Компрессор это насос: Чем отличается насос от компрессора

Чем отличается насос от компрессора

Бытует мнение, что компрессор — это тот же самый насос, который используется для перекачки газов, а не жидкостей. Насосы и компрессоры действительно схожи по принципу работы и конструкции. Они могут использоваться в составе различных технологических сооружений и производственных линий. Но оба устройства сильно отличаются по особенностям работы, внутреннему устройству и другим параметрам. Рассмотрим подробнее сходства и различия компрессорных и насосных установок.

Насос и компрессор: в чем сходства

Принцип действия

Общий принцип работы устройств схож, именно поэтому существует путаница с понятиями и считается, что между компрессором и насосом нет разницы. И тот и другой аппарат используется для перекачки веществ, а по принципу работы делятся на объемные и динамические (лопастные). И компрессорные, и насосные установки способны обеспечить нужные показатели производительности и давления. Например, поршневые насосы и компрессоры нужны при низкой производительности и высоком давлении.

Центробежные механизмы подходят при высокой производительности, но с низким напором, а винтовые устройства — при средних показателях.

Устройство и комплектация

Внутреннее устройство компрессоров и насосов очень похоже: они имеют корпус, двигатель, рабочие ступени (колеса). В них используются уплотнения, подшипники и смазки.

Сфера применения

Компрессорное и насосное оборудование используют на предприятиях: перерабатывающей, химической, легкой, пищевой и других отраслей промышленности. Также насосы и компрессоры являются частью конструкции автомобилей, кораблей, самолетов, железнодорожного и другого транспорта. Ими комплектуются системы охлаждения, подачи масла и топлива, другие механизмы.

Компрессоры и насосы встречаются в комплектации бытовой техники, например, в устройстве холодильника, стиральной или посудомоечной машины.

Отличия компрессора от насоса

Принцип работы

Насос преобразует мехническую энергии в энергию рабочей жидкости, компрессор — в энергию сжатого воздуха.

Насосная установка работает преимущественно на перекачку, тогда как компрессорная — на повышение температуры и давления в рабочей камере, что приводит к сжатию газа.

Существенная разница между компрессорной установкой и насосом — в объеме перекачиваемого вещества. Количество жидкости, поступившей во впускной клапан насоса и вышедшей из выпускного, не меняется. Объем газа, обработанного компрессором, уменьшается, так как в рабочей камере происходит сжатие вещества.

Процесс сжатия газа всегда сопровождается повышением температуры и давления, тогда как в случае с перекачкой любой жидкости повышение давления не обязательно, а температура рабочей среды может оставаться неизменной.

Рабочая среда

Насосы способны перекачивать жидкости и газы, а компрессорное оборудование работает с газообразными веществами. Это связано с физическими свойствами разных сред и принципом работы установок, описанном в предыдущем пункте. Многие жидкости не поддаются сжатию и преобразованию, их плотность остается постоянной.

Устройство и комплектация

Каждая группа устройств имеет отличия. Например, поршневой, вихревой, ротационный, центробежный, мембранный и осевой компрессоры отличаются в первую очередь видом главного рабочего элемента. Роторные, вихревые, мембранные, струйные и другие насосы также имеют разную конструкцию.

Компрессор и насос одного вида также будут отличаться. Например, основные элементы поршневого насоса — это поршень, шток, кривошип, впускной и выпускной клапаны. Рабочие компоненты поршневого компрессора: поршень, шатун, вал, впускной и нагнетательный клапаны.

Надежность

Компрессор имеет более сложную конструкцию, которая требует точной настройки и своевременного обслуживания. Тем не менее, при использовании качественных комплектующих, смазочных материалов, систем дополнительной защиты он способен прослужить 5 лет и более. Средний срок службы насоса — около 10 лет. При этом насосные установки обычно нетребовательны к условиям эксплуатации.

Стоимость покупки и обслуживания

Насосы обычно обходятся дешевле и более экономичны в использовании. Компрессор стоит дороже, требует затрат на установку дополнительных механизмов и систем, например, теплообменников, осушителей между уровнями многоступенчатых установок, датчиков вибрации, фильтров и других компонентов. В процессе эксплуатации необходимо своевременно менять масло и фильтры, проверять работоспособность основных узлов, заменять изношенные компоненты. Насосным установкам тоже нужно ТО, но оно требуется не так часто и, как правило, включает в себя меньший перечень работ.

Безопасность

Насосы потенциально менее травмоопасны, так как работают с жидкой средой, имеющей меньшую потенциальную энергию в сравнении со сжатым газом. Компрессоры требуют аккуратного обращения. Устройства, работающие с взрывоопасными и токсичными газами несут смертельную опасность. Проектирование, выбор, монтаж, техобслуживание компрессорных установок должен выполнять только специалист.

Резюме

Компрессор — это не просто насосная установка, которая перекачивает газ. Оборудование имеет несколько принципиальных отличий от насосов:

Параметр	Компрессоры	Насосы
Рабочая среда	Только газ	Жидкость и газ
Объем вещества	Изменяется	Не изменяется
Изменение давления и температуры	Всегда	Не обязательно
Основные характеристики	Давление (бар), производительность (л/мин), мощность (Вт)	Напор (м), мощность (Вт), КПД (%)
Сфера применения	Промышленность, транспорт, бытовая техника	Промышленность, транспорт, бытовая техника
Стоимость	Выше	Ниже
Обслуживание	Требуется периодическое ТО	Некоторые модели не нуждаются в ТО

Если вам нужно подобрать качественный насос или компрессор, изучите каталог компании «Дюпад». В наличии большой выбор промышленных и бытовых насосных установок, компрессоров для решения разных задач. Напишите в чат на сайте — консультанты помогут с выбором модели.

Принципиальные отличия компрессора от насоса

Существует мнение, что компрессоры – это те же самые насосы, которые нагнетают газ вместо жидкости. В какой-то степени так и есть, однако между ними существуют значительные различия. Разбираемся в деталях.

 

Для начала рассмотрим их сходства: 

И те и другие по принципу действия подразделяются на объемные и динамические (лопастные).

И насосы и компрессоры способны обеспечить широкий диапазон производительности и давления.

Поршневые насосы и компрессоры используются при низкой производительности и высоком давлении.

Центробежные насосы и компрессоры хороши при высокой производительности, но низком напоре. Центробежный компрессор по другому называется воздуходувкой.

И, наконец, винтовые насосы и компрессоры используются для обеспечения средних значений производительности и давления.

В компрессорах, как и в насосах, может использоваться несколько рабочих ступеней (рабочих колес) при необходимости обеспечить высокое давление.

И там и там используются уплотнения, подшипники, системы смазки. Однако на этом сходства заканчиваются.

 

Слово на букву T (Термодинамика)

Основное различие между насосами и компрессорами связано с термодинамической природой газов. Из-за несжимаемости жидкости ее поведение может быть объяснено относительно простым уравнением Бернулли, в котором плотность жидкости предполагается постоянной в течение всего технологического процесса.

Газ, напротив, весьма хорошо сжимаем. Из-за этого   работа компрессора представляет собой гораздо более сложный процесс по сравнению с работой насоса по перемещению жидкости.

Конструкция головки динамического компрессора определяется такими свойствами газа, как его плотность, молекулярная масса и отношение удельных теплоемкостей на входе каждого рабочего колеса. Еще одним существенным отличием является то, что энергия накапливается в газах при увеличении давления и физического сжатия молекул газа.

Кроме того, по мере увеличения давления газовой смеси, жидкие фракции могут отделяться в зависимости от степени сжатия и фактического состава (влажности) газа. Компрессорная линия при необходимости должна содержать осушитель, ибо попытка сжать жидкость приведет к выходу компрессора из строя.

Эффект Джоуля-Томсона

Интересным побочным эффектом является то, что сжатие газа приводит к увеличению его температуры, а его расширение, напротив, к охлаждению. Эффект обычно наблюдается в аэрозольной упаковке (например, дезодоранта или краски), но также используется в холодильниках, кондиционерах и при сжижении газов. При обычных температурах и давлениях все реальные газы, кроме водорода и гелия, нагреваются при сжатии. Британские физики Джеймс Джоуль и Уильям Томсон исследовали это явление во второй половине 19 века.

В целях повышения эффективности работы компрессора требуется понизить температуру сжимаемого газа. Для этого используют теплообменники, жидкостные или воздушные.  Возможным побочным эффектом охлаждения сжатого воздуха является выделение из него жидкой фракции (по сути, выпадение росы). Жидкость мгновенно выводит компрессор из строя. По этой причине, большинство компрессоров требуют установки осушителей на всасывающей линии, а также между уровнями многоступенчатых компрессоров.  Чрезмерное попадание влаги в центробежных компрессорах может привести к коррозии рабочего колеса, перегрузки двигателя и даже к отказу подшипников. В поршневых компрессорах попадание жидкости ведет к немедленному повреждению головки из-за отсутствия внутренних зазоров в поршневой камере.

Надежность

В технологических линиях надежность и непрерывность работы компрессоров, как правило, более критична по сравнению с насосами. Они имеют более высокие затраты на приобретение и обслуживание при равной мощности. Настройка работы компрессоров более сложная, они часто являются наиболее уязвимым звеном во всей системе. Для инженеров настройка компрессорной линии может стать настоящей головной болью.

В большинстве случаев надежность компрессоров имеет первостепенное значение, поскольку в соответствиями с требованиями технологических процессов их выход из строя недопустим. Они должны непрерывно работать в течение 5 лет между ремонтами. Для достижения этой цели, компрессоры требуют высокотехнологичных вспомогательных компонентов, таких как смазка подсистем, уплотнений и подшипников. Дополнительная защита в виде контроля помпажа для центробежных компрессоров и датчиков вибрации, как правило, интегрирована в высокоскоростных компрессорных установках.

 

Безопасность

Компрессоры потенциально гораздо более травмоопасны. Сжатый газ заключает в себе большую потенциальную энергию, к которой всегда следует относиться с должным уважением. Добавьте сюда вероятность возгорания, если Вы имеете дело с горючими газами, и получите гремучую смесь технологических рисков, возникающих при эксплуатации компрессоров. По этой причине, проектирование, подбор и монтаж компрессоров требует большого мастерства, знаний и опыта по сравнению с использованием насосов.

 

Резюмируем: компрессоры – это не просто насосы, которые перекачивают газ. Это самостоятельный класс оборудования, имеющего дело с другими физическими процессами и требующими другого подхода и знаний для их грамотной эксплуатации.

В чем разница между насосом и компрессором?

Для перемещения гидравлической жидкости по системе требуется либо насос, либо компрессор. Оба достигают этой цели, но с помощью разных методов работы. Насосы имеют возможность перемещать жидкости или газы. Компрессоры обычно перемещают газ только из-за его естественной способности к сжатию. Насосы и компрессоры имеют очень высокие подъемы давления.

Типы компрессоров

Существуют различные типы компрессоров, которые перемещают воздух в камеру. Большинство компрессоров представляют собой объемные компрессоры, в которых за счет нагнетания воздуха в камеру объем уменьшается для сжатия воздуха. Воздушные компрессоры поршневого или поршневого типа нагнетают воздух с помощью поршней и односторонних клапанов для направления воздуха в камеру цилиндра. Большинство коммерчески доступных компрессоров представляют собой одно- или двухступенчатые компрессоры. Одноступенчатые компрессоры используются для диапазонов давления от 70 до 100 фунтов на квадратный дюйм. Для больших диапазонов давления от 100 до 250 фунтов на квадратный дюйм используются двухступенчатые компрессоры. Компрессоры одностороннего действия используют только одну сторону поршня, а компрессоры двойного действия используют обе стороны поршня. Компрессоры имеют предел давления, при достижении которого компрессор отключается. Воздух будет храниться до тех пор, пока не будет использован для получения кинетической энергии.

1. Компрессоры преобразуют мощность электрического или газового двигателя в потенциальную энергию, хранящуюся в виде сжатого воздуха. Компрессор нагнетает воздух в резервуары для хранения, повышая давление. (Изображение предоставлено Air Compressor Geeks)

Ротационно-винтовые компрессоры используют спиральные винты для направления воздуха в камеру. Винт действует подобно поршню, вытесняя и сжимая воздух. Наиболее распространенными винтовыми компрессорами являются одноступенчатые винтовые или спирально-лопастные маслозаполненные воздушные компрессоры. Эти компрессоры не имеют клапанов и охлаждаются маслом. Масло герметизирует внутренние зазоры, и, поскольку охлаждение осуществляется внутри компрессора, рабочие температуры не достигают экстремальных температур.

2. Роторно-винтовые компрессоры создают трение, вызывающее тепловые недостатки. Эффективное использование винтовых компрессоров требует регулярного охлаждения компрессора. (Изображение предоставлено Air Compressors Guru)

Воздушные компрессоры с отрицательным рабочим объемом или динамические компрессоры обычно представляют собой центробежные компрессоры. С помощью вращающейся крыльчатки создается центробежная сила для ускорения и замедления захваченного воздуха, в результате чего он оказывается под давлением. Для регулирования производительности центробежного компрессора входные направляющие лопатки регулируются. Закрытие направляющих лопаток снижает объемный расход и производительность.

3. Центробежные компрессоры безмасляные, ходовая часть и механические части отделены от воздуха уплотнениями вала и вентиляционными отверстиями. (Изображение предоставлено Direct Industry)

Типы насосов

Два основных типа классифицируют насосы: объемные насосы и центробежные насосы. Насосы прямого вытеснения перемещают жидкость, перемещая фиксированное ее количество и нагнетая фиксированное количество в нагнетательную трубу. Они могут производить один и тот же поток при заданной скорости независимо от давления нагнетания, что делает их машинами с постоянным расходом. Для предотвращения разрывов трубопроводов поршневые насосы прямого вытеснения обычно имеют предохранительный или предохранительный клапан на стороне нагнетания. Если поршневой насос работает при закрытом нагнетательном клапане, давление внутри нагнетания возрастает, что приводит к разрыву трубопровода и повреждению насоса. Насосы прямого вытеснения можно разделить на поршневые (поршневые, плунжерные и диафрагменные), силовые, паровые и роторные (шестеренные, кулачковые, винтовые, лопастные, регенеративные или периферийные, кавернозные).

Поршневые насосы состоят из цилиндра с плунжером, в котором ход втягивания заставляет всасывающие клапаны открывать всасывающую жидкость в цилиндр. Прямой ход выталкивает жидкость в нагнетательный клапан. Когда используется только один цилиндр, расход жидкости изменяется от максимального расхода в среднем положении до нулевого расхода в конечных положениях. Значительные потери энергии преодолеваются за счет использования двух или более цилиндров, работающих в противофазе друг с другом. Напротив, диафрагменные насосы создают давление гидравлического масла через поршень, который изгибает диафрагму в насосном цилиндре. Как правило, диафрагменные насосы предназначены для опасных и токсичных жидкостей.

4. Вышеупомянутый диафрагменный насос имеет регуляторы выходного давления, которые предотвращают перегрузку насоса. Секции следующие: приводной вал (1), роликовые подшипники (2), угловой кулачок (3), гидравлические ячейки (4), диафрагмы (5), впускной клапан (6), выпускной клапан (7) и давление. регулирующий клапан (8). (Изображение предоставлено Sprayflo)

В ротационном шестеренчатом насосе отверстие между зубьями шестерни и корпусом насоса на стороне всасывания задерживает жидкость. Жидкость выдавливается со стороны нагнетания, когда зубья двух шестерен вращаются друг против друга. Лопастные насосы работают аналогично шестеренчатым насосам, за исключением того, что два кулачка, приводимые в действие внешними синхронизирующими шестернями, управляют им, в котором кулачки никогда не соприкасаются. В шнековом насосе используется металлический ротор, который вращается внутри упругого статора. По мере вращения ротора между ротором и статором образуются прогрессивные камеры от всасывающего конца к нагнетательному концу, что приводит к перемещению жидкости.

5. Шестеренчатые насосы обычно используются на химических установках. Они часто используются для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью.

Центробежный насос преобразует входную мощность в кинетическую энергию за счет ускорения жидкости в рабочем колесе. Центробежные насосы относятся к машинам с постоянным напором. Спиральный насос является наиболее распространенным центробежным насосом. Здесь жидкость поступает в насос через проушину рабочего колеса, вращающегося с высокой скоростью. По мере того, как жидкость ускоряется в радиальном направлении наружу от корпуса насоса, в проушине рабочего колеса создается вакуум. Этот вакуум создает большее всасывание и всасывает больше жидкости в насос. Максимальный напор определяется внешним диаметром рабочего колеса насоса и частотой вращения вала.

6. Спиральный насос является наиболее распространенным центробежным насосом. На изображении выше показаны общие области центробежного насоса.

Напор используется для измерения кинетической энергии центробежного насоса. Напор — это мера высоты столба жидкости, которую насос может создать за счет энергии, которую насос передает жидкости. Вместо использования давления для измерения энергии используется напор, поскольку давление может меняться при изменении удельного веса. Голова не изменится в цене. Ниже приведен список различных типов головок насоса. Если вал центробежного насоса вращается с одинаковыми оборотами в минуту, насос будет качать на одинаковую высоту независимо от типа жидкости. Единственная разница заключается в количестве энергии, необходимой для перекачивания различных типов жидкостей. Как правило, чем выше удельный вес, тем больше требуется мощности.

• Общий статический напор — Общий напор при выключенном насосе
• Общий динамический напор (Общий напор системы) — Общий напор при включенном насосе
• Статический напор на всасывании — Напор на стороне всасывания при выключенном насосе, если напор выше рабочего колеса насоса
• Статическая высота всасывания — Напор на стороне всасывания при выключенном насосе, если напор ниже рабочего колеса насоса
• Статический напор нагнетания — Напор на стороне нагнетания насоса при выключенном насосе
• Dynamic Suction Head/Lift — Напор на стороне всасывания с насосом на
• Динамический нагнетательный патрубок — Напор на стороне нагнетания с насосом на
• Запорная головка — Высота напора перекачиваемой жидкости, когда нагнетание центробежного насоса направлено прямо вверх в воздух

Напор насоса выражается следующим уравнением:

ч = (p ₂  — p ₁ ) / (ρÎg) + v ₂ ²  / (2g)         (1)

напор = 30 м (0 00023 90

P ₂ = давление на выходе (N/M ² )

P ₁ = давление на входе (N/M ² )

ρ = плотность (кг/м ³ )

ρ = плотность (кг/м ³ )

. g = ускорение свободного падения (9,81) м/с ²

v ₂  = скорость на выходе (м/с)

насос и компрессор — Студенты | Britannica Kids

Введение

 Насос — это устройство, расходующее энергию на подъем, транспортировку или сжатие жидкостей и газов. Термин «насос» обычно используется для работы с жидкостью или устройств с ручным управлением, тогда как термин «компрессор» используется, когда давление газа увеличивается в машине с моторным приводом. (См. также Пневматическое устройство.)

Возможно, самым известным насосом является человеческое сердце. Кровь поступает в сердце через набор односторонних впускных клапанов. Когда сосуд с жидкостью — сердце — сокращается, давление повышается, и кровь выталкивается в артерии через односторонние выпускные клапаны. В машинах сжимается только жидкость, а не весь контейнер.

Объемные устройства

В объемных насосах жидкость вытесняется или выталкивается из камеры, поскольку часть насосного механизма заполняет часть камеры и стремится уменьшить ее объем. Это действие увеличивает давление жидкости. Объемные насосы могут иметь поршневой или роторный механизм.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Поршневые цилиндровые насосы известны как возвратно-поступательные устройства. Жидкость под низким давлением поступает в насос, как правило, через односторонний впускной клапан, а плотно прилегающий поршень или плунжер перемещается, уменьшая объем цилиндра. Давление жидкости увеличивается до того, как жидкость вытесняется через выпускной клапан. Примером такого возвратно-поступательного устройства является ручной насос для велосипедных шин. Цилиндро-поршневые устройства одинарного действия могут работать только с умеренными скоростями потока. Агрегаты двойного действия могут обрабатывать больше, поскольку жидкость всасывается и выпускается попеременно с обеих сторон поршня.

В диафрагменном насосе поршень заменяет пульсирующая упругая диафрагма. По мере того, как диафрагма вдавливается и выдвигается, давление в камере попеременно увеличивается и уменьшается. Поскольку в этих устройствах нет поршневых колец, через которые может просачиваться жидкость, их часто используют для перекачки токсичных жидкостей или во избежание загрязнения биологических жидкостей.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Объемные роторные насосы включают шестеренчатые, кулачковые, винтовые и лопастные устройства. Обычный шестеренный насос содержит набор из двух тесно зацепленных шестерен, заключенных в плотно прилегающий корпус. Жидкость всасывается в зазор между зацепляющимися шестернями, и ее давление впоследствии увеличивается. Кулачковые насосы напоминают шестеренчатые, но вместо шестерен имеют от двух до четырех кулачков (закругленных выступающих частей). Они обеспечивают почти постоянный поток без пульсаций.

В винтовом насосе винтовой ротор, заключенный в цилиндр, образует на входе полость, в которую всасывается материал. По мере вращения шнека материал проталкивается по этой движущейся полости. Если выпускной конец предназначен для закрытия полости, давление нарастает, выталкивая жидкость в выпускную линию. Винтовые насосы часто используются для материалов, содержащих твердые частицы.

Пластинчатый насос состоит из цилиндрического корпуса с небольшим внутренним ротором, расположенным не по центру. Подпружиненные лопасти выступают из ротора в корпус. По мере вращения ротора объем жидкости, заключенный между последовательными лопастями, уменьшается, тем самым увеличивая давление жидкости. Такие агрегаты могут работать с небольшими объемами жидкости или газа. Для высокоскоростных лопастных насосов пружины не нужны, поскольку лопасти прижимаются к корпусу под действием центробежной силы.

Кинетические устройства

Кинетические устройства включают центробежные насосы и компрессоры, а также осевые устройства. В центробежных насосах и компрессорах лопасти рабочего колеса или ротора всасывают жидкость вблизи оси. Когда рабочее колесо вращается, жидкость выталкивается наружу и проходит через выпускное отверстие с высокой скоростью и, следовательно, с высокой кинетической энергией. Затем кинетическая энергия жидкости преобразуется в энергию потока в диффузионной секции или улитке, что увеличивает площадь поперечного сечения потока до того, как жидкость под высоким давлением будет выброшена. Центробежные насосы и компрессоры могут перекачивать при умеренном расходе и повышении давления жидкости, газы и жидкости, содержащие твердые частицы. (См. также Гидравлика.)

Осевые устройства перемещают жидкости и газы в том же направлении, что и вращение оси, а не под прямым углом к ​​ней, как в центробежном насосе. Простейшим осевым устройством является электрический вентилятор, предназначенный для увеличения скорости, но не давления воздушного потока. Если вентилятор с широкими лопастями — пропеллер — заключен в плотно прилегающий цилиндр, вентилятор будет увеличивать давление воздуха или жидкости без значительного изменения скорости.

Осевые компрессоры состоят из нескольких ступеней, каждая из которых имеет набор неподвижных и вращающихся лопаточных каналов. Газ по существу течет в осевом направлении. При каждом проходе лопасти энергия, сообщаемая газу, вызывает увеличение давления при уменьшении скорости. Компрессор с осевым потоком является противоположностью реактивной турбине с осевым потоком, поскольку повышение давления на каждой ступени строго ограничено. Таким образом, для достижения высокой степени повышения давления, требуемой в компрессоре газовой турбины, требуется много последовательных ступеней. (См. также Реактивное движение; Турбина.)

Другие устройства

Электромагнитные насосы используются исключительно с жидкостями, которые являются хорошими проводниками электричества, такими как жидкие металлы, используемые для охлаждения ядерных реакторов. Трубка, по которой течет жидкость, помещается в магнитное поле, и через жидкость проходит ток. Это создает электромагнитную силу в направлении потока, которая толкает жидкость вперед. В струйно-эжекторных насосах жидкость в трубе течет через сопло Вентури, которое имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем труба.