कंप्रेसर

स्कूबा सिलेंडर भरने के लिए एक छोटा स्थिर उच्च दबाव श्वास हवा कंप्रेसर

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बेलिस और मोरकॉम से उच्च दबाव पारस्परिक कंप्रेसर, बॉटलिंग उद्योग में उपयोग किया जाता है

एक कंप्रेसर एक यांत्रिक उपकरण है जो गैस के आयतन को कम करके उसके दबाव को बढ़ाता है। एक वायु संपीडक(एयर कंप्रेसर) एक विशिष्ट प्रकार का गैस कंप्रेसर है।

कंप्रेसर पंप के समान होते हैं: दोनों एक तरल पदार्थ पर दबाव बढ़ाते हैं और दोनों एक पाइप के माध्यम से द्रव का परिवहन कर सकते हैं। जैसे -जैसे गैसें संपीड़ित होती हैं, कंप्रेसर भी गैस की मात्रा को कम कर देता है। तरल पदार्थ अपेक्षाकृत असंपीड्य हैं, जबकि कुछ को संपीड़ित किया जा सकता है, एक पंप की मुख्य क्रिया तरल पदार्थों पर दबाव डालना और परिवहन करना है।

कई कंप्रेसर का मंचन किया जा सकता है, अर्थात् द्रव को कई बार चरणों या चरणों में संपीड़ित किया जाता है, ताकि स्राव दाब (डिस्चार्ज प्रेशर) बढ़ सके। अक्सर, दूसरा चरण प्राथमिक चरण की तुलना में आकार में छोटा होता है, ताकि पहले से ही संपीड़ित गैस को उसके दबाव को कम किए बिना समायोजित किया जा सके। प्रत्येक चरण आगे गैस को संपीड़ित करता है और इसके दबाव और तापमान को बढ़ाता है (यदि चरणों के बीच अंतराशीतक(इंटर कूलिंग) का उपयोग नहीं किया जाता है)।

प्रकार

गैस कंप्रेसर के मुख्य और महत्वपूर्ण प्रकारों को सचित्र और नीचे चर्चा की गई है:

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सकारात्मक विस्थापन

एक सकारात्मक विस्थापन कंप्रेसर एक ऐसी प्रणाली है जो आयतन को कम करने वाले यांत्रिक लिंकेज के विस्थापन द्वारा हवा को संपीड़ित करती है (चूंकि ऊष्मा गतिकी में एक पिस्टन के कारण मात्रा में कमी को पिस्टन का सकारात्मक विस्थापन माना जाता है)।

दूसरा तरीका, एक सकारात्मक विस्थापन कंप्रेसर वह है जो अपने प्रवेश से गैस की एक असतत मात्रा में ड्राइंग करके संचालित होता है, फिर उस गैस को कंप्रेसर के निर्गम द्वार के माध्यम से बाहर निकलने के लिए मजबूर करता है। गैस के दबाव में वृद्धि कम से कम आंशिक रूप से होती है, कंप्रेसर को एक द्रव्यमान प्रवाह दर पर पंप करने के लिए जो प्रवेश के कम दबाव और घनत्व पर निर्गम से गुजर नहीं सकता है।

प्रत्यागामी संपीडक

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एक मोटर-चालित छह-सिलेंडर पारस्परिक कंप्रेसर जो दो, चार या छह सिलेंडर के साथ काम कर सकता है।

प्रत्यागामी संपीडक एक क्रैंकशाफ्ट द्वारा संचालित पिस्टन का उपयोग करते हैं। वे या तो स्थिर या पोर्टेबल हो सकते हैं, एकल या बहु-मंचित हो सकते हैं, और इलेक्ट्रिक मोटर्स या आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित किए जा सकते हैं। 5 से 30 हॉर्सपावर (HP) के छोटे प्रत्यागामी कम्प्रेसर आमतौर पर मोटर वाहन अनुप्रयोगों में देखे जाते हैं और आमतौर पर आंतरायिक कर्तव्य के लिए होते हैं। बड़े औद्योगिक और पेट्रोलियम अनुप्रयोगों में आमतौर पर 1,000 हॉर्सपावर (hp) (750 kW) से अधिक बड़े प्रत्यागामी कम्प्रेसर पाए जाते हैं। निर्वहन दबाव कम दबाव से लेकर बहुत उच्च दबाव (> 18000 पीएसआई या 180 एमपीए) तक हो सकता है। कुछ अनुप्रयोगों में, जैसे कि वायु संपीड़न, मल्टी-स्टेज डबल-एक्टिंग कंप्रेसर को उपलब्ध सबसे कुशल कंप्रेसर कहा जाता है, और आमतौर पर बड़े रोटरी इकाइयों की तुलना में अधिक बड़े होते हैं, और अधिक महंगे होते हैं।

एक अन्य प्रकार का पारस्परिक कंप्रेसर, आमतौर पर ऑटोमोटिव केबिन एयर कंडीशनिंग सिस्टम में कार्यरत है, स्वैश प्लेट या वॉबल प्लेट कंप्रेसर है, जो एक शाफ्ट पर लगे एक स्वैश प्लेट द्वारा स्थानांतरित पिस्टन का उपयोग करता है (देखें अक्षीय पिस्टन पंप)।

घरेलू, होम वर्कशॉप, और छोटे जॉब साइट कंप्रेसर आम तौर पर संलग्न रिसीवर टैंक के साथ कम्प्रेसर 1½ एचपी या उससे कम के कम्प्रेसर होते हैं।

एक रैखिक कंप्रेसर एक प्रत्यागामी कंप्रेसर है जिसमें पिस्टन एक रैखिक मोटर का रोटर है।

इस प्रकार का कंप्रेसर रेफ्रिजरेंट, हाइड्रोजन और प्राकृतिक गैस सहित गैसों की एक विस्तृत श्रृंखला को संपीड़ित कर सकता है।इस वजह से, यह कई अलग -अलग उद्योगों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग करता है और इसे अलग -अलग आकार, सिलेंडर की संख्या, और सिलेंडर अनलोडिंग द्वारा क्षमताओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।हालांकि, यह निकासी मात्रा के कारण उच्च नुकसान से ग्रस्त है, डिस्चार्ज और सक्शन(चूषण) वाल्व के कारण प्रतिरोध, अधिक वजन होता है, बड़ी संख्या में चलने वाले भागों के कारण बनाए रखना मुश्किल है, और इसमें अंतर्निहित कंपन है।

आयनिक तरल पिस्टन कंप्रेसर

एक आयनिक तरल पिस्टन कंप्रेसर, आयनिक कंप्रेसर या आयनिक तरल पिस्टन पंप एक हाइड्रोजन कंप्रेसर है जो एक धातु पिस्टन के बजाय एक आयनिक तरल पिस्टन पर आधारित होता है जैसा कि पिस्टन-धातु डायाफ्राम कंप्रेसर में होता है।

रोटरी स्क्रू कंप्रेसर

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एक रोटरी स्क्रू कंप्रेसर का आरेख

रोटरी स्क्रू कंप्रेसर गैस को एक छोटे से स्थान में धकेलने के लिए दो जालीदार घूर्णन धनात्मक-विस्थापन पेचदार स्क्रू का उपयोग करते हैं। ये आमतौर पर वाणिज्यिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में निरंतर संचालन के लिए उपयोग किए जाते हैं और या तो स्थिर या पोर्टेबल हो सकते हैं। उनका आवेदन 3 हॉर्सपावर (2.2 kW) से 1,200 हॉर्सपावर (890 kW) और कम दबाव से मध्यम उच्च दबाव (> 1,200 psi या 8.3 MPa) तक हो सकता है।

रोटरी स्क्रू कंप्रेसर के वर्गीकरण चरणों, कूलिंग विधियों और ड्राइव प्रकारों के आधार पर भिन्न होते हैं। रोटरी स्क्रू कंप्रेसर व्यावसायिक रूप से तेल में बाढ़, पानी में बाढ़ और सूखे प्रकार में उत्पादित होते हैं।

रोटरी कंप्रेसर की दक्षता एयर ड्रायर पर निर्भर करती है, और एयर ड्रायर का चयन हमेशा कंप्रेसर के वॉल्यूमेट्रिक डिलीवरी का 1.5 गुना होता है।

दो के बजाय एक स्क्रू या तीन स्क्रू के साथ डिजाइन मौजूद हैं।

स्क्रू कंप्रेसर में कम गतिमान घटक होते हैं, बड़ी क्षमता, कम कंपन और उछाल, परिवर्तनशील गति पर काम कर सकते हैं, और आमतौर पर उच्च दक्षता होती है।संपीड़न गुहाओं या स्क्रू और कंप्रेसर आवास के बीच निकासी के कारण अंतर्निहित रिसाव के कारण छोटे आकार या कम रोटर की गति व्यावहारिक नहीं है। वे उच्च रिसाव के नुकसान से बचने के लिए ठीक मशीनिंग सहिष्णुता पर निर्भर करते हैं और गलत तरीके से या खराब सेवित होने पर नुकसान की संभावना होती है।

रोटरी वेन कंप्रेसर

सनकी रोटरी-वेन पंप

रोटरी वेन कंप्रेसर रोटर में रोटर स्लॉट में डाले गए कई ब्लेड के साथ एक रोटर होते हैं।रोटर को एक बड़े आवास में ऑफसेट किया जाता है जो या तो परिपत्र या अधिक जटिल आकार है।जैसे ही रोटर मुड़ता है, ब्लेड स्लॉट्स के अंदर और बाहर स्लाइड करते हैं, जो आवास की बाहरी दीवार के साथ संपर्क रखते हैं।इस प्रकार, घूर्णन ब्लेड द्वारा बढ़ते और घटने वाले संस्करणों की एक श्रृंखला बनाई जाती है।रोटरी वेन कंप्रेशर्स हैं, पिस्टन कंप्रेसर के साथ सबसे पुराने कंप्रेसर प्रौद्योगिकियों में से एक है।

उपयुक्त पोर्ट कनेक्शन के साथ, डिवाइस या तो कंप्रेसर या वैक्यूम पंप हो सकते हैं।वे या तो स्थिर या पोर्टेबल हो सकते हैं, एकल या बहु-मंचित हो सकते हैं, और इलेक्ट्रिक मोटर्स या आंतरिक दहन इंजन द्वारा संचालित किया जा सकता है।सूखी वेन मशीनों का उपयोग अपेक्षाकृत कम दबावों पर किया जाता है (जैसे, 2 bar or 200 kPa or 29 psi) थोक सामग्री आंदोलन के लिए जबकि तेल-इंजेक्शन मशीनों में दबाव प्राप्त करने के लिए आवश्यक वॉल्यूमेट्रिक दक्षता है 13 bar (1,300 kPa; 190 psi) एक ही चरण में।एक रोटरी वेन कंप्रेसर इलेक्ट्रिक मोटर ड्राइव के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है और समकक्ष पिस्टन कंप्रेसर की तुलना में संचालन में काफी शांत है।

रोटरी वेन कंप्रेसर में लगभग 90%की यांत्रिक क्षमता हो सकती है।

रोलिंग पिस्टन

रोलिंग पिस्टन कंप्रेसर

एक रोलिंग पिस्टन स्टाइल कंप्रेसर में रोलिंग पिस्टन वेन और रोटर के बीच एक विभाजन का हिस्सा निभाता है। रोलिंग पिस्टन एक स्थिर वेन के खिलाफ गैस को बल देता है।

इनमें से 2 कंप्रेसर को क्षमता बढ़ाने और कंपन और शोर को कम करने के लिए एक ही शाफ्ट पर लगाया जा सकता है। एक वसंत के बिना एक डिजाइन को एक स्विंग कंप्रेसर के रूप में जाना जाता है। प्रशीतन और एयर कंडीशनिंग में, इस प्रकार के कंप्रेसर को एक रोटरी कंप्रेसर के रूप में भी जाना जाता है, जिसमें रोटरी स्क्रू कंप्रेसर को केवल स्क्रू कंप्रेसर के रूप में भी जाना जाता है।

यह पिस्टन और कंप्रेसर आवरण के बीच क्लीयरेंस वॉल्यूम से कम नुकसान के कारण पारस्परिक कंप्रेसर की तुलना में उच्च दक्षता प्रदान करता है, इसकी दी गई क्षमता के लिए इसका 40% से 50% छोटा और हल्का (जो किसी उत्पाद में उपयोग किए जाने पर सामग्री और शिपिंग लागत को प्रभावित कर सकता है), कम कंपन का कारण बनता है, कम घटक होते हैं और एक पारस्परिक कंप्रेसर की तुलना में अधिक विश्वसनीय होता है।लेकिन इसकी संरचना 5 प्रशीतन टन से परे क्षमता की अनुमति नहीं देती है, अन्य कंप्रेसर प्रकारों की तुलना में कम विश्वसनीय है, और निकासी मात्रा से नुकसान के कारण अन्य कंप्रेसर प्रकारों की तुलना में कम कुशल है।

स्क्रॉल कंप्रेशर्स

एक स्क्रॉल पंप का तंत्र

एक स्क्रॉल कंप्रेसर, जिसे स्क्रॉल पंप और स्क्रॉल वैक्यूम पंप के रूप में भी जाना जाता है, तरल और गैसों जैसे तरल पदार्थों को पंप या संपीड़ित करने के लिए दो इंटरलेव्ड सर्पिल जैसी वैन का उपयोग करता है।वेन ज्यामिति इनवोल्यूट, आर्किमेडियन सर्पिल, या हाइब्रिड घटता हो सकती है। वे निचले वॉल्यूम रेंज में अन्य प्रकार के कंप्रेशर्स की तुलना में अधिक सुचारू रूप से, चुपचाप और मज़बूती से काम करते हैं।

अक्सर, स्क्रॉल में से एक तय हो जाता है, जबकि अन्य घूर्णन के बिना सनकी रूप से परिक्रमा करते हैं, जिससे स्क्रॉल के बीच तरल पदार्थ की जेबें फंस जाती हैं और पंप या संपीड़ित होती हैं।

फिक्स्ड स्क्रॉल और ऑर्बिटिंग स्क्रॉल के बीच न्यूनतम क्लीयरेंस वॉल्यूम के कारण, इन कंप्रेशर्स में बहुत अधिक वॉल्यूमेट्रिक दक्षता होती है।

इन कंप्रेसर का उपयोग बड़े पैमाने पर एयर कंडीशनिंग और रेफ्रिजरेशन में किया जाता है क्योंकि वे हल्के, छोटे होते हैं और होते हैं, जो पारस्परिक कंप्रेसर की तुलना में कम होते हैं और वे अधिक विश्वसनीय भी होते हैं। वे हालांकि अधिक महंगे हैं, इसलिए पेल्टियर कूलर या रोटरी और पारस्परिक कंप्रेसर का उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जा सकता है जहां लागत एक प्रशीतन या एयर कंडीशनिंग सिस्टम को डिजाइन करते समय सबसे महत्वपूर्ण या सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक है।

इस प्रकार के कंप्रेसर का उपयोग जी-लेडर के रूप में किया गया था। 1990 के दशक की शुरुआत में वोक्सवैगन जी 60 और जी 40 इंजनों पर सुपरचार्जर।

जब पारस्परिक और रोलिंग पिस्टन कंप्रेसर के साथ तुलना की जाती है, तो स्क्रॉल कंप्रेसर अधिक विश्वसनीय होते हैं क्योंकि उनके पास कम घटक होते हैं और एक सरल संरचना होती है, अधिक कुशल होते हैं क्योंकि उनके पास कोई क्लीयरेंस वॉल्यूम और न ही वाल्व नहीं होते हैं, और दोनों के पास कम सर्जिंग कम हो जाते हैं और इतना कंपन नहीं होता है कि । लेकिन, जब पेंच और केन्द्रापसारक कंप्रेसर के साथ तुलना की जाती है, तो स्क्रॉल कंप्रेसर में कम क्षमता और छोटी क्षमता होती है।

डायाफ्राम कंप्रेशर्स

एक डायाफ्राम कंप्रेसर (जिसे झिल्ली कंप्रेसर के रूप में भी जाना जाता है) पारंपरिक पारस्परिक कंप्रेसर का एक प्रकार है।गैस का संपीड़न एक सेवन तत्व के बजाय एक लचीली झिल्ली के आंदोलन से होता है।झिल्ली के आगे और पीछे की गति एक रॉड और एक क्रैंकशाफ्ट तंत्र द्वारा संचालित होती है।केवल झिल्ली और कंप्रेसर बॉक्स गैस के संकुचित होने के संपर्क में आते हैं।

फ्लेक्सिंग की डिग्री और डायाफ्राम बनाने वाली सामग्री उपकरण के रखरखाव जीवन को प्रभावित करती है।आम तौर पर कठोर धातु डायाफ्राम केवल कुछ क्यूबिक सेंटीमीटर मात्रा को विस्थापित कर सकते हैं क्योंकि धातु दरार के बिना फ्लेक्सिंग की बड़ी डिग्री को सहन नहीं कर सकती है, लेकिन एक धातु डायाफ्राम की कठोरता इसे उच्च दबावों पर पंप करने की अनुमति देती है।रबर या सिलिकॉन डायाफ्राम बहुत उच्च लचीलेपन के गहरे पंपिंग स्ट्रोक को सहन करने में सक्षम होते हैं, लेकिन उनकी कम ताकत उनके उपयोग को कम दबाव वाले अनुप्रयोगों के लिए सीमित करती है, और उन्हें प्लास्टिक के उत्सव के रूप में प्रतिस्थापित करने की आवश्यकता होती है।

डायाफ्राम कंप्रेसर का उपयोग हाइड्रोजन और संपीड़ित प्राकृतिक गैस (CNG) के साथ -साथ कई अन्य अनुप्रयोगों में भी किया जाता है।

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एक तीन-चरण डायाफ्राम कंप्रेसर

दाईं ओर की तस्वीर में हाइड्रोजन गैस को संपीड़ित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले तीन-चरण वाले डायाफ्राम कंप्रेसर को दर्शाया गया है 6,000 psi (41 MPa) एरिज़ोना पब्लिक सर्विस कंपनी (एक इलेक्ट्रिक यूटिलिटीज कंपनी) द्वारा डाउनटाउन फीनिक्स, एरिज़ोना में निर्मित एक प्रोटोटाइप संपीड़ित हाइड्रोजन और संपीड़ित प्राकृतिक गैस (CNG) ईंधन स्टेशन में उपयोग के लिए।प्राकृतिक गैस को संपीड़ित करने के लिए पारस्परिक कंप्रेसर का उपयोग किया गया था।पारस्परिक प्राकृतिक गैस कंप्रेसर SERTCO द्वारा विकसित किया गया था।

प्रोटोटाइप वैकल्पिक ईंधन स्टेशन को फीनिक्स में प्रचलित सुरक्षा, पर्यावरणीय और बिल्डिंग कोड के अनुपालन में बनाया गया था, यह प्रदर्शित करने के लिए कि इस तरह के ईंधन स्टेशनों को शहरी क्षेत्रों में बनाया जा सकता है।

गतिशील

एयर बबल कंप्रेसर

एक ट्रॉम्प के रूप में भी जाना जाता है।अशांति के माध्यम से उत्पन्न हवा और पानी के मिश्रण को एक सबट्रेनियन कक्ष में गिरने की अनुमति दी जाती है जहां हवा पानी से अलग हो जाती है।गिरते पानी का वजन कक्ष के शीर्ष में हवा को संकुचित करता है।कक्ष से एक जलमग्न आउटलेट पानी को सेवन की तुलना में कम ऊंचाई पर सतह पर प्रवाहित करने की अनुमति देता है।कक्ष की छत में एक आउटलेट सतह पर संपीड़ित हवा की आपूर्ति करता है।इस सिद्धांत पर एक सुविधा मॉन्ट्रियल नदी पर 1910 में कोबाल्ट, ओंटारियो के पास रागग्ड शूट में बनाई गई थी और पास की खानों में 5,000 हॉर्सपावर की आपूर्ति की गई थी।

केन्द्रापसारक कंप्रेसर

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एक एकल चरण केन्द्रापसारक कंप्रेसर

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एक एकल चरण सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर, 1900 के दशक की शुरुआत में, जी। शिएले एंड कंपनी, फ्रैंकफर्ट एम मेन

केन्द्रापसारक कंप्रेसर गैस के वेग को बढ़ाते हुए, गैस के रिम को गैस को मजबूर करने के लिए एक आकार के आवास में एक घूर्णन डिस्क या प्ररित करनेवाला का उपयोग करते हैं।एक डिफ्यूज़र (डायवर्जेंट डक्ट) सेक्शन वेग ऊर्जा को दबाव ऊर्जा में परिवर्तित करता है।वे मुख्य रूप से तेल रिफाइनरियों, रासायनिक और पेट्रोकेमिकल संयंत्रों और प्राकृतिक गैस प्रसंस्करण संयंत्रों जैसे उद्योगों में निरंतर, स्थिर सेवा के लिए उपयोग किए जाते हैं। उनका आवेदन से हो सकता है 100 horsepower (75 kW) हजारों हॉर्सपावर के लिए।कई स्टेजिंग के साथ, वे उच्च आउटपुट दबाव प्राप्त कर सकते हैं 1,000 psi (6.9 MPa)।

इस प्रकार के कंप्रेसर, स्क्रू कंप्रेशर्स के साथ, बड़े पैमाने पर बड़े प्रशीतन और एयर कंडीशनिंग सिस्टम में उपयोग किए जाते हैं। चुंबकीय असर (चुंबकीय रूप से लेविटेटेड) और एयर बेयरिंग सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेशर्स मौजूद हैं।

कई बड़े स्नोमेकिंग ऑपरेशन (जैसे स्की रिसॉर्ट्स) इस प्रकार के कंप्रेसर का उपयोग करते हैं। उनका उपयोग आंतरिक दहन इंजनों में सुपरचार्जर और टर्बोचार्जर के रूप में भी किया जाता है। केन्द्रापसारक कंप्रेसर का उपयोग छोटे गैस टरबाइन इंजनों में या मध्यम आकार के गैस टर्बाइन के अंतिम संपीड़न चरण के रूप में किया जाता है।

सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर सबसे बड़े उपलब्ध कंप्रेसर हैं, आंशिक भार के तहत उच्च क्षमता प्रदान करते हैं, हवा या चुंबकीय बीयरिंग का उपयोग करते समय तेल-मुक्त हो सकते हैं जो बाष्पीकरणकर्ताओं और कंडेनसर में गर्मी हस्तांतरण गुणांक को बढ़ाता है, 90% तक कम होता है और 50% कम जगह पर कब्जा कर लेता है। पारस्परिक रूप से कंप्रेसर, विश्वसनीय हैं और कम घटकों को बनाए रखने के लिए कम लागत हैं, पहनने के लिए उजागर होते हैं, और केवल न्यूनतम कंपन उत्पन्न करते हैं। लेकिन, उनकी प्रारंभिक लागत अधिक है, अत्यधिक सटीक सीएनसी मशीनिंग की आवश्यकता होती है, प्ररित करनेवाला को उच्च गति पर घूमने की आवश्यकता होती है जो छोटे कंप्रेसर को अव्यवहारिक बनाती है, और वृद्धि की संभावना अधिक हो जाती है।वृद्धि गैस प्रवाह उलट है, जिसका अर्थ है कि गैस निर्वहन से चूषण पक्ष तक जाती है, जो गंभीर क्षति का कारण बन सकती है, विशेष रूप से कंप्रेसर बीयरिंग और इसके ड्राइव शाफ्ट में।यह डिस्चार्ज साइड पर एक दबाव के कारण होता है जो कंप्रेसर के आउटपुट दबाव से अधिक होता है।यह गैसों को कंप्रेसर के बीच आगे और पीछे बहने का कारण बन सकता है और जो कुछ भी इसकी डिस्चार्ज लाइन से जुड़ा होता है, जिससे दोलन होते हैं।

विकर्ण या मिश्रित-प्रवाह कंप्रेसर

विकर्ण या मिश्रित-प्रवाह कंप्रेसर केन्द्रापसारक कंप्रेसर के समान होते हैं, लेकिन रोटर से निकास पर एक रेडियल और अक्षीय वेग घटक होता है।डिफ्यूज़र का उपयोग अक्सर विकर्ण प्रवाह को रेडियल दिशा के बजाय एक अक्षीय में बदलने के लिए किया जाता है। पारंपरिक केन्द्रापसारक कंप्रेसर (एक ही चरण दबाव अनुपात) की तुलना में, मिश्रित प्रवाह कंप्रेसर की गति का मूल्य 1.5 गुना बड़ा है।

अक्षीय कंप्रेसर

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एक अक्षीय कंप्रेसर का एक एनीमेशन।

अक्षीय कंप्रेशर्स डायनामिक रोटेटिंग कंप्रेसर हैं जो एक तरल पदार्थ को उत्तरोत्तर संपीड़ित करने के लिए प्रशंसक जैसे एयरफॉइल के सरणियों का उपयोग करते हैं।उनका उपयोग किया जाता है जहां उच्च प्रवाह दर या एक कॉम्पैक्ट डिजाइन की आवश्यकता होती है।

एयरफॉइल के सरणियों को पंक्तियों में सेट किया जाता है, आमतौर पर जोड़े के रूप में: एक घूर्णन और एक स्थिर।घूर्णन एयरफॉइल, जिसे ब्लेड या रोटर्स के रूप में भी जाना जाता है, द्रव को तेज करता है।स्थिर एयरफिल्स, जिसे स्टेटर्स या वैन के रूप में भी जाना जाता है, तरल पदार्थ की प्रवाह दिशा को फिर से शुरू और पुनर्निर्देशित करता है, इसे अगले चरण के रोटर ब्लेड के लिए तैयार करता है।अक्षीय कंप्रेसर लगभग हमेशा बहु-मंचित होते हैं, एक इष्टतम अक्षीय मच संख्या बनाए रखने के लिए कंप्रेसर के साथ गैस मार्ग के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के साथ।लगभग 5 चरणों या एक 4: 1 डिजाइन दबाव अनुपात से परे एक कंप्रेसर तब तक कार्य नहीं करेगा जब तक कि चर कोण (चर इनलेट गाइड वैन और चर स्टेटर्स के रूप में जाना जाता है) के साथ स्थिर वैन जैसी सुविधाओं के साथ फिट नहीं किया जाता है, कुछ हवा को भाग से बचने की अनुमति देने की क्षमता-कंप्रेसर के साथ रास्ता (इंटरस्टेज ब्लीड के रूप में जाना जाता है) और एक से अधिक घूर्णन विधानसभा में विभाजित किया जा रहा है (उदाहरण के लिए ट्विन स्पूल के रूप में जाना जाता है)।

अक्षीय कंप्रेसर में उच्च क्षमता हो सकती है;उनके डिजाइन की स्थिति में लगभग 90% पॉलीट्रोपिक।हालांकि, वे अपेक्षाकृत महंगे हैं, बड़ी संख्या में घटकों, तंग सहिष्णुता और उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री की आवश्यकता होती है।अक्षीय कंप्रेसर का उपयोग मध्यम से बड़े गैस टरबाइन इंजन, प्राकृतिक गैस पंपिंग स्टेशनों और कुछ रासायनिक पौधों से किया जाता है।

हर्मेटिक रूप से सील, खुला, या अर्ध-हर्मेटिक

File:Lednička Zanussi ZRA 319 SW, kompresor s odpařovací miskou (002).JPG

एक सामान्य उपभोक्ता रेफ्रिजरेटर या फ्रीजर में एक छोटे से हेर्मेटिक रूप से सील कंप्रेसर में आमतौर पर एक गोल स्टील बाहरी शेल स्थायी रूप से वेल्डेड शट होता है, जो सिस्टम के अंदर ऑपरेटिंग गैसों को सील करता है, इस मामले में एक R600A रेफ्रिजरेंट।गैसों के रिसाव के लिए कोई मार्ग नहीं है, जैसे कि मोटर शाफ्ट सील के आसपास।इस मॉडल पर, प्लास्टिक टॉप सेक्शन एक ऑटो-डेफ्रॉस्ट सिस्टम का हिस्सा है जो पानी को वाष्पित करने के लिए मोटर हीट का उपयोग करता है।

वाष्प-संपीड़न प्रशीतन में उपयोग किए जाने वाले कंप्रेसर | रेफ्रिजरेशन सिस्टम को सर्द के नुकसान से बचने के लिए निकट-शून्य रिसाव का प्रदर्शन करना चाहिए, यदि वे बिना सेवा के वर्षों तक कार्य करते हैं। यह बहुत प्रभावी मुहरों के उपयोग की आवश्यकता है, या यहां तक ​​कि सभी मुहरों और उद्घाटन के उन्मूलन को एक हर्मेटिक सिस्टम बनाने के लिए। इन कंप्रेसर को अक्सर या तो हर्मेटिक, ओपन, या अर्ध-हर्मेटिक के रूप में वर्णित किया जाता है, यह वर्णन करने के लिए कि कंप्रेसर कैसे संलग्न है और मोटर ड्राइव कैसे गैस या वाष्प के संकुचित होने के संबंध में स्थित है। प्रशीतन सेवा के बाहर कुछ कंप्रेसर को कुछ हद तक कुछ हद तक सील किया जा सकता है, आमतौर पर विषाक्त, प्रदूषण या महंगी गेस को संभालते समय, अधिकांश गैर-रिफ्रिजरेशन एप्लिकेशन पेट्रोकेमिकल उद्योग में होते हैं।

हर्मेटिक और सबसे अर्ध-हर्मेटिक कंप्रेसर में, कंप्रेसर ड्राइविंग कंप्रेसर और मोटर को एकीकृत किया जाता है, और सिस्टम के दबाव वाले गैस लिफाफे के भीतर काम करते हैं। मोटर को संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और ठंडा किया जा रहा है, सर्द गैस संपीड़ित हो रही है। ओपन कंप्रेशर्स में एक बाहरी मोटर ड्राइविंग एक शाफ्ट होती है जो कंप्रेसर के शरीर से होकर गुजरती है और आंतरिक दबाव को बनाए रखने के लिए शाफ्ट के चारों ओर रोटरी सील पर भरोसा करती है।

हर्मेटिक और सेमी-हर्मेटिक के बीच का अंतर यह है कि हर्मेटिक एक-टुकड़ा वेल्डेड स्टील आवरण का उपयोग करता है जिसे मरम्मत के लिए नहीं खोला जा सकता है; यदि हर्मेटिक विफल हो जाता है तो इसे बस एक पूरी नई इकाई के साथ बदल दिया जाता है। एक अर्ध-हर्मेटिक एक बड़े कास्ट मेटल शेल का उपयोग करता है, जिसमें स्क्रू के साथ गैसकेटेड कवर होते हैं, जिसे मोटर और कंप्रेसर घटकों को बदलने के लिए खोला जा सकता है। एक हर्मेटिक और अर्ध-हर्मेटिक का प्राथमिक लाभ यह है कि गैस के लिए सिस्टम से बाहर लीक करने का कोई मार्ग नहीं है। खुले कंप्रेसर के मुख्य लाभ यह है कि उन्हें किसी भी मकसद शक्ति स्रोत द्वारा संचालित किया जा सकता है, जिससे आवेदन के लिए सबसे उपयुक्त मोटर का चयन किया जा सकता है, या यहां तक ​​कि गैर-इलेक्ट्रिक पावर स्रोतों जैसे कि आंतरिक दहन इंजन या स्टीम टरबाइन, और दूसरी बात यह है कि एक खुले कंप्रेसर की मोटर को सर्द प्रणाली के किसी भी हिस्से को खोलने के बिना सेवित किया जा सकता है।

एक खुली दबाव वाली प्रणाली जैसे कि ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनर अपने ऑपरेटिंग गैसों को लीक करने के लिए अतिसंवेदनशील हो सकता है। ओपन सिस्टम पंप घटकों और सील पर छींटाकशी करने के लिए सिस्टम में स्नेहक पर भरोसा करते हैं। यदि यह अक्सर पर्याप्त रूप से संचालित नहीं होता है, तो सील पर स्नेहक धीरे -धीरे वाष्पित हो जाता है, और फिर सिस्टम तब तक लीक करना शुरू कर देता है जब तक कि सिस्टम कार्यात्मक नहीं होता है और उसे रिचार्ज नहीं किया जाना चाहिए। तुलना करके, एक हर्मेटिक या अर्ध-हर्मेटिक सिस्टम वर्षों तक अप्रयुक्त बैठ सकता है, और आमतौर पर किसी भी समय फिर से रखरखाव की आवश्यकता के बिना या सिस्टम के दबाव के किसी भी नुकसान का अनुभव किए बिना शुरू किया जा सकता है। यहां तक ​​कि अच्छी तरह से चिकनाई की गई सील समय के साथ थोड़ी मात्रा में गैस को लीक कर देगी, खासकर अगर प्रशीतन गेस लुब्रिकेटिंग तेल में घुलनशील हैं, लेकिन अगर सील अच्छी तरह से निर्मित हैं और बनाए रखा है तो यह नुकसान बहुत कम है।

हर्मेटिक कंप्रेसर का नुकसान यह है कि मोटर ड्राइव की मरम्मत या रखरखाव नहीं किया जा सकता है, और मोटर विफल होने पर पूरे कंप्रेसर को प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। एक और नुकसान यह है कि बर्न-आउट वाइंडिंग पूरे सिस्टम को दूषित कर सकते हैं, जिससे सिस्टम को पूरी तरह से नीचे पंप करने की आवश्यकता होती है और गैस को प्रतिस्थापित किया जाता है (यह सेमी हेर्मेटिक कंप्रेसर में भी हो सकता है जहां मोटर रेफ्रिजरेंट में संचालित होती है)। आमतौर पर, हर्मेटिक कंप्रेसर का उपयोग कम लागत वाले कारखाने-इकट्ठे उपभोक्ता वस्तुओं में किया जाता है, जहां डिवाइस के मूल्य की तुलना में मरम्मत और श्रम की लागत अधिक होती है, और यह सिर्फ एक नया डिवाइस या कंप्रेसर खरीदने के लिए अधिक किफायती होगा। अर्ध-हर्मेटिक कंप्रेसर का उपयोग मध्यम आकार के बड़े प्रशीतन और एयर कंडीशनिंग सिस्टम में किया जाता है, जहां यह एक नए की कीमत की तुलना में कंप्रेसर की मरम्मत और/या पुनर्जीवित करने के लिए सस्ता है। एक अर्ध-हर्मेटिक या खुले कंप्रेसर की तुलना में एक हेर्मेटिक कंप्रेसर सरल और सस्ता है।

गैस संपीड़न के थर्मोडायनामिक्स

isentropic Compressor

एक कंप्रेसर को आंतरिक रूप से प्रतिवर्ती और एडियाबेटिक के रूप में आदर्श बनाया जा सकता है, इस प्रकार एक isentropic स्थिर राज्य उपकरण, जिसका अर्थ है कि एन्ट्रापी में परिवर्तन 0 है। संपीड़न चक्र को ISentropic के रूप में परिभाषित करके, प्रक्रिया के लिए एक आदर्श दक्षता प्राप्त की जा सकती है, और आदर्श कंप्रेसर प्रदर्शन की तुलना मशीन के वास्तविक प्रदर्शन से की जा सकती है।आइसोट्रोपिक संपीड़न जैसा कि ASME PTC 10 कोड में उपयोग किया जाता है, एक प्रतिवर्ती, एडियाबेटिक संपीड़न प्रक्रिया को संदर्भित करता है

कंप्रेशर्स की isentropic दक्षता:

$\eta _{C}={\frac {\rm {Isentropic\;Compressor\;Work}}{\rm {Actual\;Compressor\;Work}}}={\frac {W_{s}}{W_{a}}}\cong {\frac {h_{2s}-h_{1}}{h_{2a}-h_{1}}}$

$h_{1}$ प्रारंभिक अवस्था में थैलीपी है

$h_{2a}$ वास्तविक प्रक्रिया के लिए अंतिम स्थिति में थैलेपी है

$h_{2s}$ Isentropic प्रक्रिया के लिए अंतिम स्थिति में थैलेपी है

एक कंप्रेसर द्वारा आवश्यक कार्य को कम करना

अपरिवर्तनीय कंप्रेशर्स के लिए प्रतिवर्ती तुलना

प्रत्येक उपकरण के लिए ऊर्जा संतुलन के विभेदक रूप की तुलना
होने देना $q$ गर्मी हो, $w$ काम हो, $ke$ गतिज ऊर्जा हो और $pe$ संभावित ऊर्जा हो।
वास्तविक कंप्रेसर:

$\delta q_{act}-\delta w_{act}=dh+dke+dpe$

प्रतिवर्ती कंप्रेसर:

$\delta q_{rev}-\delta w_{rev}=dh+dke+dpe$

प्रत्येक कंप्रेसर प्रकार का दाहिना हाथ पक्ष समतुल्य है, इस प्रकार:

$\delta q_{act}-\delta w_{act}=\delta q_{rev}-\delta w_{rev}$

पुन: व्यवस्थित:

$\delta w_{rev}-\delta w_{act}=\delta q_{rev}-\delta q_{act}$

ज्ञात समीकरण को प्रतिस्थापित करके $\delta q_{rev}=Tds$ अंतिम समीकरण में और टी द्वारा दोनों शब्दों को विभाजित करना:

${\frac {\delta w_{rev}-\delta w_{act}}{T}}=ds-{\frac {\delta q_{act}}{T}}\geq 0$

आगे, $ds\geq {\frac {\delta q_{act}}{T}}$ और t [पूर्ण तापमान] है ($T\geq 0$) जो उत्पादन करता है:
$\delta w_{rev}\geq \delta w_{act}$
या
$w_{rev}\geq w_{act}$ इसलिए, काम करने वाले उपकरणों जैसे कि पंप और कंप्रेशर्स (काम नकारात्मक है) को कम काम की आवश्यकता होती है जब वे उलट-मुक्की करते हैं।

संपीड़न प्रक्रिया के दौरान शीतलन का प्रभाव

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पी-वी (विशिष्ट मात्रा बनाम दबाव) आरेख एक ही दबाव सीमा के बीच isentropic, पॉलीट्रोपिक और इज़ोटेर्मल प्रक्रियाओं की तुलना करता है।

isentropic प्रक्रिया: कोई शीतलन शामिल नहीं है,
पॉलीट्रोपिक प्रक्रिया: कुछ शीतलन शामिल है
isothermal प्रक्रिया: अधिकतम शीतलन शामिल है

निम्नलिखित धारणाओं को कंप्रेसर के लिए एक गैस से संपीड़ित करने के लिए आवश्यक कार्य करके $P_{1}$ प्रति $P_{2}$ प्रत्येक प्रक्रिया के लिए निम्नलिखित है:
मान्यताओं:

$P_{1}$ तथा $P_{2}$

सभी प्रक्रियाएं आंतरिक रूप से प्रतिवर्ती हैं

गैस निरंतर विशिष्ट गर्मियों के साथ एक आदर्श गैस की तरह व्यवहार करती है

Isentropic ($Pv^{k}=constant$, कहाँ पे $k=C_{p}/C_{v}$):

$W_{comp,in}={\frac {kR(T_{2}-T_{1})}{k-1}}={\frac {kRT_{1}}{k-1}}\left[\left({\frac {P_{2}}{P_{1}}}\right)^{(k-1)/k}-1\right]$

पॉलीट्रोपिक$Pv^{n}=constant$):

$W_{comp,in}={\frac {nR(T_{2}-T_{1})}{n-1}}={\frac {nRT_{1}}{n-1}}\left[\left({\frac {P_{2}}{P_{1}}}\right)^{(n-1)/n}-1\right]$

Isothermal ($T=constant$ या $Pv=constant$):

$W_{comp,in}=RTln\left({\frac {P_{2}}{P_{1}}}\right)$

तीन आंतरिक प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं की तुलना करके एक आदर्श गैस से संपीड़ित करना $P_{1}$ प्रति $P_{2}$, परिणाम बताते हैं कि isentropic संपीड़न ($Pv^{k}=constant$) सबसे अधिक काम की आवश्यकता है और इज़ोटेर्मल संपीड़न ($T=constant$ या $Pv=constant$) पॉलीट्रोपिक प्रक्रिया के लिए कम से कम काम की आवश्यकता होती है।$Pv^{n}=constant$) संपीड़न प्रक्रिया के दौरान गर्मी की अस्वीकृति को बढ़ाकर घातांक, एन, कम हो जाता है, घटता है।संपीड़न के दौरान गैस को ठंडा करने का एक सामान्य तरीका कंप्रेसर के आवरण के चारों ओर कूलिंग जैकेट का उपयोग करना है।

आदर्श थर्मोडायनामिक चक्रों में कंप्रेशर्स

एक पंप में आदर्श रैंकिन चक्र 1-> 2 isentropic संपीड़न
आदर्श कार्नोट चक्र 4-> 1 isentropic संपीड़न
आदर्श ओटो चक्र 1-> 2 isentropic संपीड़न
आदर्श डीजल चक्र 1-> 2 isentropic संपीड़न
आदर्श ब्रेटन साइकिल 1-> 2 एक कंप्रेसर में isentropic संपीड़न
आदर्श वाष्प-संपीड़न प्रशीतन |वाष्प-संपीड़न प्रशीतन चक्र 1-> 2 एक कंप्रेसर में isentropic संपीड़न
नोट: ISENTROPIC धारणाएं केवल आदर्श चक्रों के साथ लागू होती हैं।वास्तविक दुनिया के चक्रों में अक्षम कंप्रेशर्स और टर्बाइनों के कारण अंतर्निहित नुकसान होता है।वास्तविक दुनिया प्रणाली वास्तव में isentropic नहीं है, बल्कि गणना उद्देश्यों के लिए isentropic के रूप में आदर्श है।

तापमान

गैस के संपीड़न से इसका तापमान बढ़ जाता है।

एक गैस के बहुपक्षीय परिवर्तन के लिए:

${\begin{cases}pV^{n}={\text{constant}}=p_{1}V_{1}^{n}=p_{2}V_{2}^{n}\Rightarrow {\frac {p_{2}}{p_{1}}}\ =\left({\frac {V_{1}}{V_{2}}}\right)^{n}&\\{\frac {p^{\frac {n-1}{n}}}{T}}={\text{constant}}={\frac {p_{1}^{\frac {n-1}{n}}}{T_{1}}}={\frac {p_{2}^{\frac {n-1}{n}}}{T_{2}}}\Rightarrow \left({\frac {p_{2}}{p_{1}}}\right)^{\frac {n-1}{n}}={\frac {T_{2}}{T_{1}}}&\end{cases}}$

एक बंद सिलेंडर में गैस के पॉलीट्रोपिक संपीड़न (या विस्तार) के लिए किया गया काम।

$W=\int _{V_{1}}^{V_{2}}pdV=p_{1}V_{1}^{n}\int _{V_{1}}^{V_{2}}V^{-n}dV={\frac {p_{1}V_{1}^{n}}{1-n}}(V_{2}^{1-n}-V_{1}^{1-n})={\frac {p_{1}V_{1}^{n}}{1-n}}V_{1}^{1-n}\left({\frac {V_{2}^{1-n}}{V_{1}^{1-n}}}-1\right)={\frac {p_{1}V_{1}}{1-n}}\left({\frac {V_{2}^{1-n}}{V_{1}^{1-n}}}-1\right)=$

$={\frac {p_{1}V_{1}}{1-n}}\left(\left({\frac {V_{1}}{V_{2}}}\right)^{n-1}-1\right)={\frac {p_{1}V_{1}}{1-n}}\left(\left({\frac {p_{2}}{p_{1}}}\right)^{\frac {n-1}{n}}-1\right)={\frac {p_{1}V_{1}}{1-n}}\left({\frac {T_{2}}{T_{1}}}-1\right)$

इसलिए

$W=-{\frac {p_{1}V_{1}}{n-1}}\left(\left({\frac {p_{2}}{p_{1}}}\right)^{\frac {n-1}{n}}-1\right)$

जिसमें P दबाव है, V वॉल्यूम है, n विभिन्न संपीड़न प्रक्रियाओं के लिए अलग -अलग मान लेता है (नीचे देखें), और 1 और 2 प्रारंभिक और अंतिम राज्यों को संदर्भित करता है।

• एडियाबेटिक - यह मॉडल मानता है कि संपीड़न के दौरान कोई ऊर्जा (गर्मी) गैस से या उसके लिए स्थानांतरित नहीं की जाती है, और सभी आपूर्ति किए गए कार्य को गैस की आंतरिक ऊर्जा में जोड़ा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप तापमान और दबाव में वृद्धि होती है।सैद्धांतिक तापमान वृद्धि है:

$T_{2}=T_{1}\left({\frac {p_{2}}{p_{1}}}\right)^{(\kappa -1)/\kappa }$

टी के साथ₁ और टी₂ डिग्री रैंकिन या केल्विन्स में, पी₂ और पी₁ पूर्ण दबाव और $\kappa =$ विशिष्ट ताप का अनुपात (हवा के लिए लगभग 1.4)।हवा और तापमान अनुपात में वृद्धि का मतलब है कि संपीड़न मात्रा अनुपात के लिए एक साधारण दबाव का पालन नहीं करता है।यह कम कुशल है, लेकिन त्वरित है।जब एक कंप्रेसर में अच्छा इन्सुलेशन, एक बड़ी गैस की मात्रा, या कम समय के पैमाने (यानी, एक उच्च शक्ति स्तर) होता है, तो एडियाबेटिक संपीड़न या विस्तार अधिक निकटता से वास्तविक जीवन होता है।व्यवहार में हमेशा संपीड़ित गैस से एक निश्चित मात्रा में गर्मी प्रवाह होगा।इस प्रकार, एक आदर्श एडियाबेटिक कंप्रेसर बनाने के लिए मशीन के सभी भागों के सही गर्मी इन्सुलेशन की आवश्यकता होगी।उदाहरण के लिए, यहां तक कि एक साइकिल टायर पंप की धातु ट्यूब गर्म हो जाती है क्योंकि आप टायर को भरने के लिए हवा को संपीड़ित करते हैं।ऊपर वर्णित तापमान और संपीड़न अनुपात के बीच संबंध का अर्थ है कि मूल्य $n$ एक एडियाबेटिक प्रक्रिया के लिए है $\kappa$ (विशिष्ट ताप का अनुपात)।

• इज़ोटेर्मल - यह मॉडल मानता है कि संपीड़ित गैस संपीड़न या विस्तार प्रक्रिया के दौरान एक निरंतर तापमान पर रहता है।इस चक्र में, आंतरिक ऊर्जा को सिस्टम से उसी दर से गर्मी के रूप में हटा दिया जाता है जो इसे संपीड़न के यांत्रिक कार्य द्वारा जोड़ा जाता है।इज़ोटेर्मल संपीड़न या विस्तार अधिक बारीकी से मॉडल वास्तविक जीवन जब कंप्रेसर में एक बड़ा हीट एक्सचेंजिंग सतह, एक छोटी गैस की मात्रा, या एक लंबे समय के पैमाने (यानी, एक छोटा शक्ति स्तर) होता है।कंप्रेशर्स जो संपीड़न चरणों के बीच अंतर-चरण कूलिंग का उपयोग करते हैं, वे सही इज़ोटेर्मल संपीड़न को प्राप्त करने के लिए निकटतम आते हैं।हालांकि, व्यावहारिक उपकरणों के साथ सही इज़ोटेर्मल संपीड़न प्राप्य नहीं है।उदाहरण के लिए, जब तक आपके पास संबंधित इंटरकोलर्स के साथ संपीड़न चरणों की एक अनंत संख्या नहीं है, तब तक आप कभी भी सही इज़ोटेर्मल संपीड़न प्राप्त नहीं करेंगे।

एक इज़ोटेर्मल प्रक्रिया के लिए, $n$ 1 है, इसलिए एक इज़ोटेर्मल प्रक्रिया के लिए अभिन्न कार्य का मूल्य है:

$W=\int _{V_{1}}^{V_{2}}pdV=p_{1}V_{1}\int _{V_{1}}^{V_{2}}{\frac {1}{V}}dV=p_{1}V_{1}\ln {\frac {V_{2}}{V_{1}}}=-p_{1}V_{1}\ln \left({\frac {p_{2}}{p_{1}}}\right)$

जब मूल्यांकन किया जाता है, तो आइसोथर्मल काम एडियाबेटिक काम से कम पाया जाता है।

• पॉलीट्रोपिक - यह मॉडल गैस में तापमान में वृद्धि के साथ -साथ कंप्रेसर के घटकों को ऊर्जा (गर्मी) के कुछ नुकसान दोनों को ध्यान में रखता है।यह मानता है कि गर्मी सिस्टम में प्रवेश कर सकती है या छोड़ सकती है, और यह कि इनपुट शाफ्ट का काम दोनों बढ़े हुए दबाव (आमतौर पर उपयोगी कार्य) और एडियाबेटिक से ऊपर बढ़ा हुआ तापमान (आमतौर पर चक्र दक्षता के कारण नुकसान) के रूप में दिखाई दे सकता है।संपीड़न दक्षता तब सैद्धांतिक 100 प्रतिशत (एडियाबेटिक) बनाम वास्तविक (पॉलीट्रोपिक) पर तापमान में वृद्धि का अनुपात है।पॉलीट्रोपिक संपीड़न के मूल्य का उपयोग करेगा $n$ 0 (एक निरंतर दबाव प्रक्रिया) और अनंत (एक निरंतर मात्रा प्रक्रिया) के बीच।उस विशिष्ट मामले के लिए जहां लगभग एडियाबेटिक प्रक्रिया द्वारा संपीड़ित गैस को ठंडा करने का प्रयास किया जाता है, का मूल्य $n$ 1 और के बीच होगा $\kappa$।

मंचित संपीड़न

केन्द्रापसारक कंप्रेशर्स के मामले में, वाणिज्यिक डिजाइन वर्तमान में किसी भी एक चरण (एक विशिष्ट गैस के लिए) में 3.5 से 1 से अधिक के संपीड़न अनुपात से अधिक नहीं हैं। चूंकि संपीड़न तापमान को बढ़ाता है, संपीड़ित गैस को चरणों के बीच ठंडा किया जाता है, जिससे संपीड़न कम एडियाबेटिक और अधिक इज़ोटेर्मल होता है। इंटर-स्टेज कूलर (इंटरकोलर्स) आमतौर पर कुछ आंशिक संक्षेपण में परिणाम होते हैं जो वाष्प-तरल विभाजक में हटा दिए जाते हैं।

छोटे पारस्परिक कंप्रेशर्स के मामले में, कंप्रेसर फ्लाईव्हील एक कूलिंग प्रशंसक को चला सकता है जो दो या अधिक चरण कंप्रेसर के इंटरकोलर में परिवेशी हवा को निर्देशित करता है।

क्योंकि रोटरी स्क्रू कंप्रेशर्स संपीड़न से तापमान वृद्धि को कम करने के लिए शीतलन स्नेहक का उपयोग कर सकते हैं, वे अक्सर 9 से 1 संपीड़न अनुपात से अधिक होते हैं। उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट डाइविंग कंप्रेसर में हवा तीन चरणों में संपीड़ित होती है। यदि प्रत्येक चरण में 7 से 1 का संपीड़न अनुपात होता है, तो कंप्रेसर 343 गुना वायुमंडलीय दबाव (7 × 7 × 7 = 343 वायुमंडल) का उत्पादन कर सकता है। (343 atm or 34.8 MPa or 5.04 ksi)

ड्राइव मोटर्स

मोटर के लिए कई विकल्प हैं जो कंप्रेसर को शक्ति प्रदान करते हैं:

• गैस टर्बाइन अक्षीय और केन्द्रापसारक प्रवाह कंप्रेशर्स को पावर करते हैं जो जेट इंजन का हिस्सा हैं।
• बड़े कंप्रेशर्स के लिए स्टीम टर्बाइन या वाटर टर्बाइन संभव हैं।
• इलेक्ट्रिक मोटर्स स्थैतिक कंप्रेशर्स के लिए सस्ते और शांत हैं। घरेलू विद्युत आपूर्ति के लिए उपयुक्त छोटे मोटर्स सिंगल-फेज इलेक्ट्रिक पावर का उपयोग करते हैं। एकल-चरण वैकल्पिक वर्तमान। बड़े मोटर्स का उपयोग केवल जहां एक औद्योगिक विद्युत तीन-चरण विद्युत शक्ति है। तीन चरण वैकल्पिक वर्तमान आपूर्ति उपलब्ध है।
• डीजल इंजन या पेट्रोल इंजन पोर्टेबल कंप्रेशर्स के लिए उपयुक्त हैं और कंप्रेशर्स का समर्थन करते हैं।
• ऑटोमोबाइल और अन्य प्रकार के वाहनों (पिस्टन-संचालित हवाई जहाज, नाव, ट्रक, आदि सहित) में, डीजल या गैसोलीन इंजन बिजली उत्पादन सेवन हवा को संपीड़ित करके बढ़ाया जा सकता है, ताकि प्रति चक्र अधिक ईंधन को जला दिया जा सके। ये इंजन अपने स्वयं के क्रैंकशाफ्ट पावर (यह सेटअप को सुपरचार्जर के रूप में जाना जाता है) का उपयोग करके कंप्रेशर्स को पावर कर सकते हैं, या, कंप्रेसर से जुड़े टरबाइन को चलाने के लिए अपने निकास गैस का उपयोग करें (यह सेटअप टर्बोचार्जर के रूप में जाना जाता है)।

स्नेहन

एक इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित कंप्रेशर्स को एक वैरिएबल-फ्रीक्वेंसी ड्राइव का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है। VFD या पावर इन्वर्टर, हालांकि कई हर्मेटिक और सेमी-हरमेटिक कंप्रेशर्स केवल एक सीमा में या निश्चित गति से काम कर सकते हैं, क्योंकि वे अंतर्निहित-इन में शामिल हो सकते हैं।तेल पंप।अंतर्निहित तेल पंप उसी शाफ्ट से जुड़ा होता है जो कंप्रेसर को चलाता है, और तेल को कंप्रेसर और मोटर बीयरिंग में मजबूर करता है।कम गति से, अपर्याप्त मात्रा में तेल बीयरिंग तक पहुंचता है, अंततः असर विफलता के लिए अग्रणी होता है, जबकि उच्च गति से, अत्यधिक मात्रा में तेल बीयरिंग और कंप्रेसर से खो सकता है और संभावित रूप से छींटाकशी के कारण डिस्चार्ज लाइन में।आखिरकार तेल बाहर चला जाता है और बीयरिंग को अनलक्रेट किया जाता है, जिससे विफलता हो जाती है, और तेल सर्द, हवा या अन्य कामकाजी गैस को दूषित कर सकता है।

अनुप्रयोग

गैस कंप्रेशर्स का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां या तो उच्च दबाव या गैस के निचले संस्करणों की आवश्यकता होती है:

• उत्पादन स्थल से उपभोक्ता तक शुद्ध प्राकृतिक गैस के पाइपलाइन परिवहन में, एक कंप्रेसर पाइपलाइन से ब्लीड गैस द्वारा ईंधन की गई मोटर द्वारा संचालित होता है। इस प्रकार, कोई बाहरी शक्ति स्रोत आवश्यक नहीं है।
• गैस वाहक द्वारा समुद्री कार्गो परिवहन और कार्गो संचालन में।
• पेट्रोलियम रिफाइनरियां, प्राकृतिक गैस प्रसंस्करण संयंत्र, पेट्रोकेमिकल और रासायनिक संयंत्र, और इसी तरह के बड़े औद्योगिक संयंत्रों को मध्यवर्ती और अंत-उत्पाद गैसों के लिए संपीड़ित करने की आवश्यकता होती है।
• प्रशीतन और एयर कंडीशनर उपकरण सर्द चक्रों में गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए कंप्रेशर्स का उपयोग करते हैं (देखें वाष्प-संपीड़न प्रशीतन)।
• गैस टरबाइन सिस्टम सेवन दहन हवा को संपीड़ित करता है।
• छोटी-मात्रा शुद्ध या निर्मित गैसों को चिकित्सा, वेल्डिंग और अन्य उपयोगों के लिए उच्च दबाव सिलेंडर भरने के लिए संपीड़न की आवश्यकता होती है।
• विभिन्न औद्योगिक, विनिर्माण और भवन प्रक्रियाओं को वायवीय उपकरणों को बिजली के लिए संपीड़ित हवा की आवश्यकता होती है।
• पालतू प्लास्टिक की बोतलों और कंटेनरों के निर्माण और उड़ाने में मोल्डिंग में।
• कुछ विमानों को ऊंचाई पर केबिन दबाव बनाए रखने के लिए कंप्रेशर्स की आवश्यकता होती है।
• कुछ प्रकार के जेट इंजन - जैसे कि टर्बोजेट और टर्बोफैन - ईंधन दहन के लिए आवश्यक हवा को अनुप्रिताप करते हैं। जेट इंजन के टर्बाइन दहन एयर कंप्रेसर को पावर करते हैं।
• पानी के नीचे डाइविंग में, स्व-निहित श्वास तंत्र, हाइपरबेरिक ऑक्सीजन थेरेपी, और अन्य जीवन समर्थन उपकरण, कंप्रेशर्स दबाव वाली श्वास गैस प्रदान करते हैं या तो सीधे या उच्च दबाव गैस भंडारण कंटेनरों के माध्यम से, जैसे कि डाइविंग सिलेंडर। डाइविंग की आपूर्ति की गई सतह में, एक एयर कंप्रेसर का उपयोग आमतौर पर सांस लेने के लिए कम दबाव वाली हवा (10 से 20 बार) की आपूर्ति करने के लिए किया जाता है।
• पनडुब्बियां उछाल को समायोजित करने के लिए उछाल वाले कक्षों से पानी को विस्थापित करने में बाद में उपयोग के लिए हवा को स्टोर करने के लिए कंप्रेशर्स का उपयोग करती हैं।
• टर्बोचार्जर और सुपरचार्जर कंप्रेशर्स हैं जो सिलेंडर के अंदर हवा के द्रव्यमान प्रवाह को बढ़ाकर आंतरिक दहन इंजन प्रदर्शन को बढ़ाते हैं, इसलिए इंजन अधिक ईंधन जला सकता है और इसलिए अधिक शक्ति का उत्पादन कर सकता है।
• रेल और भारी सड़क परिवहन वाहन रेल वाहन या सड़क वाहन ब्रेक संचालित करने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग करते हैं - और विभिन्न अन्य प्रणालियों (दरवाजे, विंडस्क्रीन वाइपर, इंजन, गियरबॉक्स नियंत्रण, आदि)।
• सेवा स्टेशन और ऑटो मरम्मत की दुकानें वायवीय टायरों और बिजली वायवीय उपकरणों को भरने के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग करती हैं।
• अग्नि पिस्टन और हीट पंप हवा या अन्य गेस को गर्म करने के लिए मौजूद हैं, और गैस को संपीड़ित करना केवल उस छोर का एक साधन है।
• रोटरी लोब कंप्रेशर्स का उपयोग अक्सर पाउडर या ठोस के लिए वायवीय संदेश में हवा प्रदान करने के लिए किया जाता है। पहुंचे गए दबाव 0.5 से 2 बार जी तक हो सकते हैं।

• Diving air compressor P8046745.JPG

  Diving air compressor in noise reduction cabinet

यह भी देखें

• Axial compressor
• Cabin pressurization
• Centrifugal fan
• Compressed air
• Compressed air dryer
• Electrochemical hydrogen compressor
• Fire piston
• Foil bearing
• Hot air engine
• Guided-rotor compressor
• Hydrogen compressor
• Linear compressor
• Liquid-ring compressor
• Hydride compressor
• Natterer compressor
• Pneumatic cylinder
• Pneumatic tube
• Reciprocating compressor (पिस्टन कंप्रेसर)
• Roots blower (एक लोब-प्रकार का कंप्रेसर)
• Slip factor
• Trompe
• Vapor-compression refrigeration
• Variable-speed air compressor

संदर्भ

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