अपकेंद्री संपीडक

केन्द्रापसारक कम्प्रेसर, जिसे कभी-कभी प्ररित करनेवाला कम्प्रेसर या रेडियल कम्प्रेसर कहा जाता है, गतिशील अक्षीय कार्य-अवशोषित टर्बोमशीनरी  का एक उप-वर्ग है। वे रोटर/प्ररित करनेवाला के माध्यम से द्रव के निरंतर प्रवाह में ऊर्जा जोड़कर दबाव वृद्धि प्राप्त करते हैं। निम्नलिखित समीकरण इस विशिष्ट ऊर्जा इनपुट को दर्शाता है। इस ऊर्जा का एक बड़ा हिस्सा गतिज है जो एक विसारक के माध्यम से प्रवाह को धीमा करके संभावित ऊर्जा/स्थैतिक दबाव में परिवर्तित हो जाता है। प्ररित करनेवाला में स्थिर दबाव वृद्धि लगभग विसारक में वृद्धि के बराबर हो सकती है।

समीकरण-0.1
 * $$ H = {\omega} \left( \left( R{C\theta} \right)_2 - \left( R{C\theta} \right)_1 \right) $$ :जहां नियंत्रण मात्रा नामकरण (चित्र-0.4 में सचित्र) है:
 * $1$ सबस्क्रिप्ट, प्ररित करनेवाला इनलेट स्थान, स्टेशन 1 है
 * $2$ सबस्क्रिप्ट, प्ररित करनेवाला निर्वहन/निकास स्थान, स्टेशन2 है
 * $H$ प्रति यूनिट द्रव्यमान ऊर्जा इनपुट है, यूनिट = (एलपी/एम)
 * $ω$ प्ररित करनेवाला की घूर्णन गति है, इकाइयां = (रेडियन/टी)
 * $R$ निर्दिष्ट स्थान की त्रिज्या है, इकाई =(L)
 * $C$ निर्दिष्ट स्थान पर द्रव/गैस वेग का वेग है, इकाई =(L/t)
 * $θ$ ध्रुवीय समन्वय प्रणाली में स्पर्शरेखा सदिश घटक है

एक साधारण केन्द्रापसारक कंप्रेसर के घटक
एक साधारण केन्द्रापसारक कंप्रेसर चरण में चार घटक होते हैं (थ्रूफ्लो के क्रम में सूचीबद्ध): इनलेट, इम्पेलर/रोटर, डिफ्यूज़र और कलेक्टर। चित्र 1.1 प्रवाह पथ के प्रत्येक घटक को दिखाता है, प्रवाह (कार्यशील गैस) के साथ केन्द्रापसारक प्ररित करनेवाला अक्षीय रूप से बाएं से दाएं में प्रवेश करता है। कंप्रेसर में नीचे की ओर देखने पर यह टर्बोशाफ्ट (या टर्बोप्रॉप) प्ररित करनेवाला वामावर्त घुमा रहा है। प्रवाह कंप्रेशर्स के माध्यम से बाएं से दाएं से गुजरेगा।

इनलेट
एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर के लिए सबसे सरल प्रवेश आमतौर पर एक साधारण पाइप होता है। इसके उपयोग/अनुप्रयोग के आधार पर इनलेट्स बहुत जटिल हो सकते हैं। उनमें अन्य घटक शामिल हो सकते हैं जैसे कि एक इनलेट थ्रॉटल वाल्व, एक ढका हुआ बंदरगाह, एक कुंडलाकार वाहिनी (चित्र 1.1 देखें), एक द्विभाजित वाहिनी, स्थिर गाइड वैन / एयरफ़ॉइल जो सीधे या भंवर प्रवाह के लिए उपयोग किया जाता है (चित्र 1.1 देखें), चल गाइड वैन ( पूर्व-भंवर को समायोजित करने के लिए उपयोग किया जाता है)। कंप्रेसर प्रदर्शन को नियंत्रित करने के लिए कंप्रेसर इनलेट्स में अक्सर दबाव और तापमान को मापने के लिए इंस्ट्रूमेंटेशन शामिल होता है।

बर्नौली का सिद्धांत | बर्नौली का तरल गतिशील सिद्धांत इनलेट जैसे वैनलेस स्थिर घटकों को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इंजीनियरिंग स्थितियों में एडिएटिस प्रवाह मानते हुए, इस समीकरण को इस रूप में लिखा जा सकता है:

समीकरण-1.1
 * $$\left(\left(\frac {v^2}{2}\right)+\left(\frac {\gamma}{\gamma-1}\right)\frac {p}{\rho}\right)_0 = \left(\left(\frac {v^2}{2}\right)+\left(\frac {\gamma}{\gamma-1}\right)\frac {p}{\rho}\right)_1$$

कहाँ पे:
 * $0$ कंप्रेसर का इनलेट है, स्टेशन 0
 * $1$ इम्पेलर का इनलेट है, स्टेशन 1
 * $p$ दबाव  है
 * $ρ$ घनत्व  है और $$\rho(\tilde{p})$$ इंगित करता है कि यह दबाव का एक कार्य है
 * $$v$$ प्रवाह गति है
 * $γ$ द्रव का ताप क्षमता अनुपात  है

केन्द्रापसारक प्ररित करनेवाला
एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर चरण का पहचान घटक केन्द्रापसारक प्ररित करनेवाला रोटर है। इम्पेलर्स को कई विन्यासों में डिज़ाइन किया गया है जिसमें खुले (दृश्यमान ब्लेड), ढके हुए या ढके हुए, स्प्लिटर्स (हर दूसरे इंड्यूसर को हटा दिया गया), और w/o स्प्लिटर्स (सभी पूर्ण ब्लेड) शामिल हैं। आंकड़े 0.1, 1.2.1, और 1.3 बारी-बारी से फुल ब्लेड्स/वेन्स और छोटे लेंथ स्प्लिटर ब्लेड्स/वेन्स के साथ तीन अलग-अलग ओपन फुल इंड्यूसर रोटर्स दिखाते हैं। आम तौर पर, स्वीकृत गणितीय नामकरण सबस्क्रिप्ट 1 के साथ प्ररित करनेवाला के अग्रणी किनारे को संदर्भित करता है। तदनुसार, प्ररित करनेवाला के अनुगामी किनारे को सबस्क्रिप्ट 2 के रूप में जाना जाता है।

वर्किंग-गैस/फ्लो स्टेशन 1 से 2 तक इम्पेलर से होकर गुजरता है, गतिज और संभावित ऊर्जा में वृद्धि होती है। यह अपवाद के साथ एक अक्षीय कंप्रेसर के समान है कि प्ररित करनेवाला के बढ़ते त्रिज्या के माध्यम से गैसें उच्च ऊर्जा स्तर तक पहुंच सकती हैं। कई आधुनिक उच्च दक्षता केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स में प्ररित करनेवाला से निकलने वाली गैस ध्वनि की गति के पास यात्रा कर रही है।

अधिकांश आधुनिक उच्च दक्षता वाले प्ररित करने वाले ब्लेड के आकार में बैकस्वीप का उपयोग करते हैं। सामान्य यूलर समीकरणों (द्रव गतिकी) की व्युत्पत्ति यूलर का पंप और टरबाइन समीकरण है, जो इम्पेलर के प्रदर्शन को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इस समीकरण को रूप में लिखा जा सकता है:

समीकरण-1.2 (आंकड़े 1.2.2 और 1.2.3 प्ररित करनेवाला वेग त्रिकोण को दर्शाता हुआ देखें)


 * $$E=\left(\frac {u_2}{2g}-\frac {u_1}{2g}\right)+\left(\frac {w_2}{2g}-\frac {w_1}{2g}\right)+\left(\frac {c_2}{2g}-\frac {c_1}{2g}\right)$$

कहाँ पे:
 * $1$ सबस्क्रिप्ट 1 इम्पेलर लीडिंग एज (इनलेट), स्टेशन 1 है
 * $2$ सबस्क्रिप्ट 2 इम्पेलर ट्रेलिंग एज (डिस्चार्ज), स्टेशन 2 है
 * $E$ द्रव में जोड़ी गई ऊर्जा  है
 * $g$ गुरुत्वाकर्षण  के कारण त्वरण है
 * $u$ प्ररित करनेवाला का परिधि वेग  है, इकाई वेग
 * $w$ प्ररित करनेवाला के सापेक्ष प्रवाह का वेग है, इकाई वेग
 * $c$ स्थिर, इकाई वेग के सापेक्ष प्रवाह का निरपेक्ष वेग है

विसारक
एक साधारण केन्द्रापसारक कंप्रेसर के भीतर प्ररित करनेवाला के अगले घटक, विसारक हो सकता है। विसारक प्रवाह की गतिज ऊर्जा (उच्च वेग) को गैस के वेग को धीरे-धीरे धीमा (फैलाना) करके बढ़ी हुई संभावित ऊर्जा (स्थैतिक दबाव) में परिवर्तित करता है। डिफ्यूज़र वैनलेस, वैन्ड या वैकल्पिक संयोजन हो सकते हैं। उच्च दक्षता वाले वैन्ड डिफ्यूज़र भी 1 से कम से लेकर 4 तक की ठोसता की एक विस्तृत श्रृंखला पर डिज़ाइन किए गए हैं। वैनेड डिफ्यूज़र के हाइब्रिड संस्करणों में वेज (चित्र 1.3 देखें), चैनल और पाइप डिफ्यूज़र शामिल हैं। कुछ टर्बोचार्जर्स में डिफ्यूज़र नहीं होता है। आम तौर पर स्वीकृत नामकरण डिफ्यूज़र के लीड एज को स्टेशन 3 और ट्रेलिंग एज को स्टेशन 4 के रूप में संदर्भित कर सकता है।

Bernoulli के सिद्धांत | Bernoulli के द्रव गतिशील सिद्धांत विसारक प्रदर्शन को समझने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इंजीनियरिंग स्थितियों में एडिएटिस प्रवाह मानते हुए, इस समीकरण को इस रूप में लिखा जा सकता है:

समीकरण-1.3
 * $$\left(\left(\frac {v^2}{2}\right)+\left(\frac {\gamma}{\gamma-1}\right)\frac {p}{\rho}\right)_2 = \left(\left(\frac {v^2}{2}\right)+\left(\frac {\gamma}{\gamma-1}\right)\frac {p}{\rho}\right)_4$$

कहाँ पे:
 * $2$ डिफ्यूज़र का इनलेट है, स्टेशन 2
 * $4$ विसारक का निर्वहन है, स्टेशन 4
 * (ऊपर इनलेट देखें।)

कलेक्टर
एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर का संग्राहक कई आकार और रूप ले सकता है। जब विसारक एक बड़े खाली परिधि (स्थिर क्षेत्र) कक्ष में निर्वहन करता है, तो कलेक्टर को प्लेनम कहा जा सकता है। जब विसारक एक उपकरण में निर्वहन करता है जो कुछ हद तक घोंघे के खोल, बैल के सींग या फ्रेंच सींग जैसा दिखता है, तो संग्राहक को एक विलेय या स्क्रॉल कहा जाता है।

जब विसारक कुंडलाकार मोड़ में निर्वहन करता है तो संग्राहक को एक दहनशील इनलेट (जैसा कि जेट इंजन या गैस टर्बाइन में उपयोग किया जाता है) या एक रिटर्न-चैनल (एक ऑनलाइन मल्टी-स्टेज कंप्रेसर में उपयोग किया जाता है) के रूप में संदर्भित किया जा सकता है। जैसा कि नाम से पता चलता है, एक संग्राहक का उद्देश्य डिफ्यूज़र डिस्चार्ज एनलस से प्रवाह को इकट्ठा करना है और इस प्रवाह को नीचे की ओर वितरित करना है, जिस भी घटक को एप्लिकेशन की आवश्यकता होती है। कलेक्टर या डिस्चार्ज पाइप में कंप्रेसर को नियंत्रित करने के लिए वाल्व और इंस्ट्रूमेंटेशन भी हो सकते हैं। कुछ अनुप्रयोगों में, संग्राहक विसारक की तुलना में बहुत कम कुशलता से प्रवाह (गतिज ऊर्जा को स्थिर दबाव में परिवर्तित करना) को फैलाएंगे। Bernoulli का सिद्धांत | Bernoulli का द्रव गतिशील सिद्धांत विसारक प्रदर्शन को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इंजीनियरिंग स्थितियों में एडिएटिस प्रवाह मानते हुए, इस समीकरण को इस रूप में लिखा जा सकता है:

समीकरण-1.4
 * $$\left(\left(\frac {v^2}{2}\right)+\left(\frac {\gamma}{\gamma-1}\right)\frac {p}{\rho}\right)_4 = \left(\left(\frac {v^2}{2}\right)+\left(\frac {\gamma}{\gamma-1}\right)\frac {p}{\rho}\right)_5$$

कहाँ पे:
 * $4$ डिफ्यूज़र का इनलेट है, स्टेशन 4
 * $5$ विसारक का निर्वहन है, स्टेशन 5
 * (ऊपर इनलेट देखें।)

ऐतिहासिक योगदान, अग्रदूत
पिछले 100 वर्षों में, ऑरेल स्टोडोला  (1903, 1927-1945), फ्लीडरर (1952), नागफनी (1964), शेफर्ड (1956), लक्ष्मीनारायण (1996), और जपिक्से (उद्धरण सहित कई ग्रंथ),  टर्बोमशीनरी के मूल सिद्धांतों में युवा इंजीनियरों को शिक्षित किया है। ये समझ अक्षीय, मिश्रित-प्रवाह और रेडियल/केन्द्रापसारक विन्यास में सभी गतिशील, निरंतर-प्रवाह, अक्षीय पंप, पंखे, ब्लोअर और कम्प्रेसर पर लागू होती है।

यह संबंध टर्बाइनों और अक्षीय कंप्रेशर्स में प्रगति का कारण है जो अक्सर केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स सहित अन्य टर्बोमशीनरी में अपना रास्ता तलाशते हैं। आंकड़े 1.1 और 1.2 केन्द्रापसारक कम्प्रेसर दिखाने वाले लेबल के साथ टर्बोमशीनरी के डोमेन का वर्णन करते हैं। बड़ी खोजों के माध्यम से केन्द्रापसारक कम्प्रेसर में सुधार हासिल नहीं किया गया है। इसके बजाय, कई व्यक्तियों द्वारा खोजे गए ज्ञान के वृद्धिशील अंशों को समझने और लागू करने के माध्यम से सुधार प्राप्त किए गए हैं।

एरोडायनामिक-थर्मोडायनामिक डोमेन
चित्र 2.1 (दाईं ओर दिखाया गया है) टर्बोमशीनरी के वायुगतिकी -थर्मोडायनामिक्स डोमेन का प्रतिनिधित्व करता है। क्षैतिज अक्ष  ऊष्मप्रवैगिकी  के पहले नियम से व्युत्पन्न ऊर्जा समीकरण का प्रतिनिधित्व करता है।  ऊर्ध्वाधर अक्ष, जिसे मच संख्या द्वारा चित्रित किया जा सकता है, द्रव संपीड्यता (या लोच) की सीमा का प्रतिनिधित्व करता है।  जेड-अक्ष, जिसे  रेनॉल्ड्स संख्या  द्वारा वर्णित किया जा सकता है, द्रव चिपचिपापन (या चिपचिपाहट) की सीमा का प्रतिनिधित्व करता है। इस एयरो-थर्मो डोमेन की नींव स्थापित करने वाले गणितज्ञों और भौतिकविदों में शामिल हैं:   आइजैक न्यूटन,  डेनियल बर्नौली ,  लियोनहार्ड यूलर ,  क्लाउड-लुई नेवियर , सर जॉर्ज स्टोक्स, प्रथम बैरोनेट,  अर्नस्ट मच ,  निकोले येगोरोविच ज़ुकोवस्की ,  मार्टिन कुत्ता ,  लुडविग प्रांटल , थियोडोर वॉन कारमैन,  पॉल रिचर्ड हेनरिक ब्लेज़  और हेनरी कोआंडा।

भौतिक-यांत्रिक डोमेन
चित्रा 2.2 (दाईं ओर दिखाया गया है) टर्बोमशीनरी के भौतिक या यांत्रिक डोमेन का प्रतिनिधित्व करता है। फिर से, क्षैतिज अक्ष ऊर्जा समीकरण का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें टर्बाइन बाईं ओर शक्ति उत्पन्न करते हैं और कंप्रेशर्स दाईं ओर शक्ति को अवशोषित करते हैं। भौतिक डोमेन के भीतर ऊर्ध्वाधर अक्ष उच्च गति और कम गति के बीच अंतर करता है जो टर्बोमशीनरी अनुप्रयोग पर निर्भर करता है।  जेड-अक्ष टर्बोमाचिनरी के भौतिक डोमेन के भीतर अक्षीय-प्रवाह ज्यामिति और रेडियल-प्रवाह ज्यामिति के बीच अंतर करता है।  यह निहित है कि मिश्रित-प्रवाह टर्बोमशीनरी अक्षीय और रेडियल के बीच स्थित है।  टर्बोमशीनरी के व्यावहारिक अनुप्रयोग को आगे बढ़ाने वाली तकनीकी उपलब्धियों के प्रमुख योगदानकर्ताओं में शामिल हैं:   डेनिस पापिन, कर्नेलियन ले डेमोर,  डेनियल गेब्रियल फारेनहाइट , जॉन स्मीटन, डॉ. ए.सी.ई. रेटौ, जॉन बार्बर (इंजीनियर), अलेक्जेंडर सबलूकोव, सर  चार्ल्स अल्गर्नन पार्सन्स , एगिडियस एलिंग,  सैनफोर्ड अलेक्जेंडर मॉस ,  विलिस कैरियर ,  एडॉल्फ बुसेमैन ,  हरमन श्लिचिंग ,  फ्रैंक व्हिटेल  और  हंस वॉन ओहैन ।

टर्बोमशीनरी समानताएं
केन्द्रापसारक कम्प्रेसर अन्य टर्बोमशीनरी के लिए कई मायनों में समान हैं और इनकी तुलना और इसके विपरीत निम्नानुसार हैं:

अक्षीय कंप्रेसर
की समानता केन्द्रापसारक कम्प्रेसर अक्षीय कम्प्रेसर के समान होते हैं जिसमें वे एयरफ़ॉइल-आधारित कम्प्रेसर को घुमाते हैं। दोनों को एक इंजन की आसन्न तस्वीर में दिखाया गया है जिसमें अक्षीय कम्प्रेसर के 5 चरण और एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर का एक चरण है। केन्द्रापसारक प्ररित करनेवाला का पहला भाग अक्षीय कंप्रेसर के समान दिखता है। केन्द्रापसारक प्ररित करनेवाला के इस पहले भाग को एक प्रेरक भी कहा जाता है। केन्द्रापसारक कम्प्रेसर अक्षीय से भिन्न होते हैं क्योंकि वे एक चरण में बहुत अधिक दबाव वृद्धि उत्पन्न करने के लिए प्ररित करनेवाला के इनलेट से निकास तक त्रिज्या में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन का उपयोग करते हैं (उदाहरण के लिए 8 हेलीकॉप्टर इंजनों की प्रैट एंड व्हिटनी कनाडा PW200 श्रृंखला में) एक अक्षीय चरण की तुलना में। 1940 के दशक का जर्मन  Heinkel HeS 011  प्रायोगिक इंजन पहला एविएशन टर्बोजेट था जिसमें रेडियल फ्लो-टर्निंग पार्ट-वे के साथ एक अक्षीय और 90 डिग्री के बीच एक केन्द्रापसारक के बीच एक कंप्रेसर चरण था। इसे मिश्रित/विकर्ण-प्रवाह कंप्रेसर के रूप में जाना जाता है। छोटे टर्बोफैन की प्रैट एंड व्हिटनी कनाडा PW600 श्रृंखला में एक विकर्ण चरण का उपयोग किया जाता है।

केन्द्रापसारक प्रशंसक
केन्द्रापसारक कम्प्रेसर भी पड़ोसी आकृति में दिखाए गए शैली के केन्द्रापसारक प्रशंसकों के समान हैं क्योंकि वे दोनों बढ़ती हुई त्रिज्या के माध्यम से प्रवाह की ऊर्जा को बढ़ाते हैं। केन्द्रापसारक प्रशंसकों के विपरीत, अधिक दबाव बढ़ने के लिए कंप्रेशर्स उच्च गति पर काम करते हैं। कई मामलों में, एक केन्द्रापसारक प्रशंसक को डिजाइन करने के लिए उपयोग की जाने वाली इंजीनियरिंग विधियां एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर को डिजाइन करने के समान होती हैं, इसलिए वे बहुत समान दिख सकते हैं।

सामान्यीकरण और परिभाषा के प्रयोजनों के लिए, यह कहा जा सकता है कि केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स में अक्सर घनत्व 5 प्रतिशत से अधिक बढ़ जाता है। इसके अलावा, वे अक्सर मच संख्या  0.3 से ऊपर सापेक्ष द्रव वेग का अनुभव करते हैं जब कार्यशील द्रव वायु या नाइट्रोजन हो। इसके विपरीत, पंखे या ब्लोअर को अक्सर घनत्व में पांच प्रतिशत से कम की वृद्धि और मच 0.3 से नीचे के सापेक्ष द्रव वेग को चरम पर माना जाता है।

गिलहरी-पिंजरे का पंखा
गिलहरी-पिंजरे के पंखे मुख्य रूप से वेंटिलेशन के लिए उपयोग किए जाते हैं। इस प्रकार के पंखे के भीतर प्रवाह क्षेत्र में आंतरिक पुनरावर्तन होता है। इसकी तुलना में, एक केन्द्रापसारक प्रशंसक समान रूप से समान है।

केन्द्रापसारक पंप
केन्द्रापसारक कम्प्रेसर भी केन्द्रापसारक पंपों के समान हैं आसन्न आकृतियों में दिखाई गई शैली का। ऐसे कंप्रेशर्स और पंपों के बीच मुख्य अंतर यह है कि कंप्रेसर का काम करने वाला द्रव एक गैस (संपीड़ित) है और पंप का काम करने वाला द्रव तरल (असंपीड़ित) है। फिर से, एक केन्द्रापसारक पंप को डिजाइन करने के लिए उपयोग की जाने वाली इंजीनियरिंग विधियां एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर को डिजाइन करने के समान होती हैं। फिर भी, एक महत्वपूर्ण अंतर है: पंपों में गुहिकायन  से निपटने की आवश्यकता।

रेडियल टर्बाइन
केन्द्रापसारक कम्प्रेसर भी उनके टर्बोमशीनरी समकक्ष रेडियल टरबाइन  के समान दिखते हैं जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। जबकि एक कंप्रेसर अपने दबाव को बढ़ाने के लिए ऊर्जा को एक प्रवाह में स्थानांतरित करता है, एक टरबाइन विपरीत दिशा में संचालित होता है, प्रवाह से ऊर्जा निकालकर, इस प्रकार इसके दबाव को कम करता है। दूसरे शब्दों में, बिजली कम्प्रेसर के लिए इनपुट और टर्बाइन से आउटपुट है।

मानक
जैसे-जैसे टर्बोमशीनरी अधिक सामान्य होती गई, निर्माताओं को गाइड करने के लिए मानकों का निर्माण किया गया ताकि एंड-यूजर्स को आश्वस्त किया जा सके कि उनके उत्पाद न्यूनतम सुरक्षा और प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। इन मानकों को संहिताबद्ध करने के लिए गठित एसोसिएशन निर्माताओं, अंतिम-उपयोगकर्ताओं और संबंधित तकनीकी विशेषज्ञों पर भरोसा करते हैं। इन संघों और उनके मानकों की आंशिक सूची नीचे सूचीबद्ध है:


 * यांत्रिक इंजीनियरों का अमरीकी समुदाय : ASME बॉयलर और दबाव पोत कोड, PTC।
 * अमेरिकन पेट्रोलियम इंस्टीट्यूट : API STD 617 8TH ED (E1), API STD 672 5TH ED (2019)।
 * ASHRAE हैंडबुक|अमेरिकन सोसाइटी ऑफ हीटिंग, रेफ्रिजरेशन, और एयरकंडीशनिंग इंजीनियर्स: हैंडबुक फंडामेंटल।
 * एसएई इंटरनेशनल
 * संपीड़ित वायु और गैस संस्थान
 * मानकीकरण के लिए अंतर्राष्ट्रीय संगठन आईएसओ 10439, आईएसओ 10442, आईएसओ 18740, आईएसओ 6368, आईएसओ 5389

अनुप्रयोग
नीचे, उन कंप्रेशर्स की कुछ सामान्य विशेषताओं के संक्षिप्त विवरण के साथ केन्द्रापसारक कंप्रेसर अनुप्रयोगों की एक आंशिक सूची है। इस सूची को शुरू करने के लिए दो सबसे प्रसिद्ध केन्द्रापसारक कंप्रेसर अनुप्रयोगों को सूचीबद्ध किया गया है; गैस टर्बाइन और टर्बोचार्जर।






 * गैस टर्बाइन और सहायक बिजली इकाइयों में। संदर्भ। आंकड़े 4.1-4.2 अपने सरल रूप में, आधुनिक गैस टर्बाइन ब्रेटन चक्र पर काम करते हैं। (चित्र 5.1 देखें) संपीड़न प्रदान करने के लिए या तो अक्षीय और केन्द्रापसारक कंप्रेसर दोनों का उपयोग किया जाता है। गैस टर्बाइन के प्रकार जिनमें अक्सर केन्द्रापसारक कंप्रेसर शामिल होते हैं उनमें छोटे विमान इंजन (यानी टर्बोशाफ्ट, टर्बोप्रॉप और टर्बोफैन), सहायक बिजली इकाइयां और माइक्रो-टरबाइन शामिल होते हैं। सेवा में आवश्यक सुरक्षा और स्थायित्व प्राप्त करने के लिए विमान अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले सभी केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स पर लागू होने वाले उद्योग मानकों को संबंधित नागरिक और सैन्य प्रमाणन प्राधिकरणों द्वारा निर्धारित किया जाता है। गैस टर्बाइनों में उपयोग किए जाने वाले केन्द्रापसारक प्ररित करने वाले आमतौर पर टाइटेनियम मिश्र धातु फोर्जिंग से बने होते हैं। उनके प्रवाह-पथ ब्लेड आमतौर पर 5-अक्ष मिलिंग मशीन पर फ्लैंक मिल्ड या पॉइंट मिल्ड होते हैं। जब रनिंग क्लीयरेंस जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए, बिना प्ररित करनेवाला अपने कफ़न को रगड़े बिना प्ररित करनेवाला पहले अपने उच्च तापमान, उच्च गति विक्षेपित आकार के साथ खींचा जाता है और फिर निर्माण के लिए इसके समतुल्य ठंडे स्थिर आकार में खींचा जाता है। यह आवश्यक है क्योंकि प्ररित करनेवाला विक्षेपण सबसे गंभीर चलने वाली स्थिति में प्ररित करनेवाला और उसके कफन के बीच आवश्यक गर्म चलने वाली निकासी से 100 गुना बड़ा हो सकता है।


 * ऑटोमोटिव इंजन और डीजल इंजन  टर्बोचार्जर और  सुपरचार्जर  में। संदर्भ। चित्र 1.1 प्रत्यागामी आंतरिक दहन इंजनों के साथ संयोजन के रूप में उपयोग किए जाने वाले केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स को टर्बोचार्जर के रूप में जाना जाता है यदि इंजन के निकास गैस और टर्बो-सुपरचार्जर द्वारा संचालित किया जाता है यदि इंजन द्वारा यांत्रिक रूप से संचालित किया जाता है। टर्बोचार्जर के लिए उद्योग द्वारा निर्धारित मानक एसएई इंटरनेशनल द्वारा स्थापित किए गए हो सकते हैं। टर्बोचार्जर केन्द्रापसारक कंप्रेसर प्रदर्शन के डिजाइन, परीक्षण और विश्लेषण के लिए आदर्श गैस गुण अक्सर अच्छी तरह से काम करते हैं।

* गैस को उत्पादन स्थल से उपभोक्ता तक ले जाने के लिए प्राकृतिक गैस  के  पाइपलाइन परिवहन  में।  ऐसे उपयोगों के लिए केन्द्रापसारक कम्प्रेसर एक- या बहु-चरण हो सकते हैं और बड़ी गैस टर्बाइनों द्वारा संचालित हो सकते हैं। उद्योग द्वारा निर्धारित मानक (एएनएसआई/एपीआई, एएसएमई) सुरक्षा के आवश्यक स्तर को प्राप्त करने के लिए मोटे केसिंग में परिणत होते हैं। प्ररित करने वाले अक्सर ढके हुए शैली के नहीं होते हैं जो उन्हें पंप प्ररित करने वालों की तरह दिखते हैं। इस प्रकार के कंप्रेसर को अक्सर एपीआई-शैली भी कहा जाता है। इन कंप्रेशर्स को चलाने के लिए आवश्यक शक्ति अक्सर हजारों हॉर्सपावर (एचपी) में होती है। प्राकृतिक गैस पाइपलाइन केन्द्रापसारक कम्प्रेसर के प्रदर्शन को ठीक से डिजाइन, परीक्षण और विश्लेषण करने के लिए वास्तविक गैस गुणों का उपयोग आवश्यक है।


 * तेल रिफाइनरियों, प्राकृतिक-गैस प्रसंस्करण ,  पेट्रो केमिकल और रासायनिक संयंत्रों में।  ऐसे उपयोगों के लिए केन्द्रापसारक कम्प्रेसर अक्सर एक-शाफ्ट मल्टी-स्टेज होते हैं और बड़ी भाप या गैस टर्बाइन द्वारा संचालित होते हैं। यदि रोटर को असेंबली या बैरल के दौरान नीचे के आधे हिस्से में उतारा जाता है, तो उनके केसिंग को क्षैतिज रूप से विभाजित कहा जाता है, अगर इसमें रोटर के अंदर स्लाइड होने के साथ कोई लंबाई वाली स्प्लिट-लाइन नहीं है। इन कंप्रेशर्स के लिए उद्योग (ANSI/API, ASME) द्वारा निर्धारित मानक परिणाम सुरक्षा के आवश्यक स्तर को प्राप्त करने के लिए मोटे आवरणों में। प्ररित करने वाले अक्सर ढके हुए शैली के होते हैं जो उन्हें पंप प्ररित करने वाले की तरह दिखते हैं। इस प्रकार के कंप्रेसर को अक्सर एपीआई-शैली भी कहा जाता है। इन कंप्रेशर्स को चलाने के लिए आवश्यक शक्ति आमतौर पर हजारों एचपी में होती है। उनके प्रदर्शन को ठीक से डिजाइन, परीक्षण और विश्लेषण करने के लिए वास्तविक गैस गुणों का उपयोग आवश्यक है।


 * एयर कंडीशनिंग और  प्रशीतन  और  एचवीएसी : केन्द्रापसारक कंप्रेसर अक्सर  वाष्प-संपीड़न प्रशीतन  चक्रों में संपीड़न की आपूर्ति करते हैं।  वाष्प संपीड़न चक्रों ( थर्मोडायनामिक चक्र, ऊष्मप्रवैगिकी) की व्यापक विविधता और कामकाजी गैसों ( शीतल ) की विस्तृत विविधता के कारण, केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स का उपयोग आकार और विन्यास की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है। इन मशीनों के प्रदर्शन को ठीक से डिजाइन, परीक्षण और विश्लेषण करने के लिए वास्तविक गैस गुणों का उपयोग आवश्यक है। इन कंप्रेशर्स के लिए उद्योग द्वारा निर्धारित मानकों में ASHRAE, ASME और API शामिल हैं।


 * उद्योग और विनिर्माण में सभी प्रकार के वायवीय उपकरण ों के लिए संपीड़ित हवा की आपूर्ति करने के लिए।  ऐसे उपयोगों के लिए केन्द्रापसारक कम्प्रेसर अक्सर मल्टीस्टेज होते हैं और इलेक्ट्रिक मोटर्स द्वारा संचालित होते हैं। हवा के तापमान को नियंत्रित करने के लिए चरणों के बीच अक्सर इंटर-कूलिंग की आवश्यकता होती है। सड़क-मरम्मत करने वाले कर्मचारियों और ऑटोमोबाइल मरम्मत गैरेजों को लगता है कि पेंच कंप्रेशर्स उनकी आवश्यकताओं के लिए बेहतर अनुकूल हैं। इन कंप्रेशर्स के लिए उद्योग द्वारा निर्धारित मानकों में ASME और सरकारी नियम शामिल हैं जो सुरक्षा पर जोर देते हैं। आदर्श गैस संबंध अक्सर इन मशीनों के प्रदर्शन को ठीक से डिजाइन, परीक्षण और विश्लेषण करने के लिए उपयोग किया जाता है। आर्द्रता से निपटने के लिए अक्सर वाहक के समीकरण का उपयोग किया जाता है।


 * शुद्ध अंत उत्पाद गैसों के निर्माण के लिए वायु पृथक्करण संयंत्रों में। ऐसे उपयोगों के लिए केन्द्रापसारक कम्प्रेसर अक्सर हवा के तापमान को नियंत्रित करने के लिए इंटर-कूलिंग का उपयोग करते हुए मल्टीस्टेज होते हैं। इन कंप्रेशर्स के लिए उद्योग द्वारा निर्धारित मानकों में ASME और सरकारी नियम शामिल हैं जो सुरक्षा पर जोर देते हैं। आदर्श गैस संबंधों का उपयोग अक्सर इन मशीनों के प्रदर्शन को ठीक से डिजाइन, परीक्षण और विश्लेषण करने के लिए किया जाता है जब काम करने वाली गैस हवा या नाइट्रोजन होती है। अन्य गैसों को वास्तविक गैस गुणों की आवश्यकता होती है।


 * तेल क्षेत्र में तेल वसूली में सुधार के लिए उच्च दबाव वाली प्राकृतिक गैस का पुन: इंजेक्शन।  ऐसे उपयोगों के लिए केन्द्रापसारक कम्प्रेसर अक्सर एक-शाफ्ट मल्टी-स्टेज होते हैं और गैस टर्बाइन द्वारा संचालित होते हैं। डिस्चार्ज दबाव 700 बार तक पहुंचने के साथ, केसिंग बैरल शैली के होते हैं। इन कंप्रेशर्स के लिए उद्योग (एपीआई, एएसएमई) द्वारा निर्धारित मानक सुरक्षा को अधिकतम करने के लिए बड़े मोटे केसिंग में परिणत होते हैं। प्ररित करने वाले अक्सर ढके हुए शैली के नहीं होते हैं जो उन्हें पंप प्ररित करने वालों की तरह दिखते हैं। इस प्रकार के कंप्रेसर को अक्सर एपीआई-शैली भी कहा जाता है। उनके प्रदर्शन को ठीक से डिजाइन, परीक्षण और विश्लेषण करने के लिए वास्तविक गैस गुणों का उपयोग आवश्यक है।

संचालन का सिद्धांत
ऐसे मामले में जहां प्रवाह एक सीधे पाइप के माध्यम से एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर में प्रवेश करने के लिए गुजरता है, प्रवाह अक्षीय, समान होता है, और इसमें कोई वर्टिसिटी नहीं होती है, अर्थात घुमावदार गति। जैसे ही प्रवाह केन्द्रापसारक प्ररित करनेवाला के माध्यम से गुजरता है, प्ररित करनेवाला प्रवाह को तेजी से स्पिन करने के लिए मजबूर करता है क्योंकि यह घूर्णी अक्ष से आगे बढ़ता है। यूलर  के द्रव गतिकी समीकरण के एक रूप के अनुसार, जिसे यूलर के पंप और टरबाइन समीकरण के रूप में जाना जाता है, द्रव का ऊर्जा इनपुट प्रवाह के स्थानीय कताई वेग के समानुपाती होता है जिसे स्थानीय प्ररित करनेवाला  स्पर्शरेखा वेग  से गुणा किया जाता है।

कई मामलों में, केन्द्रापसारक प्ररित करनेवाला छोड़ने वाला प्रवाह ध्वनि की गति  के पास यात्रा कर रहा है। यह तब एक स्थिर कंप्रेसर के माध्यम से बहता है जिससे यह कम हो जाता है। स्थिर कंप्रेसर बढ़ते प्रवाह-क्षेत्र के साथ डक्टिंग कर रहा है जहां ऊर्जा परिवर्तन होता है। यदि मशीन के अगले भाग में प्रवेश करने के लिए प्रवाह को पीछे की दिशा में मोड़ना पड़ता है, उदा। एक अन्य प्ररित करनेवाला या एक दहनशील, स्थिर टर्निंग वैन या अलग-अलग टर्निंग पाइप (पाइप डिफ्यूज़र) के साथ प्रवाह को निर्देशित करके प्रवाह हानि को कम किया जा सकता है। जैसा कि बर्नौली के सिद्धांत में वर्णित है, वेग में कमी से दबाव बढ़ता है।

प्रदर्शन
गैस टर्बाइन के ब्रेटन चक्र का चित्रण करते समय, चित्र 5.1 में दबाव-विशिष्ट आयतन और तापमान-एन्ट्रॉपी के उदाहरण प्लॉट शामिल हैं। इस प्रकार के प्लॉट एक ऑपरेटिंग बिंदु पर केन्द्रापसारक कंप्रेसर के प्रदर्शन को समझने के लिए मौलिक हैं। दो प्लॉट दिखाते हैं कि कंप्रेसर इनलेट (स्टेशन 1) और कंप्रेसर निकास (स्टेशन 2) के बीच दबाव बढ़ जाता है। इसी समय, घनत्व बढ़ने पर विशिष्ट मात्रा घट जाती है। तापमान-एन्ट्रॉपी प्लॉट से पता चलता है कि एंट्रॉपी (नुकसान) बढ़ने के साथ तापमान बढ़ता है। शुष्क हवा, और राज्य के आदर्श गैस समीकरण और एक आइसोट्रोपिक प्रक्रिया को मानते हुए, इस एक बिंदु के लिए दबाव अनुपात और दक्षता को परिभाषित करने के लिए पर्याप्त जानकारी है। कम्प्रेसर के प्रदर्शन को उसकी पूरी ऑपरेटिंग रेंज पर समझने के लिए कम्प्रेसर मैप की आवश्यकता होती है।

चित्र 5.2, एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर प्रदर्शन मानचित्र (या तो परीक्षण या अनुमानित), प्रत्येक 4 गति-रेखाओं (कुल 23 डेटा बिंदुओं) के लिए प्रवाह, दबाव अनुपात दिखाता है। इसमें निरंतर दक्षता रूपरेखा भी शामिल है। इस रूप में प्रस्तुत केन्द्रापसारक कंप्रेसर प्रदर्शन मानचित्र द्वारा दर्शाए गए हार्डवेयर को अंत-उपयोगकर्ता आवश्यकताओं के एक सरल सेट से मिलान करने के लिए पर्याप्त जानकारी प्रदान करता है।

प्रदर्शन का आकलन करने की तुलना में जो बहुत ही लागत प्रभावी है (इस प्रकार डिजाइन में उपयोगी), महंगा होने पर भी परीक्षण सबसे सटीक तरीका है। इसके अलावा, केन्द्रापसारक कंप्रेसर प्रदर्शन का परीक्षण बहुत जटिल है। पेशेवर समाज जैसे ASME  (यानी PTC-10, Fluid Meters Handbook, PTC-19.x),  ASHRAE  ( ASHRAE हैंडबुक ) और अमेरिकी पेट्रोलियम संस्थान (ANSI/API 617–2002, 672–2007)  विस्तृत प्रयोगात्मक विधियों और परीक्षण परिणामों के विश्लेषण के लिए मानक स्थापित किए हैं। इस जटिलता के बावजूद, प्रदर्शन में कुछ बुनियादी अवधारणाओं को उदाहरण परीक्षण प्रदर्शन मानचित्र की जांच करके प्रस्तुत किया जा सकता है।

प्रदर्शन मानचित्र
दबाव अनुपात और प्रवाह मुख्य पैरामीटर हैं   चित्र 5.2 प्रदर्शन मानचित्र को एक साधारण कंप्रेसर अनुप्रयोग से मिलाने के लिए आवश्यक है। इस मामले में, यह माना जा सकता है कि इनलेट तापमान समुद्र स्तर का मानक है। यह धारणा अभ्यास में स्वीकार्य नहीं है क्योंकि इनलेट तापमान भिन्नताएं कंप्रेसर के प्रदर्शन में महत्वपूर्ण भिन्नताएं पैदा करती हैं। चित्र 5.2 दिखाता है:
 * संशोधित द्रव्यमान प्रवाह: 0.04 – 0.34 किग्रा/सेकंड
 * कुल दबाव अनुपात, निर्वहन करने के लिए इनलेट (पीआर$t-t$ = पी$t,discharge$/पी$t,inlet$): 1.0 - 2.6

जैसा कि मानक अभ्यास है, चित्र 5.2 में एक क्षैतिज अक्ष है जिसे प्रवाह पैरामीटर के साथ लेबल किया गया है। जबकि प्रवाह माप विभिन्न प्रकार की इकाइयों का उपयोग करते हैं, सभी 2 श्रेणियों में से एक में फिट होते हैं:

द्रव्यमान प्रवाह प्रति इकाई समय
द्रव्यमान प्रवाह इकाइयाँ, जैसे किग्रा/सेकंड, व्यवहार में उपयोग करने के लिए सबसे आसान हैं क्योंकि इसमें भ्रम की बहुत कम गुंजाइश होती है। शेष प्रश्नों में इनलेट या आउटलेट शामिल होगा (जिसमें कंप्रेसर या नमी संघनन से रिसाव शामिल हो सकता है)। वायुमंडलीय हवा के लिए, द्रव्यमान प्रवाह गीला या सूखा (आर्द्रता सहित या छोड़कर) हो सकता है। अक्सर, द्रव्यमान प्रवाह विनिर्देश समतुल्य मच संख्या के आधार पर प्रस्तुत किया जाएगा, $$m\sqrt{\theta}/{\delta}$$. इन मामलों में यह मानक है कि समतुल्य तापमान, समतुल्य दबाव और गैस को मानक स्थिति में स्पष्ट रूप से या निहित रूप से निर्दिष्ट किया जाता है।

मात्रा प्रवाह प्रति यूनिट समय
इसके विपरीत, सभी मात्रा प्रवाह विनिर्देशों को घनत्व के अतिरिक्त विनिर्देश की आवश्यकता होती है। इस समस्या को समझने के लिए बरनौली का तरल गतिशील सिद्धांत बहुत महत्वपूर्ण है। भ्रम या तो अशुद्धियों या दबाव, तापमान और गैस स्थिरांक के दुरुपयोग से उत्पन्न होता है।

साथ ही मानक अभ्यास के रूप में, चित्र 5.2 में दबाव पैरामीटर के साथ लेबल किया गया एक ऊर्ध्वाधर अक्ष है। विभिन्न प्रकार की दबाव माप इकाइयाँ हैं। वे सभी दो श्रेणियों में से एक में फिट होते हैं: दबाव वृद्धि को वैकल्पिक रूप से एक अनुपात के रूप में निर्दिष्ट किया जा सकता है जिसकी कोई इकाई नहीं है:
 * ए △दबाव, यानी प्रवेश से निकास तक वृद्धि (मैनोमीटर से मापा जाता है)
 * एक निर्वहन दबाव
 * एक दबाव अनुपात (बाहर निकलें/प्रवेश)

प्रदर्शन मानचित्रों के लिए सामान्य अन्य विशेषताएं हैं:

निरंतर गति-रेखाएँ
केन्द्रापसारक कंप्रेसर के लिए एक नक्शा बनाने के लिए दो सबसे आम तरीके निरंतर शाफ्ट गति या निरंतर थ्रॉटल सेटिंग के साथ होते हैं। यदि गति को स्थिर रखा जाता है, तो थ्रॉटल की स्थिति बदलकर एक स्थिर गति रेखा के साथ परीक्षण बिंदु लिए जाते हैं। इसके विपरीत, यदि एक थ्रॉटल वाल्व को स्थिर रखा जाता है, तो परीक्षण बिंदुओं को गति बदलकर स्थापित किया जाता है और विभिन्न थ्रॉटल स्थितियों (सामान्य गैस टर्बाइन अभ्यास) के साथ दोहराया जाता है। चित्र 5.2 में दिखाया गया मानचित्र सबसे सामान्य विधि दिखाता है; निरंतर गति की रेखाएँ। इस मामले में, हम 50%, 71%, 87% और 100% RPM की गति से सीधी रेखाओं से जुड़े डेटा बिंदुओं को देखते हैं। पहली तीन गति-रेखाओं में प्रत्येक में 6 बिंदु होते हैं जबकि उच्चतम गति-रेखा में पाँच होते हैं।

निरंतर दक्षता द्वीप
चर्चा की जाने वाली अगली विशेषता निरंतर दक्षता वाले द्वीपों का प्रतिनिधित्व करने वाले अंडाकार आकार के वक्र हैं। इस आंकड़े में हम 56% दक्षता (दशमलव 0.56) से लेकर 76% दक्षता (दशमलव 0.76) तक के 11 समोच्च देखते हैं। सामान्य मानक अभ्यास इन दक्षताओं को पॉलीट्रोपिक के बजाय आइसेंट्रोपिक के रूप में व्याख्या करना है। दक्षता द्वीपों को शामिल करने से इस 2-आयामी मानचित्र में 3-आयामी टोपोलॉजी प्रभावी रूप से उत्पन्न होती है। निर्दिष्ट इनलेट घनत्व के साथ, यह वायुगतिकीय शक्ति की गणना करने की एक और क्षमता प्रदान करता है। निरंतर बिजली की लाइनों को आसानी से बदला जा सकता है।

डिजाइन या गारंटी बिंदु
गैस टर्बाइन संचालन और प्रदर्शन के संबंध में, गैस टर्बाइन के केन्द्रापसारक कंप्रेसर के लिए स्थापित गारंटीकृत बिंदुओं की एक श्रृंखला हो सकती है। समग्र रूप से समग्र गैस टरबाइन प्रदर्शन के लिए ये आवश्यकताएं माध्यमिक महत्व की हैं। इस कारण से, केवल संक्षेप में बताना आवश्यक है कि आदर्श मामले में, सबसे कम विशिष्ट ईंधन की खपत तब होगी जब केन्द्रापसारक कंप्रेसर की चरम दक्षता वक्र गैस टरबाइन की आवश्यक संचालन लाइन के साथ मेल खाती है।

गैस टर्बाइनों के विपरीत, अधिकांश अन्य अनुप्रयोगों (औद्योगिक सहित) को प्रदर्शन आवश्यकताओं के कम कड़े सेट को पूरा करने की आवश्यकता होती है। ऐतिहासिक रूप से, एक विशिष्ट प्रवाह और दबाव पर प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए औद्योगिक अनुप्रयोगों पर लागू केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स की आवश्यकता थी। प्रवाह और दबावों की एक श्रृंखला में विशिष्ट प्रदर्शन लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए आधुनिक औद्योगिक कंप्रेशर्स की अक्सर आवश्यकता होती है; इस प्रकार गैस टरबाइन अनुप्रयोगों में देखे जाने वाले परिष्कार की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम उठाना।

यदि चित्र 5.2 में दर्शाए गए कंप्रेसर का उपयोग एक साधारण अनुप्रयोग में किया जाता है, तो 76% दक्षता के भीतर कोई भी बिंदु (दबाव और प्रवाह) बहुत स्वीकार्य प्रदर्शन प्रदान करेगा। एक अंतिम उपयोगकर्ता 0.21 किग्रा/सेकेंड पर 2.0 दबाव अनुपात की प्रदर्शन आवश्यकताओं से बहुत खुश होगा।

सर्ज
सर्ज - एक कम प्रवाह वाली घटना है जहां इंपेलर सिस्टम प्रतिरोध या बैकप्रेसर को दूर करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं जोड़ सकता है। कम प्रवाह दर संचालन पर, प्ररित करनेवाला पर दबाव अनुपात उच्च होता है, जैसा कि बैक सिस्टम बैकप्रेसर है। गंभीर परिस्थितियों में, प्रवाह रोटर ब्लेड की युक्तियों पर प्ररित करनेवाला आंख (इनलेट) की ओर वापस आ जाएगा। द्रव्यमान प्रवाह या ऊर्जा का अंश बहुत कम होने के कारण यह रुका हुआ प्रवाह उत्क्रमण किसी का ध्यान नहीं जा सकता है। जब काफी बड़ा होता है, तो तीव्र प्रवाह उत्क्रमण होता है (यानी, उछाल)। प्ररित करनेवाला इनलेट से बाहर निकलने वाला उलटा प्रवाह एक मजबूत घूर्णन घटक प्रदर्शित करता है, जो ब्लेड के अग्रणी किनारे पर कम त्रिज्या प्रवाह कोण (प्ररित करनेवाला हब के करीब) को प्रभावित करता है। प्रवाह कोणों के बिगड़ने से प्ररित करनेवाला अक्षम हो जाता है। एक पूर्ण प्रवाह उत्क्रमण हो सकता है। (इसलिए, वृद्धि को कभी-कभी एक्सिसिमेट्रिक स्टॉल के रूप में संदर्भित किया जाता है।) जब उलटा प्रवाह कम पर्याप्त स्तर तक कम हो जाता है, तो प्ररित करनेवाला ठीक हो जाता है और थोड़े समय के लिए स्थिरता प्राप्त करता है, जिस बिंदु पर चरण फिर से बढ़ सकता है। इन चक्रीय घटनाओं के कारण बड़े कंपन होते हैं, तापमान में वृद्धि होती है और तेजी से अक्षीय प्रणोद में परिवर्तन होता है। ये घटनाएं रोटर सील, रोटर बियरिंग, कंप्रेसर ड्राइवर और चक्र संचालन को नुकसान पहुंचा सकती हैं। अधिकांश टर्बोमाचिन्स को कभी-कभी बढ़ती उछाल का आसानी से सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हालांकि, अगर मशीन को लंबे समय तक बार-बार बढ़ने के लिए मजबूर किया जाता है, या यदि यह खराब डिजाइन किया गया है, तो बार-बार बढ़ने से विनाशकारी विफलता हो सकती है। विशेष रुचि की बात यह है कि जबकि टर्बो मशीनें बहुत टिकाऊ हो सकती हैं, उनकी भौतिक प्रणाली बहुत कम मजबूत हो सकती है।

सर्ज लाइन
चित्र 5.2 में दिखाई गई सर्ज-लाइन वह वक्र है जो चार गति-रेखाओं में से प्रत्येक के निम्नतम प्रवाह बिंदुओं से होकर गुजरती है। परीक्षण मानचित्र के रूप में, ये बिंदु परीक्षण सुविधा/रिग के भीतर एक स्थिर रीडिंग रिकॉर्ड करने के लिए सबसे कम संभव प्रवाह बिंदु होंगे। कई औद्योगिक अनुप्रयोगों में, सिस्टम बैकप्रेशर के कारण स्टॉल लाइन को बढ़ाना आवश्यक हो सकता है। उदाहरण के लिए, 100% RPM पर स्टॉपिंग फ्लो लगभग 0.170 kg/s से बढ़कर 0.215 kg/s हो सकता है क्योंकि दबाव अनुपात वक्र का ढलान सकारात्मक होता है।

जैसा कि पहले कहा गया है, इसका कारण यह है कि चित्र 5.2 में हाई-स्पीड लाइन प्रवाह की उस सीमा के भीतर एक स्थिर विशेषता या सकारात्मक ढलान दर्शाती है। जब एक अलग प्रणाली में रखा जाता है तो उस प्रणाली के साथ बातचीत के कारण उन निचले प्रवाहों को प्राप्त नहीं किया जा सकता है। सिस्टम प्रतिरोध या प्रतिकूल दबाव गणितीय रूप से कंप्रेसर उछाल के लिए महत्वपूर्ण योगदानकर्ता साबित हुआ है।

अधिकतम प्रवाह रेखा बनाम चोक
चोक 2 स्थितियों में से एक के तहत होता है। आमतौर पर उच्च गति वाले उपकरणों के लिए, जैसे-जैसे प्रवाह बढ़ता है, प्रवाह का वेग कंप्रेसर चरण के भीतर कहीं ध्वनि गति तक पहुंच सकता है। यह स्थान इम्पेलर इनलेट थ्रोट या वैन्ड डिफ्यूज़र इनलेट थ्रोट पर हो सकता है। इसके विपरीत, कम गति वाले उपकरणों के लिए, जैसे-जैसे प्रवाह बढ़ता है, नुकसान इतना बढ़ जाता है कि दबाव अनुपात अंततः 1:1 तक गिर जाता है। इस मामले में, चोक की घटना की संभावना नहीं है।

गैस टर्बाइन केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स की गति-रेखाएं आमतौर पर चोक प्रदर्शित करती हैं। यह एक ऐसी स्थिति है जहां गति रेखा का दबाव अनुपात तेजी से (ऊर्ध्वाधर) गिरता है और प्रवाह में बहुत कम या कोई परिवर्तन नहीं होता है। ज्यादातर मामलों में इसका कारण यह है कि प्ररित करनेवाला और/या विसारक के भीतर कहीं मच 1 वेग के करीब पहुंच गया है जिससे नुकसान में तेजी से वृद्धि हुई है। उच्च दबाव अनुपात टर्बोचार्जर केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स इसी घटना को प्रदर्शित करते हैं। वास्तविक चोक घटना संपीड्यता का एक कार्य है जैसा कि केन्द्रापसारक दबाव चरण के भीतर एक क्षेत्र प्रतिबंध के भीतर स्थानीय मच संख्या द्वारा मापा जाता है।

अधिकतम प्रवाह रेखा, जो चित्र 5.2 में दिखाई गई है, वह वक्र है जो प्रत्येक गति रेखा के उच्चतम प्रवाह बिंदुओं से होकर गुजरती है। निरीक्षण करने पर यह देखा जा सकता है कि इनमें से प्रत्येक बिंदु को 56% दक्षता के करीब लिया गया है। उच्च प्रवाह पर कंप्रेसर प्रदर्शन मानचित्र को समाप्त करने के लिए कम दक्षता (<60%) का चयन करना सबसे आम अभ्यास है। एक अन्य कारक जिसका उपयोग अधिकतम प्रवाह रेखा को स्थापित करने के लिए किया जाता है, एक दबाव अनुपात 1 के करीब या उसके बराबर होता है। 50% गति रेखा को इसका एक उदाहरण माना जा सकता है।

चित्र 5.2 की गति-रेखाओं का आकार इस बात का एक अच्छा उदाहरण प्रदान करता है कि सभी केन्द्रापसारक कंप्रेसर गति-रेखाओं के अधिकतम प्रवाह के साथ चोक शब्द का उपयोग करना अनुचित क्यों है। संक्षेप में; अधिकांश औद्योगिक और वाणिज्यिक केन्द्रापसारक कम्प्रेसर को उनकी उच्चतम क्षमता पर या उसके निकट संचालित करने और कम दक्षता पर संचालन से बचने के लिए चुना या डिज़ाइन किया गया है। इस कारण से शायद ही कभी 60% दक्षता के नीचे केन्द्रापसारक कंप्रेसर के प्रदर्शन को चित्रित करने का कोई कारण होता है।

कई औद्योगिक और वाणिज्यिक मल्टीस्टेज कंप्रेसर प्रदर्शन मानचित्र इसी ऊर्ध्वाधर विशेषता को एक अलग कारण से प्रदर्शित करते हैं जिसे स्टेज स्टैकिंग के रूप में जाना जाता है।

अन्य परिचालन सीमाएं
अधिकतम स्वीकार्य गति: कंप्रेसर के लिए अधिकतम ऑपरेटिंग गति। इस मान से परे तनाव निर्धारित सीमा से ऊपर उठ सकता है और रोटर कंपन तेजी से बढ़ सकता है। इस स्तर से ऊपर की गति पर उपकरण संभवतः बहुत खतरनाक हो जाएगा और कम गति पर नियंत्रित किया जाएगा।
 * न्यूनतम परिचालन गति: स्वीकार्य संचालन के लिए न्यूनतम गति, इस मान के नीचे कंप्रेसर को रोकने या निष्क्रिय स्थिति में जाने के लिए नियंत्रित किया जा सकता है।

आयामी विश्लेषण
केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स के बीच के फायदों को तौलने के लिए 8 मापदंडों की क्लासिक से टर्बोमशीनरी की तुलना करना महत्वपूर्ण है। विशेष रूप से, दबाव वृद्धि (पी), प्रवाह (क्यू), कोणीय गति (एन), शक्ति (पी), घनत्व (ρ), व्यास (डी), चिपचिपापन (μ) और लोच (ई)। किसी एक पैरामीटर के प्रभाव को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करने का प्रयास करते समय यह एक व्यावहारिक समस्या पैदा करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इनमें से किसी एक पैरामीटर को स्वतंत्र रूप से बदलना लगभग असंभव है।

बकिंघम π प्रमेय के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया की विधि इन पैरामीटरों के 5 आयाम रहित रूपों को उत्पन्न करके इस समस्या को हल करने में मदद कर सकती है। ये पीआई पैरामीटर समानता के लिए नींव प्रदान करते हैं और टर्बोमशीनरी में आत्मीयता-कानून प्रदान करते हैं। वे प्रदर्शन के लक्षण वर्णन में मूल्यवान पाए जाने वाले अतिरिक्त संबंधों (आयामहीन होने) के निर्माण के लिए प्रदान करते हैं।

नीचे दिए गए उदाहरण के लिए दबाव के लिए हेड को प्रतिस्थापित किया जाएगा और लोच के लिए सोनिक वेग को प्रतिस्थापित किया जाएगा।

बकिंघम Π प्रमेय
टर्बोमशीनरी के लिए इस प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले तीन स्वतंत्र आयाम हैं:
 * $$M$$द्रव्यमान (बल एक विकल्प है)
 * $$L$$लंबाई
 * $$T$$समय

प्रमेय के अनुसार आठ मुख्य मापदंडों में से प्रत्येक को इसके स्वतंत्र आयामों के बराबर किया गया है:

क्लासिक टर्बोमशीनरी समानता
टर्बोमशीनरी के लिए पांच आयाम रहित मापदंडों के इस क्लासिक सेट को उत्पन्न करने में औपचारिक प्रक्रिया के परिणाम का पालन करने के कार्य को पूरा करना। पूर्ण-समानता तब प्राप्त होती है जब दो अलग-अलग मामलों की तुलना करते समय 5 पाई-पैरामीटर में से प्रत्येक एक के बराबर होता है। इसका मतलब यह होगा कि तुलना की जा रही दो टर्बोमाचिन समान हैं, दोनों ज्यामितीय रूप से और प्रदर्शन के मामले में।

उपरोक्त तालिका में दिखाए गए 5 मापदंडों की तुलना करके टर्बोमशीनरी के विश्लेषकों ने प्रदर्शन में जबरदस्त अंतर्दृष्टि प्राप्त की है। विशेष रूप से, दक्षता और हानि-गुणांक जैसे प्रदर्शन पैरामीटर, जो आयामहीन भी हैं। सामान्य अनुप्रयोग में, प्रवाह-गुणांक और शीर्ष-गुणांक को प्राथमिक महत्व माना जाता है। आम तौर पर, केन्द्रापसारक कम्प्रेसर के लिए, गति-गुणांक द्वितीयक महत्व का होता है जबकि रेनॉल्ड्स-गुणांक तृतीयक महत्व का होता है। इसके विपरीत, जैसा कि पंपों के लिए अपेक्षित है, रेनॉल्ड्स-गुणांक द्वितीयक महत्व का हो जाता है और गति-गुणांक तृतीयक महत्व का हो जाता है। यह दिलचस्प पाया जा सकता है कि गति-गुणांक को चित्र 1.1 के y-अक्ष को परिभाषित करने के लिए चुना जा सकता है, जबकि उसी समय रेनॉल्ड्स गुणांक को z-अक्ष को परिभाषित करने के लिए चुना जा सकता है।

अन्य आयाम रहित संयोजन
नीचे दी गई तालिका में प्रदर्शित आयामी विश्लेषण का एक और मूल्य है। घातांक और गुणन के माध्यम से किसी भी नए आयाम रहित मापदंडों की गणना की जा सकती है। उदाहरण के लिए, नीचे दिखाए गए पहले पैरामीटर की भिन्नता विमान इंजन प्रणाली विश्लेषण में लोकप्रिय रूप से उपयोग की जाती है। तीसरा पैरामीटर पहले और दूसरे का सरलीकृत आयामी भिन्नता है। यह तीसरी परिभाषा सख्त सीमाओं के साथ लागू होती है। चौथा पैरामीटर, विशिष्ट गति, बहुत प्रसिद्ध और उपयोगी है क्योंकि यह व्यास को हटा देता है। पांचवां पैरामीटर, विशिष्ट व्यास, एक कम चर्चा वाला आयाम रहित पैरामीटर है जिसे बलजे ने उपयोगी पाया।

यह दिलचस्प पाया जा सकता है कि चित्र 1.2 के y- अक्ष को परिभाषित करने के लिए गति के स्थान पर विशिष्ट गति गुणांक का उपयोग किया जा सकता है, जबकि उसी समय, z- अक्ष को परिभाषित करने के लिए विशिष्ट व्यास गुणांक व्यास के स्थान पर हो सकता है।

आत्मीयता कानून
निम्नलिखित आत्मीयता कानून ऊपर दिखाए गए पांच Π-पैरामीटर से प्राप्त किए गए हैं। वे एक आवेदन से अगले तक टर्बोमशीनरी को स्केल करने के लिए एक सरल आधार प्रदान करते हैं।

एयरो-थर्मोडायनामिक फंडामेंटल
निम्नलिखित समीकरण एक पूरी तरह से त्रि-आयामी गणितीय समस्या को रेखांकित करते हैं जो कि सरल धारणाओं के साथ भी हल करना बहुत मुश्किल है। कुछ समय पहले तक, कम्प्यूटेशनल शक्ति में सीमाओं ने इन समीकरणों को छद्म नुकसान के साथ एक अदृश्य द्वि-आयामी समस्या के लिए सरल बनाने के लिए मजबूर किया। कंप्यूटर के आगमन से पहले, इन समीकरणों को लगभग हमेशा एक आयामी समस्या के रूप में सरलीकृत किया जाता था।

इस एक आयामी समस्या को हल करना आज भी मूल्यवान है और इसे अक्सर माध्य-रेखा विश्लेषण कहा जाता है। इतने सारे सरलीकरण के बाद भी इसे व्यावहारिक रूप से हल करने के लिए अभी भी बड़ी पाठ्यपुस्तकों की रूपरेखा और बड़े कंप्यूटर प्रोग्राम की आवश्यकता है।

द्रव्यमान का संरक्षण
निरंतरता भी कहा जाता है, यह मौलिक समीकरण सामान्य रूप में लिखा गया है:
 * $$\frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot (\rho \mathbf{v}) = 0$$

गति का संरक्षण
नेवियर-स्टोक्स समीकरण भी कहा जाता है, यह मौलिक न्यूटन के दूसरे नियम से प्राप्त होता है जब द्रव गतिकी पर लागू होता है। न्यूटोनियन तरल पदार्थ के लिए संपीड़ित रूप में लिखा गया, यह समीकरण निम्नानुसार लिखा जा सकता है:

\rho\left(\frac{\partial\mathbf{v}}{\partial t} + \mathbf{v} \cdot \nabla\mathbf{v}\right) = -\nabla p + \mu\nabla^2\mathbf{v} + \left( \frac{1}{3} \mu + \mu^v\right) \nabla\left(\nabla \cdot \mathbf{v} \right) + \mathbf{f} $$

ऊर्जा का संरक्षण
ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम ऊर्जा के संरक्षण का कथन है। विशिष्ट परिस्थितियों में, केन्द्रापसारक कंप्रेसर के संचालन को एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया माना जाता है। एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया के लिए, सिस्टम में जोड़ी गई गर्मी की कुल मात्रा को व्यक्त किया जा सकता है $$\delta Q=TdS$$ कहाँ पे $$T$$ तापमान  है और $$S$$  एन्ट्रापी  है। इसलिए, एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया के लिए:
 * $$dU=TdS-pdV.\,$$

चूँकि U, S और V अवस्था के ऊष्मागतिकीय फलन हैं, उपरोक्त संबंध अनुत्क्रमणीय परिवर्तनों के लिए भी लागू होता है। उपरोक्त समीकरण को मौलिक थर्मोडायनामिक संबंध  के रूप में जाना जाता है।

राज्य का समीकरण
शास्त्रीय आदर्श गैस कानून  लिखा जा सकता है:
 * $${\ pV = nRT}.$$

आदर्श गैस नियम को इस प्रकार भी व्यक्त किया जा सकता है
 * $${\ p = \rho (\gamma-1)U}$$

कहाँ पे $$\rho$$ घनत्व है, $$\gamma = C_p/C_v$$ रुद्धोष्म सूचकांक (ताप क्षमता अनुपात) है, $$U = C_vT$$ प्रति इकाई द्रव्यमान की आंतरिक ऊर्जा है (विशिष्ट आंतरिक ऊर्जा), $$C_v$$ स्थिर आयतन पर विशिष्ट ऊष्मा है, और $$C_p$$ स्थिर दाब पर विशिष्ट ऊष्मा है।

राज्य के समीकरण के संबंध में, यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि जबकि हवा और नाइट्रोजन गुण (मानक वायुमंडलीय स्थितियों के पास) इस सरल संबंध से आसानी से और सटीक रूप से अनुमानित हैं, ऐसे कई केन्द्रापसारक कंप्रेसर अनुप्रयोग हैं जहां आदर्श संबंध अपर्याप्त है। उदाहरण के लिए, बड़े एयर कंडीशनिंग सिस्टम (वाटर चिलर) के लिए उपयोग किए जाने वाले केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स एक रेफ्रिजरेंट का उपयोग एक कामकाजी गैस के रूप में करते हैं जिसे एक आदर्श गैस के रूप में नहीं बनाया जा सकता है। एक अन्य उदाहरण केन्द्रापसारक कम्प्रेसर डिजाइन और पेट्रोलियम उद्योग के लिए बनाया गया है। मीथेन और एथिलीन जैसे अधिकांश हाइड्रोकार्बन गैसों को आदर्श गैसों के बजाय राज्य के वास्तविक गैस समीकरण के रूप में सर्वोत्तम रूप से प्रतिरूपित किया जाता है। राज्य के समीकरणों के लिए विकिपीडिया प्रविष्टि बहुत संपूर्ण है।

पक्ष और विपक्ष
पेशेवरों
 * केन्द्रापसारक कम्प्रेसर निर्माण की सादगी और अपेक्षाकृत कम लागत के फायदे प्रदान करते हैं। यह उसी दबाव वृद्धि को प्राप्त करने के लिए कम चरणों की आवश्यकता के कारण है।
 * केन्द्रापसारक कम्प्रेसर का उपयोग पूरे उद्योग में किया जाता है क्योंकि उनके पास कम रगड़ वाले हिस्से होते हैं, अपेक्षाकृत ऊर्जा कुशल होते हैं, और समान आकार के प्रत्यागामी कंप्रेसर या किसी अन्य सकारात्मक विस्थापन पंप की तुलना में उच्च और गैर-दोलन निरंतर वायु प्रवाह  देते हैं।
 * केन्द्रापसारक कम्प्रेसर ज्यादातर टर्बोचार्जर के रूप में और छोटे गैस टरबाइन इंजन जैसे APU (सहायक बिजली इकाई) में और हेलीकॉप्टर  जैसे छोटे विमानों के लिए मुख्य इंजन के रूप में उपयोग किए जाते हैं। इसका एक महत्वपूर्ण कारण यह है कि वर्तमान तकनीक के साथ, समतुल्य एयरफ्लो अक्षीय कंप्रेसर मुख्य रूप से रोटर और चर स्टेटर टिप-निकासी नुकसान के संयोजन के कारण कम कुशल होगा।


 * दोष
 * उनका मुख्य दोष यह है कि वे कई चरणों के बिना प्रत्यागामी कंप्रेशर्स के उच्च संपीड़न अनुपात को प्राप्त नहीं कर सकते हैं। कुछ एक चरण के केन्द्रापसारक कम्प्रेसर हैं जो 10:1 से अधिक दबाव अनुपात में सक्षम हैं, तनाव के कारण जो कंप्रेसर की सुरक्षा, स्थायित्व और जीवन प्रत्याशा को गंभीर रूप से सीमित करते हैं।
 * केंद्रापसारक कम्प्रेसर अक्षीय कम्प्रेसर की तुलना में अव्यावहारिक हैं, बड़े गैस टर्बाइनों और टर्बोजेट  इंजनों में उपयोग के लिए बड़े विमानों को चलाने के लिए, परिणामी वजन और तनाव के कारण, और रेडियल डिफ्यूज़र के बड़े व्यास द्वारा प्रस्तुत ललाट क्षेत्र के लिए।

संरचनात्मक यांत्रिकी, निर्माण और डिजाइन समझौता
आदर्श रूप से, केन्द्रापसारक कंप्रेसर इम्पेलर्स में पतले एयर-फ़ॉइल ब्लेड होते हैं जो मजबूत होते हैं, प्रत्येक एक हल्के रोटर पर चढ़ा होता है। यह सामग्री मशीन या कास्ट और सस्ती के लिए आसान होगी। इसके अतिरिक्त, यह कोई परिचालन शोर उत्पन्न नहीं करेगा, और किसी भी वातावरण में संचालन करते समय लंबा जीवन होगा। एयरो-थर्मोडायनामिक डिजाइन प्रक्रिया की शुरुआत से ही, वायुगतिकीय विचार और अनुकूलन [29,30] एक सफल डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं। डिजाइन के दौरान, केन्द्रापसारक प्ररित करनेवाला की सामग्री और निर्माण विधि को डिजाइन के भीतर ही शामिल किया जाना चाहिए, चाहे वह वैक्यूम क्लीनर ब्लोअर के लिए प्लास्टिक हो, टर्बोचार्जर के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु हो, एयर कंप्रेसर के लिए स्टील मिश्र धातु हो या गैस टरबाइन के लिए टाइटेनियम मिश्र धातु हो। यह केन्द्रापसारक कंप्रेसर प्ररित करनेवाला आकार, इसके ऑपरेटिंग वातावरण, इसकी सामग्री और इसकी निर्माण विधि का एक संयोजन है जो प्ररित करनेवाला की संरचनात्मक अखंडता को निर्धारित करता है।

यह भी देखें

 * कोणीय गति
 * अक्षीय कंप्रेसर
 * अपकेन्द्रीय बल
 * केन्द्राभिमुख शक्ति
 * कोंडा प्रभाव
 * कम्प्यूटेशनल तरल सक्रिय
 * संपीड्यता
 * कंप्रेसर नक्शा
 * कोरिओलिस बल
 * डार्सी-वीसबैक समीकरण
 * तापीय धारिता
 * एंट्रॉपी
 * यूलर समीकरण (द्रव गतिकी )
 * सीमित तत्व विधि
 * द्रव गतिविज्ञान
 * गैस कानून
 * गुस्ताफ डी लवल
 * आदर्श गैस कानून
 * गतिकी
 * मच संख्या
 * मल्टीफ़ेज़ प्रवाह
 * नेवियर-स्टोक्स समीकरण
 * असली गैस
 * रेनॉल्ड्स-औसत नेवियर-स्टोक्स समीकरण
 * रेनॉल्ड्स परिवहन प्रमेय
 * रेनॉल्ड्स संख्या
 * रॉस्बी नंबर
 * टर्बोमशीनरी में त्रि-आयामी नुकसान और सहसंबंध
 * अशांति
 * श्यानता
 * द्रव गतिशीलता के लिए वॉन कर्मन संस्थान

बाहरी कड़ियाँ

 * MIT Gas Turbine Laboratory
 * (1948), First Marine Gas Turbine in Service. Journal of the American Society for Naval Engineers, 60: 66–86.
 * A history of Chrysler turbine cars
 * To find API codes, standards & publications
 * To find ASME codes, standards & publications
 * To find ASHRAE codes, standards & publications
 * Glenn Research Center at NASA
 * Hydrodynamics of Pumps, by Christopher Earls Brennen
 * Ctrend website to calculate the head of centrifugal compressor online

Compressor Лопастной компрессор