی وجت من در خدمت شما هستم .

نوشته شده توسط مهندس ایمان نامدارصحت

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: سایت رسیک]

[مشاهده در: www.ri3k.eu]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 839]