Лопастные компрессоры

Лопастные компрессоры - это машины, в которых перемещение газа из области низкого давления в область высокого давления происходит непрерывно за счет передачи энергии воздействия лопаток рабочего колеса на поток. Вследствие этого в рабочем колесе происходит сжатие и повышение кинетической энергии газа. В свою очередь полученная газом кинетическая энергия преобразуется в давление в диффузоре или направляющем аппарате после рабочего колеса. Если перемещение в рабочем колесе происходит радиально под действием центробежных сил, то такие лопастные компрессоры называются центробежными, при движении газа параллельно оси рабочего называются осевыми.

Центробежные и осевые лопастные компрессоры по устройству аналогичны центробежным и осевым насосам, но имеют свои конструктивные особенности, связанные с сильным уменьшением объема газа и повышением температуры.

Все лопастные компрессоры можно разделить на три вида по их устройству и назначению:

1. Вентиляторы - машины, в которых плотность газа при перемещении почти не меняется и ее при расчетах принимают постоянной .

2. Нагнетатели (турбогазодувки) - это машины, в которых степень сжатия выше и составляет 1,15 ¸ 1,30. Нагнетатели работаю без охлаждения независимо от числа ступеней. После рабочего колеса они имеют лопаточный, или спиральный, диффузор для преобразования кинетической энергии в давление.

3. Турбокомпрессоры (центробежные и осевые) - это машины, в которых степень повышения давления достигает 30 (в одной ступени = 1,6¸ 1,8).

Они имеют отводящее устройство (лопаточный и спиральный диффузоры),а также охлаждение, обычно после секций, включающих 1-3 ступеней. В каждой секции диаметры рабочих колес последовательно уменьшаются, а межлопаточные каналы ссужаются.

Движение газа в рабочем колесе лопастного компрессора в соответствии с теорией Эйлера принимается так же, как в лопастных насосах.

Существуют ограничения скоростей вращения рабочих колес: окружная скорость на выходе не должна превышать 300-500 м/с. При этом современные лопастные компрессоры имеют число оборотов до 1600 об/мин.

Наиболее опасным сечением является входное сечение на лопатке рабочего колеса, здесь относительная скорость достигает своего максимума, т.к. дальше по течению газ сжимается, его температура увеличивается, а следовательно, растет и скорость звука.

Подача компрессора принимает предельное значение, когда максимальная относительная скорость становится равной скорости звука:

,

а именно

.