Центробежные компрессоры с схемами

Центробежным называют радиальный компрессор, в котором поток газа во вращающихся решетках лопаток направлен от центра к периферии.

Центробежный компрессор относится к классу динамических лопастных машин, которые называют турбокомпрессорами.

Видео:Как работает центробежный газовый компрессорСкачать

Типы центробежных компрессоров

В зависимости от особенностей конструкции можно выделить несколько разновидностей центробежных компрессоров.

• с полуоткрытым рабочим колесом
• с закрытым рабочим колесом

По типу отводящего аппарата:

• с лопаточным диффузором
• с безлопаточным диффузором

Одноступенчатый центробежный компрессор

Схема одноступенчатого центробежного компрессора авиационного типа показана на рисунке.

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

На рисунке показана 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.

Читайте также: Как проверить работу компрессора мерседес

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.

Видео:Пятиступенчатые центробежные компрессоры Dresser RandСкачать

Применение центробежных турбокомпрессоров

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

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Многоступенчатый центробежный компрессор

Видео:Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

Назначение

Центробежные компрессоры относятся к динамическим компрессорам. В них давление повышается при непрерывном движении газа через проточную часть машины. Повышение происходит за счет энергии, которую сообщают газу лопатки вращающегося ротора.

Многоступенчатый центробежный компрессор. На установке производства водорода, используется многоступенчатый центробежный компрессор. Данный агрегат предназначен для непрерывной подачи природного газа в технологический процесс.

Рис.1 – Многоступенчатый центробежный компрессор

Видео:Как работает торцевое уплотнение? / Центробежный насосСкачать

Конструкция

Структура компрессора. Корпус компрессора состоит из двух частей с горизонтальной плоскостью разъема. Обе части корпуса имеют фланцы, которые стягиваются болтами для обеспечения герметизации. Подняв верхнюю часть корпуса, можно получить доступ ко всем внутренним элементам компрессора. В корпусе размещены также диффузоры и обратные направляющие аппарата.

Ротор. Наиболее важной частью центробежного компрессора является ротор. Он состоит из вала, на котором установлены рабочие колеса. Ротор вращается в подшипниках, установленных в корпусе.

Рабочее колесо состоит из заднего и переднего дисков. Между дисками установлены лопасти, отогнутые от радиального направления в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса.

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Принцип работы

Принцип работы центробежного компрессора. При вращении колеса газ, находящийся между лопатками, получает вращательные движения. Под действием центробежной силы газ перемещается к периферийной зоне колеса. Затем газ попадает в диффузор, площадь которого возрастает с увеличением радиуса. Скорость газа снижается, а давление увеличивается. Направляющие лопатки предназначены для повышения эффективности работы диффузора по превращению кинетической энергии в потенциальную.

Читайте также: Аквариум компрессор не качает воздуха

При вращении рабочего колеса давление газа в зонах, расположенных у оси вращения, уменьшается, по сравнению с давлением во всасывающем трубопроводе. За счет чего образуется непрерывный поток, перемещающийся через проточную часть колеса.

Рис.5 – перемещение газа внутри компрессора

Колесо вместе с диффузором образует одну ступень компрессора.

Увеличение степени сжатия компрессора. Чтобы увеличить степень сжатия используют несколько ступеней. Конструктивно это обеспечивается установкой на одном валу нескольких рабочих колес, располагаемых в одном корпусе. В этом случае газ поступает в следующую ступень по каналам, образованным лопатками направляющего аппарата. Степень сжатия центробежного компрессора равна произведению его отдельных ступеней.

Осевое давление. Давление газа на стороне нагнетания рабочего колеса всегда больше, чем на всасывающей стороне. Данная характеристика образует осевое давление в направлении всасывающего патрубка компрессора. Для уравновешивания осевого давления на валу устанавливают разгрузочный барабан, со стороны нагнетания рабочего колеса.

Рис.6 – разгрузочный барабан

Муфты. Для присоединения вала компрессора к приводу используют упругие муфты, такие муфты разгружают вал компрессора от возможных изгибающих моментов. Кроме того муфты препятствуют распространению вибраций.

Турбина. Приводом компрессора является турбина, работающая на паре высокого давления. В качестве носителя энергии используется пар, производимый в парогенераторе, непосредственно на самой установке производства водорода. Поток водяного пара поступает через направляющие аппараты на лопатки, закрепленные по окружности ротора. Воздействуя на них, пар приводит ротор во вращение.

Применение парового турбопривода экономически обосновано, т.к. позволяет минимизировать затраты электроэнергии на установке в целом.

Видео:Центробежные компрессоры SeAH в РоссииСкачать

8.1 Центробежные компрессоры. Схема устройства и принцип действия

На рис. 8.1 изображена принципиальная схема устройства центробежного компрессора. Воздух поступает из атмосферы во входное устройство 1 и далее перетекает в рабочее колесо 4, диффузор 3 и воздухосборник (улитку) 2. Рабочее колесо закреплено на валу турбины 5.

Входное устройство предназначено для формирования потока воздуха с тем, чтобы он поступал в рабочее колесо равномерно и с минимальными потерями. Для придания потоку воздуха необходимого направления и повышения его скорости в конструкции компрессора предусматривается неподвижный или вращающийся направляющий аппарат.

На рис. 8.2 показан характер изменения давления р, температуры Т и скорости с воздуха в проточной части компрессора. Во входном устройстве 1 давление уменьшается от р₀ до р₁, температура — от Т_о до Т₁ а скорость возрастает от с₀ до с₁. Уменьшение давления и температуры воздуха перед входом в рабочее колесо 2 является следствием повышения скорости во входном устройстве

Читайте также: Замена подшипника компрессора кондиционера митсубиси каризма

Соответственно уменьшается удельный вес воздуха

Рабочее колесо центробежного компрессора представляет собой крыльчатку с радиальными или криволинейными лопатками. Воздух вращается вместе с колесом и, перетекая под действием центробежных сил в направлении от центра к периферии, сжимается до давления р₂. При этом возрастают температура и скорость воздуха. Энергия, подведенная к рабочему колесу компрессора, расходуется на повышение давления и кинетической энергии воздуха и на преодоление потерь, неизбежно возникающих при работе компрессора.

Рабочие колеса бывают открытыми, закрытыми и полузакрытыми (рис. 8.3). У открытого колеса (а) межлопаточный канал с торцов ограничивается стенками корпуса компрессора, а само колесо состоит из радиальных лопаток и втулки. Большие гидравлические потери ограничивают применение открытых колес, несмотря на простоту их конструкции.

У закрытых колес (б) лопатки ограничены с торцов стенками, передняя из которых имеет отверстия для входа воздуха. Преимущества закрытых колес — минимальные гидравлические потери и высокий к.п.д. Недостатки: сложность изготовления и ограниченные, по сравнению с открытыми колесами, окружные скорости.

Полузакрытые колеса (в) имеют одну торцовую стенку с лопатками, обладающими достаточно высокой жесткостью и прочностью. Гидравлические потери в полузакрытых колесах меньше, чем в открытых, но больше, чем в закрытых. Лопатки рабочего колеса выполняются радиальными (рис. 8.4) и криволинейными, с передними торцами, загнутыми вперед (по направлению вращения) и назад (против направления вращения). Лопатки, загнутые по направлению вращения, позволяют обеспечить безударный вход, уменьшить потери в рабочем колесе и увеличить к.п.д. Радиальные лопатки позволяют получить высокие значения напора и к.п.д., весьма просты в изготовлении и потому широко применяются в наддувочных компрессорах.

Диффузор представляет собой расширяющийся канал. Так как площадь сечения диффузора на выходе больше, чем на входе, то при перетекании воздуха скорость уменьшается от с₂ до с₃, а давление и температура возрастают соответственно от р₂ до р₃ и от Т₂ до Т₃. Следовательно, в диффузоре происходит преобразование части кинетической энергии воздушного потока в работу сжатия. Диффузоры выполняются щелевыми и лопаточными. Установка лопаточного диффузора позволяет более эффективно использовать кинетическую энергию для повышения давления, уменьшить потери на трение и увеличить к.п.д. компрессора. Лопаточный диффузор представляет собой круговую решетку из профилированных лопаток (см. рис. 8.8). Обычно вследствие уменьшения скорости сжатие продолжается также в улитке, где воздух собирается и направляется во впускной коллектор двигателя.

Отношение давления воздуха на выходе из компрессора р_к к давлению p₁ перед рабочим колесом называется степенью повышения давления в компрессоре . Одноступенчатый центробежный компрессор позволяет получитьдо 3,5÷4, и расход воздуха до 5м 3 /сек: При необходимости обеспечить более высокие степени повышения давления применяют двухступенчатые компрессоры.

• 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/tsentrobezhnye-kompressory-s-shemami

  🎦 Видео

  Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать

  

  Центробежный компрессорСкачать

  

  Как работает центробежный насос? Основные типы конструкций центробежных насосовСкачать

  

  Все о компрессорахСкачать

  

  Суперчарджер. Приводной компрессор | Science Garage На РусскомСкачать

  

  Как работаетй осевой компрессор или вентиляторСкачать

  

  Загадки центробежного насосаСкачать

  

  Компрессор центробежный, конструкция (Павлов)Скачать

  

  Поршневой компрессорСкачать

  

  Схема работы компрессора Atlas CopcoСкачать

  

  Учебный фильм "Трубопроводный транспорт газа" - Часть 2Скачать

  

  Центробежные компрессоры Danfoss Turbocor: комфорт и энергосбережениеСкачать

  

  Производство центробежных компрессоров DENAIRСкачать