Компрессоры динамического действия (КДД) используют принцип сжатия воздуха вращающимся ротором с лопатками. Воздушный поток движется по межлопаточным каналам с увеличением скорости. Увеличение скорости потока означает рост кинетической энергии частиц газа, т. е. увеличение давления. Наибольшее распространение получили два типа динамических компрессоров: радиальные (центробежные) и осевые.
Центробежные компрессоры
Основным рабочим элементом осевой компрессорной установки является рабочее колесо (ротор) с крыльчаткой. Воздушная масса через входной патрубок агрегата подается в центральную часть ротора и заполняет пространство крыльчатки.
Рабочее колесо приводится во вращение двигателем (электрическим или внутреннего сгорания). На воздух между лопатками крыльчатки начинает действовать центробежная сила. Это приводит к перемещению газа в сторону внешней части колеса, где расположен выпускной патрубок агрегата. Перемещение происходит с возрастающим ускорением потока и ростом кинетической энергии.
После выхода из роторной камеры воздушная масса попадает в диффузор. По конструкции диффузор представляет собой расширяющуюся трубу, по мере продвижения по которой скорость потока уменьшается при сохранении давления.
Отличительными особенностями центробежных КДД являются: возможность регулирования мощности, экономичность и надежность.
Осевые компрессорные установки могут иметь несколько вариантов конструктивного исполнения:
- одновальные и многовальные (по количеству валов с рабочими колесами);
- одно- и многоступенчатыми. В многоступенчатых устройствах воздух последовательно проходит через несколько камер с вращающимися роторами (с постепенным повышением давления).
Основная сфера применения центробежных КДД – промышленность (производственное оборудование, системы вентиляции, дымоудаления). Также агрегаты данного типа применяются в быту, медицине, жилищно-коммунальном хозяйстве.
Осевые компрессоры
В осевых КДД движение и сжатие газа происходит вдоль оси вала (ротора) агрегата. Вал вращает несколько дисков с лопатками. Колеса вращаются в неподвижных каналах статора с неподвижными лопатками. Статор является внутренней частью корпуса агрегата.
Диаметр ротора увеличивается от входа к выходу компрессорной установки. Диаметр статора – уменьшается. Высота лопаток роторной и статорной частей механизма меняется обратным образом – уменьшается по мере удаления от входного патрубка. Такая конструкция позволяет последовательно увеличивать давление и скорость рабочего тела (газообразной среды).
Особенности осевых компрессорных установок:
- высокий коэффициент полезного действия;
- компактные размеры;
- вращение вала на высоких оборотах, что обеспечивает большую производительность агрегата;
- возможность работы в реверсивном режиме (когда поток направляется в обратную сторону);
- низкий уровень шума и вибраций.
Осевые КДД находят применение в технологических процессах, требующих больших объемов воздуха высокого давления. Оборудование данного типа используется в производстве климатического и вентиляционного оборудования, авиастроении, энергетике.