بررسی پدیده سرج در کمپرسور

وقتی که صحبت از سرج به میان میآید اکثریت مساله کمبود جریان (Flow) را بر سر زبان می آورند .

باید بدانیم که پدیده سرج نتیجه عدم توانایی پروانه کمپرسور ، در تولید انرژی  مورد نیاز سیستم است.

چند حقیقت در مورد سرج وجودارد که به صورت خلاصه در زیر بیان میشود

1- پدیده ای است، که سرعت رخداد آن بسیار بالا است

2- تغییر جهت جریان (Flow) در کمتر از 150 میلی ثانیه رخ میدهد

3- با سرعت بسیار بالایی فشار نوسان خواهد کرد

4- صدای فوق العاده زیادی تولید میشود

5- دما با سرعت بالایی ، افزایش پیدا میکند

در اثر سرعت پایین جریان (Flow) در پره (Blade) یا گذرگاه پروانه  پدیده سرج بوجود می آید.

باید بیاد داشته باشیم که هر پره و یا پروانه دینامیکی برای یک و فقط یک شرایط بهره برداری(Operating point)طراحی شده است.

انرژی بوسیله حرکت  پره و جریان سیال بین پره ها تولید میشود، چنانچه مقدار جریان بین پره ها کم شود به همان اندازه سرعت بین پره ها یا درگذرگاه سیال در پروانه نیز کم میشود

در نتیجه جریان از حالت خطی به حالت اغتشاشی (Turbulent) در می آید

یک سیستم را در نظر بگیرید که کمپرسوری در آن قرار دارد به قسمت خروجی کمپرسور دقت کنید در حالتی که پروانه کمپرسور حداکثر انرژی را تولید میکند میتوان از فلنج خروجی کمپرسور تا چک ولوی که در مسیر خروجی نصب است را همانند یک تجهیز ثابت (Vessel)  در نظر گرفت.تا زمانیکه جریان  ورودی به داخل این تجهیز با جریان خروجی از این تجهیز برابر است فشار در داخل لوله بین کمپرسور و چک ولو تابت و جریان خطی است، در آستانه سرج ،کمپرسور نمیتواند جریان کافی به داخل لوله خروجی تامین کند در نتیجه انرژی ذخیره شده در تجهیز در اثر معکوس شدن جریان به سمت ورودی ، روی پره های کمپرسور کار میکند

از منحنی کمپرسور نیز میتوان این را فهمید ، اگر انرژی موردنیاز (REQUIRED HEAD) افزایش یابد  ، نقطه کارکرد مطلوب در منحنی به سمت ناپایداری یا سرج حرکت میکند ،

زمانیکه نقطه کارکرد در منحنی به خط سرج برسد کمپرسور در حالت سرج قرار میگرد  و برعکس شدن جریان باعث میشود که نقطه کارکرد مطلوب در قسمت منفی منحنی قرار گیرد. بنابراین تجهیز معادل   در خلال برعکس شدن جریان خالی میشود .زمانیکه تجهیز معادل خالی میشود کاهش فشار توسط کمپرسور حس میگردد و کمپرسور سعی میکند که خود را به شرایط بهره برداری(OPERATING POINT) در محدوده مثبت منحنی با جریان بسیار بالا برساند. دوباره تجهیز معادل پر میشود و OPERATING POINT  دوباره بالا میرود و به خط سرج میرسد و دوباره این سیکل تکرار میشود.

بخاطر داشته باشید که این سیکل با سرعتی حدود 6 دفعه در ثانیه تکرارمیشود

این پدیده انرژی فوق العاده زیادی تولید میکند که تمام این انرژی توسط قطعات مکانیکی باید جذب شود و باعث بالا رفتن دما به مقداربسیار بالا و درمدت زمان بسیار کم میگردد

برگرفته از سایت http://546212.blogfa.com