Принципові відмінності компресора від насоса 1

• Головна
• > Статті
• > Принципові відмінності компресора від насоса

Існує думка, що компресори - це ті ж самі насоси, які нагнітають газ замість рідини. В якійсь мірі так і є, проте між ними існують значні відмінності. Розбираємося в деталях.

Для початку розглянемо їх подібності:

І ті й інші за принципом дії поділяються на об'ємні і динамічні (лопатеві).

І насоси і компресори здатні забезпечити широкий діапазон продуктивності і тиску.

Поршневі насоси і компресори використовуються при низькій продуктивності і високому тиску.

Відцентрові насоси і компресори хороші при високій продуктивності, але низькому напорі. Відцентровий компресор по іншому називається повітродувкою.

І, нарешті, гвинтові насоси і компресори використовуються для забезпечення середніх значень продуктивності і тиску.

У компресорах, як і в насосах, може використовуватися кілька робочих ступенів (робочих коліс) при необхідності забезпечити високий тиск.

І там і там використовуються ущільнення, підшипники, системи мастила. Однак на цьому схожість закінчується.

Слово на букву T (Термодинаміка)

Основна відмінність між насосами і компресорами пов'язано з термодинамічної природою газів. Через несжимаемости рідини її поведінка може бути пояснено відносно простим рівнянням Бернуллі, в якому щільність рідини передбачається постійною протягом всього технологічного процесу.

Газ, навпаки, вельми добре стискаємо. Через це робота компресора являє собою набагато більш складний процес у порівнянні з роботою насоса по переміщенню рідини.

Конструкція головки динамічного компресора визначається такими властивостями газу, як його щільність, молекулярна маса і ставлення питомих теплоємностей на вході кожного робочого колеса. Ще однією істотною відмінністю є те, що енергія накопичується в газах при збільшенні тиску і фізичного стиснення молекул газу.

Крім того, у міру збільшення тиску газової суміші, рідкі фракції можуть відділятися в залежності від ступеня стиснення і фактичного складу (вологості) газу. Компресорна лінія при необхідності повинна містити осушувач, бо спроба стиснути рідину призведе до виходу з ладу компресора.

Цікавим побічним ефектом є те, що стиснення газу призводить до збільшення його температури, а його розширення, навпаки, до охолодження. Ефект зазвичай спостерігається в аерозольній упаковці (наприклад, дезодоранту чи фарби), але також використовується в холодильниках, кондиціонерах і при зріджуванні газів. При звичайних температурах і тисках все реальні гази, крім водню і гелію, нагріваються при стисненні. Британські фізики Джеймс Джоуль і Вільям Томсон досліджували це явище в другій половині 19 століття.

З метою підвищення ефективності роботи компресора потрібно знизити температуру стиснення газу. Для цього використовують теплообмінники, рідинні або повітряні. Можливим побічним ефектом охолодження стисненого повітря є виділення з нього рідкої фракції (по суті, випадання роси). Рідина миттєво виводить компресор з ладу. З цієї причини, більшість компресорів вимагають установки осушувачів на всмоктуючої лінії, а також між рівнями багатоступеневих компресорів. Надмірне потрапляння вологи в відцентрових компресорах може привести до корозії робочого колеса, перевантаження двигуна і навіть до відмови підшипників. У поршневих компресорах під впливом води веде до негайного пошкодження головки через відсутність внутрішніх зазорів в поршневий камері.

У технологічних лініях надійність і безперервність роботи компресорів, як правило, більш критична в порівнянні з насосами. Вони мають більш високі витрати на придбання та обслуговування при рівній потужності. Налаштування роботи компресорів складніша, вони часто є найбільш вразливою ланкою в усій системі. Для інженерів настройка компресорної лінії може стати справжнім головним болем.

У більшості випадків надійність компресорів має першорядне значення, оскільки у відповідності до вимог технологічних процесів їх вихід з ладу неприпустимий. Вони повинні безперервно працювати протягом 5 років між ремонтами. Для досягнення цієї мети, компресори вимагають високотехнологічних допоміжних компонентів, таких як мастило підсистем, ущільнень і підшипників. Додатковий захист у вигляді контролю помпажа для відцентрових компресорів і датчиків вібрації, як правило, інтегрована в високошвидкісних компресорних установках.

Компресори потенційно набагато більш травмонебезпечні. Стиснутий газ містить в собі велику потенційну енергію, до якої завжди слід ставитися з належною повагою. Додайте сюди ймовірність загоряння, якщо Ви маєте справу з горючими газами, і отримаєте гримучу суміш технологічних ризиків, що виникають при експлуатації компресорів. З цієї причини, проектування, підбір і монтаж компресорів вимагає великої майстерності, знань і досвіду в порівнянні з використанням насосів.

Резюмуємо: компресори - це не просто насоси, які перекачують газ. Це самостійний клас устаткування, що має справу з іншими фізичними процесами і вимагають іншого підходу і знань для їх грамотної експлуатації.