Принцип работы компрессора высокого давления

Особенности компрессоров высокого и низкого давления

Множество технологических процессов основано на использовании сжатого воздуха. Самым простым из них является накачивание автомобильных шин. Для выполнения этой операции используют специальное оборудование. Однако это не единственный пример использования специальных машин, посредством которых получают сжатый воздух. Одной из них является компрессор высокого давления. Он используется во многих сферах жизнедеятельности человека, в том числе в медицине, промышленности, сельском хозяйстве.

  1. Сфера применения
  2. Виды и особенности
  3. Конструкция и принцип работы
  4. Критерии выбора модели

Для чего нужны компрессоры

Существует две разновидности таких машин: высокого и низкого давления. Первые предназначены для нагнетания сжатого воздуха в специальные баллоны. Вторые называют воздуходувками. Они представляют собой что-то среднее между вентиляторами и компрессорами высокого давления.

И те, и другие относятся к промышленному оборудованию и используются для проведения следующих работ:

  • Строительных;
  • Ремонтных;
  • Шахтных;
  • При добыче нефти, газа;
  • При прокладке оптоволоконных линий.

Виды и их отличительные особенности

Оборудование, производящее сжатый воздух, классифицируется по различным признакам, начиная от принципа действия и заканчивая способом отвода тепла. В зависимости от конечного рабочего давления они делятся на:

  1. Вакуумные;
  2. Воздушные (высокого, низкого, среднего).

При этом сжатие воздуха в вакуумных моделях происходит при напоре выше или ниже атмосферного.

Подразделяются приборы на промышленные и бытовые. Используемые на предприятиях могут иметь общее или специальное назначение. Говоря о компрессорах высокого давления, стоит отметить, что они обеспечивают объекты сжатым воздухом и могут использоваться как часть нефтедобывающих установок.

Исходя из конструктивных особенностей оборудование делится на:

  • Винтовое;
  • С ременным или прямым приводом;
  • Безмасляное.

Первые чаще всего используются на предприятиях, где требуется сжатый воздух в объемах от 0,5 до 26 м³/мин при 15 бар. Их главным отличием является отсутствие частей, совершающих возвратно-поступательные движения, что позволило добиться низкого уровня шума. Такие компрессоры с высоким давлением считаются одними из наиболее приспособленных для длительного непрерывного функционирования.

Приборы с ременным приводом оснащаются осушителем воздуха или преобразователем частоты и имеют двухступенчатую систему маслоотделения. Это позволяет снизить содержание масла в воздушных массах.

Безмасляные компрессоры – это устройства низкого давления. Их главным отличием является высокая надежность, длительный ресурс эксплуатации. В устройство таких приборов входят датчик контроля загрязнения фильтра, система автоматизированного управления.

Смотрим видео, сравнение масляных и бесмасляных агрегатов:

Но так как компрессоры низкого давления обходятся без внутреннего сжатия, то они отличаются невысокой производительностью, создавая при этом избыточного напора. Поэтому они получили название воздуходувок. Оборудование этого вида считается одним из самых востребованных. Сфера его использования распространяется на:

  • Транспортировку сыпучих веществ: от цемента до муки;
  • Аэрацию воды.

Также они применяются в качестве пылесосов и вакуумных подъемных устройств. Еще одним плюсом компрессоров низкого давления является из низкая цена.

Устройство и принцип действия машин

Имеются некоторые отличия в работе компрессоров высокого, среднего и низкого давления. В самых мощных машинах используется многоступенчатое сжатие, чего нет в менее сильных агрегатах.

Оно заключается в многократном дублировании процесса, что приводит к повышению напора воздуха до необходимого уровня, что контролируется реле давления для компрессора купить которое можно отдельно. При этом вещество сначала попадает в первую камеру, где происходит его сжатие, затем оно дожимается во второй и так далее.

Чтобы сократить затраты энергии среда может подаваться в машину уже под давлением. Оборудование состоит из нескольких узлов, одним из них являются вращающиеся подшипники или скольжения, а также реле давления. Они находятся под постоянной нагрузкой и снабжаются маслом зубчатым насосом.

Элементы компрессора высокого давления, участвующие в сжатии воздуха, требуют постоянной смазки, чтобы избежать трения металлов. Но излишки его могут привести к поломкам, поэтому нанесение масленой пленки осуществляется путем впрыскивания.

В состав оборудования обязательно включается система охлаждения, действие которой направлено на предупреждение перегрева. Конструктивные особенности некоторых компрессоров низкого давления очень восприимчивы к грязи и пыли, чтобы избежать их попадания внутрь используют фильтры. Через них пропускается воздух, который впоследствии подвергается сжатию.

Обязательным элементом является регулятор давления для компрессоров. Он используется для защиты двигателя прибора от перегрузок, которые могут возникнуть во время пуска после длительных простоев.

Модели агрегатов высокого и низкого давления

Определившись с типом оборудования переходят к выбору конкретного прибора. Здесь в первую очередь обращают внимание на марку изделия, стараясь выбрать недорогие и в то же время наиболее популярные агрегаты.

Среди агрегатов с низким давлением или воздуходувок к таким можно отнести продукцию компаний:

  • ВФ;
  • ЗАФ.

Они выпускаются отечественными производителями и считаются относительно недорогими. Компрессоры ВФ низкого давления использую для компрессии газов, очищенных от механических примесей и не имеющих в составе капельной жидкости. Они представляют собой машину с двумя турбинами объемного действия. Кроме нее в состав устройства входит электродвигатель. Между собой узлы соединяются при помощи корпуса с приводом, через жесткую муфту.

Хотя приборы этой модели производятся с горизонтальным положением, они могут устанавливаться и вертикально, поэтому такие компрессоры высокого давления можно купить для монтажа на любой поверхности. Сфера применения оборудования достаточно широка.

Оно используется для выполнения следующих процессов:

  • Аэрации водоемов;
  • Промывки фильтров в аквапарках;
  • В фильтрующих линиях на заводах и типографиях;
  • В системах вентилирования;
  • Транспортировки легкосыпучих составов;
  • Обработки посевов;
  • Тушения пожаров.

Если сравнивать компрессор низкого давления ВФ с другими моделями, то он отличается легкостью в обслуживании и эксплуатации и не требует повышенного внимания.

Еще одна довольно популярная модель воздуходувов выпускается ООО ТехМаш под маркой ЗАФ. Они предназначены для транспортирования воздуха без влаги и примесей. В комплектацию прибора включены рама и глушитель, что позволяет использовать их в качестве стационарных устройств. Главным отличием компрессоров низкого давления ЗАФ является сверхвысокая эффективность и удобство в эксплуатации.

Они используются для транспортировки зерна и продуктов его помола, в системах, где требуется большой расход воздуха при малом давлении. Допускается эксплуатация компрессоров при температуре от минус 10 до плюс 35°C.

Наиболее популярным оборудованием высокого давления является модель Watt WT-2024A. Этот компрессор предназначен для применения в условиях, где требуется мобильность и высокое давление. Чаще всего их используют при производстве покрасочных и аварийно-восстановительных работ. Они могут комплектоваться регулятором воздуха для компрессоров.

Отличительными чертами таких приборов являются невысокая стоимость, хорошая ремонтопригодность. При грамотном обслуживании они способны служить достаточно длительные сроки.

Воздушные компрессоры — устройство и принцип работы

Содержание:

Воздушные компрессоры — это сложные установки, основная задача которых — сжимать воздух или другие газы. Их альтернативное название — ресиверы сжатого воздуха. Сжатый воздух потребляется пневматическим инструментом или может использоваться напрямую из компрессора с помощью шланга.

Чтобы правильно выбрать и использовать это оборудование, нужно понимать принципы его действия. Ниже мы подробно расскажем о видах компрессорных установок, их устройстве и том, как они работают.

Где используются компрессоры и зачем они нужны?

Компрессорные установки применяют как в домашних условиях, так и на крупных предприятиях. Для каждого случая потребуется оборудование с разным устройством и техническими характеристиками.

Вот распространенные варианты использования компрессорного оборудования:

  • Дома. Воздушный компрессор низкого давления можно подключить к воздуходувке или пневматическому гайковерту, выполнять с его помощью пескоструйные работы, накачивать шины и т.п.
  • На СТО. Станции обслуживания авто используют сжатый воздух для продувки деталей, подкачки шин и очистки механизмов. Им подойдут полупрофессиональные поршневые компрессоры.
  • В стоматологиях. В клиниках стоматологического профиля компрессоры нужны, чтобы обеспечить воздухом пневматические бормашины.
  • На предприятиях. Существует большое количество пневматического инструмента (начиная от пневмостеплеров, и заканчивая оборудованием для покраски), которое не будет работать без большого количества сжатого воздуха.
  • Профессиональные компрессоры высокого давления с большой потребляемой мощностью используют и в производственных отраслях: фармацевтической, продовольственной, строительной, нефтегазовой промышленности, металлургическом и машиностроительном производстве. Такие устройства называют промышленными компрессорами.

Воздушные компрессоры — устройство и принцип действия

Так называемые объемные компрессоры (поршневые и роторные) сжимают воздух с помощью изменения объема рабочей полости. Газ под высоким давлением компрессоры удерживают в воздухосборнике (ресивере). Даже если устройство в данный момент не работает, вы сможете использовать накопленный в ресивере воздух.

Сам механизм сжатия у каждой категории оборудования разный. В зависимости от него выделяют две большие группы компрессоров — роторные и поршневые агрегаты. Кроме основных деталей, у компрессоров также есть регуляторы давления, выпускные клапаны и манометры.

Роторные компрессоры

В роторных устройствах в качестве нагнетательных элементов работают вращающиеся детали. В этой категории можно выделить винтовые, роторно-пластинчатые и спиральные компрессоры. Все они показывают высокую производительность оборудования.

Винтовые

Работа винтовых воздушных компрессоров происходит следующим образом:

  1. Воздух проходит через фильтр, очищаясь от примесей и пыли.
  2. Затем он попадает в винтовую пару (один винт с вогнутым профилем, а другой — с выпуклым), которая вращается благодаря работе двигателя.
  3. Воздух смешивается с маслом, чтобы создать между роторами масляный клин — пленку, защищающую роторы от трения.
  4. Вращение роторов перемещает воздух по направлению к емкости, постепенно повышая в ней давление воздуха.

Спиральные

Основные рабочие детали спирального компрессора — две спирали, одна из которых неподвижна, а вторая размещена внутри первой и приводится в движение двигателем. Во время вращения спиралей между ними увеличивается и уменьшается полость с воздухом. При расширении полости туда засасывается воздух, который потом сжимается во время ее сужения и проходит через отверстие в центре спиралей в емкость.

Сами спирали не прикасаются друг ко другу — между ними есть небольшой зазор. Края спиралей прикасаются только к стенкам цилиндра, в котором происходит вращение.

Роторно-пластинчатые

В роторно-пластинчатых компрессорах в камере вращается ротор со специальными пластинами. Ротор расположен в камере эксцентрично, не занимая весь ее объем. Пластины при вращении образуют замкнутые пространства с динамическим объемом. В них поступает воздух, после чего они сжимаются и выпускают сжатый воздух из ресивера через выпускной клапан.

Поршневые компрессоры

Этот тип воздушных компрессоров подразумевает использование одного или двух поршней, приводимых в движение двигателем. Вращение передается поршню с помощью коленвала, заставляющего поршень двигаться вверх и вниз. Половину цикла занимает впускной этап — поршень создает разрежение в камере, и воздух начинает всасываться через впускной клапан. Когда поршень двигается обратно, впускной клапан закрывается, и открывается выпускной — воздух сжимается и поступает в ресивер.

Мембранные компрессоры

Их принцип действия схож с работой поршневых устройств, только вместо поршневого блока в них работает гибкая мембрана. За счет того, что в таком оборудовании меньше трущихся частей, оно считается более надежным. Если в работе мембранного компрессора наблюдается резкое падение производительности, значит, мембрана повреждена и ее следует заменить.

Отличие масляных и безмасляных компрессоров

Существует еще одна классификация, которая основывается на использовании в механизме смазочного вещества.

Масляные компрессоры

Масло в компрессорах используется для смазывания деталей — это защищает их от износа. Побочным эффектом использования масла является его содержание в воздухе на выходе. Хотя в современных компрессорах используются фильтры, отделяющие масло от воздуха, в нем все равно присутствуют микроскопические масляные частички. Это недопустимо в фармацевтике, пищевой промышленности и некоторых других сферах. Потребность в совершенно чистом воздухе привела к созданию безмасляных компрессоров.

В то же время, масляные компрессоры более надежны и имеют долгий срок эксплуатации, так как двигатель и подшипники медленнее изнашиваются. При уходе за ними нужно периодически проверять уровень масла — если он низкий, потребуется заменить масло в воздушном компрессоре.

Безмасляные компрессоры

Принцип работы безмасляных компрессоров мало чем отличается от масляных. Однако в этом случае работа происходит в “сухой” камере, без смазки. Это приводит к повышенному износу деталей и высокой рабочей температуре. Чтобы продлить жизнь таких агрегатов, производители стараются использовать материалы с низким коэффициентом трения и даже впрыскивать в рабочую камеру воду. Ресурс безмасляных моделей все равно остается ниже, чем у масляных, зато воздух, который они сжимают, чистый. Чтобы такое оборудование могло нормально работать, ему требуется хорошая система охлаждения.

Читайте также  Камера на стоп линию принцип работы

Преимущества и недостатки компрессоров

Каждая категория компрессоров обладает своими плюсами и минусами, которые обусловлены строением и принципом работы.

Плюсы и минусы роторного типа компрессоров

Преимущества роторных компрессоров:

  • В винтовых и спиральных моделях вращающиеся элементы не соприкасаются друг с другом из-за масляной прослойки. Это значительно повышает их ресурс.
  • Роторные компрессоры производят мало шума при работе и почти не вибрируют.

Недостатки роторных компрессоров:

  • Они стоят дороже поршневых.
  • В роторно-пластинчатых установках идет повышенный износ за счет трения пластин.

Плюсы и минусы поршневого типа компрессоров

Преимущества поршневых компрессоров:

  • Стоимость поршневых компрессоров ниже, чем у роторных.
  • Простая конструкция позволяет легко обслуживать устройства и повышает срок эксплуатации.

Недостатки поршневых компрессоров:

  • Шум и вибрация при эксплуатации.

Компрессор. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Компрессор – оборудование, которое служит для сжатия воздуха и подачи его для дальнейшего использования. Такая техника используется практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства. Появление компактных и мобильных устройств, позволило применять их в быту, и сейчас такой агрегат есть в хозяйстве у большинства домашних мастеров.

Виды компрессоров

Существует классификация такого оборудования по нескольким признакам.

По типу рабочей среды они могут быть:
  • Воздушные. Самый распространенный вид. Такое оборудование сжимает воздух, после чего он применяется для разных целей, например для работы пневмоинстурмента и другого оборудования.

  • Газовые. В этом случае, агрегаты используются для сжатия газов и их смесей, чаще всего они применяются для сжатия водорода и кислорода.

  • Циркуляционные. С их помощью воздух или газ сжимаются, после чего циркулируют по замкнутому контуру.

  • Аппараты многослужебного типа. Они способны одновременно сжимать несколько видов газов.
  • Многоцелевые. Используются для сжатия газов по переменной схеме.
По типу конструкции:
  • Поршневые. Это самая старая модификация, но она до сих пор является популярной и востребованной. Такое оборудование имеет двигатель внутреннего сгорания, в котором есть поршневая группа, и сжатие воздуха выполняется поршнем. Компрессор может приводиться в действие и при помощи электродвигателя. Самыми доступными являются аппараты небольшой мощности с одним поршнем.

  • Мембранные. Они похожи на предыдущий тип, но здесь рабочим элементом является поршневая мембрана. Во время работы агрегата она колеблется и нагнетает воздух. Мембраны делают многослойными, чтобы увеличить их срок службы. Хотя такие приборы имеют производительность меньше, чем поршневые, но на выходе получается воздух без примесей.

  • Роторно-винтовые. В таких конструкциях нет клапанов, поэтому винт имеет максимальные обороты. Чтобы обеспечить необходимое давление, рабочая камера должна быть большой. Мощность таких приборов может быть от 4 до 250 кВт, и они создают давление от 5 до 13 бар.

  • Роторно-пластинчатые. Они имеют прямой приводной механизм, поэтому у них высокая производительность, надежность и большой срок службы. Ротор вращается со сравнительно небольшой частотой, поэтому мощность таких агрегатов в пределах 1-75 кВт, и они могут создавать давление до 10 бар.

Особенности устройства
Самым распространенным является поршневой компрессор:

Винтовые агрегаты имеют немного другое устройство:
  • Основным рабочим элементом является винтовая пара.
  • Всасывающий клапан.
  • Фильтр.
  • Электромотор.

Для того чтобы оборудование меньше нагревалось во время работы, на любых его типах дополнительно устанавливаются охлаждающие радиаторы. Для накопления сжатого воздуха, могут быть встроенные ресиверы или они устанавливаются отдельно.

Принцип действия

Независимо от типа конструкции, любой компрессор имеет одинаковый принцип действия: воздух засасывается в рабочую камеру, где он сжимается до определенного давления, после чего открывается выпускной клапан и сжатый воздух подается напрямую к потребителю или накапливается в ресивере.

В зависимости от типа устройства компрессора, воздух может нагнетаться поршнем, мембраной или винтовой парой. Лопастные приборы будут подавать сжимаемый воздух в непрерывном режиме, так как увеличивают скорость потока за счет вращения лопастей. В объемных агрегатах воздух подается в пульсирующем режиме. Есть большой выбор видов, поэтому всегда можно подобрать тот, который соответствует предъявляемым требованиям.

Область применения

Сжатый воздух необходим для многих технологических процессов, поэтому такое оборудование используется на разных предприятиях. В зависимости от того, для чего используется воздух, к его качеству предъявляются разные требования. Приборы, применяемые в медицине, электронной промышленности, должны подавать воздух без примесей.

Области применения компрессоров:
  • Нефтехимическое производство, часто наличие примесей в сжатом воздухе может быть опасным, поэтому к его качеству высокие требования.
  • Пищевая промышленность.
  • Медицина.
  • Строительство.
  • Металлургия.
  • Машиностроение.
  • Сельское хозяйство.
Широкое применение такое оборудование нашло и в быту:
  • Для накачивания шин автомобиля, мячей, матрасов, лодок, бассейнов и т.д.
  • Подключив продувочный пистолет, можно убрать в машине, очистить двигатель или радиатор.
  • При помощи моющего пистолета, можно мыть не только автомобиль, но и любые другие предметы.
  • Во время ремонта, с помощью краскопульта можно красить, белить.
  • Для работы пневмоинструментов: отбойный молоток, шуруповерт, дрель, гвоздезабивной пистолет, пневмопила.
  • С помощью специальной насадки, можно прочищать канализационные, водосточные трубы.
  • На даче пневматическими ножницами можно легко стричь кусты и обрезать деревья.
Как выбрать компрессор
Несмотря на большое разнообразие моделей компрессоров, при совершении выбора, нужно обращать внимание на:
  • Давление воздуха, оно может указываться в барах или атмосферах, для бытового использования достаточно 4-12 атмосфер.
  • Производительность, этот параметр измеряют в литрах за минуту, для использования в быту достаточно 350 л/мин.
  • Мощность силовой установки, этот показатель характеризует мощность двигателя, для бытовой техники достаточно его показателей в пределах 0,8-2,5 кВт.
  • Вес и габариты, в зависимости от мощности, производительности и размеров, такие устройства могут иметь вес от нескольких килограмм, до нескольких сотен килограмм, чем больше агрегат, тем он менее мобильный.
  • Объем ресивера, бак для накопления сжатого воздуха у бытовых приборов обычно не превышает 50 литров, а у профессиональных, он оставляет 100 и более литров.

Чем больше будет размер и объем ресивера, тем стабильнее будет давление воздуха на выходе, особенно это касается поршневых аппаратов, так как они работают в пульсирующем режиме. Выбирая компрессор, надо покупать тот, мощность и производительность которого будет минимум на 30% больше, чем требуется для выполнения работ.

Плюсы и минусы

Так как существует два основных типа компрессоров: винтовые и поршневые, рассмотрим преимущества и недостатки каждого вида.

Плюсы поршневых приборов:
  • Удобны для кратковременной подачи сжатого воздуха.
  • Могут работать в сложных условиях, поэтому используются в таких загрязненных помещениях как угольные, фасовочные склады, места помола зерна и другие сферы.
  • Эффективно используется при необходимости сжатия агрессивных газов.
  • Является оптимальным вариантом, когда надо производительность не более 200 л/мин.
  • В промышленности его выгоднее использовать, чем винтовые аналоги.
  • Доступная стоимость.
Недостатки таких устройств:
  • Высокие энергозатраты.
  • Необходимо часто проводить техническое обслуживание, обычно это делают не реже, чем через 500 часов работы.
  • Во время работы создается много шума и вибрация.
Винтовые устройства являются более современным оборудованием, среди их преимуществ надо отметить следующие:
  • Низкий уровень шума и вибрации.
  • Сравнительно небольшой вес и размеры.
  • Мобильность.
  • Получается более чистый воздух.
  • Могут работать в непрерывном режиме длительное время.
  • Небольшое энергопотребление.
  • Есть возможность плавно регулировать производительность.
Имеет винтовой компрессор и некоторые недостатки:
  • Более сложное устройство.
  • Высокая стоимость.
Интересные факты
  • В документации к отечественному и зарубежному оборудованию, часто производительность указывается по-разному. В зарубежных моделях указывают объем забираемого воздуха, а он на 30% больше, чем на выходе. Приобретая зарубежные аппараты, надо добавлять эту величину, чтобы получить необходимую производительность.
  • Если оборудование должно работать длительный период времени, то лучше покупать винтовые устройства, но включать и выключать их часто нельзя. Для кратковременной подачи сжатого воздуха, лучше установить поршневые компрессорные агрегаты.
  • Учитывайте, к какой сети будет подключаться прибор: одно- или трехфазной и в соответствии с этим, делайте его выбор.
  • Для автосервиса или мебельного производства, лучше приобретать поршневые аппараты с ременной передачей, хотя они и более шумные, но имеют больший срок службы и высокую надежность.

Компрессор является таким оборудованием, которое используется в самых различных промышленных сферах и в народном хозяйстве.

Компрессоры промышленные: устройство, принцип действия, виды, производители

Компрессоры промышленные – агрегаты, обеспечивающие процесс сжатия газового либо воздушного потока за счет нагнетания давления в рабочей камере и последующей подачей к подведенному оборудования и пневматическому инструменту. Генерация сжатого воздуха осуществляется с учетом принципа действия конструкций и технологических параметров рабочего цикла.

Сфера использования компрессорных устройств включает отрасли нефтепереработки и строительства, индустрию медицины и химическую промышленность, предприятия металлургической отрасли и машиностроение, а также производственные процессы изготовления радиоэлектроники и дорожное строительство.

Компрессор промышленный – конструкция

Принцип работы компрессорных агрегатов, обеспечивающих генерацию воздушного потока, зависит от типа оборудования, его конструкции и технических особенностей. Основными составными элементами устройств выступают:

  1. Винтовой блок либо поршневой механизм;
  2. Ресивер;
  3. Фильтр воздушного потока;
  4. Арматура и соединительные шланги;
  5. Контроллер и система автоматики;
  6. Контур охлаждения;
  7. Маслоотделитель;
  8. Масляный фильтр.

Компрессор промышленный – конструкция

Главными техническими характеристиками агрегатов для генерации сжатого воздуха являются:

  • Уровень производительности;
  • Мощность электропривода;
  • Граничные показатели рабочего давления.

При подборе модели компрессора необходимо сопоставлять технические параметры установки и доступные условия для размещения оборудования, а также производить расчет совместимости с имеющимися устройствами и рассматривать возможность интеграции механизма в функционирующую технологическую группу.

Принцип действия компрессоров

Принцип работы компрессорных устройств базируется на сжатии нагнетенного воздушного потока в рабочей камере благодаря перемещению узлов рабочей группы. Полученный очищенный и охлажденный сжатый воздух подается в магистральную систему для обеспечения работы подведенных агрегатов. Схема функционирования устройств на примере масляных компрессоров винтового типа предусматривает поступление атмосферного воздушного потока через всасывающий клапан в герметичный винтовой блок, где за счет движения роторных лопастей нагнетается давление и воздух смешивается с масляным веществом. Полученная воздушно-масляная смесь в процессе нагнетания рабочего объема смещается в пневматический отсек и после проходит стадию сепарации для отделения масляных примесей.

Полученный в результате генерации сжатый воздух поступает в ресивер либо в магистральную систему.

Принцип действия компрессоров

Компрессор винтовой

Компрессор с винтовым принципом функционирования относится к категории устройств объемного действия и осуществляет сжатие воздушной среды за чет движения роторных лопастей, закрепленных в винтовом блоке. Агрегаты поддерживают длительные рабочие циклы и характеризуются небольшими скачками рабочего давления. Среди преимуществ винтовых устройств значатся:

  1. Повышенная износостойкость;
  2. Возможность работы на протяжении 24 часов;
  3. Экономный расход масла;
  4. Сниженное энергопотребление;
  5. Автоматическая регулировка параметров производительности;
  6. Присутствие системы охлаждения.

Компрессор винтовой

Работа винтовой пары характеризуется низким уровнем шума и вибрации, что делает возможным монтаж оборудования в помещении цеха. Установки отличаются компактностью исполнения и имеют небольшой вес, поэтому могут монтироваться на ровную поверхность пола без использования опорного фундамента.

Воздушные компрессоры

Компрессор электрический воздушный – оборудование для производства сжатого воздушного потока, рабочей средой которого выступает закачанный атмосферный воздух. По типу используемого способа сжатия установки делятся на динамические конструкции и механизмы объемного сжатия. Агрегаты динамического типа включают осевые, струйные и центробежные модификации устройств. Приборы объемного действия классифицируются как:

  • Винтовые установки;
  • Агрегаты поршневого типа.

Воздушные компрессоры

По принципу размещения компрессоры включают стационарные и передвижные модели, с учетом применения смазывающих веществ установки бывают:

  • Масляные;
  • Сухие (безмасляные).

Критериями выбора компрессорных агрегатов выступают граничные параметры рабочего давления, особенности эксплуатационных условий и предельные нагрузки. С учетом назначения применения выделяются компрессоры для аэрации, вакуумные установки для генерации сжатого воздуха, а также устройства промышленного назначения и оборудование для бытовых нужд.

Компрессор поршневой

Поршневые компрессоры – агрегаты для сжатия воздушного атмосферного потока, работа которых осуществляется по принципу объемного сжатия. Главным функциональным элементом выступает компрессорная головка, повышение параметров давления внутри компрессорной камеры осуществляется за счет изменения объема рабочего давления. Схема работы поршневых агрегатов включает следующие этапы:

  1. Атмосферный воздушный поток поступает в устройство через всасывающий клапан и фильтр;
  2. При чередовании движений поршневой группы происходит нагнетание рабочего давления, которое проталкивает воздух в камеру сжатия;
  3. При достижении граничной отметки рабочего давления открывается нагнетающий клапан, и воздух из камеры подается на выход, пройдя этапы охлаждения и сепарации.
Читайте также  Принцип работы коммутатора системы зажигания

Компрессор поршневой

По способу соединения поршневого блока с электродвигателем модификации устройств бывают:

  • С прямой передачей;
  • С ременным типом привода.

Масляные компрессоры

В маслозаполненных компрессорных установках процесс сжатия воздушного потока осуществляется с присутствием масляного уплотнения, которое покрывает рабочие элементы тонким пленочным слоем и обеспечивает заполнение свободных полостей, что позволяет минимизировать трение деталей и продлить срок их эксплуатации. Компрессорное масло осуществляет охлаждающую функцию и препятствует развитию коррозии. Достоинствами масляных приборов являются:

  1. Высокая эффективность работы;
  2. Устройство не перегревается;
  3. Удлиненный срок службы благодаря отсутствию трения;
  4. Длительная беспрерывная эксплуатация;
  5. Экономичное потребление электроэнергии.

Масляные компрессоры

По способу соединения поршневого блока с электродвигателем модификации устройств бывают:

Недостатком маслозаполненных устройств выступает необходимость постоянного контроля уровня масла и конструктивная сложность исполнения. При генерации сжатого воздуха в потоке остаются примести нефтепродуктов, а также большие габаритные размеры и вес по сравнению с устройствами безмасляного типа. Обязательным условием эксплуатации масляных установок является своевременная замена фильтрующих масляных элементов и сепараторов.

Безмасляные (сухие) компрессоры

Компрессоры с сухим принципом сжатия функционируют без применения смазывающих веществ и осуществляют генерацию воздуха 100% чистоты, что делает их оптимальным решением для производств с критичными требованиями к качественным характеристикам сжатого воздушного потока. Установки задействованы в технологических процессах пищевого производства и в медицинской отрасли, в автомастерских, при сборке мебельных конструкций и при организации покрасочных работ. Преимуществами безмасляных механизмов являются:

  • Компактные габаритные размеры и небольшой вес;
  • Приемлемая стоимость;
  • Отсутствие затрат на компрессорное масло.

Безмасляные (сухие) компрессоры

Установки не предусматривают применение сепаратора, отличаются простотой конструкции и предусматривают легкость перемещения. В отличие от масляных моделей имеют более низкий эксплуатационный ресурс из-за трения элементов.

Компрессор инверторный

Инверторные компрессоры – агрегаты поршневого типа, оснащенные вертикальным валом и соединенные с электродвигателем. Установки поддерживают регулируемую частоту движения ротора. Регулировка производительности прибора осуществляется с помощью электронного блока, который поддерживает плавную смену параметров частоты вращения вала, что позволяет поддерживать стабильную температуру функционирования устройства.

Компрессоры инверторного типа отличаются непрерывным режимом работы. Установка не останавливается, а лишь снижает обороты в зависимости от изменения показателей температуры. Агрегаты характеризуются длительным эксплуатационным ресурсом благодаря чередованию максимальных и пониженных нагрузок на роторный элемент. Компрессоры предусматривают пониженный уровень шума и экономично потребляют энергоресурсы.

Компрессор инверторный

Компрессор промышленный — рейтинг производителей

При выборе компрессорного агрегата необходимо учитывать параметры производительности и предельное давление, уровень надежности и срок службы оборудования, а также сопоставлять имеющиеся производственные мощности. В рейтинге производителей отечественного рынка компрессорного оборудования ведущие позиции занимает белорусская компания Remeza, которая предлагает широкий ассортимент установок поршневого и винтового типа. В числе зарубежных брендов, специализирующихся на выпуске профессиональных установок для сжатия воздуха значатся: компания Fubag (Германия), корпорация Абак и бренд Fiac из Италии, оборудование которых отличается высокой надежностью и эффективностью работы.

Чем компрессоры отличаются друг от друга и как они работают

Содержание:

  1. 1. Компрессоры на все случаи жизни: разновидности оборудования
  2. 2. Объем имеет значение
  3. 3. «Внутренности» и работа поршневого компрессора
  4. 4. На все инструменты мастер
  5. 5. Винтовые или роторные компрессоры
  6. 6. Принцип работы оборудования
  7. 7. Компрессоры и компрессорные станции

Перекрасить фасад дома можно будет без срочной эвакуации домочадцев — краскопульт справится с этим заданием быстро и качественно. И запах краски не будет донимать неделями, как во время работы с кистями и валиками. Используя пневмогвоздезабивной пистолет при укладке пола, можно быть уверенным – в процессе работы материал не будет поврежден. Никаких вмятин и сколов, при этом работа с пневмоинструментом идет намного быстрее, чем с обычным молотком или электрическим инструментом. Но работа пневмоинструмента не возможна без сжатого воздуха, тут-то и понадобится компрессор. Ведь именно компрессорное оборудование сжимает и подает воздух (или другой газ).

Компрессоры на все случаи жизни: разновидности оборудования

Существует обширная система классификации компрессоров по многим признакам, но из всего этого многообразия можно выделить несколько основных видов компрессорного оборудования.

Все компрессоры можно разделить по типу принципа действия:

  • объемные;
  • лопастные;
  • термокомпрессоры.

Лопастные компрессоры сжимают воздух за счет его взаимодействия с подвижными и неподвижными лопастями (или лопатками). Оборудование относится к классу динамических машин, подобные компрессоры устраняют вибрацию потока воздуха и часто используются в авиации. Термокомпрессоры сжимают жидкость и используют выделяющееся от сжатия тепло и энергию. Чаще всего эта техника пользуются спросом в пищевой и химической перерабатывающей промышленности, а впервые были использованы в США в молочной промышленности.

Самыми распространенными на сегодняшний день являются объемные компрессоры. Такое оборудование нашло применение, как в быту, так и на производстве (мебельном, деревообрабатывающем, пищевом, химическом). Эти компрессоры повышают давление, уменьшая запасенный объем газа. К такому компрессорному оборудованию относятся

  • поршневые;
  • винтовые (роторные);
  • мембранные компрессоры.

Объем имеет значение

Основную работу в мембранных компрессорах выполняет мембранный блок. Обоюдовогнутая камера, в которой и находится мембрана, обеспечивает полную герметизацию газовой камеры. Воздух сжимается благодаря колебаниям мембраны, приводимой в действие поршнем гидропривода. Главный плюс этого оборудования – способность работать при повышенных и пониженных температурах. Эти компрессоры показывают отличные результаты по производительности на станциях, расположенных за Полярным кругом, а так же в жарком климате тропической зоны.

Самыми популярными являются поршневые компрессоры. Они просты в использовании, удобны на небольших производствах и по праву заслужили общественное доверие. В среднем время работы коаксиального поршневого компрессора – 20 минут в час. Этого достаточно, чтобы за короткий срок уложить черновой пол, покрасить корпус автомобиля или произвести развал-схождение колес.

Часто такое компрессорное оборудование используется для ремонтных работ по дому: небольшие размеры и вес делают эти компрессоры идеальным источником сжатого газа для пневматических краскопультов, пневматических шлифмашин, гайковертов и любой другой пневматической техники.

Винтовые и мембранные компрессоры обладают большим ресурсом, по сравнению с поршневыми, поэтому чаще встречаются на крупных предприятиях, где необходима длительная бесперебойная работа компрессора. Но при этом, зачастую, они обладают большими габаритами, вибрацией и уровнем шума, так что их нужно помещать в отдельное помещение.

Помимо прочего, поршневые компрессоры обладают оптимальным соотношением цены и качества, что так же влияет на их популярность.

«Внутренности» и работа поршневого компрессора

Поршень в компрессорной головке создает давление за счет возвратно-поступательных движений. Кстати, самый простой поршневой компрессор — только поршень и цилиндр — велосипедный насос.

Основные части поршневого компрессора:

  • компрессорная головка;
  • ресивер;
  • двигатель (электро-, бензо- или дизельный).

Основная работа происходит именно в компрессорной головке. Она состоит из:

  • цилиндра с поршнем;
  • шатуна;
  • коленчатого вала;
  • впускного и выпускного клапанов;
  • маховика;
  • сальника.

Через впускной клапан воздух всасывается в цилиндр, там поршень сжимает его, и уже сжатый газ выходит через выпускной клапан, попадая в «резервуар для хранения» – ресивер.

На все инструменты мастер

К поршневым компрессорам относятся:

  • масляные;
  • безмасляные;
  • ременные.

Понятие «коаксиальный» имеет отношение к устройству поршневого компрессора и его рабочему ресурсу. В компрессорах этого типа двигательный вал и вал компрессорной головки объединены общей осью, от чего вращаются с одинаковым количеством оборотов. То есть головка компрессора и двигатель работают на одинаковой скорости. С таким оборудованием, во-первых, можно выиграть в компактности, а во-вторых, в действии, ведь ременной привод замедляет вращение двигателя.

При необходимости увеличения производительности на компрессоры устанавливают двойные поршни с V-образным расположением цилиндров. При этом если в компрессоре уставлены два цилиндра, работающие одновременно на одном валу, это многоцилиндровый одноступенчатый компрессор: воздух, сжимаясь в цилиндрах, поступает в ресивер. В многоступенчатом компрессоре, сжатый воздух поступает последовательно из одного цилиндра в другой. Эта техника мощнее, и производительность ее больше, так что перфоратор или шлифмашинку с легкостью обеспечит сжатым воздухом.

Чаще всего, как в производстве, так и в быту, используют масляные коаксиальные компрессоры. В картер, где расположен коленчатый вал, заливают масло. Для многих пневматических инструментов наличие смазки является обязательным, поэтому масляные компрессоры лучше всего подходят для работы с пневмодрелями, гайковертами и подобными инструментами. Но масляное компрессорное оборудование не рекомендуется для использования в работе краскопультов. Частички масла попадают в воздух и могут значительно ухудшить качество покраски.

В этом случае лучше использовать безмасляные компрессоры. Это оборудование гарантирует высокое качество и чистоту сжатого воздуха. Название «безмасляный» не значит, что этот компрессор работает без смазки вообще, просто воздушные и масляные потоки проходят по разным каналам, не соприкасаясь. То есть масло не заливается в картер. Как и в масляном компрессоре, воздух проходит через систему очистки, но только более сильную. К сожалению, рабочий ресурс у таких компрессоров меньше, чем у масляных.

У компрессоров с ременным приводом чуть снижена скорость вращения двигателя, но увеличена производительность (за счет улучшенной системы охлаждения). А благодаря этой системе, ременные компрессоры являются более износостойкими. Это делает компрессорное оборудование такого типа «долгожителем» даже в условиях непрерывной работы. Ременные компрессоры не капризны и могут работать при высоких температурах, просты в обслуживании (достаточно своевременно менять масло в кратере). Аппараты с ременной передачей и в ремонте проще: при заклинивании поршня ремень проскальзывает, предотвращая повреждения электродвигателя.

В каталоге интернет-магазина «ВсеИнструменты.ру» можно найти практически любую модель поршневых компрессоров, например, двухцилиндровый одноступенчатый компрессор с ременным приводом Fubag VCF/50 CM 3 (подойдет для длительных работ на небольших предприятиях) или безмасляный Fiac ECU 200 (хорош для покраски и мойки).

Винтовые или роторные компрессоры

Роторные или винтовые компрессоры относятся к классу профессионального оборудования и используются чаще всего в промышленности. Такой компрессор тише, нежели поршневой. Учитывая, что винтовое компрессорное оборудование может работать круглосуточно, низкий уровень шума создает удовлетворительные условия для обслуживающего персонала.

Основные части винтового компрессора:

  • всасывающий воздушный фильтр;
  • всасывающий клапан;
  • винтовой блок;
  • ременная передача;
  • электродвигатель;
  • масляный фильтр;
  • маслоотделитель (сепаратор);
  • термостат;
  • маслоохладитель;
  • концевой воздухоохладитель (радиатор);
  • предохранительный клапан;
  • система трубопроводов;
  • вентилятор.

Принцип работы оборудования

Главным «работником» в этих компрессоров является винтовой блок. Попадая в него из всасывающего клапана, воздух смешивается с маслом. Винтовая пара нагнетает эту смесь в пневмосистему. В сепараторе воздух отделяется от масла, и, уже очищенный, выходит из компрессора, проходя через охлаждающий радиатор. Горячее масло возвращается в винтовой блок, так же проходя систему охлаждения.

Винтовые компрессоры востребованы на крупных предприятиях, специализирующихся на обработке дерева, сборке автомобилей и инструментов. Чаще всего выпускается в вибропоглощающем кожухе, но без колес и рукояток для транспортировки. Главным отличием от поршневого оборудования является поразительная работоспособность этих компрессоров. На многих предприятиях необходима бесперебойная работа компрессорного оборудования в течение нескольких рабочих смен. Поршневой компрессор для этих задач не приспособлен, а вот винтовой справится «на ура». К тому же роторные компрессоры потребляют в разы меньше электроэнергии, нежели коаксиальные и ременные. Так же винтовые компрессоры проще в ремонте: не нужно заменять «отжившие свое» клапаны и поршневые кольца.

Существует множество моделей винтовых компрессоров с различной мощностью, производительностью, габаритами. Исходя из целей работы, можно подобрать как небольшой компрессор, например, Abac Spinn 5.510-270, так и более «масштабное» оборудование, Fiac Airblok 1252 SD.

Компрессоры и компрессорные станции

Многие источники представляют компрессор как синоним компрессорной станции или компрессорной установке. На самом деле это не так. Компрессорная станция это комплект из, собственно, компрессора и дополнительного оборудования. В качестве вспомогательных элементов обычно выступают осушители, фильтры (они нужны для очищения воздуха от примесей и твердых частиц), частотные регуляторы (для регулировки числа оборотов двигателя).

Читайте также  Хабы что это такое принцип работы?

Чаще всего это дополнительное оборудование требуется винтовым компрессорам и многие производители сразу дополняют компрессор всем необходимым. Например, компрессоры фирмы Abac, выпущенные в сериях Spinn, Genesis и Formula, имеют все комплектующие, установленные в корпус компрессора. Это экономит место, да и деньги покупателя – ведь не нужно заказывать необходимое оборудование отдельно. Хотя, это возможно: итальянцы Abac предлагают широкий выбор осушителей и фильтров.

Компрессорное оборудование, а так же компрессорные станции представлены в каталоге интернет-магазина «ВсеИнструменты.ру» более чем пятью сотнями моделей для любых строительных нужд. Выбор помогут сделать грамотные менеджеры, которые ответят на вопросы о комплектации, технических характеристиках, условиях гарантии и сроках доставки.

Теория газотурбинных двигателей

Книга может оказаться полезной при изучении принципа работы, конструкции и эксплуатации газотурбинных авиационных двигателей.

Оглавление

  • Входные устройства
  • Компрессор

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Теория газотурбинных двигателей предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Теория ступени компрессора ГТД

Компрессор газотурбинного двигателя служит для повышения давления воздуха перед подачей его в камеру сгорания.

Применение компрессора в ГТД позволяет получить нужный расход воздуха, обеспечить желаемое значение КПД, получить высокую тягу (мощность) при небольших габаритных размерах и массе двигателя.

Компрессор ГТД должен удовлетворять следующим требованиям:

а) сжатие воздуха должно происходить при возможно большем КПД;

б) обеспечивается устойчивая работа двигателя во всем диапазоне эксплуатационных режимов;

в) подвод воздуха в камеру сгорания производится без пульсаций давления, расхода и скорости потока;

г) обеспечение наименьшего веса и габаритов двигателя;

д) обеспечивается высокую надежность авиадвигателя.

Основными типами компрессоров авиационных ГТД являются многоступенчатые осевые [1] или осецентробежные компрессоры.

Процесс сжатия воздуха в многоступенчатом компрессоре ГТД состоит из ряда последовательно протекающих процессов сжатия воздуха в отдельных его ступенях.

В современных газотурбинных двигателях наиболее часто используются осевые компрессоры, как наиболее полно отвечающие предъявляемым требованиям. В осевых компрессорах авиадвигателя по сравнению с другими типами компрессоров возможны высокие значения степени повышения давления воздуха и большие расходы воздуха при высоких КПД и сравнительно малых габаритных размерах и массе.

Осевой компрессор ГТД имеет несколько рядов лопаток, насаженных на один общий вращающийся барабан или на ряд соединенных между собой дисков, которые образуют ротор компрессора.

Один ряд лопаток ротора называется рабочим колесом.

Другой основной частью компрессора является статор, состоящий из нескольких рядов лопаток (направляющих аппаратов), закрепленных в корпусе. Назначением лопаток статора является:

а) направление проходящего через них воздушного потока под необходимым углом на рабочие лопатки расположенного за ними рабочего колеса;

б) спрямление потока, закрученного лопатками впереди находящегося рабочего колеса, с одновременным преобразованием части кинетической энергии закрученного потока в работу по повышению давления воздуха.

Сочетание одного рабочего колеса и одного стоящего за ним направляющего аппарата называется ступенью компрессора.

Перед первым рабочим колесом компрессора может быть установлен входной направляющий аппарат.

При вращении рабочего колеса за счет внешней энергии повышается скорость потока, при этом на входе рабочего колеса создается разрежение, обеспечивающее непрерывное поступление воздуха. Внешняя энергия, сообщенная лопатками рабочего колеса воздуху, движущемуся по расширяющимся (диффузорным) каналам, затрачивается на повышение давления воздуха, а также на увеличение его скорости.

Преобразование кинетической энергии воздушного потока, приобретенной в рабочем колесе, сопровождающееся повышением давления воздуха, происходит в направляющем аппарате, который, кроме того, обеспечивает потоку требуемое направление для входа в рабочее колесо следующей ступени компрессора.

Разрез лопаток ступени компрессора цилиндрической поверхностью образует решетку профилей рабочего колеса.

На входе в рабочее колесо скорость воздуха может быть направлена не параллельно оси колеса, а под некоторым углом к ней вследствие неполного спрямления потока направляющим аппаратом предыдущей ступени компрессора или установки перед рабочим колесом входного направляющего аппарата. Вращению рабочего колеса соответствует перемещение решетки с окружной скоростью «u». Для определения скорости воздуха относительно рабочих лопаток «w» применим правило сложения векторов скоростей, согласно которому абсолютная скорость равна относительной и переносной. Переносной скоростью будет окружная скорость лопаток, следовательно, c = w + u.

Треугольник, составленный из векторов «c», «u» и «w», является треугольником скоростей на входе в рабочее колесо.

Лопатки рабочего колеса должны быть установлены таким образом, чтобы передние кромки их были направлены по направлению вектора «w» или под небольшим углом к нему. Кривизна профилей лопаток выбирается с таким расчетом, чтобы угол выхода потока из колеса был больше угла входа потока.

Направление потока за решеткой при безотрывном ее обтекании определяется в углом установки задней кромки лопатки.

Разворот потока воздуха в рабочем колесе компрессора приводит к возникновению на каждой лопатке аэродинамической силы «P» направленной от вогнутой к выпуклой поверхности профиля. Можно разложить силу «P» на две составляющие. Составляющую, направленную параллельно вектору окружной скорости, назовем окружной, а составляющую, направленную параллельно оси компрессора — осевой составляющей. Окружная составляющая направлена против движения лопаток колеса и противодействует их вращению. Для поддержания частоты вращения ротора к валу компрессора должен быть приложен крутящий момент. Работа, затрачиваемая на вращение колеса идет на увеличение энергии потока, прошедшего через колесо. Это проявляется в том, что обычно скорость потока за колесом оказывается больше скорости потока перед колесом, несмотря на одновременное увеличение давления.

Абсолютная скорость «с» на выходе из рабочего колеса определится построением треугольника скоростей. Вследствие поворота потока в колесе вектор абсолютной скорости на выходе из рабочего колеса оказывается отклоненным от вектора абсолютной скорости на входе в сторону вращения колеса.

Лопатки направляющего аппарата отклоняют поток в обратную сторону. Форма лопаток подбирается так, чтобы направление вектора абсолютной скорости за ступенью соответствовало направлению вектора абсолютной скорости на входе в рабочее колесо. При этом, увеличивается поперечное сечение струи, проходящей через канал между соседними лопатками. В результате скорость потока в направляющем аппарате падает, а давление увеличивается.

Независимо от скорости набегающего на лопатки воздуха и формы проточной части, течение потока через ступень может рассматриваться как течение через систему диффузорных каналов с уменьшением относительной скорости потока в рабочем колесе, уменьшением абсолютной скорости потока в направляющем аппарате и увеличением давления в обоих случаях.

Основными элементами центробежной компрессорной ступени являются рабочее колесо и диффузор, а характерными сечениями воздушного тракта — сечение перед рабочим колесом, сечение за рабочим колесом и сечение на выходе из диффузора. За диффузором могут быть установлены выходной канал или выходные патрубки, обеспечивающие поворот выходящего из диффузора потока в нужную сторону.

Рабочее колесо центробежного компрессора обычно представляет собой диск, на торцевой поверхности которого расположены рабочие лопатки.

В центробежной ступени можно получить значительно большее повышение давления воздуха, чем в осевой ступени, благодаря центробежным силам направленным по движению воздушного потока в рабочем колесе. Но в то же время (в отличие от осевой ступени) ее диаметр намного превышает диаметр рабочего колеса осевого компрессора.

Недостатки центробежной ступени могут быть в значительной степени смягчены в диагональной ступени. По своим параметрам она занимает промежуточное положение между осевой и центробежной ступенью компрессора. Сжатие воздуха в ее рабочем колесе происходит как вследствие уменьшения относительной скорости воздуха в межлопаточных каналах, так и в результате работы центробежных сил, совершаемой при перемещении воздушного потока в колесе от центра к периферии. Меньшее отклонение основного направления течения воздуха от осевого позволяет уменьшить диаметральные габаритные размеры ступени.

Степенью повышения давления ступени компрессора называется отношение давления за ступенью к давлению на входе в рабочее колесо.

В осевых ступенях степень повышения давления обычно невелика и равняется 1,2…1,35. В центробежных ступенях степень повышения давления может достигать 4—6 и более.

С целью увеличения общей степени повышения давления применяют многоступенчатые компрессоры, в каждой ступени которых осуществляется повышение давления воздуха.

Адиабатический КПД ступени компрессора представляет собой отношение адиабатической работы повышения давления воздуха в ступени к затраченной работе Адиабатический КПД ступени осевого компрессора обычно равен 0,83—0,87, что свидетельствует об их высоком аэродинамическом совершенстве. Центробежные ступени имеют несколько меньшее значение адиабатического КПД — 0,75—0,80.

Расход воздуха через компрессор пропорционален плотности воздуха, скорости потока и площади проходного сечения.

Окружная скорость воздушного потока является важнейшим конструктивным параметром ступени компрессора двигателя, она ограничивается прочностью лопаток и диска рабочего колеса и газодинамическими соображениями.

По уровню скорости набегающего на лопатки воздуха осевые ступени разделяются на дозвуковые, сверхзвуковые и трансзвуковые (околозвуковые), в которых окружная или осевая скорости изменяются по радиусу изменяются по радиусу от сверхзвуковой до дозвуковой.

В реальных ступенях компрессора между лопатками рабочего колеса и внутренней поверхностью статора всегда имеется конструктивный зазор [3]. При этом зазор на работающем двигателе отличается от монтажного зазора вследствие деформаций деталей ротора и статора под действием газовых сил и теплового расширения. Обычно у прогретого двигателя рабочие зазоры оказываются меньше монтажных.

Перетекание (утечка) воздуха через радиальные зазоры приводит к понижению давления на вогнутой стороне лопатки и к повышению давления на спинке, т. е. к уменьшению разности давлений на поверхностях профиля. Уменьшение перепада давлений приводит к снижению окружного усилия и, следовательно, к снижению работы, передаваемой воздуху в ступени.

На работу ступени оказывают влияние и осевые зазоры между ее неподвижными и вращающимися венцами. Осевые зазоры между лопатками рабочего колеса и направляющего аппарата составляют примерно 15—20% хорды лопаток и также снижают эффективность работы ступени.

Основные параметры многоступенчатого компрессора

В теории газотурбинных двигателей обычно используются следующие параметры многоступенчатого компрессора:

а) степень повышения давления (отношение полного давления воздуха за компрессором к полному давлению перед компрессором);

б) секундный расход воздуха через компрессор;

в) частота вращения pотоpа компрессора;

г) адиабатический КПД компрессора.

Степень повышения давления в компрессоре ГТД равна произведению степеней повышения давления его отдельных ступеней.

В компрессорах современных авиадвигателей степень повышения давления компрессора доходит до 30 и более. Такие высокие степени повышения давления применяют для улучшения экономичности двигателя.

Дело в том, что в газотурбинных двигателях 70% тепла, введенного с топливом в двигатель, теряется с уходящими газами. Эти потери обусловлены вторым законом термодинамики (в двигатель засасывается холодный воздух, а выходит горячий).

При увеличении степени повышения давления в компрессоре соответственно увеличивается и степень понижения давления на тракте расширения газа в двигателе (во сколько раз воздух сжимается — во столько же раз газы расширяются). А чем больше степень понижения давления, тем ниже (при заданной температуре газа перед турбиной) температура уходящих газов и, следовательно, тем меньше потери тепла с уходящими газами.

Иначе говоря, с увеличением степени повышения давления воздуха степень полезного использования введенного в двигатель тепла увеличивается.

Ступени компрессора работают в разных условиях: они имеют разные окружные и осевые скорости, их лопатки обтекаются потоком с разными скоростями и т. д. Поэтому адиабатические работы сжатия воздуха в различных ступенях одного и того же компрессора могут существенно отличаться друг от друга.

В первых и в меньшей степени в последних ступенях работа заметно снижена по сравнению с работой приходящейся на каждую из средних ступеней.