دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ  چیست ؟ اساس عملکرد کمپرسور سانتریفیوژ از نوع کمپرسور گریز از مرکز می باشد بر پایه افزایش فشار سیال از دهانه ورودی تا دهانه خروجی آن است. پمپ گریز از مرکز با تغییر انرژی الکتریکی به مکانیکی و سپس انتقال آن به سیال باعث افزایش انرژی فشاری سیال می شود. سیال در ابتدا از بین پروانه پمپ کرده و وارد حلزونی کمپرسور سانتریفیوژ می‌شود. در نهایت با عبور از حلزونی به سمت دهانه خروجی کمپرسور هدایت می‌شود. کمپرسور سانتریفیوژ  که ازکمپرسورهای گریز از مرکز می باشد از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است این بخش ها شامل قسمت های متحرک و ثابت ثابت هستند. ما در این مقاله قصد داریم درباره قطعه دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ برای شما صحبت کنیم.

اگر قصد کسب اطلاعات درباره اجزای کمپرسور سانتریفیوژ را دارید، می توانید به مقاله بررسی اجزای کمپرسور سانتریفیوژ در وبسایت هوا پایا مراجعه کنید.

 در یک کمپرسور سانتریفیوژ پروانه به عنوان جزء چرخشی و حلزونی به عنوان جزء ثابت کمپرسور شناخته می شود. هر یک از این دو بخش وظیفه ای را بر عهده دارند. پروانه کمپرسور سانتریفیوژ انتقال انرژی به سیال و افزایش انرژی فشاری و جنبشی آن و حلزونی کمپرسور سانتریفیوژ نیز وظیفه انتقال سیال به دهانه خروجی همراه با افزایش فشار آن در طول مسیر را بر عهده دارد.

 پره‌های پروانه سانتریفیوژ به نحوی طراحی می شوند که طی عبور سیال از درون پروانه انرژی فشاری و جنبشی سیال افزایش می‌یابد. سیال از درون چشمه پروانه به درون آن مکیده شده و در میان فضاهای محبوس بین پره های پروانه جاری می شود.  پره های پروانه باعث به وجود آمدن یک فضای مارپیچ واگرا در کمپرسور سانتریفیوژ خواهند شد. در کمپرسور سانتریفیوژ با گذر از بین این کانال ها ، سیال با کسب انرژی جنبشی و همچنین افزایش فشار پروانه را ترک میکند.

ما در این مقاله که توسط تیم کمپرسور هواپایا گردآوری شده است قصد داریم برای توضیح قطعه دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ نوع و مدل خاص از کمپرسور سانتریفیوژ مورد بررسی قرار دهیم و در طی آن  چیستی قطعه دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ را نیز برای شما شرح دهیم.

دیفیوز در کمپرسور سانتریفیوژ درون چاهی

 یکی از مدل های خاص کمپرسور سانتریفیوژ مدل درون چاهی است که اولین بار توسط کارخانه ردا در کشور روسیه ابداع و اختراع شد. در ابتدا این کمپرسور برای انتقال آب چاه از پایین چاه به بالای آن اختراع و تولید شد و بعدها و با ورود آمریکایی‌ها به صنعت استخراج نفت این کمپرسور به عنوان یک کمپرسور برای استخراج و انتقال نفت در اعماق زمین به کار گرفته شد.

 مدلسازی هندسی دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ از نوع درون چاهی

کمپرسور سانتریفیوژ در این مقاله هوا پایا مورد بررسی قرار می گیرد هندسه پیچیده‌ای دارد به این ترتیب که دارای یک پروانه ۶ پره و یک فیوز کمپرسور سانتریفیوژ ۷ پره میباشد.  همانطور که در شکل ۱ می بینید پروانه و دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ بخش‌های اصلی این مدل کمپرسور هستند.  ما در این مقاله برای تولید یک مدل هندسی کامل هر یک از بخش ها را جداگانه مدلسازی کرده‌ایم و در انتها به یکدیگر وصل کرده ایم.  پروانه کمپرسور سانتریفیوژ درون چاهی دارای مجراهای تودرتو و منحنی شکل است و این امر مدلسازی این بخش را با پیچیدگی روبرو کرده است. برای غلبه بر این مشکل به دست آوردن یک مدل هندسی از پروانه کمپرسور سانتریفیوژ درون چاهی یک روند مشخصی را در نظر گرفته‌ایم. کمپرسور فشار استاتیک را در خروجی پمپ بالا ببرد و به اصطلاح هد پمپ افزایش پیدا کند.

دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ و همچنین پروانه این کمپرسور هر دو به روش ریخته گری تولید می شود و جنس آن ها معمولاً از چدن بوده اما گاهی از برنز نیز برای تولید آنها استفاده می شود.

شکل 1

شکل 2

دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ درون چاهی و موضوع تولید شبکه

آنچه در مورد موضوع شبکه کمپرسور سانتریفیوژ مطرح است این است که در کمپرسور سانتریفیوژ هرچه تعداد سلول‌های مش بیشتر باشد دقت محاسبات بالاتر می‌رود. البته این موضوع را نیز باید بیان کنیم که این امر باعث افزایش حجم محاسبات و در نتیجه افزایش هزینه محاسبات و زمان محاسبات و همچنین حافظه سخت افزاری بیشتری جهت محاسبات می شود. شبکه تولید شده و همچنین ارائه دهنده جزئیات هندسی مدل کمپرسور سانتریفیوژ درون چاهی میباشد.

بنابراین با توجه به توانایی سخت افزاری سیستم محاسبه ، تعداد بهینه ای از سلول‌های مش بایستی مورد استفاده قرار گیرد. روش‌های وجود دارند که با استفاده از آنها می‌توان حداقل تعداد سلول ها را برای به دست آوردن نتیجه دقیق استفاده کرد.

در این مقاله برای حل مسئله از سلولهای سه ضلعی برای تولید شبکه استفاده کرده‌ایم. شبکه‌ای که به کار گرفته شده یک شبکه غیرهمسان است. این شبکه در نقاط نزدیک پره های پروانه و دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ درون چاهی و سایر نقاطی که بررسی آنها نیاز به جزئیات دره دارد از سلول های کوچکتری استفاده کرده است. به همین علت شبکه در این مدل از کمپرسور دارای تراکم بیشتری است. با نزدیک شدن به انتهای مسیر جریان ، ابعاد سلولهای شبکه بزرگ تر می شود. این امر برای جلوگیری از افزایش تعداد سلولهای شبکه و صرفه جویی در هزینه و زمان محاسبات بسیار مفید است.

در شکل زیر شبکه تولید شده توسط نرم افزار گمبیت را در پروانه نشانه نشان می‌دهد. در این مقاله در شکل های زیرین برای مشاهده بهتر شبکه، درون پروانه کمپرسور سانتریفیوژ حذف شده است.

شکل 3

در تیغه پره های پروانه جریان به صورت آشفته می باشد و به همین دلیل سلول های اطراف این نواحی بسیار کوچک میباشند. در شکل زیر این مسئله به خوبی و از نزدیک نشان داده شده است.

شکل 4

همچنین در تصویر زیر نیز از شبکه تولید شده دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ رونمایی شده است. در این تصویر نیز برای مشاهده بهتر شبکه درون دیفیوزهای رویی، دیفیوز حذف شده است.

شکل 5

توزیع سرعت و فشار در دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ

ما سعی کرده ایم برای بهتر درک شدن سرعت و فشار دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ توضیحات را روی تصویری که در زیر این پاراگراف قرار داده شده است برای شما بیان کنیم. همانطور که در شکل های آبی و ۳۰ می‌بینید توزیع فشار دسته دبی جرمی متفاوت ۹۰، ۱۰۰ و ۱۱۰ نشان داده شده است. همانطوری که از عملکرد دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ انتظار داشتیم سیال هرچه در طول کانال های مابین پره‌های آن بالاتر می‌رود بر فشار آن افزوده می شود.

هدف از طراحی دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ

 هدف از طراحی دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ تبدیل فشار دینامیک به فشار استاتیک و افزایش حد جریان در خروجی دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ میباشد. این موضوع به طوری است که دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ مورد استفاده در این مدل از کمپرسور سانتریفیوژ به نحوی طراحی شود که با پیچشی که پره های آن به جریان می دهند سرعت جریان به فشار تبدیل شود.

در تصویر زیر با مشاهده شکل های حاصل از مدل سازی در سه دبی مختلف فیوز کمپرسور سانتریفیوژ مشاهده می کنیم که با افزایش دبی جرمی فشار استاتیک در دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ کاهش می یابد.

شکل 5

نتیجه گیری درباره دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ

 مدل‌های به‌دست‌آمده مشاهده کردیم که دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ قسمت ثابت و بدون حرکت است اما با استفاده از فرم به خصوص کانالهای جریان که توسط شکل پره‌های آن وجود می‌آید باعث می‌شود که فشار دینامیکی به فشار استاتیک تبدیل شود. این موضوع باعث افزایش حجم آن خروجی می‌شود که مورد نظر استفاده کننده ها از کمپرسور سانتریفیوژ میباشد. از آنجایی که توانمندی فیوز کمپرسور سانتریفیوژ در شکل پره‌های آن است لذا می بینیم که طراحان و تعداد پره های آن را ۷ عدد در نظر گرفتند که یک عدد بیشتر از تعداد پره های کمپرسور . همچنین دیفیوز کمپرسور سانتریفیوژ دارای خمیدگی هایی در شکل پره های خود می باشد که هر چه پره به خروجی دیفیوز نزدیک‌تر می‌شود خمیدگی آن بیشتر می‌شود.