کمپرسور ها (Compressors)

ماشین هایی که جذب کننده قدرت مکانیکی هستند و این قدرت را به صورت های مختلفی از قبیل انرژی حرارتی،انرژی جنبشی و یا پتانسیل به سیال اعمال می کنند طیف وسیعی را شامل می شوند از قبیل : فن ها، دمنده ها و کمپرسور ها .

یکی از موارد استفاده از کمپرسور ها، جهت افزایش فشار گازها تا یک حد معین برای کاربرد های صنعتی می باشد.

تقسیم بندی کلی کمپرسور ها :

از عمده معیار های تقسیم بندی کمپرسور ها، می توان به تقسیم بندی بر اساس مکانیزم و اصول کارکرد و نحوه اعمال انرژی به سیال، اشاره داشت که بر این اساس تقسیم بندی های زیر را برای کمپرسور ها خواهیم داشت :

1) کمپرسور های رفت و برگشتی یا جابجایی مثبت یا جریان منقطع

2) کمپرسور های سانتریفیوژ یا دینامیک یا جریان پیوسته

تفاوت های مهم این دو گروه فوق را می توان در موارد زیر خلاصه کرد :

1) کمپرسور های رفت و برگشتی برای فشارهای زیاد و متوسط و شدت جریان های پایین به کار می رود در حالیکه کمپرسور های سانتریفیوژ برای فشارهای متوسط و پایین یا جریان های متوسط و بالا به کار می رود.

2) فشارهای ایجاد شده در کمپرسور های سانتریفیوژ مقدار محدود و مثبتی دارد در حالیکه، در کمپرسور های رفت و برگشتی این فشارها می تواند متغیر و قابل تنظیم بوده و اصولا تابع نیاز سیستم می باشد.

3) همان طوری که از نام گذاری این دو گروه ملاحظه می شود جریان در کمپرسور های رفت و برگشتی ناپیوسته بوده، به گونه ای که مقداری گاز به درون کمپرسور کشیده شده و عمل تراکم روی آن انجام می شود، سپس تخلیه شده و دوباره سیکل تکرار می گردد. ولی در کمپرسور های سانتریفیوژ سیکلی وجود نداشته و جریان پیوسته و ممتد می باشد.

4) کمپرسور های دینامیکی (سانتریفیوژ) بر اساس نیروی گریز از مرکز که روی قطعه ای به نام پره اعمال می کند، ایجاد انرژی می نماید و این انرژی که از نوع انرژی جنبشی می باشد در خروجی کمپرسور، به فشار مبدل می شود در حالیکه کمپرسور های رفت و برگشتی مستقیما فشار گاز را توام با کاهش حجم، افزایش می دهند.

کاربرد کمپرسور ها :

بطور کلی کمپرسور ها جهت افزایش فشار سیالات قابل تراکم (گاز و بخار) تا یک حد معین، مورد استفاده قرار میگیرد.این فشار ممکن است نیازهای مختلفی را تأمین کند از قبیل: غلبه بر اصطکاک و تلفات مسیر، تاثیر در یک واکنش معین در نقطه تحویل گاز و بهبود خواص ترمودینامیکی  گاز .به بیان ساده تر، کمپرسور ها کاری مشابه پمپ ها دارند با این تفاوت که سیال آنها بخار یا گاز می باشد. گازهای جابجا شده بوسیله کمپرسور از نقطه نظر وزن ملکولی و دیگر خواص شیمیایی و فیزیکی دامنه وسیعی را تشکیل میدهند ولی امروزه از سبک ترین تا سنگین ترین گازها توسط کمپرسور های گوناگون جابجا می شوند صنایع و زمینه های متعددی وجود دارند که در هر کدام از آنها نیازهای بخصوصی با انتخاب کمپرسور های مناسب  تأمین میگردد که این زمینه ها عبارتند از:

1) تهویه ساختمان، تونل ها، معادن و کوره ها  

2) تأمین هوای فشرده جهت احتراق در ماشینهای احتراق داخلی و دیگ های بخار

3) انتقال انواع گازها

4) تأمین فشار مخازن ذخیره تحت فشار

5) تزریق گاز به میدان های نفتی

6) سیستم های تبرید

7) فرآیند های شیمیایی و تصفیه گازها

« کمپرسور های دینامیک (Dynamic Compressors)»

که شامل انواع زیر می شود :

1) کمپرسور های گریز از مرکز (Centrifugal Compressors)

2) کمپرسور های محوری (Axial Compressors)

3) کمپرسور های جریان مختلط (Diagonal Or Mixed Flow Compressors)

« کمپرسور های جا به جایی مثبت (Positive Displacement Compressors)»

این کمپرسور ها شامل انواع زیر می شود :

1) کمپرسور های رفت و برگشتی (Reciprocating Compressors)

2) کمپرسور های دوار یا گردشی (Rotary Compressors)

اکنون به تعریف برخی از این کمپرسور ها می پردازیم :

« کمپرسور های گریز از مرکز (Centrifugal Compressors)»

هر جا که ظرفیت و قدرت بالا مد نظر باشد بدون شک کمپرسور های سانتریفیوژ حرف اول را می زنند. از نظر تعداد مورد استفاده در صنعت نیز این ماشین ها با نوع رفت و برگشتی در مقام دوم هستند. راندمان آن ها در مقایسه با کمپرسور های رفت و برگشتی پایین بوده و لذا منبع انرژی را طلب می کنند. اصول کار در این کمپرسور ها بدین شکل است که افزایش فشار با شتاب گیری جریان گاز، در حرکت شعاعی در طول پره ها و تبدیل انرژی سرعت گاز به انرژی فشاری در عبور از دیفیوزر صورت می گیرد. این کمپرسور ها شامل قسمت های زیر هستند : 1) پوسته (Shell) ، 2) دیافراگم ها و دیفیوزر ها ، 3) آب بندی شانه ای ( Labyrinths) ، 4) پره ها (Impellers)

 « کمپرسور های جریان مختلط  (Diagonal Or Mixed Flow Compressors)»

کمپرسور های جریان مختلط یا قطری یا جریان محوری و شعاعی، مشابه کمپرسور های گریز از مرکز هستند. یعنی سیال موازی محور وارد چرخ می گردد و به طور مایل نسبت به محور از چرخ خارج می شود. در این کمپرسور ها دیفیوزر اغلب برای تبدیل جریان قطری به جریان محوری به کار می رود. کمپرسور های جریان مختلط دارای قطر دیفیوزر کمتری نسبت به کمپرسور های گریز از مرکز هستند. در این نوع کمپرسور ها متوسط شعاع خروجی بیش از ورودی است. تا کنون تعداد بسیار کمی از کمپرسور های پژوهشی جریان مختلط در سراسر جهان تست شده اند.

این کمپرسور ها در ایالات متحده به کمپرسور های قطری(Diagonal Compressors) معروفند.

« کمپرسور های رفت و برگشتی (Reciprocating Compressors)»

کمپرسور های رفت و برگشتی قدیمی ترین و رایج ترین نوع کمپرسور ها بوده و عمل تراکم گازها با کاهش اجباری حجم توسط حرکت پیستون در داخل یک سیلندر صورت می گیرد.ورود گاز به سیلندر و خروج از آن به وسیله سوپاپ ها بر اساس اختلاف فشار ما بین خط لوله و درون سیلندر، باز و بسته می شوند.

مشخصه بارز کمپرسور های رفت و برگشتی، امکان استفاده از آنها برای چندین سرویس در یک دستگاه واحد می باشد. مثلا از یک سیلندر برای کمپرس کردن پروپان و از سیلندرهای دیگر برای کمپرس گازهای دیگر می توان استفاده کرد.