کمپرسور باد پیچشی (اسکرو)

کمپرسور باد پیچشی (اسکرو)

کمپرسور باد دستگاهی است که برای بالا بردن فشار گاز و انتقال آن از نقطه ای به نقطه دیگر در طول فرایند استفاده می‎شود. این موضوع قبلا در مقاله آشنائی با کمپرسور باد ذکر شده است. کمپرسور باد پیچشی از نوع کمپرسورهای جابجائی مثبت و یکی از رایج ترین نوع کمپرسورهای دورانی هستند و در آنها فشرده شدن گاز توسط کاهش حجم صورت می گیرد.

کاربرد کمپرسور باد اسکرو

مهمترین کاربردهای کمپرسور باد پیچشی برای تامین گاز فشرده عبارتند از :
. جریان و گردش گاز در یک فرایند

• انتقال نیرو

• غلبه بر اصطکاک مسیر در خطوط انتقال و توزیع گاز

• ایجاد شرایط مناسب در گاز برای یک واکنش شیمیایی با خواص ترمودینامیکی مطلوب

• ثابت نگهداشتن فشار گاز در سیستمهایی که نشتی ناخواسته با مصرف تدریجی و کاهش فشار گاز وجود دارد.

• تأمین فشار لازم جهت ذخیره سازی در مخزنها

• فرایندهای بازیافت و تزریق گاز در میدانهای نفتی

• تمیز کاری قطعات و سطوح با جت هوا، ماسه پاش، رنگ پاشی، هوازنی، همزنی مایعات،تخلیه مایعات از تانکرها و انتقال پودر ها، مواد جامد و مایعات

• تأمین هوای فشرده برای تورهای گازی

• تأمین جریان هوا برای تونلهای باد و آزمایشات آیرودینامیکی

• تهویه ساختمانها، تونل ها، معادن و کوره ها

• تأمین هوای فشرده جهت احتراق در ماشین های احتراق داخلی و دیگ های بخار : سیستم تبريد

• فرایندهای شیمیایی و نصفه گاز

• بالا بردن سرعت واکنش ها در فرایندهای شیمیایی

محدوده عملکرد:

محدوده عملکرد کمپرسور باد پیچشی تا فشارهای psig 45 و با فشار مکش در حد اتمسفر بصورت تک مرحله و تا فشارهای psig ۲۵۰ بصورت چند مرحله می باشد. دامنه ظرفیت در آنها مابین 35000-500 فوت مکعب در دقیقه گزارش شده است. این کمپرسورها از نظر محدوده کاربرد مایین کمپرسور باد های سانتریفوژ رفت و برگشتی قرار دارند.
در یک محدوده عملیاتی معین قیمت کمپرسورهای پیچی کمتر از نوع سانتریفوژ و رفت و برگشتی است و راندمان آنها در محدوده ۸۵ – ۷۵٪ قرار دارد. این کمپرسورها توانایی فشرده کردن گازهای دارای پلیمر با قیر را دارا بوده و در این شرایط راندمان بالاتری نسبت به گاز خالص دارند.

کاربرد کمپرسور باد پیچشی(اسکرو):

کمپرسور باد پیچشی سابقا به عنوان کمپرسورهای فشار پایین فقط استفاده می شد، اما امروزه با پیشرفت تکنولوژی ساخت، به عنوان یکی از انواع کمپرسورهای با بازدهی بالا مطرح شده اند، به طوری که در حال حاضر در برخی موارد توانایی رقابت با کمپرسورهای رفت و برگشتی و سانتریفوژ را دارا می باشند. از نظر حجم جریان گاز ماین کمپرسورهای رفت و برگشتی و سانتریفوژ کمپرسورهای چرخشی قرار می گیرد. این ماشین ها از نظر هزینه طراحی و ساخت نیز مقرون به صرفه تر می باشند.
اصولا کمپرسورهای چرخشی برای جابجایی گازهای تشکیل دهنده پلیمر و گازهای حاوی قطرات مایع مورد استفاده قرار می گیرند. عیب اصلی آنها ایجاد سر و صدای زیاد و عدم توانایی آنها برای جابجایی گازهای حاوی ذرات جامد شناخته شده است.
در صورت نیاز به کمپرسورهای بدون روغن کمپرسورهای چرخشی نوع پیچشی انتخاب مناسبی خواهند بود اما با توجه به این که کمپرسورهای پیچشی اغلب توسط روغن آب بندی می شوند در این موارد برای جلوگیری از نشتی گاز، لازم است مارپیچه های کمپرسور با سرعت بالاتری بچرخند که این عمل باعث افزایش صدا در این نوع از کمپرسورها می شود. البته در این نوع کمپرسورها از آب بندهای خاصی برای جلوگیری از نشتی استفاده می شود.

یکی از کاربردهای مهم این کمپرسورها استفاده از آنها در چیلرها است. کمپرسورهای پیچشی در بیشتر موارد در چیلرهای فشار بالا استفاده می شوند، به طور منال در چیلر هایی که در آنها مبردهایی از قبیل آمونیاک و 22-HCFC استفاده می شود این کمپرسورها کار فشرده سازی گاز را انجام می دهند. به طور کلی این کمپرسورها توانایی بیشتری برای رساندن بازدهی دستگاه های سرماساز به مقدارهای بالاتری دارا می باشند. این توانایی مخصوصا در سیستم هایی که اختلاف دمای بیشتری در فرایند دارند (مثلا ساختن یخ نمود پیدا می کند).
در مواردی که نیاز به بهره برداری در ظرفیت های بسیار پایین تر از ظرفیت کامل وجود دارد انتخاب این کمپرسورها مناسب است، چون این نوع کمپرسورها بدون مشکل می توانند در ظرفیت هایی نزدیک به ۱۰ ظرفیت کامل خود کار کنند. علاوه بر این می توان این کمپرسورها را به محض افت شدید بار خاموش و روشن نمود که مزیت بسیار مهمی نسبت به کمپرسورهای سانتریفوژ به حساب می آید.
یکی دیگر از مزایای این کمپرسورها قابل تغییر بودن نسبت تراکم در آنها است. این عملیات به کمک خروجی های خاصی که در طول مسیر مارپیچه ها پیش بینی شده انجام می گیرد.

کاکرد کمپرسور باد پیچشی :

کمپرسورهای پیچشی مانند کمپرسورهای رفت و برگشتی یکی از انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت هستند، یعنی کمپرسورهایی که با محبوس کردن گاز ورودی و کاهش حجم آن توسط یک عضو متراکم کننده سبب افزایش فشار گاز می شوند. در اثر حرکت عضو متراکم کننده، فاصله مولکولهای گاز موجود در ظرف کمتر شده و برخورد آنها با یکدیگر بیشتر می شود.

در نتیجه مولکولها نیروی بیشتری به ظرف وارد می کنند و این موضوع نشان دهنده اینست که فشار گاز، افزایش یافته است. در کمپرسورهای رفت و برگشتی، این عضو متراکم کننده، پیستون نامیده می شود اما در کمپرسورهای پیچشی، عضو متراکم کننده مارپیچه ای به نام male است. در واقع کار مارپیچه male در کمپرسورهای پیچشی دقیقا مشابه وظیفه پیستون در کمپرسورهای رفت و برگشتی است. روی مارپیچه male چند برآمدگی به صورت مارپیچ وجود دارد که مانند مارپیچه دستگاه چرخ گوشت، با چرخش مار پیچه، حرکت رو به جلویی را برای گاز تداعی می کنند.

ظرف حاوی گاز در کمپرسورهای رفت و برگشتی سیلندر و در کمپرسورهای پیچشی مارپیچه ای به نام female است که وظایف آنها عينة مشابه هم است و هر دو نقش ظرفی را بازی می کنند که گاز درون آن قرار گرفته و متراکم می شود. در کمپرسور باد پیچشی مارپیچههای male , female هر دو دارای شیارهایی هستند. در این کمپرسورها ابتدا گاز ورودی کل حجم یک شیار مارپیچه female را در بر می گیرد. با چرخش محرک که یک موتور الکتریکی و یا یک توربین است، حرکت چرخشی به مارپیجه male منتقل می شود و در نتیجه مارپیچه male شروع به چرخیدن می کند.

با چرخش مارپیچه male مارپیچه female نیز که با آن درگیر است، به چرخش در می آید. برآمدگیهای روی مارپیچه male به تناوب درون شیارهای مارپیچه female حرکت می کنند و به تدریج حجم گاز محبوس شده موجود در شیارها کاهش یافته و فشار گاز افزایش می یابد. تراکم گاز تا زمانی ادامه می یابد که فضای مابین پره ها به مجرای خروجی شیارها متصل شده و گاز متراکم شده از طریق آن خارج شود. هر کدام از شیارهای مارپیچه female به ترتیب به مجرای خروجی می رسند و گاز فشرده شده را درون مجرای خروجی تخلیه کرده و مجددا از هوای کم فشار پر می شوند و این سیکل به تناوب تکرار می شود. مقطعی از یک کمپرسور باد پیچشی که مارپیچه های male و fernale در آن نمایان است در نشان داده شده است.