الضاغط المحوري مقابل الضاغط الطردي المركزي: ما هو الفرق

ما الفرق بين الضاغط المحوري وضاغط الطرد المركزي؟ يتم استخدام كلا النوعين من الضواغط لزيادة ضغط الغاز، لكنهما يحققان ذلك بطرق مختلفة.

يستخدم الضاغط المحوري سلسلة من الشفرات الدوارة لزيادة ضغط الغاز تدريجيًا أثناء تحركه عبر الضاغط. في المقابل، يستخدم ضاغط الطرد المركزي دافعة دوارة لتسريع الغاز، والذي يتباطأ بعد ذلك ويزيد الضغط.

ما هو الضاغط المحوري

الضاغط المحوري هو نوع من الضاغط الديناميكي الذي يزيد من ضغط الغاز عن طريق تطبيق الطاقة الحركية. وتتكون من سلسلة من الشفرات على شكل الجنيح مرتبة في شكل دائري حول عمود مركزي أو أسطوانة.

تُستخدم الضواغط المحورية بشكل شائع في توربينات الغاز لتوليد الطاقة، وكذلك في محركات الطائرات مثل المحركات النفاثة والمروحية. إنها قادرة على التعامل مع كميات كبيرة من الغاز وتحقيق نسب ضغط عالية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب معدلات تدفق عالية ونسب ضغط معتدلة.

كيف يعمل الضاغط المحوري

في الضاغط المحوري، يتدفق الهواء بالتوازي مع محور الدوران من خلال سلسلة من الشفرات الدوارة والثابتة. تعمل الشفرات الدوارة، المعروفة باسم الدوارات أو الدفاعات، على تسريع الهواء، بينما تقوم الشفرات الثابتة، التي تسمى الجزء الثابت، بتحويل الطاقة الحركية المتزايدة إلى ضغط.

تتكرر هذه العملية عبر مراحل متعددة، حيث تتكون كل مرحلة من عضو دوار يليه عضو ساكن، مما يؤدي إلى زيادة ضغط الهواء تدريجيًا.

مزايا الضواغط المحورية

• كفاءة أعلى: الضواغط المحورية تحقق كفاءة أعلى.
• معدل تدفق أكبر: يتعاملون مع حجم أكبر من تدفق الغاز.
• نسب ضغط أعلى: باستخدام مراحل متعددة، فإنها تحقق نسب ضغط إجمالية أعلى، مما يسمح بزيادة أكبر في الضغط في تصميم مضغوط.
• نطاق تشغيل أوسع: توفر الضواغط المحورية نطاقًا أوسع في معدل التدفق ونسبة الضغط، مما يوفر مرونة أكبر.
• تصميم خفيف الوزن: فهي أكثر إحكاما وخفيفة الوزن.

عيوب الضواغط المحورية

• الحساسية الديناميكية الهوائية: أكثر عرضة للتوقف واضطرابات التدفق بسبب تغيرات زاوية الشفرة.
• مراحل متعددة: يتطلب 10-15 مرحلة لنسب الضغط المماثلة للضواغط الطاردة المركزية مما يزيد من تعقيدها ووزنها.
• نطاق التشغيل محدود: نطاق أضيق مقارنة بضواغط الطرد المركزي، مما يقلل من مرونة التطبيق.
• تقلب الكفاءة: أكثر حساسية للتغيرات في تكوين الغاز وظروف الدخول.
• يكلف: بشكل عام أكثر تكلفة في التصنيع والصيانة بسبب التصميم المعقد ومتطلبات الدقة.
• وهن: أكثر عرضة للتلف من الأجسام الغريبة أو الحطام.
• قيود نسبة الضغط: أقل ملائمة لنسب الضغط المرتفع في المرحلة الواحدة.

ما هو ضاغط الطرد المركزي

ضاغط الطرد المركزي هو ضاغط ديناميكي يستخدم المكره لزيادة سرعة وضغط الغاز. المكره عبارة عن قرص دوار ذو شفرات منحنية تسحب الغاز وتسرعه بشكل قطري إلى الخارج.

تُستخدم هذه الضواغط بشكل شائع في العديد من الصناعات، بما في ذلك النفط والغاز والبتروكيماويات والسيارات، لمهام مثل ضغط الغاز وفصل الهواء والشحن التوربيني. توفر ضواغط الطرد المركزي العديد من المزايا، بما في ذلك نطاق التشغيل الواسع والتصميم المدمج والقدرة على التعامل مع مجموعة متنوعة من تركيبات الغاز.

كيف يعمل ضاغط الطرد المركزي

يستخدم ضاغط الطرد المركزي دافعًا لسحب الغاز وتسريعه بشكل قطري إلى الخارج. ومع تدفق الغاز عبر المكره، تزداد سرعته، مما يحول الطاقة الحركية إلى ضغط.

يتم بعد ذلك تفريغ الغاز المضغوط في ناشر، مما يؤدي إلى إبطاء التدفق وزيادة الضغط.

مزايا ضاغط الطرد المركزي

• نطاق تشغيل واسع: يتعامل مع تركيبات الغاز المختلفة ومعدلات التدفق بشكل أكثر فعالية من الضواغط المحورية.
• تصميم مضغوط: يتطلب مراحل أقل لنفس نسبة الضغط، ومناسب لتطبيقات المساحة المحدودة.
• عملية مستقرة: أقل عرضة لاضطرابات التدفق والتوقف الديناميكي الهوائي عبر مجموعة واسعة من الظروف.
• تصميم بسيط: تتيح المكره المفردة سهولة الصيانة وانخفاض تكاليف التصنيع مقارنة بالضواغط المحورية متعددة المراحل.
• تحمل الملوثات: أكثر تحملاً للجزيئات الصغيرة في تيار الغاز، مما يقلل من خطر تلف المكونات.

عيوب ضاغط الطرد المركزي

• نسب ضغط محدودة: انخفاض نسب الضغط لكل مرحلة مقارنة بالضواغط المحورية.
• كفاءة أقل عند معدلات التدفق العالية: أقل كفاءة من الضواغط المحورية عند التعامل مع معدلات التدفق العالية.
• حجم ووزن أكبر: بشكل عام أكبر حجمًا وأثقل من الضواغط المحورية للحصول على أداء مكافئ.
• نطاق محدود من العمليات: نطاق تشغيل أضيق مقارنة بالضواغط المحورية.
• القابلية للارتفاع: أكثر عرضة لعدم استقرار التدفق، مما يتطلب تصميمًا دقيقًا وإجراءات تحكم.

العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار الضاغط المحوري أو الضاغط الطارد المركزي

نسبة الضغط ومعدل التدفق

الضواغط المحورية: الضواغط المحورية مناسبة لتطبيقات معدل التدفق العالي مع نسب الضغط المعتدلة.

ضواغط الطرد المركزي: تعتبر ضواغط الطرد المركزي مثالية لتطبيقات نسبة الضغط العالي ومعدل التدفق المنخفض.

كفاءة

الضواغط المحورية: تتمتع الضواغط المحورية بشكل عام بكفاءة أعلى مقارنة بضواغط الطرد المركزي.

ضواغط الطرد المركزي: تحافظ ضواغط الطرد المركزي على الكفاءة في نطاق أوسع من ظروف التشغيل.

حجم والوزن

الضواغط المحورية: الضواغط المحورية عادة ما تكون أطول وأخف وزنا من الضواغط الطاردة المركزية لنفس نسبة الضغط.

ضواغط الطرد المركزي: ضواغط الطرد المركزي أكثر إحكاما ولها مساحة أصغر.

الصيانة والموثوقية

الضواغط المحورية: الضواغط المحورية أكثر عرضة لتلف الشفرة وتعطيل التدفق.

ضواغط الطرد المركزي: تحتوي ضواغط الطرد المركزي على عدد أقل من الأجزاء المتحركة وتكون بشكل عام أكثر موثوقية وأسهل في الصيانة مقارنة بالضواغط المحورية.

يكلف

عادةً ما تكون الضواغط المحورية أكثر تكلفة من ضواغط الطرد المركزي لنفس نسبة الضغط ومعدل التدفق.

الأسئلة الشائعة

هل الضواغط المحورية أكثر كفاءة؟

تعد الضواغط المحورية بشكل عام أكثر كفاءة من ضواغط الطرد المركزي. يتعاملون مع كميات أكبر من الهواء. تحقق الضواغط المحورية نسب ضغط أعلى لكل مرحلة. وهي مفضلة في توربينات الغاز والمحركات النفاثة لكفاءتها.

هل تتمتع ضواغط التدفق المحوري بنسبة طاقة إلى وزن أفضل من ضواغط التدفق الطاردة المركزية

تتمتع ضواغط التدفق المحوري عادةً بنسبة طاقة إلى وزن أفضل من ضواغط التدفق الطاردة المركزية. فهي أكثر إحكاما وأخف وزنا لإنتاج طاقة مماثل.

أي نوع من الضاغط يتعامل مع الهواء المتسخ بشكل أفضل؟

تكون ضواغط الطرد المركزي بشكل عام أكثر تحملاً للهواء المتسخ والجسيمات نظرًا لتصميم شفرتها الأبسط وممرات التدفق الأكبر. الضواغط المحورية أكثر حساسية للتلوث.

أي نوع أسهل في الصيانة

عادةً ما تكون صيانة ضواغط الطرد المركزي أسهل نظرًا لوجود عدد أقل من الأجزاء المتحركة وبنية أبسط. تتميز الضواغط المحورية بترتيبات شفرات أكثر تعقيدًا، مما يتطلب إجراءات صيانة أكثر تعقيدًا.

ختاماً

تتمتع كل من الضواغط المحورية والطاردة المركزية بمزاياها وتطبيقاتها الفريدة. ويعتمد الاختيار بين الاثنين على متطلبات محددة مثل معدل التدفق، ونسبة الضغط، وقيود المساحة.

للحصول على إرشادات الخبراء حول اختيار الضاغط المناسب لاحتياجاتك، استشر فريقنا ذو الخبرة اليوم.