Santrifüj Kompresörler

Santrifüj kompresörler deki akışın , 3 boyutlu akış ve tam analizle değerlendirilmesi oldukça karmaşıktır. Bu nedenle, akış modeli basitleştirilerek yaklaşık çözümler yapılmaktadır. Örneğin ; akışın kararlı olduğu durumlar için , belirli kesitlerde tek boyutlu akış yaklaşımı kullanılabilir.

Santrifüj kompresörler havaya yüksek hız kazandıran dönen bir impelleri içerisinde bulunduran sabit bir muhafazayla , havayı yavaşlatarak basıncını arttıran , belirli sayıdaki genişleyen pasajlardan oluşmaktadır.

Difüzyon ve kompresörün genişleyen pasajlarına da difüzör denmektedir. İmpeller tek , çift veya kapalı tipte olabilir. Ancak temel teoride hepsi aynı sayılır.

İmpeller gözüne emilen hava , disk üzerindeki kanatçıklar tarafından yüksek hızlarda döndürülür.

Normal uygulamada kompresörler , basınç artışının yarısının impellerde diğer yarısının difüzörlerde olmasını sağlayacak şekilde tasarlanılmaktadır.

Santrifüj kompresörün karakteristik özelliği radyal tahliye akışıdır. Hava, radyal kanatlı dönen bir türbinin içine çekilir ve santrifüj kuvvetiyle türbinin çevresine doğru itilir. Havanın radyal hareketi sonucunda aynı anda basınç artar ve kinetik enerji üretilir. Hava, bir sonraki kompresör kademesinin türbininin merkezine yönlendirilmeden önce bir difüzörden ve kinetik enerjinin basınca dönüştürüldüğü bir sarmaldan geçer.

Her kademe kompresör ünitesinin toplam basınç artışına katkıda bulunur. Endüstriyel makinelerde bir santrifüj kompresör kademesinin maksimum basınç oranı çoğunlukla 3’ten büyük değildir. Daha yüksek basınç oranları kademenin verimini azaltır. Düşük basınçlı tek kademeli uygulamalar örneğin atık su arıtma tesislerinde kullanılır. Çok kademeli uygulamalar güç gereksinimini azaltmak için ara soğutma olanağı sağlar. Çoklu kademeler düşük devirli bir mil üzerinde seri olarak düzenlenebilir. Bu konsept çoğunlukla petrol ve gaz veya proses endüstrisinde kullanılır.

Kademe başına basınç oranı düşüktür ancak istenen çıkış basıncına ulaşmak için çok sayıda kademe ve/veya seri halde çalışan birden fazla kompresör seti kullanılır. Hava sıkıştırma uygulamalarında türbinleri yüksek devirli pinyonlar üzerinde döndürmek için kompresör kademelerine yüksek devirli bir dişli kutusu entegre edilir. Türbin açık ya da kapalı tasarıma sahip olabilir.

Örnek bir tek taraflı santrifüj kompresör tasarımı:

İbrahim KÜÇÜK hakkında 17 makale
Makine Mühendisi

İlk yorum yapan olun