kompresor sentrifugal dan fans

30
Kompresor sentrifugal dan Fans 4.1 PENDAHULUAN Bab ini akan berkaitan dengan daya serap turbomachines, digunakan untuk menangani fluida kompresibel. Ada tiga jenis turbomachines: kipas, blower, dan kompresor. Sebuah kipas hanya menyebabkan sedikit kenaikan tekanan beku mengalir cairan. Sebuah kipas terdiri dari roda berputar (disebut impeller), yang merupakan dikelilingi oleh kompoen stasioner dikenal sebagai rumah. Energi ditransmisikan ke udara oleh roda power-driven dan perbedaan tekanan dibuat, menyediakan aliran udara. Udara masuk ke kipas disebut induced draft, sementara udara keluar dari kipas disebut forced draft. Dalam blower, udara yang dikompresi dalam serangkaian berturut turut dan sering menuju melalui diffuser yang terletak dekat pintu keluar. Tekanan keseluruhan Kenaikan bisa berkisar 1,5-2,5 atm dengan poros kecepatan hingga 30.000 rpm atau lebih. 4.2 COMPRESSOR CENTRIFUGAL Kompresor, yang dapat aliran aksial, aliran sentrifugal, atau kombinasi dari dua, menghasilkan udara sangat padat diperlukan untuk efisiensi pembakaran. Dalam kompresor turbo atau kompresor dinamis, tekanan tinggi dicapai dengan menyampaikan energi kinetik ke udara di impeller, dan kemudian energi kinetik ini mengkonversi menjadi tekanan dalam diffuser. Kecepatan aliran

Upload: khairil-munawir

Post on 13-Jul-2016

294 views

Category:

Documents


46 download

DESCRIPTION

sebuah info kompresor hasil translate

TRANSCRIPT

Page 1: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Kompresor sentrifugal dan Fans

4.1 PENDAHULUAN

Bab ini akan berkaitan dengan daya serap turbomachines, digunakan untuk menangani fluida

kompresibel. Ada tiga jenis turbomachines: kipas, blower, dan kompresor. Sebuah kipas hanya

menyebabkan sedikit kenaikan tekanan beku mengalir cairan. Sebuah kipas terdiri dari roda

berputar (disebut impeller), yang merupakan dikelilingi oleh kompoen stasioner dikenal sebagai

rumah. Energi ditransmisikan ke udara oleh roda power-driven dan perbedaan tekanan dibuat,

menyediakan aliran udara. Udara masuk ke kipas disebut induced draft, sementara udara keluar

dari kipas disebut forced draft. Dalam blower, udara yang dikompresi dalam serangkaian berturut

turut dan sering menuju melalui diffuser yang terletak dekat pintu keluar. Tekanan keseluruhan

Kenaikan bisa berkisar 1,5-2,5 atm dengan poros kecepatan hingga 30.000 rpm atau lebih.

4.2 COMPRESSOR CENTRIFUGAL

Kompresor, yang dapat aliran aksial, aliran sentrifugal, atau kombinasi dari dua, menghasilkan

udara sangat padat diperlukan untuk efisiensi pembakaran. Dalam kompresor turbo atau

kompresor dinamis, tekanan tinggi dicapai dengan menyampaikan energi kinetik ke udara di

impeller, dan kemudian energi kinetik ini mengkonversi menjadi tekanan dalam diffuser.

Kecepatan aliran udara yang cukup tinggi dan jumlah Mach dari aliran mungkin mendekati

kesatuan di banyak titik di aliran udara.

Efek kompresibilitas mungkin harus diperhitungkan pada setiap tahap kompresor. rasio tekanan

dari 4: 1 yang khas dalam satu tahap, dan rasio 6: 1 adalah mungkin jika bahan-bahan seperti

titanium digunakan. Ada minat baru dalam tahap sentrifugal, digunakan bersama dengan satu

atau lebih tahap aksial, untuk turbofan kecil dan turboprop mesin pesawat. Kompresor

sentrifugal tidak cocok bila rasio tekanan membutuhkan penggunaan lebih dari satu tahap dalam

seri karena masalah aerodinamis. Namun demikian, dua-tahap sentrifugal kompresor telah

berhasil digunakan dalam mesin turbofan. Gambar 4.1 menunjukkan bagian dari kompresor

sentrifugal. Ini terdiri dari stasioner casing mengandung impeller, yang berputar dan

menanamkan energi kinetik ke udara dan sejumlah ayat-ayat divergen dimana berkurang

kecepatannya udara. Deselerasi mengubah energi kinetik menjadi tekanan statis. Proses ini

dikenal sebagai difusi, dan bagian dari kompresor sentrifugal yang berisi ayat-ayat divergen

Page 2: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

adalah dikenal sebagai diffuser. kompresor sentrifugal dapat dibangun dengan double entry atau

entri impeller.Figure tunggal 4.2shows sebuah sentrifugal double entry kompresor.

Udara memasuki mata impeller dan berbalik pada kecepatan tinggi dengan baling-baling pada

disk impeller. Setelah meninggalkan impeller, udara melewati diffuser di mana energi kinetik

dipertukarkan dengan tekanan. Energi teruskan ke udara dengan pisau berputar, sehingga

meningkatkan tekanan statis ketika bergerak dari mata radius r1 ke ujung jari-jari r2. Sisa dari

kenaikan tekanan statis dicapai dalam diffuser. Praktek normal adalah untuk merancang

kompresor sehingga sekitar setengah kenaikan tekanan terjadi di impeller dan setengah di

diffuser. Udara meninggalkan diffuser dikumpulkan dan dikirim ke outlet.

Gambar 4.1 kompresor sentrifugal yang umum.

Page 3: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Gambar 4.2 Dua-entry kompresor panggung utama dengan sisi-entry kompresor untuk pendingin

udara. (Courtesy of Rolls-Royce, Ltd)

4.3 PENGARUH BENTUK BLADE TERHADAP KINERJA

Sebagaimana dibahas dalam Bab 2, ada tiga jenis baling-baling yang digunakan dalam impeller.

Mereka adalah: maju-melengkung, mundur-melengkung, dan baling-baling radial, seperti

ditunjukkan pada Gambar. 4.3. Impeler cenderung menjalani gaya stres yang tinggi.

pisau melengkung, seperti yang digunakan pada beberapa fan dan pompa hidrolik, cenderung

meluruskan karena gaya sentrifugal dan lentur tegangan diatur dalam baling-baling. Radial lurus

Page 4: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Gambar 4.3 Bentuk pisau impeller sentrifugal: (a) pisau mundur-melengkung, (b) radial pisau,

dan (c) pisau ke depan melengkung.

Gambar rasio Tekanan 4.4 atau kepala dibandingkan massa aliran atau volume aliran, untuk tiga

pisau bentuk.

Pisau ini tidak hanya bebas dari membungkuk tekanan, mereka juga mungkin agak lebih mudah

untuk memproduksi dari pisau melengkung.

Page 5: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Gambar 4.3 menampilkan tiga jenis impeller baling-baling skematis, bersama dengan segitiga

kecepatan pada bidang radial untuk outlet masing-masing jenis baling-baling. Gambar 4.4

merupakan kinerja relatif dari jenis pisau. Jelas bahwa massa meningkat aliran mengurangi

tekanan pada pisau mundur, diberikannya tersebut tekanan yang sama pada pisau radial, dan

meningkatkan tekanan pada maju Pedang. Untuk kecepatan tip yang diberikan, maju-

melengkung transfer blade impeller energi maksimum, pisau radial kurang, dan energi

setidaknya ditransfer oleh mundur-melengkung pisau. Oleh karena itu dengan impeler maju-

blade, tekanan yang diberikan rasio dapat dicapai dari mesin berukuran lebih kecil dibandingkan

dengan radial atau mundur-melengkung pisau.

4.4 DIAGRAM KECEPATAN

Gambar 4.5 menampilkan impeller dan kecepatan diagram di inlet dan outlet. Gambar 4.5

merupakan segitiga kecepatan ketika udara memasuki impeller di arah aksial. Dalam hal ini,

kecepatan absolut di inlet, C1 ¼ C .Figure 4.5b merupakan segitiga kecepatan pada inlet untuk

mata impeller dan udara masuk melalui panduan inlet vanes. Angle Ø dibuat oleh C1 dan C2 dan

sudut ini dikenal sebagai sudut prewhirl. Kecepatan mutlak C1 memiliki komponen pusaran Cw1.

Dalam kasus ideal, udara yang keluar dari ujung impeller setelah membuat sudut 90˚ (yaitu,

dalam arah radial), sehingga Cw2 = U2. Artinya, komponen pusaran adalah persis sama dengan

impeller ujung velocity.Figure 4.5 shows kecepatan yang ideal

Page 6: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Gambar 4.5 sentrifugal impeller dan kecepatan diagram.

segi tiga. Tapi ada beberapa selip antara impeller dan fluida, dan actual nilai Cw1 agak kurang

dari U2. Seperti yang telah kita mencatat dalam pompa sentrifugal, hasil ini dalam tekanan statis

tinggi di muka terkemuka dari baling-baling dari pada wajah miring. Oleh karena itu, udara

dicegah dari memperoleh

kecepatan pusaran sama dengan impeller ujung speed.Figure 4.5represents sebenarnya kecepatan

segitiga.

4,5 SLIP FACTOR

Dari pembahasan di atas, dapat dilihat bahwa tidak ada jaminan bahwa sebenarnya cairan akan

mengikuti bentuk pisau dan meninggalkan kompresor di radial arah. Dengan demikian, akan

lebih mudah untuk mendefinisikan slip faktor sebagai:

Page 7: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Gambar 4.6 menunjukkan fenomena slip fluida sehubungan dengan radial Pedang. Dalam hal ini,

Cw2 tidak sama dengan U2 ; akibatnya, dengan di atas definisi, faktor slip kurang dari satu. Jika

kecepatan exit radial yang menjadi dicapai oleh cairan yang sebenarnya, sudut keluar pisau harus

melengkung ke depan sekitar 10-14 derajat. Faktor slip hampir konstan untuk setiap mesin dan

terkait dengan jumlah baling-baling pada impeller. Berbagai teori dan studi empiris dari ow fl di

saluran impeller telah menyebabkan formula untuk

Gambar 4.6 sentrifugal impeller kompresor dengan baling-baling radial.

tergelincir faktor: Untuk impeller baling-baling radial, rumus untuk σ diberikan oleh Stanitz

sebagai berikut:

Page 8: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

di mana n adalah jumlah baling-baling. Diagram kecepatan menunjukkan bahwa Cw2 pendekatan

U2 sebagai faktor slip meningkat. Peningkatan jumlah baling-baling dapat meningkatkan faktor

tergelincir tetapi ini akan menurunkan daerah aliran cairan di inlet. Faktor secarik sekitar 0,9

khas untuk kompresor dengan 19-21 baling-baling.

4.6 KERJA DILAKUKAN

Torsi teoritis akan sama dengan laju perubahan momentum sudut dialami oleh udara. Mengingat

satuan massa udara, torsi ini diberikan oleh torsi teoritis,

di mana, Cw2 adalah komponen pusaran C2 dan r2 adalah radius tip impeller.

Let ω = kecepatan sudut. Maka pekerjaan teoritis dilakukan pada udara mungkin ditulis sebagai:

pekerjaan teoritis dilakukan Wc = Cw2 r2ω = Cw2U2.

Menggunakan faktor slip, kita memiliki teori Wc = σU2 (memperbaiki kerja yang dilakukan di

udara sebagai positif)

Dalam fluida nyata, beberapa daya yang disediakan oleh impeller yang digunakan di mengatasi

kerugian yang memiliki efek pengereman di udara dilakukan putaran dengan baling-baling. Ini

termasuk windage, gesekan disk, dan casing gesekan. Memperhitungkan kerugian tersebut,

faktor input daya dapat diperkenalkan. Faktor ini biasanya memakan waktu nilai antara 1,035

dan 1,04. Sehingga pekerjaan yang sebenarnya dilakukan pada udara menjadi:

(Dengan asumsi Cw1 = 0, meskipun hal ini tidak selalu terjadi.) Suhu setara dengan pekerjaan

yang dilakukan di udara diberikan oleh:

Page 9: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

di mana T01 adalah temperatur stagnasi di pintu masuk impeller; T02 adalah Suhu beku di pintu

keluar impeller; dan Cp ini berarti spesifik panas lebih dari ini Kisaran suhu. Karena tidak ada

pekerjaan dilakukan di udara dalam diffuser, T02= T03 , dimana T03 adalah suhu stagnasi di outlet

diffuser. Kompresor isentropik efisiensi ( hc ) Mungkin didefinisikan sebagai:

(Di mana T03 = suhu stagnasi isentropik di outlet diffuser) atau

Let P01 menjadi tekanan stagnasi di inlet kompresor dan; P03 Tekanan di pintu keluar diffuser.

Kemudian, menggunakan hubungan P-T isentropik, kita mendapatkan: 03 stagnasi

Persamaan (4.5) menunjukkan bahwa rasio tekanan juga tergantung pada inlet suhu T01 dan

kecepatan impeller tip U2. Setiap penurunan suhu inlet T01 jelas akan meningkatkan rasio tekanan

dari kompresor untuk kerja tertentu input, tetapi tidak di bawah kendali desainer. Tekanan

sentrifugal dalam disc berputar yang sebanding dengan kuadrat dari RIM. Untuk impeller satu

sisi paduan ringan, U2 terbatas sekitar 460 m/s dengan maksimum tekanan sentrifugal di

impeller. kecepatan tersebut menghasilkan rasio tekanan sekitar 4: 1. Untuk menghindari

pembebanan disc, kecepatan rendah harus digunakan untuk impeler dua sisi.

4.7 DIFFUSER

Perancangan sistem efisiensi pembakaran lebih mudah jika kecepatan udara memasuki ruang

bakar serendah mungkin. Stop kontak diffuser yang umum kecepatan berada di antara 90 m / s.

Page 10: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Kecenderungan udara alami di difusi suatu Proses adalah untuk melepaskan diri dari dinding

bagian divergen, membalikkan arahnya dan aliran kembali ke arah gradien tekanan, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar. 4.7. pusaran arus pembentukan selama perlambatan udara

menyebabkan kerugian dengan mengurangi tekanan maksimum naik. Oleh karena itu,

maksimum yang diizinkan termasuk sudut diffuser baling-baling bagian adalah sekitar 118.

Setiap kenaikan sudut ini menyebabkan hilangnya efisiensi karena

Figure 4.7 Diffusing flow.

pemisahan lapisan batas di dinding bagian. Hal ini juga harus dicatat bahwa setiap perubahan

dari massa desain aliran dan tekanan rasio juga akan mengakibatkan hilangnya efisiensi.

Penggunaan variabel-sudut diffuser baling-baling dapat mengontrol kerugian efisiensi. Teori ow

fl difusi, dibahas dalam Bab 2, berlaku di sini.

4.8 EFEK kompresibilitas

Jika kecepatan relatif dari cairan kompresibel mencapai kecepatan suara di fluida, pemisahan

aliran menyebabkan kerugian tekanan yang berlebihan. Seperti disebutkan sebelumnya, difusi

adalah sebuah proses yang sangat susah dan selalu ada kecenderungan aliran untuk melepaskan

diri dari permukaan, yang menyebabkan penambahan bentuk dan mengurangi kenaikan tekanan.

Itu perlu untuk mengontrol jumlah Mach pada titik-titik tertentu pada aliran untuk mengurangi

masalah ini.

Nilai jumlah Mach tidak dapat melebihi nilai di mana gelombang kejut terjadi. Jumlah Mach

relatif di inlet impeller harus kurang dari kesatuan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4.8a,

Page 11: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

yang memisahkan diri pesawat dari wajah cembung bagian melengkung dari impeller, dan

karenanya jumlah Mach pada saat ini, akan sangat penting dan gelombang kejut mungkin terjadi.

Sekarang, pertimbangkan kecepatan inlet segitiga lagi (. Gambar 4.5b) .suatu jumlah Mach

relatif pada inlet akan diberikan oleh:

di mana T1 adalah suhu statis pada inlet.

Hal ini dimungkinkan untuk mengurangi jumlah Mach dengan memperkenalkan prewhirl

tersebut. Itu prewhirl diberikan oleh satu set asupan yang tetap panduan baling-baling

sebelumnya impeller.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4.8b, kecepatan relatif berkurang seperti ditunjukkan

oleh segitiga bertitik. Salah satu kelemahan yang jelas dari prewhirl adalah bahwa kapasitas kerja

Gambar 4.8 a) Breakaway dimulai di tepi belakang dari gelombang kejut, dan b) efek

Compressibility.

Page 12: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

kompresor dikurangi dengan jumlah U1Cw1. Hal ini tidak perlu untuk memperkenalkan prewhirl

ke hub karena kecepatan fluida rendah di wilayah ini karena kecepatan pisau yang lebih rendah.

prewhirl tersebut karena secara bertahap dikurangi menjadi nol oleh memutar panduan inlet

vanes.

4,9 MACH NOMOR DI diffuser

Kecepatan absolut dari fluida menjadi maksimal di ujung impeller sehingga jumlah Mach

mungkin menjadi lebih dari kesatuan. Dengan asumsi gas yang sempurna, jumlah Mach pada

impeller keluar M 2 dapat ditulis sebagai:

Namun, telah ditemukan bahwa selama komponen kecepatan radial (C)aku s subsonik, jumlah

Mach lebih besar daripada satu dapat digunakan di ujung impeller tanpa kehilangan efisiensi.

Selain itu, difusi supersonik dapat terjadi tanpa pembentukan gelombang kejut yang tersedia

momentum sudut konstan dipertahankan dengan gerakan vortex di ruang vaneless. nomor Mach

tinggi pada inlet ke diffuser baling-baling juga akan menyebabkan tekanan tinggi di titik-titik

stagnasi pada diffuser kiat baling-baling, yang mengarah ke variasi tekanan statis di sekitar

lingkar diffuser. variasi tekanan ini ditularkan hulu di radial arah melalui ruang vaneless dan

menyebabkan beban siklik impeller. Hal ini dapat menyebabkan kegagalan kelelahan awal ketika

frekuensi menarik adalah sama memesan sebagai salah satu frekuensi alami dari impeller baling-

baling. Untuk mengatasi hal ini perhatian, itu adalah praktek umum untuk menggunakan

bilangan prima untuk impeller baling-baling dan genap untuk diffuser baling-baling. r2

Page 13: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Gambar 4.9 The teoritis karakteristik kompresor sentrifugal.

4.10 COMPRESSOR CENTRIFUGAL KARAKTERISTIK

Kinerja kompresibel aliran mesin biasanya digambarkan dalam istilah kelompok variabel

diturunkan dalam analisis dimensi (Bab 1) .Ini karakteristik tergantung pada variabel lain seperti

kondisi tekanan dan temperatur pada inlet kompresor dan sifat fisik fluida kerja. Untuk

mempelajari kinerja kompresor dengan benar, itu adalah diperlukan untuk merencanakan P03/

P01 terhadap aliran massa parameter m=√T 01P 01

untuk yang tetap interval kecepatan N

T 01 .Figure

4.9 shows sebuah kecepatan yang tetap ideal ciri. Pertimbangkan katup ditempatkan di garis

pengiriman kompresor berjalan pada kecepatan konstan. Pertama, anggaplah bahwa katup

sepenuhnya tertutup. Kemudian rasio tekanan akan memiliki beberapa nilai seperti yang

ditunjukkan oleh titik A. Ini rasio tekanan tersedia dari baling-baling bergerak udara sekitar di

impeller. Sekarang, anggaplah bahwa katup dibuka dan aliran udara dimulai. Diffuser kontribusi

untuk kenaikan tekanan, rasio tekanan meningkat, dan pada titik B, tekanan maksimum terjadi.

Tapi kompresor efisiensi pada tekanan ini rasio akan berada di bawah maksimum efisiensi. Titik

C menunjukkan lebih lanjut peningkatan massa aliran, tapi tekanan telah menurun sedikit dari

Page 14: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

nilai maksimum yang mungkin. Ini adalah rasio tekanan tingkat desain massa aliran. kenaikan

lebih lanjut dalam massa aliran akan meningkatkan kemiringan kurva sampai titik D. Titik D

menunjukkan bahwa kenaikan tekanan adalah nol. Namun, abovedescribed yang kurva tidak

mungkin untuk mendapatkan.

4.11 Stall

Mengulur-ulur panggung akan didefinisikan sebagai kios aerodinamis, atau memisahkan diri dari

aliran dari sisi hisap dari airfoil pisau. Sebuah kompresor multistage mungkin beroperasi secara

stabil di wilayah unsurged dengan satu atau lebih dari tahap terhenti, dan sisa tahap diinstal.

Stall, secara umum, ditandai dengan terbalik aliran dekat ujung pisau, yang mengganggu

distribusi kecepatan dan karenanya merugikan mempengaruhi kinerja tahap berikutnya. Mengacu

pada ofFig cascade. 4.10, itu seharusnya bahwa beberapa nonuniformity di aliran mendekati atau

di pisau pro fi le menyebabkan pisau B untuk stall. udara sekarang mengalir fl ke blade A pada

sudut peningkatan kejadian karena penyumbatan saluran AB. Pisau A kemudian warung, tetapi

aliran pada pisau C sekarang di kejadian yang lebih rendah, dan pisau C dapat unstall. Oleh

karena itu kios mungkin melewati sepanjang cascade ke arah lift di pisau. Berputar kios dapat

menyebabkan getaran mengakibatkan kegagalan kelelahan di bagian lain dari turbin gas.

Page 15: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Gambar 4.10 Mekanisme propagasi kios.

4.12 bergelombang

Bergelombang ditandai dengan rincian lengkap dari terus menerus aliran stabil di seluruh

kompresor, sehingga fluktuasi besar aliran dengan waktu dan juga kerusakan mekanis berikutnya

ke kompresor. Fenomena bergelombang tidak harus bingung dengan mengulur-ulur dari tahap

kompresor. Gambar 4.11shows rasio tekanan keseluruhan yang khas dan defisiensi fi ef h dari

tahap kompresor sentrifugal. Rasio tekanan untuk kecepatan tertentu, seperti rasio suhu, sangat

tergantung pada tingkat ow fl massal, karena mesin ini biasanya pada nilai puncaknya untuk

kisaran sempit massa fl mengalir. Ketika kompresor berjalan pada kecepatan tertentu dan debit

secara bertahap berkurang, rasio tekanan akan terlebih dahulu meningkat, puncak pada nilai

maksimum, dan kemudian menurun.

Rasio tekanan dimaksimalkan ketika isentropik efisiensi memiliki nilai maksimum. Ketika debit

lebih jauh berkurang, tetes rasio tekanan karena jatuh di isentropik efisiensi. Jika tekanan hilir

tidak drop cepat akan ada kembali aliran disertai dengan penurunan lebih lanjut dalam massa

aliran. Di waktu yang berarti, jika tekanan hilir turun di bawah outlet kompresor tekanan, akan

Page 16: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

ada peningkatan massa aliran. Ini fenomena penurunan tiba-tiba tekanan pengiriman disertai

berdenyut aliran disebut bergelombang. Inti nya pada kurva di mana bergelombang mulai disebut

titik lonjakan. Ketika debit pipa kompresor benar-benar tersedak (aliran massa adalah nol)

tekanan Rasio akan memiliki beberapa nilai karena kepala sentrifugal yang dihasilkan oleh

impeller.

Gambar 4.11 Karakteristik kompresor sentrifugal.

Antara nol massa aliran dan massa titik lonjakan aliran, pengoperasian kompresor akan menjadi

tidak stabil. Garis yang menghubungkan titik-titik lonjakan pada kecepatan yang berbeda

memberikan garis gelombang.

4.13 TERSEDAK

Page 17: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Ketika kecepatan fluida di bagian mencapai kecepatan suara di setiap penampang, aliran menjadi

tersendat (pesawat berhenti aliran). Dalam kasus inlet aliran ayat-ayat, aliran massa adalah

konstan. The tersedak perilaku ayat-ayat berputar berbeda dari ayat-ayat stasioner, dan oleh

karena itu perlu untuk membuat analisis terpisah untuk impeller dan diffuser, dengan asumsi satu

dimensi, adiabatic aliran, dan bahwa cairan adalah gas sempurna.

mana (r0 dan 0 mengacu pada inlet kondisi stagnasi, yang tetap tidak berubah. Tingkat massa

aliran di tersedak adalah konstan.

4.13.2 Impeller

Ketika tersedak terjadi di bagian impeller, kecepatan relatif sama dengan kecepatan suara di

bagian manapun. Kecepatan relatif diberikan oleh:

Page 18: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Menggunakan kondisi isentropik,

Persamaan (4.13) menunjukkan bahwa untuk bagian-bagian yang berputar, aliran massa

tergantung pada kecepatan pisau.

4.13.3 Diffuser

Untuk tersedak di diffuser, kita menggunakan kondisi stagnasi untuk diffuser dan tidak inlet.

Demikian:

Hal ini jelas bahwa kondisi stagnasi di inlet diffuser tergantung pada Proses impeller.

Page 19: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Ilustrasi Contoh 4.1: Air meninggalkan impeller dengan kecepatan radial 110 m / s membentuk

sudut 258300 dengan arah aksial. Kecepatan impeller tip adalah 475 m / s. Kompresor efisiensi

adalah 0.80 dan mekanik efisiensi 0.96. Cari faktor slip, rasio tekanan secara keseluruhan, dan

daya yang diperlukan untuk mendorong kompresor. Abaikan Faktor input daya dan menganggap

g = 1.4, T ¼ 298 K, dan massa aliran rate 3 kg / s. 01

Solusi :

Dari segitiga kecepatan (Gbr. 4.12),

Gambar 4.12 Velocity segitiga di ujung impeller.

Page 20: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Kekuatan teoritis yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor:

Menggunakan mekanik efisiensi, kekuatan yang sebenarnya diperlukan untuk mendorong

kompresor adalah: P ¼ 602,42 / 0,96 ¼ 627,52 kW.

Ilustrasi Contoh 4.2: Kecepatan impeller ujung sentrifugal yang kompresor adalah 370 m / s,

faktor slip 0,90, dan komponen kecepatan radial di exit adalah 35 m / s. Jika daerah aliran fl di

pintu keluar adalah 0,18 m 2 dan kompresor efisiensi adalah 0.88, menentukan massa aliran laju

udara dan jumlah Mach mutlak di impeller tip. Asumsikan densitas udara ¼ 1,57 kg / m 3 dan

suhu inlet stagnasi adalah 290 K. Abaikan faktor masukan pekerjaan. Juga, fi nd rasio tekanan

keseluruhan kompresor.

Solusi:

Faktor tergelincir: s ¼ Oleh karena itu: Cw2Cw2U¼ U22 s ¼ (0.90) (370) ¼ 333 m / s

Mutlak kecepatan di pintu keluar impeller:

Setara dengan suhu kerja yang dilakukan (mengabaikan c):

Page 21: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Suhu statis di pintu keluar impeller,

Jumlah Mach di ujung impeller:

Rasio tekanan keseluruhan kompresor (mengabaikan c):

Ilustrasi Contoh 4.3: Sebuah kompresor sentrifugal sedang berjalan di 16.000 rpm. Rasio tekanan

stagnasi antara inlet impeller dan stopkontak adalah 4,2. Udara masuk kompresor pada suhu

stagnasi 208C dan 1 bar. Jika impeller memiliki pisau radial di pintu keluar sehingga kecepatan

radial di pintu keluar adalah 136 m / s dan isentropik efisiensi kompresor 0.82. Gambarkan

kecepatan segitiga di pintu keluar (Gambar. 4.13) impeller dan menghitung tergelincir.

Menganggap aksial masuk dan diameter rotor di outlet adalah 58 cm.

Page 22: Kompresor Sentrifugal Dan Fans

Gambar 4.13 Velocity segitiga di pintu keluar.

Solution :

kecepatan impeller tip diberikan oleh:

Dengan asumsi fl ow isentropik antara impeller inlet dan outlet, maka

Menggunakan kompresor efisiensi, kenaikan suhu yang sebenarnya

Since the flow at the inlet is axial, Cw1= 0

Page 23: Kompresor Sentrifugal Dan Fans