کمپرسور سانتریفیوژ هوا چیست؟

کمپرسورها (Compressor) یا متراکم کننده ها به عنوان یکی از ابزارهای بسیار کاربردی شناخته می شوند که در اکثر صنایع بزرگ و کوچک کاربردهای متعددی دارند. این وسیله ها در حقیقت وظیفه فشرده سازی انواع سیالات خصوصا هوا را بر عهده دارند. در اصل این ابزارها به کمک انرژی الکتریکی هوا را به داخل خود مکیده و سپس آن را فشرده می کنند و با فشار بسیار زیاد خارج می کنند. امروزه انواع کمپرسورهای هوا در دسترس کاربران و اپراتورها هستند و هرکدام از آنها دارای قابلیت ها و ویژگی های منحصر به فردی هستند. در ادامه این مطلب از پارس وکیوم به بررسی کمپرسور سانتریفیوژ هوا یا گریز از مرکز، انواع و مزایای آن پرداخته خواهد شد.

انواع کمپرسورها

همانطور که گفته شد می‌توان کمپرسورها را بر اساس فاکتورهای مختلفی تقسیم‌بندی کرد. یکی از مهم ترین و رایج ترین فاکتورهای طبقه بندی کمپرسور هوا نحوه انتقال انرژی از کمپرسور به سیال است. بر این اساس کمپرسورها به دو دسته کمپرسور دینامیکی و کمپرسورهای جابجایی مثبت تقسیم می شوند. در کمپرسورهای دینامیکی انتقال انرژی به سیالات به صورت دایمی است و خود به دو دسته جریان شعاعی (Centrifugal) و جریان محوری (Axial) تقسیم می شوند. کمپرسورهای دینامیک معمولا در فشارهای با نرخ پایین و دبی‌ های بالا استفاده می شوند. کمپرسورهای شعاعی معمولا کمپرسورهای گریز از مرکز یا سانتریفیوژی نامیده می‌ شوند. این کمپرسورها برخلاف کمپرسورهای جابجایی که با جریان ثابت کار می ‌کنند، با فشار ثابتی کار می‌ کنند و عملکرد آنها تحت تأثیر شرایط بیرونی است.

پیشنهاد مطالعه: ما در یک مقاله به موضوع انواع کمپرسور گریز از مرکز پرداختیم که می توایند آن را مطالعه کنید.

کمپرسور سانتریفیوژ هوا

همانطور که گفته شد مهم ترین و اصلی ترین ویژگی کمپرسور سانتریفیوژ هوا (Centrifugal Compressor) جریان رانش شعاعی آن است. هوا در این کمپرسور با استفاده از پره‌ های شعاعی وارد مرکز پروانه دواری شده و به وسیله نیروی گریز از مرکز به سوی محیط پروانه دوار به بیرون پرتاب می‌ شود. قبل از آنکه هوا به مرکز پروانه بعدی رانده شود باید از یک پخش کننده و یک محفظه حلزونی عبور کند. در این محفظه انرژی جنبشی به فشار استاتیک تبدیل می شود. در این کمپرسور نسبت فشار هر مرحله تعیین کننده نسبت فشار کلی دستگاه است و بعد از هر پروانه سرعت هوا افزایش چشمگیری خواهد داشت.
در حقیقت این کمپرسور به روش افزایش انرژی جنبشی گاز خنک که به وسیله پره های دوار صورت می پذیرد فشار و دمای سیال را افزایش می دهد. این نوع از کمپرسورها با توجه به دور بالایی که دارند می توانند هوای فشرده یکنواخت و مداومی را تولید کنند و باعث ایجاد شوک در شبکه مصرف نمی شوند.
کمپرسورهای گریز از مرکز هوا معمولا به صورت 1 تا 4 مرحله ای طراحی و ساخته می شوند و با استفاده از علم ترمودینامیک و خواص گازها در تبدیل سرعت و فشار به همدیگر، می توانند هوایی کاملا فشرده با دبی بسیار زیاد تولید کنند. از آنجایی که جریان هوا در این کمپرسورها دائمی و همیشگی است هیچگونه افت فشار ناگهانی در آنها وجود نخواهد داشت و راندمان بسیار بالایی دارند.

پیشنهاد مطالعه: اگر با انواع کمپرسور هوا به طور کامل آشنایی ندارید، می‌توانید مقاله «انواع کمپرسورهای هوا و ویژگی‌ آن ها« را مطالعه کنید تا به طور کامل یا این ابزار صنعتی آشنا شوید.

اجزای کمپرسور سانتریفیوژ

به صورت کلی یک کمپرسور سانتریفیوژ یا گریز از 4 قسمت اصلی منفذ ورودی، روتور یا پروانه، دیفیوزر و کلکتور تشکیل شده است.

• ورودی لوله ای است که شامل شیر، تیغه یا همان ایرفویل و بعضی ادوات اندازه‌گیری فشار و دما است.
• پروانه قسمت اصلی کمپرسور است که با حرکت خود باعث افزایش انرژی گاز می شود و هرچه شعاع آن بیشتر باشد انرژی بیشتر خواهد شد. ایمپلرها(impeller) دارای انواع مختلفی مانند ایمپلر باز، بسته و ایمپلر شرادد (shrouded ) هستند و می توانند با جداکننده یا بدون جداکننده باشند.
• دیفیوز که محل فشرده سازی گاز است. به عبارت بهتر انرژی جنبشی گاز که به وسیله ایمپلر افزایش یافته به فشار استاتیک تبدیل می ‌شود.. دیفیوزرها نیز دارای انواع مختلفی همچون پره‌دار، بدون پره و ترکیبی هستند.
• قسمت نهایی کمپرسور سانتریفیوژ کلکتور است که می‌تواند طراحی‌های مختلفی داشته باشد و هدف آن جمع‌آوری گاز خروجی از دیفیوزر است که به وسیله لوله ‌ای به سیکل بر می‌گردد تا به سمت کندانسور جریان یابد.

مزایای کمپرسور سانتریفیوژ هوا

همانطور که گفته شد هر کدام از کمپرسورهای هوا دارای مزیت ها و معایب خاص خود هستند و می توانند در صنایع مختلف کاربرد داشته باشند. از مهم ترین مزیت های کمپرسور گریز از مرکز هوا می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• این کمپرسور می تواند هوای فشرده کاملا خشک و بدون روغنی تولید کند.
• نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارد و بازه زمانی بین هر مرحله تعمیر و نگهداری طولانی می باشد.
• این کمپرسورها در مقایسه با کمپرسور اسکرو هزینه تجهیزات بسیار کمتری دارد.
• کمپرسور سانتریفیوژ هوا می تواند برای صنایعی که به حجم هوای بسیار زیادی نیاز دارند بهترین گزینه باشد
• میزان سر و صدایی این کمپرسورها بسیار کم است و راندمان مناسبی دارند.

کاربردهای کمپرسور سانتریفیوژ هوا

به صورت کلی کمپرسورهای گریز از مرکز هوا کاربردهای متعددی در صنایع مختلف دارند. از مهم ترین کاربردهای این کمپرسورها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

کمپرسور سانتریفیوژ در صنایع نیروگاهی

از مهم ترین کاربردهای کمپرسور سانتریفیوژ هوا می توان به نقش آن در صنعت برق اشاره کرد. همچنین این کمپرسورها در صنایعی همچون برق آبی، گاز، هسته ای، زمین گرمایی و خورشیدی کاربردهای مختلفی دارند. منبع تامین نیروگاه ها گاز طبیعی است و برای اینکه احتراق ابتدایی انجام شود باید هوا فشرده گردد و از احتراق توربین های گاز به حرکت دارد به همین این کمپروسورها می توانند در این صنایع کاربرد ویژه ای داشته باشند.

پیشنهاد مطالعه: برای آشنایی با «کمپرسور هوای فشرده با کانال جانبی» مقاله مربوط به آن را مطالعه کنید.

کمپرسور سانتریفیوژ در صنایع هوایی

موتور هواپیماهای کوچک به شکل دورانی می باشد و یکی از مهم ترین قطعات به کار رفته در هواپیما نیروی پیشران برای به حرکت در آوردن آن است و به همین دلیل است که از موتور جت استفاده می شود چرا که این موتور ابتدا هوا را به داخل کشیده و با استفاده از تزریق سوخت آن را با هوا مخلوط کرده و در نهایت باعث احتراق آن می شود. این عمل دقیقا مانند کمپرسور سانتریفیوژ هوا است. انتهای این محصول که به آن نازل گفته می شود نیروی پیشران لازم برای هواپیما را تامین می کند. توربین کوچک توسط مخلوطی از سوخت و هوا به حرکت درمی آید. این نیرو می تواند شفت را در کمپرسور به گردش درآورد و کمپرسور سانتریفیوژ در جلوی آن قرار می گیرد.

کمپرسور سانتریفیوژ در صنایع خودرو

چنانچه هوای وارد شده به موتور خودرو فشرده باشد می تواند نیروی لازم را به شدت افزایش دهد. برای این فشرده سازی از سوپرشارژر و توربوشارژر استفاده می شود که مانند یک کمپرسور سانتریفیوژ عمل می کنند و نیروی خود را از گازهای خروجی خودرو می گیرند.

پیشنهاد: از محصولات پر استفاده‌ای که عموما مورد استقبال مشتریان ما قرار می‌گیرد، بلوئر است. این محصول کاربردی به دلیل، مصارف گوناگونی که دارد، در صنایع کوچک و بزرگ استفاده می‌شود. برای خرید انواع بلوئر هوا با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

جمع بندی نهایی

کمپرسور سانتریفیوژ هوا از جمله کمپرسورهای دینامیکی با جریان شعاعی است که با استفاده از پره‌ های شعاعی هوا را وارد مرکز پروانه دواری کرده و به وسیله نیروی گریز از مرکز به سوی محیط پروانه دوار خارج پرتاب می کند. این کمپرسورها از لحاظ مراحل کاری به دو نوع یک مرحله ای و چند مرحله ای و از لحاظ سیستم روغن کاری به انواع ریزشی، تحت فشار و بدون روغن تقسیم بندی می‌شوند. این کمپرسور به واسطه ویژگی ها و قابلیت های منحصر به فردی که دارد کاربردهای متعددی در صنایع نیروگاهی، صنایع هوایی و صنایع خودروسازی دارد