کمپرسور چیست؟ همه چیز درباره کمپرسور | کاربردهای کمپرسور و انواع آن

کمپرسور یا متراکم کننده که نام لاتین آن Compressor می باشد. دستگاهی مکانیکی است که در اکثر لوازم خانگی مانند یخچال، کولرگازی، لباسشویی و .. استفاده میشود. در ادامه به بررسی کمپرسور و انواع آن می پردازیم

کمپرسور چیست ؟

کُمپرِسور یا متراکم‌کننده (به انگلیسی: Compressor) یک دستگاه مکانیکی است که با کاهش حجم گازها، فشار آنها را افزایش می‌دهد. در برخی دستگاه‌ها و ماشین‌آلات، کمپرسورها هوا را فشرده کرده و به قسمت احتراق می‌فرستند.
از کمپرسورها برای فشرده‌کردن گازها استفاده می‌شود. در حقیقت کمپرسورها با صرف انرژی مکانیکی، سیال را با سرعت به درون خود مکیده، آن را فشرده می‌کنند. در اثر این عملیات، دمای گازی که فشرده می‌شود نیز افزایش می‌یابد. معمولاً گاز پرفشار خروجی از کمپرسورها را از یک سیستم خنک‌کننده عبور می‌دهند تا دمای گاز کاهش یابد. انواع گوناگونی از کمپرسور وجود دارد که برای مصارف صنعتی و عمومی طراحی شده‌اند. کمپرسور هوا گونه ای از کمپرسورها می‌باشد.
ویکیپدیا

کمپرسورها دارای انواع مختلفی هستند. و به شکل های مختلف نیز دسته بندی میشوند. یکی از رایج ترین دسته بندی ها که بر پایه نحوه انتقال انرژی از کمپرسور به سیال صورت میگیرد کمپرسور را به دو دسته کلی تقسیم بندی میکند که عبارتند از

کمپرسور دینامیک Dynamic
کمپرسور با جابجایی مثبت Positive displacement

در کمپرسورهای نوع داینامیگ انتقال انرژی به سیال به‌طور دایمی می باشد.

انواع کمپرسور داینامیک

کمپرسور گریز از مرکز (Centrifugal)
کمپرسور جریان محوری (Axial)

از کمپرسورهای دینامیک در فشارهای پایین و دِبی‌های بالا استفاده می‌شود.

در کمپرسورهای جابجایی مثبت انتقال انرژی به سیال به صورت متناوب صورت می‌پذیرد.

انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت

کمپرسو رفت و برگشتی (Reciprocating) یا پیستونی
کمپرسور دورانی (Rotary) یا روتاری

قدرت تراکم این کمپرسورها نسبت به نوع دینامیک بیشتر است. البته دبی این کمپرسورها به مراتب کمتر از نوع دینامیک می‌باشد.

نیروی محرکه کمپرسورها بسته به قدرت آن‌ها می‌تواند

الکتروموتور (برقی)
موتور دیزلی (Diesel Engine)
ژنراتور (انواع توربین‌ها) باشد.

اگر شما ساکن کرج هستید حتما تعمیر کمپرسور کولر گازی در کرج را مطالعه کنید

کمپرسور دینامیکی

این نوع در دو طرح جریان محوری و جریان شعاعی موجود می باشد.

طرح‌های محوری غالباً کمپرسورهای توربینی یا کمپرسورهای توربینی شعاعی نامیده می‌شوند

طرح‌های شعاعی غالباً کمپرسورهای گریز از مرکز نامیده می‌شوند.

برخلاف کمپرسورهای جابجایی مثبت که با جریان ثابت کار می‌کنند، کمپرسورهای دینامیک با فشار ثابتی کار می‌کنند. عملکرد کمپرسور دینامیک تحت تأثیر شرایط بیرونی قرار دارد، از جمله، ایجاد تغییری جزئی در فشار ورودی باعث تغییر زیادی در ظرفیت می‌شود.

کمپرسورهای گریز از مرکز تک مرحله ای

از جمله ویژگی‌های کمپرسور گریز از مرکز، جریان رانش شعاعی آن است.

گاز با استفاده از پره‌های شعاعی وارد مرکز چرخ پروانه می‌شود و توسط نیروهای گریز از مرکز به سوی محیط چرخ پروانه به بیرون پرتاب می‌شود.

قبل از اینکه گاز به مرکز چرخ پروانه بعدی رانده شود، از یک پخش کننده (Diffuser) و یک محفظه حلزونی (Volute) عبور می‌کند، که در این محفظه انرژی جنبشی به فشار استاتیک تبدیل می‌شود.

نسبت فشار هر مرحله، نسبت فشار کلی کمپرسور را مشخص می‌کند.

همچنین بعد از هر چرخ پروانه سرعت گاز به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد.

دمای هوا در قسمت ورودی هر یک از مراحل نقش مهمی در مقتضیات توان کمپرسور دارد و به همین دلیل است که خنک کاری بین مراحل نیاز می‌شود.

کمپرسورهای گریز از مرکز با بیش از ۶ مرحله و فشاری تا ۲۵ بار نیز وجود دارند.

چرخ پروانه می‌تواند دارای طرح باز یا بسته باشد.

طرح باز در کاربردهای هوا رایج تر است. از طرح باز در کمپرسورهای گاز نیز استفاده می‌شود.

پروانه دوار معمولاً از آلیاژ فولاد ضدزنگ یا آلومینیوم ساخته می‌شود.

سرعت این کمپرسور در مقایسه با کمپرسورهای دیگر خیلی بالا است، حدود ۱۵۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ دور بر دقیقه کاملاً رایج می‌باشد.

کمپرسور محوری

یک کمپرسور محوری (Axial compressors) دارای جریان محوری است به این شکل که هوا یا گاز از میان ردیف‌هایی از پره‌های ثابت و متحرک در امتداد محور گردان کمپرسور عبور می‌کنند. بدین ترتیب سرعت هوا به تدریج هم‌زمان با اینکه پره‌های ثابت انرژی جنبشی را به فشار تبدیل می‌کنند، افزایش می‌یابد.

پایین‌ترین میزان جریان حجمی در چنین کمپرسوری حدود ۱۵/s است.

معمولاً یک استوانه متعادل‌کننده‌ای در کمپرسور تعبیه می‌شود، تا نیروی فشار محوری را متعادل سازد.

مقایسه کمپرسور محوری با گریز از مرکز

کمپرسورهای محوری به‌طور کلی از کمپرسورهای گریز از مرکز کوچکتر هستند
به‌طور معمول سرعت آن‌ها ٪ ۲۵ بالاتر است
این کمپرسورها برای میزان جریان حجمی بالا در فشار نسبتاً متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرند.
به استثنای کاربردهای توربین گازی، نسبت فشار به ندرت بالاتر از ۶ است. جریان معمول تقریباً / s ۶۵ و فشار مؤثر تقریباً ۱۴ بار است.

بررسی کمپرسورهای جابجایی مثبت

یک کمپرسور جابجایی (Displacement compressor) دارای این خصوصیت است که حجم مشخصی از گاز یا هوا را محصور می‌کند و سپس با کاهش دادن منطقه حجم محصور شده، فشار را افزایش می‌دهد.

یک پمپ دوچرخه ساده‌ترین نوع یک کمپرسور جابجایی است، که در این نوع پمپ، هوا وارد سیلندر می‌شود و توسط پیستون متحرکی فشرده می‌شود.

کمپرسور پیستونی در اصل عملکردی مشابه یک پیستون دارد، این کمپرسور دارای پیستونی است که در آن یک میله اتصال و یک میل لنگ چرخشی باعث عقب و جلو رفتن آن می‌شود.

اگر برای فشردن هوا فقط یک طرف پیستون استفاده شود، پیستون یکطرفه نامیده می‌شود.
اگر هر دو طرف بالا و پایین مورد استفاده قرار گیرد، کمپرسور دو طرفه نامیده می‌شود.
تفاوت بین فشار در قسمت ورودی و قسمت خروجی به عنوان اندازه‌ای از کار کمپرسور است.

نسبت فشار، رابطه بین فشار مطلق در قسمت‌های ورودی و خروجی است؛ بنابراین ماشینی که هوایی تحت فشار اتمسفر را تا ۷ bar فشرده می‌سازد دارای کاری با نسبت فشار ۱=۸ / (۷+۱) است.