تقسيم بندي كمپرسورهاي حلزوني

كمپرسورهاي حلزوني ازنظر تعداد روتورها به دو دسته تك روتور(Single) و دوتائي(Twin) تقسيم بندي مي كنند. از آنجائيكه كمپرسورهاي با يك روتور امروزه كاربرد چنداني در صنعت ندارند، اين مبحث كلا به بررسي كمپرسورهاي حلزوني با دو روتور اختصاص داده شده است . لازم به ذكر است كه كمپرسورهاي حلزوني همانند كمپرسورهاي تناوبي، بصورت يك ياچند مرحله ساخته مي شوند. مثلا"شركت اسكاتلندي Howden امروزه كمپرسورهاي حلزوني ٤ مرحله اي ساخته كه قادر است تا فشار ٤١ بار گاز را متراكم نمايد.

ازسوي ديگر كمپرسورهاي حلزوني خود به دودسته خشك (Dry) Ùˆ روغن كاري شونده  (Oil Flooded) تقسيم مي شوند. مغايرت درطراحي اين دودسته كمپرسورها تا حدي است كه مي توان حتي آنها را در دو دسته جداگانه مورد بررسي قرار داد. ولي از آنجائي كه اساس كار اين كمپرسورها مشابهت زيادي دارند،لذا نيازي به جداكردن اصول كار آنها نبوده Ùˆ هر دو در يك مبحث مورد بررسي قرار مي گيرند.البته بديهي است در مواردي كه اين دو كمپرسور ازنظر رفتاري Ùˆ طراحي داراي مغايرت هائي باشند، هريك بطور جداگانه مورد بررسي قرار خواهندگرفت.

مبانيكار كمپرسورهاي حلزوني

كمپرسورهاي حلزوني جزء كمپرسورهاي جابجائي مثبت مي باشند كه درآن عمل تراكم بين دو عدد روتور حلزوني(Helical) در مرحله درهم رفتگي (InterMeshing) صورت پذيرد. روتورها اصطلاحا به دوشكل نري (Male) و مادگي(Female) ساخته مي شوند. روتور نري داراي گوشواره (Lobe) محدب و روتور مادگي داراي شكل مقعر مي باشد.

درمرحله مكش، گاز وارد فضاي مقعر حلزون مادگي شده و آن ره پر مي كند . در مرحله تراكم قسمت محدب روتور نري فضاي تقعر روتور مادگي را پر كرده و با كاهش حجم گاز جمع شده درآن، باعث افزايش فشار گاز مي گردد. هنگامي كه فشار گاز اندكي از فشار گاز خط دهش بيشتر گردد،گازمتراكم شده به سمت لوله دهش رانده شده وعمل تخليه گاز صورت مي گيرد. عمل تراكم باتكرار اين فرآيند درطول دوران حلزوني ها شكل پيوسته اي را به خود مي گيرد.

روتورنري داراي عموما ٤ گوشواره و روتورهاي مادگي داراي ٦ محفظه مقعر مي باشد. در طول دوران روتورها هيچگونه تماس مكانيكي نبايد بين آنها وجود داشته باشد، در كمپرسورهاي خشك چرخش روتور مادگي به كمك دنده هائي كه نقش تنظيم زمان بندي دوران روتورها را بعهده دارند(TimmingGear ) صورت مي پذيرد. اين فرآيند درهردورگردش روتور ماده ٦ دفعه و به ازاء هردورگردش روتور نري٤ بار تكرار مي شود. بعبارت ديگر سرعت دوران روتور ماده دو سوم سرعت دوراني روتور نريمي باشد.

ميزان تراكمي كه در هر سيكل تراكم صورت مي گيرد به طول روتور، زاويه حلزوني و نسبت تراكمدر كمپرسور بستگي دارد. بعبارت ديگر مجاري جريان گاز از نظر ابعادي طوري ساخته مي شوندكه بتوان به نسبت تراكم مورد نظر دست يافت.

وجودفرآيند تراكم داخلي باعث افزايش راندمان حجمي كمپرسور گرديده و همين مزيت يكي از دلايل برتري اين كمپرسورها در مقايسه با كمپرسورهاي گوشواره اي مي باشد. جهت دستيابي به راندمان مطلوب لازم است كه لقي بين روتور تاحد ممكن كم باشد.

ازآنجائي گازي كه به قسمت تخليه كمپرسور مي رسد داراي فشار كافي نمي باشد، مقداري گازاز قسمت دهش برگشت نموده و همين امر باعث ازدست رفت انرژي مي گردد.

اگرگاز مورد تراكم تا فشاري بالاتر از فشار گاز دهش متراكم گردد، كار اضافي كه براي تراكم اضافي صرف شده است بشكلي ازدست رفت انرژي محسوب مي گردد.

دربررسي كمپرسورهاي درواني دو اصطلاح نسبت حجمي V_i ونسبت تراكم r_p مورد استفاده زيادي دارد. نسبت حجمي V_i

عبارت است از نسبت حجم گاز گيرانداخته شده در شروع تراكم به حجم گازي كه در شرايط خروج ازكمپرسور قرار دارد.

نسبت فشار، همان نسبت تراكم بوده و عبارت است از نسبت فشار گازدهش به فشار گاز مكش.

رابطه بين V_i Ùˆ r_p طبق رابطه نمايش داده مي شود.                             r_p= V_i^k

كهدرآن:

r_p = نسبت فشار

k = نماي آيزنتروپيك

V_i = نسبت حجم

گرفته شده از: مبانی کمپرسورها شرکت ره آوران فنون پتروشیمی

منبع:سایت کمپرسور