Чем отличается осевой компрессор от центробежного компрессора

Современные ТРД с осевым компрессором имеют лучшую экономичность, чем двигатели с центробежными компрес­сорами.

Уменьшение удельного расхода топлива в двигателях с осевыми компрессорами объясняется тем, что осевой ком­прессор дает высокую степень сжатия воздуха и имеет более высокий коэффициент полезного действия, чем центробежный компрессор.

Двигатели с осевыми компрессорами имеют меньший удельный вес, чем двигатели с центробежными компрессо­рами.

Это объясняется большим расходом воздуха через еди­ницу площади поперечного сечения. Площадь для прохода воздуха у осевого компрессора составляет 70 — 80% от пло­щади поперечного сечения, а у центробежного компрессора только около 30%.

Кроме этого, воздух, входящий в осевой компрессор, имеет большие скорости движения — до 200 м/сек вместо 120 — 140 м/сек у центробежного компрессора, что также уве­личивает секундный расход воздуха через компрессор.

Недостатками осевого компрессора по сравнению с цен­тробежным являются:

— большая склонность к неустойчивой работе, что усложняет эксплуатацию ТРД с осевыми компрессорами:

— большая возможность вибрации (колебания) лопаток:

— возможность поломки лопаток, изготавливаемых из алюминиевых сплавов, пр.и попадании в нагнетатель песка, снега, льда;

— большая сложность осевого компрессора в производ­стве;

— меньшая боевая живучесть; попадание осколка сна­ряда выводит осевой компрессор из строя.

Видео:Как работаетй осевой компрессор или вентиляторСкачать

2. Процесс сгорания понятие о сгорании

Тепловая энергия выделяется в результате реакции горе­ния (сгорания) топлива, т. е. соединения топлива с кисло­родом воздуха. Реакция сгорания топлива протекает между парами топлива и кислородом воздуха. Топливо, прежде чем сгореть, должно перейти в газообразное состояние — испа­риться, хотя происходит горение и с поверхности капелек топлива.

В турбореактивном двигателе сгорание топлива происхо­дит в камерах сгорания в потоке сжатого и нагретого воздуха, подаваемого компрессором. Обычно топливо состоит из жид­ких углеводородов, т. е. из соединений углерода и водорода.

Рассмотрим сгорание водорода. Реакция сгорания водо­рода протекает так:

Но такое протекание реакции маловероятно, так как должны одновременно встретиться, столкнуться три моле­кулы.

Более вероятно, что под действием постороннего источ­ника энергии (электрическая искра, факел пламени, луч света) молекула водорода распадается на два активных атома, которые и вступают в реакцию. Будем обозначать активные атомы + сверху. Тогда цепь реакции сгорания можно представить так, как изображено на рис. 21.

Активный атом водорода Н + , обладающий избыткам энергии, сталкивается с молекулой кислорода О₂. В результате образуются: активная группа ОН + и активный атом кисло­рода О + .

Группа ОН + при встрече с молекулой водорода Н₂ обра­зует молекулу воды и активный атом водорода Н + .

Активный атом кислорода О + встречается с молекулой водорода, образует еще одну активную группу ОН + и активный атом водорода Н + .

Рис. 21. Схема цепной реакции горения водорода

Получается цепь реакции, идущая или до конца, пока не сгорят все молекулы топлива, или до обрыва цепи.

Обрыв цепи — это столкновение активного атома с инерт­ной молекулой азота или встреча (удар) со стенкой камеры сгорания.

Реакция сгорания обязательно начинается от посторон­него источника энергии. Горючую смесь надо поджечь. Этим посторонним источником энергии в турбореактивном двига­теле является мощная электрическая искра. В дальнейшем смесь топлива с воздухом воспламеняется от факела пла­мени.

При низких температурах реакция окисления идет медленно — много тепла уходит в окружающую среду и мало на активацию молекул.

С ростом температуры и давления реакция окисления протекает очень быстро с большим выделением тепла и рез­ким повышением температуры.

Читайте также: Примочка для электрогитары компрессор

Реакция сгорания сопровождается бурным выделением тепла, процесс сгорания становится видимым — молекулы продуктов сгорания излучают световые и тепловые лучи. При сгорании изменяются параметры газа — резко повышается его температура, увеличивается удельный объем (газ расши­ряется), изменяется скорость движения.

Сгорание топлива может быть полное и неполное.

При полном сгорании выделяется наибольшее количество тепла и получаются такие продукты сгорании, который неспособны к дальнейшему соединению с кисло­родом.

При полном сгорании углерода (С) образуется углекислый газ:

Углекислый газ не горит, горение не поддерживает. При сгорании водорода образуются пары воды, которые, как известно, горение не поддерживают.

При неполном сгорании топлива выделяется не все тепло топлива, и образуются продукты сгорания, способ­ные к дальнейшему соединению с кислородом, — они могут еще гореть и выделять тепло, но часто они пропадают без использования.

При неполном сгорании углерода образуется окись угле­рода:

Окись углерода или угарный газ способен гореть (соеди­няться с кислородом), при этом будет выделяться тепло и образовываться углекислый газ. Неполное сгорание указы­вает, что в двигателе топливо используется не полностью.

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Какие бывают виды компрессоров

Компрессор является агрегатом для сжатия и перемещения различных газов, в том числе и воздуха, на различные приборы и пневмоинструменты. Компрессорную технику широко применяют в промышленности, строительстве, медицине и т.д. Существующие виды компрессоров и их классификация определяют критерии эксплуатации данного оборудования.

Видео:Как работает центробежный газовый компрессорСкачать

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.

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

Видео:Все о компрессорахСкачать

Виды объемных компрессоров

Компрессорное оборудование объемного типа подразделяется на 3 группы:

Мембранные

Имеют в рабочей камере эластичную мембрану, как правило, полимерную. Благодаря возвратно-поступательным движениям поршня мембрана выгибается в разные стороны. В результате движений мембраны объем рабочей камеры меняется. Клапаны в зависимости от положения мембраны либо впускают воздух в камеру, либо выпускают.

Приходить в движение мембрана может от пневматического, мембранно-поршневого, электрического или механического привода.

Важно! В мембранных аппаратах воздух или газ в процессе перемещения через рабочую камеру не контактирует с другими узлами агрегата (кроме мембраны и корпуса). Благодаря этому на выходе получают газ высокой степени чистоты.

Поршневые

Благодаря наличию кривошипно-шатунного механизма поршень совершает возвратно-поступательные движения в рабочей камере, отчего ее объем то уменьшается, то увеличивается.

Поршневые компрессоры имеют установленные на рабочей камере односторонние клапаны, перекрывающие движение воздуха в обратном направлении. Несмотря на хорошую производительность, поршневые аппараты имеют и недостатки: достаточно высокий уровень шума и заметная вибрация.

Роторные

В роторных компрессорах сжатие воздуха происходит вращающимися элементами — роторами. Каждый элемент в зависимости длины и шага винта имеет постоянное значение сжатия, которое также зависит и от формы отверстия для выхода газа.

В таких компрессорах клапаны не устанавливаются. Также конструкция агрегата не содержит узлов, способных вызвать разбалансировку. Благодаря этому он может работать с высокой скоростью вращения ротора. При такой конструкции аппарата величина потока газа достигает высоких значений при небольших габаритах самого компрессора.

Роторные компрессоры подразделяются на несколько подвидов.

Читайте также: После замены компрессора кондиционера не включается муфта компрессора

Безмасляные

Имеют ассиметричный профиль винта, повышающий КПД агрегата благодаря уменьшению утечек при сжатии газа. Для обеспечения синхронного встречного вращения роторов применяют внешнюю зубчатую передачу. Во время работы роторы не соприкасаются, и смазка им не требуется, поэтому выходящий из агрегата воздух не имеет никаких примесей. Для уменьшения внутренних утечек детали агрегата и корпус изготавливаются с высокой точностью. Также безмасляные аппараты могут быть многоступенчатыми, чтобы убрать разность температур воздуха на входе и выходе аппарата, которая ограничивает повышение давления.

Винтовые

Состоят из одного или нескольких винтов, которые находятся в зацеплении, установленных в герметичном корпусе.

Рабочее пространство создается между корпусом и винтами при их вращении. Данный вид компрессоров отличается хорошей производительностью и беспрерывной подачей воздуха. Для снижения трения между входящими в зацеп винтами, которое увеличивает износ деталей, применяется смазка. Если требуется получить сжатый воздух (газ) без примесей смазочных материалов, то применяются безмасляные винтовые аппараты. В последних, чтобы уменьшить силу трения, подвижные детали изготавливаются из антифрикционных материалов.

Зубчатые

Данные компрессоры еще называют шестеренчатыми, поскольку их главными деталями являются шестерни. Они при работе вращаются в противоположных направлениях, создавая между зубьями и стенками корпуса рабочую камеру.

При вхождении зубьев в зацепление на стороне выходного отверстия агрегата происходит уменьшение объема камеры, вследствие чего воздух под давлением выходит через патрубок. Компрессоры данного типа нашли широкое применение в ситуациях, когда не требуется подача воздуха или газа под высоким давлением.

Спиральные

Это разновидность безмасляных компрессоров роторного типа. Спиральные аппараты также сжимают газ в объеме, который уменьшается постепенно.

Главными элементами данного аппарата являются спирали. Одна спираль закреплена неподвижно в копрусе устройства. Другая подвижная, соединена с приводом. Сдвиг по фазе между спиралями равняется 180°, благодаря чему происходит образование воздушных полостей с изменяемым объемом.

Роторно-пластинчатые

Пластинчатый компрессор имеет ротор с прорезанными пазами. В них вставлено определенное количество подвижных пластин. Как видно из рисунка, приведенного ниже, ось ротора с осью корпуса не совпадает.

Пластины при вращении ротора перемещаются центробежной силой от его центра к периферии и прижимаются к внутренней поверхности корпуса. В результате происходит непрерывное создание рабочих камер, ограниченных соседними пластинами и корпусами ротора и аппарата. За счет смещенных осей изменяется объем рабочих камер.

Жидкостно-кольцевые

В данных агрегатах используюется вспомогательная жидкость. В статически закрепленном корпусе аппарата устанавливается ротор с пластинами.

Конструкционные особенности данного аппарата – это смещенные оси ротора и корпуса относительно друг друга. В корпус заливается жидкость, которая принимает форму кольца, прижимаясь к стенкам аппарата вследствие отбрасывания ее лопастями ротора. При этом происходит ограничение рабочего пространства, наполненного газом, между жидкостным кольцом, корпусом и лопатками ротора. Объем рабочих камер изменяется посредством вращающегося ротора со смещенной осью.

Важно! Чтобы перекачиваемый газ не уносил с собой частички жидкости, в жидкостно-кольцевых аппаратах устанавливают узел сепарации, отсекающий влагу из воздуха. Также на устройствах данного типа устанавливается система, обеспечивающая подпитку рабочей камеры вспомогательной жидкостью.

Видео:Центробежные компрессоры SeAH в РоссииСкачать

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.

Читайте также: Расчет времени работы компрессора

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.

Видео:Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать

Классификация компрессоров по другим параметрам

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

1. 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.
2. Система охлаждения. Аппараты бывают с жидкостным и воздушным охлаждением или вообще без него.
3. 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.
4. 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.
5. Производительность. Указывается в единицах объема за определенных промежуток времени (м 3 /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 м 3 /мин; средняя – от 10 до 100 м 3 /мин; большая – свыше 100 м 3 /мин.

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

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chem-otlichaetsya-osevoy-kompressor-ot-tsentrobezhnogo-kompressora

  🌟 Видео

  Видеоурок "Классификация компрессоров"Скачать

  

  Пятиступенчатые центробежные компрессоры Dresser RandСкачать

  

  Пуск и эксплуатация компрессоровСкачать

  

  Производство центробежных компрессоров DENAIRСкачать

  

  Лекция 3 Основы рабочего процесса ВРД. Часть 1 Работа ступени осевого компрессораСкачать

  

  Как работает торцевое уплотнение? / Центробежный насосСкачать

  

  Курс ""Турбомашины" Глава 3.2 Рабочий процесс центробежного компрессора. ч. 1 (лектор Батурин О.В.)Скачать

  

  Рабочий процесс в осевой ступени турбиныСкачать

  

  Учебный фильм "Трубопроводный транспорт газа" - Часть 2Скачать

  

  Центробежный компрессорСкачать

  

  Рабочий процесс в осевой ступени турбиныСкачать

  

  Как работает центробежный насос? Основные типы конструкций центробежных насосовСкачать

  

  Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

  

  Осевой насос - устройство и принцип работыСкачать