Compressors Basics

مباني كمپرسورها ١ 

شركت ره آوران فنون پتروشيمي 

بسمه تعالي 

فهرست مندرجات 

عنوان 

پيش گفتار 

صفحه 

٢ -٢ 

٨ -٣ 

٢١ -٩ 

٢٧ -٢٢ 

٦٥ -٢٨ 

٨٢ -٦٦ 

١٠٦ -٨٣ 

١٢٢ -١٠٧ 

١٣٥ -١٢٣ 

١٣٦ -١٣٦ 

: 

بخش اول : تاريخچه كمپرسورها 

بخش دوم : ترموديناميك گازها و فرآيندهاي تراكم در كمپرسورها 

: بخش سوم 

دسته بندي كمپرسورها 

بخش چهارم : كمپرسورهاي تناوبي 

بخش پنجم : كمپرسورهاي دوراني 

بخش ششم : كمپرسورهاي گريز ازمركز 

بخش هفتم : روانكاري كمپرسورها 

بخش هشتم : خشك كردن گازها 

: مراجع

مباني كمپرسورها ٢ 


پيش گفتار:‏ 

كمپرسور به ماشيني اطلاق ميشود كه از آن براي افزايش فشار سيالات تراكم پذير ‏(گازها و 

بخارات)‏ استفاده ميشود.‏ كمپرسور در رفاه زندگي بشري و گسترش صنايع از آنچنان اهميتي 

برخوردار بوده بنحوي كه امروزه اصطلاحا ً آن را اسب باركش 

((Work Horse صنايع مينامند.‏ 

با گسترش صنايع كه از نيمه دوم قرن نوزدهم شروع گرديد و با رشدي شتابان قرن بيستم را 

پشت سر گذاشت،‏ بايد انتظار داشت كه اين ماشين پرارزش نقش مهمتري را در قرني كه 

بتازگي شروع شده در رفاه بشر و توسعه صنايع بعهده داشته باشد.‏ در اهميت كمپرسورها 

همين بس كه دامنه بكارگيري از آن در شاخههاي مختلف صنايع،‏ پزشكي،‏ لوازم خانگي و غيره 

بسرعت در حال توسعه بوده،‏ بطوري كه امروزه حضور آن در جاي جاي جوامع بشري بشدت 

بچشم ميخورد كه عمده ترين آنها عبارتند از وسائل خانگي ‏(يخچال،‏ فريزر،‏ كولر گازي،‏ 

جاروبرقي)،‏ تجهيزات پزشكي ‏(دريلهاي دندانپزشكي،‏ هواي مورد استفاده در بيمارستانها)‏ صنايع 

هواپيمائي ‏(تأمين هواي فشرده براي موتور توربين)‏ و صنايع ‏(تامين هواي فشرده براي 

سيستمهاي پنوماتيكي،‏ ميعان گازها،‏ ذخيره سازي گاز و...).‏ 

شرايط بهره برداري از كمپرسورها در صنايع از چنان دامنه وسيعي برخوردار است كه امروزه 

انواع مختلف كمپرسورها در ظرفيتهاي مختلف و از فشار مكش بسيار كم ‏(خلاء)‏ تا فشار دهش 

بسيار زياد ‏(بيش از ٦٠٠٠ بار)‏ بكارگرفته ميشود.‏ اهميت ويژه كمپرسورها و نقش مستقيم آن 

در عملكرد واحدهاي توليدي و صنعتي مؤلف را بر آن داشت تا اين مجموعه را تهيه و در اختيار 

خوانندگان محترم قرار دهد.‏ در بخش اول تاريخچه كمپرسورها و اصطلاحات رايج مربوط به آن 

مورد اشاره قرار ميگيرد.‏ بخش دوم به ترموديناميك گازها و فرآيندهاي تراكم در 

كمپرسورها اختصاص داده شده است.‏ در بخش سوم دسته بندي انواع كمپرسورها و ويژگيهاي 

عمومي آنها مورد بررسي قرار مي گيرد.‏ در بخش چهارم كمپرسورهاي تناوبي،‏ بخش پنجم 

كمپرسورهاي دوراني و بخش ششم كمپرسورهاي گريز ازمركز مورد بررسي قرار گرفته و به 

ويژگيهاي هر يك از آنها شاره خواهد شد.‏ بخش هفتم به بررسي روشهاي روانكاري و 

روانكارهاي مناسب در انواع كمپرسورها اختصاص داده شده است.‏ با توجه به مشكلات ناشي از 

حضور رطوبت در گازها،‏ روشهاي رطوبت زدائي در بخش هشتم شرح داده خواهند شد.‏ 

هرچند كه عيب يابي و تعمير و نگهداري كمپرسورها از موضوعات مورد علاقه كارشناسان و 

تكنسينهاي صنايع ميباشد ولي بلحاظ موضوعي ترجيح داده شدكه اين امر در مجموعه اي 

جداگانه تدوين ودراختيار خوانندگان محترم قرارداده شود.‏ 

احمد كاوياني 

مهر ١٣٨٤

مباني كمپرسورها ٣ 


فصل اول:‏ 

تاريخچه كمپرسورها و اصطلاحات رايج در آن

مباني كمپرسورها ٤ 


‎١-١‎‏-تاريخچه كمپرسورها:‏ 

بسياري از پيشرفتهاي تكنولوژي امروزي اقتباس تكامل يافته اي ازدستاوردهاي مراحل نخستين 

زندگي بشر ميباشند.‏ به عنوان مثال،‏ اولين مورد استفاده ازهواي فشرده مربوط به زماني است 

كه انسان نخستين بادميدن به كندههاي نيم سوزي كه براثر صاعقه بوجود آمده بود،‏ آتش را 

روشن نگه ميداشت.‏ 

هواي مورد نياز براي دميدن راششهاي وي كه كمپرسوري خدادادي بامشخصات شگفت انگيز 

است،‏ تأمين ميكرد.ششهاي انسان عادي قادر است ١٠٠ ليتر در دقيقه وياشش مترمكعب 

درساعت با فشاري معادل ٠,٠٨-٠,٠٢ بار تأمين كند.‏ درصورت سالم بودن،‏ اين كمپرسور اوليه 

انساني به نحو شايسته وبدون رقيب وبي وقفه كاركرده وهزينه نگهداري وتعميرات آن درحد 

صفر ميباشد.‏ 

اهميت كيفي اين كمپرسور طبيعي درروشن كردن اولين آتش است.‏ چون اگر ششهاي انسان 

درانجام اين امر مهم قاصر بود،‏ بدون شك تمدن امروزي بشر مسير ديگري راطي ميكرد.‏ 

امادرسه هزارسال قبل ازميلاد حضرت مسيح،‏ زمانيكه بشر فلزاتي ازقبيل،‏ طلا،‏ مس،‏ قلع وسرب 

راكه بصورت خالص درطبيعت وجود داشت كشف كرد وهمچنين پس ازگذشت چندي،‏ هنگاميكه 

براي احياء اكسيد اين فلزات،كه درواقع اولين مواد خام براي استفاده فلزكاران جهت مصنوعات 

فلزي آن روز بود،‏ احتياج به عمل ذوب وتوليد هواي فشرده براي ايجاد حرارت مورد نياز 

راداشت.‏ دراين هنگام كمپرسور انساني يعني ششها ديگر قادر به تأمين هواي مورد نياز نبودند.‏ 

براي رفع اين مشكل وايجاد دماي حدود يك هزار درجه سانتي گراد ازكمپرسورقوي ترديگري 

كه آنهم به دست طبيعت ساخته شده بود،‏ استفاده كرد.‏ 

بايد توجه داشت كه اختراع دمي ‏(اولين كمپرسور مكانيكي)‏ رابايد به عنوان تولدي تازه براي 

توليد هواي فشره به حساب آورد.‏ اين وسيله ودستگاههائي كه توسط چرخ دوارآبي كار 

ميكردند،‏ تادويست سال بعد بدون وقفه مورد استفاده قرارگرفتند.‏ 

(١-١): نمونه اي از دمي آهنگري مورد استفاده در مصر باستان

يها 

مباني كمپرسورها ٥ 


درحدود سال 

١٧٠٠ ميلادي حجم كورههاي ذوب فلزات روبه افزايش گذاشت.‏ ولي 

دستگاههاي دمي موجود درآن زمان ازعهده انجام كارهاي مربوط به گداخت اين كورهها برنمي 

آمدند.تاسرانجام درسال ١٧٦٢ ميلادي جان اسميتون Smeaton) (John براي اولين بار سيلندر 

هوائي رااختراع كرد.اين دستگاه هرچند بسيار ابتدائي بود ولي به هرصورت براي كورههاي 

موجود مورد استفاده قرارگرفت.‏ زيرا ساخت يك سيلندر دقيق وخوب براي توليد هواي فشرده 

درآن زمان امكان پذير نبود.‏ 

وضعيت كار به همين منوال ادامه داشت تااينكه درسال ‎١٧٧٦‎ميلادي جان ويلكينسون 

(John 

(Wilkinson دستگاه ماشين تراشي براي ساختن توپ اختراع كردكه توسط آن ميشد 

سيلندرهاي دقيقي ازفولاد ريختگي راتراشيد.‏ اولين دستگاه هواي فشرده دقيق توسط ويلكينسون 

ساخته ودركارگاهش نصب شد.‏ اين كمپرسور مكانيكي فقط قادر بود هواي فشرده اي بافشاري 

برابر يك بار توليد كند وتراكم بيش ازآن امكان پذير نبود.‏ چرا كه در صورت افزايش فشار،‏ 

دماي كمپرسور زيادشده وبندهاوتسمههاي چرمي كه به سوپاپهاي چوبي اتصال داشتند تاب 

حرارت رانياورده وازبين ميرفتند.‏ 

اولين انتقال عظيم وموفق هواي فشرده هنگام تسريع در ساختمان تونل مونت سنيس (Mt.Ce 

(Nis دركوههاي آلپ سويس صورت گرفت.‏ اين تونل پس ازتكميل داراي دوريل وطولي برابر 

١٣/٦ كيلومتر بود.‏ عمليات احداث تونل درسال ١٨٥٧ بااستفاده ازچكشهاي دستي شروع شد.‏ 

ولي باسرعتي كه كارحفاري پيش ميرفت،‏ ساختن اين تونل سي سال به طول ميانجاميد.‏ بنابراين 

از روي ضرورت واجبار مديران راه آهن تصميم گرفتند ازچكشهاي بادي كه با هواي فشرده با 

فشار ٦ آتمسفر كار ميكردند استفاده كنند.‏ 

ساختن كمپرسورها چهارسال طول كشيد ودردودهانه تونل نصب شد.درطول اين مدت نيز 

چكشهاي بادي،‏ توسط مهندس ارشد تونلها 

جرمن سوميلر Sommeiller) (Germain 

طراحي شد تا مورد استفاده قرارگيرد.‏ بايد توجه داشت كه مشكلات وگرفتاريهائي كه دركاراين 

كمپرسورها وچكشهاي مربوطه به وجود آمد،‏ باعث پيشرفتهاي فراواني در زمينه ساختمان 

كمپرسورها وچكشها ي بعدي شد وفن حفاري تونل گامي بزرگ به سوي تكامل برداشت.‏ لازم 

به توضيح است كه هردو كمپرسور ازنوع خنك شونده آبي بودند،‏ كه آب براي خنك كردن 

هواي داخل سيلندرها استفاده ميشد(شكل ٢-١). 

اين طرح ظاهرا ً قديمي،‏ سعي وكوششي بود كه درجهت تكامل وپيشرفت وتوسعه دميهاي 

هوائي قبلي صورت گرفته بود.زيرا مهندسين وطراحان از بوجود آمدن يك ديواره حرارتي بين 

سيلندرها،‏ سوپاپها،‏ شيرها و دريچهها كه به صورت مشكل غيرقابل حلي جلوه گر ميشد،‏ بيم 

داشتند.‏ خوشبختانه دردسرهاي جدي ومتعدد اين سوپاپها و دريچهها كه به صورت ظاهر شدن

مباني كمپرسورها ٦ 


فواره آب درآنها به سرعت بروز كرد،‏ باعث به وجود آمدن تكنيكهاي جديد وماندني به 

صورت پيستونهاي آبي شد.همچنين مشكلات موجود در اولين كوشش براي استفاده ازاين 

چكشهاي سنگ شكن در حدي بود كه براي بهره برداري از ٩ دريل،‏ ٥٤ عدد از آن در كارگاه 

در دست تعمير بودند.‏ 

هنگاميكه دوگروه حفاري به يكديگر رسيدند،‏ تقريبا ً از ٧٠٠٠ متر لوله براي انتقال هواي 

فشردهاي كه از دهانهها تا قسمت اصلي حفاري كشيده شده بود،‏ استفاده ميشد.‏ اين اقدام نشان 

دادكه نيروي هواي فشرده تامسافتهاي دور نيز قابل انتقال واستفاده ميباشد.‏ اخبار مربوط به 

حفر تونل مونت سنيس درروزنامهها ومجلات صنعتي چاپ شدومورد توجه اكثر مردم 

ومهندسين ودانشمندان درسراسر جهان قرارگرفت.‏ 

بحث وابراز عقيده ودادن راهكارهاي لازم درباره امكانات ايجاد وساخت شبكههاي انتقال نيروي 

هواي فشرده 

(٢-١): نمونه اي از اولين كمپرسور صنعتي

مباني كمپرسورها ٧ 


وتغذيه واستفاده صنايع وتجارت ازاين نيرو،‏ رونق گرفت.‏ در سال ١٨٧٥ درنزديكي منطقه اي 

صنعتي واقع درجنوب سوئد،‏ بزرگترين كارخانه هيدروالكتريك ‏(توليد نيروي برق ازآب)‏ به 

قدرت اوليه ٣٦٠٠ kw وقابل توسعه تا ١٣٠٠٠٠ kw براي تأمين نيروي لازم و به حركت 

درآوردن كمپرسورهاي توليد هواي فشرده ايجاد شد.‏ ولي اين پروژه موفقيت اقتصادي 

مطلوبي را در پي نداشت.‏ 

با استفاده از ابزارها و وسايل بادي،‏ قدرت وشعاع عمل دست بشر،‏ بدون آنكه ازميزان حساسيت،‏ 

دقت وانعطاف پذيري غيرقابل رقابتش كاسته شودبه مقدار قابل ملاحظه اي توسعه يافته 

وپيشرفت كرده است واين ضروري ترين مسئله اي است كه درانجام كار بايد صورت بگيرد.‏ 

ابزارهاي هوائي كم وزن،‏ جمع وجور،‏ بادوام،‏ مطمئن ودقيق اند.كاركردن باآنها براي فرد ايجاد 

خستگي نكرده وداراي ايمني بالايي ميباشند.‏ 

هواي فشرده براي كنترل ونظارت،‏ تنظيم از راه دور ونزديك وانجام فرمانهاي متناوب وزمان 

دار وگاهي نيز همراه وهمزمان وهماهنگ باسيستمهاي هيدروليكي،‏ الكتريكي والكترونيكي براي 

انجام مقاصد مورد نظر،‏ درخدمت بشردرآمده است.‏ 

باگسترش چشمگيري كه در نيمه دوم قرن نوزدهم براي صنايع به وقوع پيوست،‏ توليد انبوه 

محصولات وضرورت دستيابي به دبي وفشار بالاتر ومحدوديتهائي كه كمپرسورهاي تناوبي در 

دبي زياد دارند باعث شد تا صنعتگران مجبور شوند در فكر طراحي وساخت انواع جديدتري 

ازكمپرسورها باشند.‏ 

هرچند كه كمپرسورهاي تناوبي ازنظر قابليت دستيابي به فشار بالا و راندمان هنوز هم مناسب 

ترين كمپرسورها ميباشند ولي بالا بودن قيمت اوليه،‏ محدوديت دستيابي به دبي زياد،‏ پائين 

بودن قابليت اعتماد،‏ توقفهاي ناخواسته همراه با بالابودن هزينههاي تعميرات عملا ً باعث گرديد 

تا اين كمپرسورها قادر به تأمين تمامي نيازهاي صنايعي كه بارشدي شتابان درحال گسترش 

بودند نباشد.‏ به همين خاطر ازاواخر دهه ١٨٦٠ نسل جديدي ازكمپرسورها كه درحين دارابودن 

بسياري از ويژگيهاي مطلوب كمپرسورهاي تناوبي،‏ قادر به تراكم و جابجا كردن حجم وسيعتري 

ازگاز بودند ابداع گرديد كه به لحاظ ماهيت رفتار ظاهري به كمپرسورهاي دوراني 

معروف شدند.‏ 

(Rotary) 

كمپرسورهاي گوشواره اي (Lobe) رامي توان اولين نمونه ازكمپرسورهاي دوراني دانست كه 

توليد آن ازدهه ١٨٦٠ شروع گرديد.‏ دراواخر قرن نوزدهم شركت Rootsنمونه اي ازدمنده 

فوق راكه داراي گوشوارهائي به قطر ٧/٥ متر بودند براي تهويه معادن بكار گرفت كه قادر بود 

١٧٤٠٠٠ مترمكعب درساعت هوارا جهت تهويه به داخل تونلهاي معدني بفرستد.‏ قابليتهاي 

اين دمنده آنچنان بالا بود كه بنام شركت سازنده (Roots) معروف گرديدوهنوز هم در بسياري

مباني كمپرسورها ٨ 


ازمراجع علمي كمپرسورهاي گوشواره اي بنام Roots ناميده ميشوند.‏ اولين كمپرسور تيغه 

لغزنده Vane) (Sliding درسال ١٨٩٠ در آمريكا ساخته شدكه بصورت خشك 

(Dry) طراحي 

شده بودند.‏ پائين بودن راندمان ومشكل گرم كردن جزء معايب اساسي اين كمپرسورها بوده 

تا اينكه درسال ١٩٤٧ با تزريق روغن كه نقش آب بند كننده وخنك كاري كمپرسور را بعهده 

داشت،‏ كارآئي،‏ عمرمفيد و قابليتهاي اين كمپرسور به مقدار چشمگيري افزايش داده شد 

وامروزه نسل جديدي ازكمپرسورهاي دوراني بصورت روغن كاري شونده 

(Lubricated) 

درصد بالائي از بازار فروش كمپرسورها رابه خود اختصاص داده است.‏ هرچند كه كمپرسورهاي 

دوراني درمقايسه با كمپرسورهاي تناوبي ازقابليت بالاتري درامر متراكم كردن گازها بادبي 

بيشتر برخوردار بودند ولي با اين وجود قادر به تأمين تمامي نيازهاي صنايع روبه گسترش كه 

هر ساله ازنظر ظرفيت توسعه مييافتند نبودند.‏ 

كمپرسورهاي گريز ازمركز رامي توان پاسخ مناسبي براي مشكل ظرفيت كمپرسورها دانست.‏ 

اولين كمپرسور گريز ازمركز درسال ١٨٩٩ توسط يك مهندس فرانسوي بنام Rateau با 

ظرفيت ٢٠٠٠ مترمكعب درساعت وبانسبت تراكم ١/٦ ١: ‏(فشارخروجي ١/٦٢ بار مطلق)‏ ساخته 

شد.‏ درسال ١٩٠٣ كمپرسور گريز ازمركز ٥ مرحله اي بانسبت تراكم كلي ٥ ١: طراحي وبكار 

گرفته شد توليد كمپرسورهاي گريز ازمركز باظرفيت وفشار خروجي بالاتر دائما ً دردستور كار 

شركتهاي سازنده قرارگرفته،‏ بنحوي كه امروزه اين كمپرسورها درظرفيت بيش از ١٢٥٠٠٠٠ 

مترمكعب درساعت ساخته ميشود.‏ فشار قابل دسترسي دراين دسته ازكمپرسورها ازطريق 

افزايش تعدا دطبقات تا ١٦ طبقه به بيش از ٧٠٠ بار نيز رسانيده شد كمپرسورهاي گريز 

ازمركز ذاتا ً ازنوع خشك 

(Oil Free) 

برداري بدون توقف آن به بيش از سه سال نيز ميرسد.‏ 

بوده وبعلت بالابودن قابليت اعتماد آن،‏ دورهها ي بهره

مباني كمپرسورها ٩ 


بخش دوم:‏ 

ترموديناميك گازها و 

فرآيندهاي تراكم در كمپرسورها

مباني كمپرسورها ١٠ 


:٢-١ فشار Pressure 

بنابر تعريف نيروي وارده بر واحد سطح رافشار ميگويند.‏ 

اگر نيرويي برابر با F بر سطحي 

معادل A اثر كند،‏ فشاري معادل P برآن وارد ميسازد كه از رابطه (١-٢) بدست ميآيد.‏ 

١-١-٢: فشار جو 

P = 

F 

A 

(٢-١) 

كره زمين توسط جو خود پوشانيده شده است كه ارتفاع آن به حدود 

٨٠ كيلومتر ميرسد،‏ از 

آن جائي كه هوا داراي وزن ميباشد لذا ستون هوا به ارتفاع فوق،‏ فشاري برزمين وساير اجسام 

وارد ميسازد كه آن را فشار جو ‏(فشار اتمسفر)‏ مينامند.‏ 

فشار جو برحسب ارتفاع محيط،‏ درجه حرارت،‏ رطوبت هوا و...‏ متفاوت بوده ومقدارآن در سطح 

دريا معادل 

١٤,٦٩٦ psia 

‏(با تقريب كافي ١٤,٧) psia معادل ٧٦ سانتي متر جيوه ميباشد،‏ بديهي 

است كه فشار جو با افزايش ارتفاع،‏ كاهش مييابد جدول 

٢-١-٢: فشار مطلق وفشار سنجشي ‏(اضافي)‏ 

.(٢-١) 

Gauge Pressure 

فشار مطلق همان فشار واقعي ‏(كلي)‏ درسيستم بوده،‏ درصورتي كه فشاري را كه فشار سنج نشان 

ميدهد،‏ فشار سنجشي ميباشد كه برابر است باتفاضل فشار مطلق وفشار جو.‏ مثلا ً در كنار دريا،‏ 

فشار سنج مقدار صفر را نشان داده،‏ حال آنكه فشار واقعي 

(a)١bar ميباشد.‏ 

(٢-٢) 

فشار سنجشي 

± فشار جو 

علامت منفي براي مواقعي است كه فشار سيستم،‏ از فشار اتمسفر كمتر باشد.‏ 

= 

:٢-٢ كار WORK 

فشار مطلق 

اگرنيرويي مانند F بر جسمي وارد وآن را به اندازه L جابجا نمايد،‏ كاري برابر با W انجام شده 

است كه مقدارآن برابر است با:‏ 

W= F× 

L 

(٢-٣) 

٣-٢: توان 

‏(انرژي)‏ 

POWER 

كار انجام شده در واحد زمان را توان مينامند.‏ براي انجام كار همواره به صرف انرژي نياز 

ميباشد.‏ 

P = 

W t 

(٢-٤) 

انرژي درطبيعت به شكلهاي مختلفي وجود داشته كه عمده ترين آنها عبارتند از:‏ 

الف:‏ انرژي جنبشي 

(KINETIC ENERGY) 

انرژي كه در جسم در حال حركت وجود دارد را انرژي جنبشي ‏(حركتي)‏ مينامند ((K.E 

ب:‏ انرژي پتانسيل 

(POTENTIAL ENERGY)

مباني كمپرسورها ١١ 


انرژي پتانسيل مانند مقدار انرژيي است كه در فنر متراكم شده ذخيره شده و يا انرژي ناشي از 

فشار گاز 

٤-٢: دما ‏(درجه حرارت)‏ TEMPERATURE 

درجه حرارت يكي از خواص فيزيكي ماده بوده كه جهت نمايش گرمي آن بكار ميرود،‏ 

متداولترين واحدهاي مورد استفاده در صنعت درجه سانتيگراد 

مي باشند.‏ 

١-٤-٢: دماي مطلق 

بنابرقرار داد دماي - ٢٧٣ درجه سانتيگراد 

( o F) 

o F 

) C ( o ودرجه فارنهايت 

= ١,٨ 

۵ o C = 

٩ 

o C + ٣٢ 

( o F - ٣٢) 

(٢-٥) 

(٢-٦) 

‏(يا ٤٦٠ 

- درجه فارنهايت)‏ راصفر مطلق ميگويند و 

عبارتست از دمائي كه درآن كليه حركتهاي ذرات اجسام صفر ميگردد.‏ دماي مطلق اجسام را 

ميتوان با كلوين (K) ويا رانكين ) R ( O نشان داد.‏ دماي مطلق اجسام وسيالات رابا 

ميدهند.‏ 

٥-٢: قوانين گازها 

T نمايش 

K = ٢٧٣ + 

O R 

o C 

= ٤٦٠ + o F 

(٢-٧) 

(٢-٨) 

جهت آشنائي با تحولاتي كه در سيستمهاي تراكم به وقوع ميپيوندد،‏ تغييرات فشار،‏ دما وحجم 

گازهاي ايده آل تحت تحولات مختلف مورد بررسي قرار ميگيرد.‏ 

الف:‏ قانون چارلز 

تحت فشار ثابت،‏ باگرم كردن گازها حجم آن افزايش وباسرد كردن گاز حجم آن كاهش 

مييابد.بطوري كه:‏ 

T V 

١ 

١ 

( ) = ( ) 

P 

T V 

٢ 

٢ 

P 

(٢-٩) 

كه درآن P فشار مطلق،‏ T دماي مطلق و V حجم گاز ميباشد.‏ اين تراكم را اصطلاحا"‏ تك فشار 

(Isobar) مينامند.‏ انديس p دربيرون پرانتز مبين ثابت بودن فشار ميباشد.‏ 

ب:‏ قانون بويل 

تحت دماي ثابت،‏ باافزايش فشار ‏(تراكم)‏ حجم گاز كاهش وباكاهش فشار(انبساط)‏ حجم آن 

افزايش مييابد.‏ اين تحول را تك دما 

ج:‏ قانون آمونتون 

P١ 

V٢ 

( ) 

T 

= ( ) 

P V 

٢ 

١ 

T 

(Isothermal) مينامند.‏ 

(٢-١٠)

مباني كمپرسورها ١٢ 


تحت حجم ثابت،‏ با افزايش فشار،‏ دماي گاز افزايش يافته وباكاهش فشار دماي آن كاهش 

مييابد.‏ 

P١ 

T١ 

( ) 

v 

= ( ) 

P T 

٢ 

٢ 

v 

(٢-١١) 

٦-٢: قانون كلي گازهاي ايده آل 

با تركيب روابط فوق ميتوان در حالت كلي،‏ تغييرات فشار،‏ دما وحجم گازها رادر صورت تغيير 

حداقل يكي از سه عامل فوق از رابطه (١٣-٢) بدست آورد.‏ 

٧-٢: قانون گازهاي كامل 

PV 

١ ١ 

= 

T 

١ 

PV 

T 

٢ ٢ 

٢ 

(٢-١٢) 

بين حجم،‏ دما وفشار گازهاي كامل همواره يك رابطه برقرار بوده كه بارابطه (١٤-٢) نشان داده 

شده است:‏ 

كه درآن P فشار مطلق،‏ 

PV = MRT 

(٢-١٣) 

V حجم،‏ M جرم مولكولي گاز،‏ R ضريب ثابت گاز و T دماي مطلق 

ميباشد.‏ مقدار R براي گازهاي مختلط در جدول (٢-٢) نشان داده شده است.‏ 

٢-٨ 

: گرماي ويژه:‏ 

Specific Heat 

مقدار حرارت لازم براي گرم كردن يك كيلومول از ماده به ازاء يك درجه سانتيگراد افزايش دما 

رابرحسب Kcal گرماي ويژه مينامند.‏ در سيستم متريك واحد گرماي ويژه 


mol. 

o C Kcal / 

اگر عمل گرم كردن درفشار ثابت صورت گيرد آن را گرماي ويژه در فشار ثابت 

واگردرحجم ثابت صورت گيرد آن را گرماي ويژه در حجم ثابت 

( C P 

) 

( C v 

) 

مينامند.‏ رابطه 

( C P 

) 

C − C = R 

p 

v 

KJ Kg. mol. 

K 

( C v بصورت زير ميباشد.‏ 

و ) 

نسبت 

(٢-١٤) 

C 

C 

P 

V 

براي هر گاز تقريبا"‏ مقداري است ثابت كه آن راثابت نمائي درتراكم آدياباتيك 

مينامند وبا حرف (K) نشان ميدهند.‏ 

C 

K = 

C 

P 

V 

(٢-١٥) 

مقدارK در جدول (١-٢) ارائه شده است.‏ 

٩-٢: تحول آدياباتيك 

ADIABATIC PROCESS 

اگر در طي تحولي،‏ سيستم با خارج هيچگونه حرارتي را مبادله ننمايد،‏ آن را تحول آدياباتيك 

مينامند،‏ بنابراين درتحول آدياباتيك 

نخواهد نمود.‏ 

= ٠ Q∆ خواهد بود،‏ يعني حرارت جسم هيچگونه تغييري

مباني كمپرسورها ١٣ 


جدول (١-٢): مقادير ثابت نمائي آدياباتيك براي گازهاي مختلف 

١٠-٢: تحول تك دما 

جدول (٢-٢): ثابت گازها براي گازهاي مختلف 

ISOTHERMAL PROCESS 

تحول تك دما به تحولي گفته ميشود كه سيستم با تبادل حرارت با خارج همواره دماي خود را 

ثابت نگه ميدارد.‏ بديهي است از آنجاكه اكثر تحولات ترموديناميكي نظير تراكم در كمپرسورها 

با تغيير درجه حرارت گاز صورت ميگيرد،‏ لذا تحول تك دما تنها در صورتي امكان پذير است كه 

تمامي حرارت ايجاد شده كه ميتواند موجب گرم شدن گاز گردد بطور كامل ازسيستم خارج 

شود كه عملا ً در كمپرسورهاي واقعي امكان پذير نمي باشد.‏ درتحول تك دما 

خواهدبود.‏ 

١١-٢: تحول پولي تروپيك 

∆T = ٠ 

Polytropic 

قبلا"‏ گفته شد كه در تحول تك دما،‏ درجه حرارت گاز ثابت مانده ودرتحول آدياباتيك،گاز 

هيچگونه حرارتي باخارج تبادل نمي كند.‏ در تراكم گاز در كمپرسور باوجود اينكه سيلندرها مجهز 

به سيستم خنك كن آبي يا هوائي هستند وسعي ميشود تاحرارت ايجادشده درمرحله تراكم گاز 

گرفته شود،‏ بااين وجود عملا"‏ گاز بهنگام خروج از كمپرسور گرمتر از گازورودي درقسمت

فال 

مباني كمپرسورها ١٤ 


مكش كمپرسورمي باشد،‏ بعبارت ديگر فرآيند تراكم گاز دركمپرسور نه از نوع تك دما ونه از 

نوع آدياباتيك ميباشد.‏ چراكه هم درجه حرارت تغيير نموده وهم مقداري حرارت از گاز توسط 

سيستم خنك كن گرفته ميشود ‏(سيستم باخارج تبادل حرارتي مينمايد)،‏ بنابراين ميتوان تراكم 

دركمپرسور رادرعمل تحولي بين دوحالت فوق ‏(تك دما - آدياباتيك)‏ دانست كه آنرا تحول 

پولي تروپيك مينامند.‏ بادرنظر گرفتن كليه تحولات ذكرشده دربالا وقانون گازها ميتوان 

رابطه بين فشار وحجم گازها راكلا"‏ بصورت زير خلاصه نمود:‏ 

PV 

γ 

= C 

(٢-١٦) 

كه درآن P و V به ترتيب فشار وحجم گازبوده و C مقداري است ثابت.‏ نماي پولي 

به نوع تحول بستگي داشته كه ميتواند مقادير زيررا اختيار نمايد:‏ 

تحول با فشار ثابت 

تحول تك دما 

تحول آدياباتيك 

تحول با حجم ثابت 

تحول پولي تروپيك 

نماي پولي تروپيك 

ثابت 

ثابت 

γ) تروپيك(‏ 

⇒ 

P = 

ثابت 

= γ 

٠ 

⇒ 

PV ٠ 

= 

⇒ 

T = 

ثابت 

ثابت 

= γ 

١ 

γ = 

k 

⇒ 

⇒ 

PV 

PV k 

= 

= 

(Isochor) 

ثابت 

γ 

γ =±∞⇒P ⋅ V = C⇒ 

γ 

γ = γ ⇒ PV = C 

١ 

V 

= 

(γ ‏)به شرايط تراكم بستگي داشته ومقدارآن برابر است با:‏ 

K〉 γ 〉 ١ 

: 

اساسا ً هر چه مقدار γ بيشتر باشد،‏ با كاهش حجم گاز،‏ افزايش فشار با شدت بيشتري صورت 

پذيرفته يا بعبارت ديگر سطح زير منحني P-V كه بيانگر انرژي مصرف شده براي تراكم گاز 

ميباشد افزايش بيشتري مييابد.‏ تراكم واقعي ‏(پولي تروپيك)‏ در كمپرسورها به تحول آدياباتيك 

نزديك تر است تا تحول تك دما.‏ 

١٢-٢- محاسبه توان مصرفي در انواع تحولها:‏ 

تحول تك دما 

در اين تحول كه عمدتا ً جنبه فرضي داشته تا عملي در طي فرآيند تراكم عمليات خنككاري گاز 

به نحوي صورت ميگيرد كه با خارج سازي حرارت از گاز مورد تراكم دماي آن ثابت بماند.‏ 

شكل واقعيتر اين فرآيند افزايش مراحل به تعداد بسيار زياد ‏(در حد بينهايت)‏ ميباشد.‏ هرچند 

كه اين اقدام موجب بهبود راندمان و كاهش توان مصرفي ميشود ولي بلحاظ مسائل اقتصادي و 

اجرائي عملا ً هيچگاه جنبه واقعيت را بخود نميگيرد.‏ در شكل (١-٢) نمودار تغييرات حجم و فشار 

در يك تحول تك دما نشان داده شده است.‏ 

كار انجام شده بر روي گاز در طي تحول ‏(با توان مصرفي كمپرسور برابر نميباشد)‏ سطح زير 

منحني -P V ميباشد.‏ كه بر اساس روابط ترموديناميكي برابر است با:‏

مباني كمپرسورها ١٥ 


W mRTLn P ٢ 

= 

P 

١ 

( ٢-١٧) 

كه در آنm دبي برحسب كيلوگرم در ثانيه،‏ 

ترتيب فشار مطلق ورودي و خروجي و Ln 

شكل ‏(‏‎٢-١‎‏)دياگرام -P V براي تحول تك دما 

ثابت گاز،‏ R 

لگاريتم نپرين ميباشد.‏ 

T دماي گاز ‏(مطلق)،‏ 

P ٢ 

P ١ و 

به 

مثال ١-٢: ١٢ كيلوگرم هوادر هر ثانيه دردماي ٤٠ درجه سانتيگراد بطور تك دما توسط 

كمپرسوري متراكم شده وفشار آن از يك به ٥ بار(مطلق)‏ رسانيده ميشود.‏ مطلوبست ميزان 

انرژي مصرف شده در كمپرسور.‏ 

حل:‏ 

طبق جدول (٢-٢)، مقدار R براي هوا درسيستم 

توجه به رابطه 

٢٨٧ J برابر SI 

Kg. 

o 

K 

:(٢-١٧) 

ب)‏ تحول آدياباتيك 

ميباشد.‏ بنابراين با 

W= ١٢ × ٢٨٧× ( ۴٠+ ٢٧٣ ) ۵ 

Ln = ١٧٣۴٩٣٠w= 

١٧٣۵kw 

١ 

با توجه به عدم تبادل حرارت توسط گاز با بيرون در طي تراكم،‏ كار مصرف شده در كمپرسور 

صرف افزايش انرژي داخلي گاز ميشود.‏ در اين تراكم 

K مقداري ثابت بوده كه در آن PV k 

نماي آدياباتيك گاز ميباشد.در شكل (٢-٢) نمودار تحول تك دما با منحني ('٢-١) و نمودار 

تحول آدياباتيك با منحني (٢-١) نشان داده شده است.‏ توان مصرف شده در طي تراكم 

آدياباتيك برابر است با:‏ 

⎡ 

PV 

٢ ٢ 

− PV 

١ ١ 

mR( T٢ − T١) 

K ⎛ P ⎞ 

W = 

= 

= mRT ⎢ ٢ 

١ ⎜ ⎟ 

K − ١ K − ١ K − ١⎢⎝ 

P١ 

⎠ 

⎣⎢ 

K−١ 

K 

⎤ 

− ١⎥ 

⎥ 

⎦⎥ 

( ٢-١٨) 

لازم به ذكر است كه رابطه (١٨-٢) بيانگر كار انجام شده توسط كمپرسور نبوده ، بلكه كار داده 

شده به گاز جهت تغيير شرايط از وضعيت (١) به وضعيت (٢) ميباشد.‏ تغييرات درجه حرارت در 

تراكم آدياباتيك از رابطه (١٩-٢) بدست ميآيد:‏

مباني كمپرسورها ١٦ 


⎛ 

T T P ٢ 

⎞ 

٢ 

= 

١⎜ 

⎟ 

⎝ P ⎠ 

١ 

K−١ 

K 

( ٢-١٩) 

شكل ‏(‏‎٢-٢‎‏)نمودار تراكم در تحول تك دما و آدياباتيك 

تذكر:اگر در محاسبه توان مصرفي براي تراكم گاز بجاي دبي جرمي،‏ دبي حجمي مورد استفاده 

قرار گيرد در اين صورت توان مصرفي در تحولات آدياباتيك 

زير محاسبه كرد:‏ 

كه در آن 

وتك دما را به ميتوان از روابط 

W PQ K ⎡ 

P 

ad 

= ⎢⎛ 

٢ 

⎞ 

١ ١ ⎜ ⎟ 

K − ١⎢⎝ 

P١ 

⎠ 

⎣⎢ 

W 

PQ Ln P P 

iso 

= ١ ١ 

٢ 

١ 

K−١ 

K 

⎤ 

− ١ ⎥ 

( ٢-٢٠) 

⎥ 

⎦⎥ 

( ٢ -٢١) 

P ١ فشار مكش بر حسب پاسكال ) 

( ١bar و 

= ١٠ ۵ Pa 

برحسب متر مكعب در ثانيه و W توان مصرفي برحسب كيلووات ميباشد.‏ 

Q ١ دبي حجمي گاز در شرايط مكش 

مثال ٢-٢: اگر عمل تراكم در مثال (١-٢) به صورت آدياباتيك صورت پذيرد،‏ بافرض = ١,٤ K 

ميزان توان مصرفي رامحاسبه كنيد.‏ 

حل:‏ 

( 

اگر دبي جرمي گاز دردست باشد مقدار توان مصرفي در تحول آدياباتيك براساس رابطه 

١۴ . −١ 

W = ١٢ × ٠ ٢٨٧ ١۴ . ۵ 

١۴ . 

. [( ) − ١] = ٢٢٠٢٧ . kw 

١۴ . − ١ ١ 

٢٢٠٢,٦٩ - ١٧٣٤,٩٣ = ٤٦٧,٧٦ kw 

٢-٢٠) 

اختلاف توان مصرفي برابر با 

ديگر توان مصرفي درحالت تك دما حدود ٢١,٢ درصد كمتر ميباشد.‏ 

ج:‏ تحول پولي تروپيك:‏ 

Polytropic Compression 

ميباشد.به عبارت 

دونوع تحول تعريف شده در قبل ‏(آدياباتيك وتك دما)‏ عملا"‏ دركمپرسورهااتفاق نمي افتند.‏ 

استفاده از سيستمهاي خنك كن در جداره سيلندر ‏(ياپوسته)و خنك كاري بكمك هوايا آب موجب 

ميشودتابخشي از حرارتي كه درطي فرآيند تراكم حاصل ميشود توسط سيال خنك كننده ‏(آب

مباني كمپرسورها ١٧ 


ياهوا)‏ از سيستم خارج شده ويا دراثر پديده تشعشع از جداره سيلندر به محيط اطراف داده شود.‏ 

بنابراين عملا"‏ نمي توان تراكم را آدياباتيك (٠ = Q∆) دانست.‏ گرم شدن گاز درطي مراحل 

تراكم پديده اي محسوس بوده وغير قابل چشمپوشي ميباشد.‏ 

لذا فرآيند تراكم دركمپرسورها 

رانمي توان تك دما فرض نمود.ولي واقعيت امر اين است كه فرآيند واقعي تراكم كه در 

كمپرسورهابوقوع ميپيوندد،‏ فرآيندي است بين آدياباتيك وتك دما،‏ اما آنكه درچه مرحله اي از 

حد فاصل آن دوقرارمي گيرد بستگي به طراحي كمپرسور دارد.بديهي است هرچه گرماي ناشي 

ازتراكم به مقداربيشتري ازسيستم خارج شود،فرايندتراكم ازحالت آدياباتيك به سمت تك 

دماميل ميكند.‏ اماواقعيت امراين است كه دور شدن از حالت آدياباتيك ‏(وبه عبارت ديگرنزديك 

شدن به فرآيندتك دما)‏ نيازبه بكارگيري از روشهاي پيچيده اي نظيرافزايش تعدادمراحل 

واستفاده ازخنك كن بين مرحله اي وبهره گيري از روش مناسب خنك كردن 

درهرمرحله(مثلااستفاده ازژاكتهاي خنك كن در جداره سيلندربا آب)و...دارد.‏ واين 

امرنهايتاموجب پيچيده شدن،گراني،افزايش هزينه تعميرات و...‏ كمپرسورمي شود.لذادرنهايت 

امرمي توان فرآيندهاي تراكم واقعي(پولي تروپيك)راهرچندغيرآدياباتيك ولي نزديك به آن 

دانست.‏ 

براي محاسبه توان مصرفي در كمپرسور در تحول پولي تروپيك كافي است كه در رابطه 

(٢-٢٠) 

بجاي K، 

γ قرار گيرد.‏ 

W 

ad 

= 

PQ 

١ ١ 

⎡ 

γ ⎢⎛ 

P٢ 

⎞ 

⎜ ⎟ 

γ − ١⎢⎝ 

P١ 

⎠ 

⎣⎢ 

γ −١ 

γ 

⎤ 

− ١⎥ 

⎥ 

⎦⎥ 

( ٢-٢٢) 

دماي گازدرقسمت دهش رابكمك رابطه ‏(‏‎٢-٢٣‎‏)محاسبه مينمايند.‏ 

راندمان پولي تروپيك 

η 

p 

T T P ٢ 

٢ 

= 

١( ) 

P 

١ 

γ 

γ − ١ 

= 

k k − ١ 

γ −١ 

γ 

(٢-٢٣) 

η) p برابر است با:‏ 

) 

( ٢-٢٤) 

لازم به يادآوري است كه دماي به دست آمده از رابطه (٢٨-٢) دماي واقعي گازخروجي بوده،‏ 

مشروط براينكه از خنك كن آبي درپشت سيلندرها ((Jacket Cooling استفاده شود.‏ 

١٣-٢: تراكم چند مرحلهاي 

در بعضي از كمپرسورها بخاطر محدوديتهاي ذاتي ‏(نظير كمپرسورهاي گريز از مركز)‏ و در 

بسياري از موارد بلحاظ محدوديتهاي دمائي ‏(افزايش غير مجاز درجه حرارت در اثر تراكم و 

حساسيت قطعات مكانيكي به لحاظ رعايت لقيها و آثار نامطلوب درجه حرارت بر روي ماده

مباني كمپرسورها ١٨ 


روانكننده)‏ عملا ً دستيابي به فشار مورد نظر در كمپرسورهاي يك مرحلهاي ميسر نبوده و 

بعد از تراكم گاز در مرحله اول لازم است كه قبل از استمرارتراكم گاز،‏ آن را از كمپرسور خارج 

كرده و بعد از خنك كردن جهت دستيابي به فشار مورد نظر به مرحله ‏(يا مراحل)‏ بعدي 

فرستاده شود.‏ كمپرسورهائي كه در آن فرآيند تراكم در چند مرحله صورت ميگيرد را 

اصطلاحا ً كمپرسورهاي چند مرحلهاي 

(Multistage) مينامند.‏ 

البته گاهي اوقات چندمرحلهاي كردن تراكم گاز در كمپرسور بخاطر بهبود راندمان كمپرسور 

صورت ميگيرد.‏ هرچند كه افزايش تعداد مراحل كمپرسور موجب گرانشدن قيمت اوليه و در 

مواردي افزايش هزينههاي تعمير و نگهداري آن ميگردد ولي با توجه به اهميت انرژي مصرفي 

و ارتباط آن با راندمان كمپرسور و تأثير چشمگير آن بر هزينههاي بهرهبرداري بسياري از 

خريداران ترجيح ميدهند كه از كمپرسورهاي چندمرحلهاي بجاي كمپرسورهاي يكمرحلهاي 

استفاده نمايند.‏ 

در طراحي خنككنهاي بين مرحلهاي سعي براين است كه گاز مورد تراكم قبل از ورود به 

مرحله بعدي تا دماي ورودي به مرحله اول خنك شود.‏ ولي اين نظريه همواره صادق نبوده و 

عامل تعيينكننده در اين زمينه هزينههاي خنككاري،‏ تأثير آن بر راندمان كمپرسور،‏ 

صرفهجوئي در هزينههاي بهرهبرداري و محدوديت خنك كاري از نظر بروز ميعان در مراحل 

بعدي كمپرسور ميباشد.‏ در شكل (٣-٢) فرآيند تراكم در يك كمپرسور دومرحلهاي نشان داده 

شده است.‏ 

شكل ‏(‏‎٢-٣‎‏)تراكم در يك كمپرسور دو مرحلهاي همراه با خنككن بين مرحلهاي 

منحني AEB به تراكم آدياباتيك و منحني AFH به تراكم تك دما مربوط ميشود.در كمپرسور 

دو مرحلهاي هنگامي كه فشار گاز به نقطه E رسيد،‏ گاز از محفظه تراكم مرحله اول خارج شده

مباني كمپرسورها ١٩ 


و جهت خنككاري به خنككن بين مرحلهاي فرستاده ميشود تا دماي آن به دماي گاز ورودي 

به مرحله اول رسانيده شود.‏ خنك شدن گاز خروجي از خنك كن بين مرحلهاي موجب كاهش 

حجم آن گرديده ‏(نقطه F) و سپس براي ادامه تراكم به مرحله دوم فرستاده ميشود ‏(منحني 

.(FG دو مرحلهاي كردن تراكم موجب كاهش توان مصرفي در كمپرسور گرديده كه مقدار آن 

سطحهاشور زده ‏(سطح (EFGB ميباشد.‏ البته نمودار فوق جنبه ايدهال داشته و از افت فشار 

ناشي از عبور گاز از خنككن بين مرحلهاي صرفهنظر شده است.‏ 

در شكل (٤-٢) نمودار -P V مربوط به تراكم در يك كمپرسور چند مرحلهاي همراه با بكاگيري 

از خنك كن بين مرحلهاي در بين دو مرحله متوالي نشان داده شده است.‏ 

شكل ‏(‏‎٢-٤‎‏)دياگرام -P V در يك كمپرسور چندمرحلهاي همراه با خنككن بين مرحلهاي 

بديهي است كه با افزايش تعداد مراحل،‏ منحني تراكم بسمت حالت تك دما متمايل ميشود.‏ 

افزايش تعداد مراحل موجب افزايش راندمان كمپرسور و كاهش توان مصرفي در آن ميگردد 

ولي اين اقدام موجب پيچيده شدن ساختار مكانيكي كمپرسور،‏ افزايش قيمت اوليه،‏ افزايش هزينه 

تعمير و نگهداري ‏(با وجود افزايش عمر مفيد قطعات در اثر كاهش درجه حرارت)‏ بلحاظ افزايش 

و تنوع قطعات مصرفي در كمپرسور،‏ افزايش از دست رفت انرژي ناشي از افزايش اصطكاك در 

قطعات مكانيكي و افزايش از دست رفت انرژي ‏(افت فشار)‏ در خنككنهاي بين مرحلهاي و … 

خواهد شد.‏ 

براي اين منظور در يك جمعبندي كلي و در انتخاب نهائي تعداد مراحل بايد محدوديتهاي 

اجرائي و تحليل اقتصادي تأثير افزايش تعداد مراحل بر روي هزينههاي ثابت و جاري را مورد 

توجه قرار داد.‏

مباني كمپرسورها ٢٠ 


به همين خاطر لازم است كه نسبت تراكم بهينه در كمپرسورهاي چندمرحلهاي مورد بررسي 

قرار گيرد.‏ در يك كمپرسور چندمرحلهاي ) مثلا ً دو مرحلهاي)‏ توان مصرفي برابر است با جمع 

توان مصرفي در هر يك از مراحل كمپرسور.‏ توان مصرفي هنگامي به حداقل خود ميرسد كه 

مشتق W نسبت به فشار بين مرحلهاي(‏ 

( P i مساوي صفر شود.‏ بر اساس اين نظريه در يك 

كمپرسور دومرحلهاي براي اينكه توان مصرفي از نظرتئوري به حداقل خود برسد بايد فشار بين 

مرحلهاي واسطه هندسي بين فشار مكش و دهش كمپرسور باشد.‏ 

براي يك كمپرسور دو مرحله اي فرض براين ميشود كه 

Pi, P٢, 

P١ 

به ترتيب فشار مكش،‏ دهش 

وبين مرحله اي باشد.‏ لذا توان مصرفي كل برابر است با جمع توان مصرفي دردو مرحله يا:‏ 

W = PV 

١ ١ 

γ −١ 

γ Pi 

γ 

γ P٢ 

γ 

[( ) − ١] + PV 

i i 

[( ) − ١] 

γ − ١ P 

γ − ١ P 

١ 

i 

γ −١ 

(٢-٢٥) 

در طراحي كمپرسور فرض براين بود كه خنك كن بين مرحله اي دماي گاز ورودي به مرحله 

دوم را مساوي دماي گاز ورودي به مرحله اول نمايد.‏ دراين صورت:‏ 

به عبارت ديگر خواهيم داشت:‏ 

توان مصرفي موقعي حداقل است كه 

رابطه (٢٧-٢) نتيجه ميشود:‏ 

يعني 

ويا:‏ 

W = PV 

١ ١ 

PV 

١ ١ 

= 

P i 

V i 

γ −١ 

γ −١ 

γ ⎡ Pi 

P ⎤ 

γ ٢ γ 

⎢( ) + ( ) −٢⎥ 

γ − ١ 

⎣⎢ 

P١ 

Pi 

⎦⎥ 

γ − ١ = a 

γ 

(٢-٢٦) 

(٢-٢٧) 

dW 

dP i 

= ٠ 

باشد.‏ 

(٢-٢٨) 

بافرض 

ومشتق گيري از 

P 

P 

٢ 

i 

i 

= PP 

١ ٢ 

= PP 

i ٢ 

(٢-٢٩) 

N بايد واسطه هندسي بين فشار ابتدائي وانتهائي كمپرسور باشد.‏ براي كمپرسورهاي P i 

مرحله اي،‏ نسبت تراكم هرمرحله برابر است با:‏ 

تذكر:‏ 

لحاظ تغيير 

() r 

P 

P 

٢ 

= N 

stg 

١ 

(٢-٣٠) 

Z 

درمحاسبات انجام شده گازها ايده آل فرض شده اند.‏ حال آنكه درخيلي از موارد به 

≠ ١, C p 

نتايج به دست آمده براي گازهاي واقعي داراي مغايرتهاي غير قابل 

چشم پوشي خواهد بود.‏ براي چنين مواردي ‏(نظير سيستمهاي تبريد)‏ بهتراست كه از دياگرام 

مولير 

(Mollier) 

صرفهنظر شده است.‏ 

١٤-٢: جمعبندي كلي:‏ 

استفاده شود.‏ ضمنا ً در بررسي فوق از افت فشار در خنككن بين مرحلهاي 

جهت بررسي تأثير خنككاري بر روي توان مصرفي كمپرسور ميتوان از شكل 

(٨-٢) استفاده

مباني كمپرسورها ٢١ 


كرد.‏ در اين شكل فرض شده است كه:‏ 

الف)‏ خنككاري در بالاترين سطح فشار صورت پذيرد.‏ 

ب)‏ دماي گاز خروجي از خنككن بين مرحلهاي مساوي دماي گاز ورودي به محفظه تراكم 

مرحله قبلي باشد.‏ 

ج)‏ افت فشار در خنككن بين مرحلهاي در حد ٢ درصد است.‏ 

د)‏ متوسط راندمان پولي تروپيك ٧٥ درصد باشد.‏ 

نتايج بررسي:‏ 

١- در نسبت تراكمهاي پائين ) مثلا ً ٢) تأثير تعداد خنككن بين مرحلهاي بر روي توان مصرفي در 

مقايسه با تراكم آدياباتيك بسيار ناچيز ميباشد.‏ 

٢- با افزايش نسبت تراكم،‏ تأثير تعداد خنككنهاي بين مرحلهاي ‏(تعداد مراحل تراكم)‏ افزايش 


٣- تأثير افزايش تعداد مراحل ‏(تعداد خنككنهاي بين مرحلهاي)‏ برروي توان مصرفي مقدار 

ثابتي نبوده و سير نزولي را بخود ميگيرد.‏ بعنوان مثال در نسبت تراكم ٨، اگر توان مصرفي در 

تراكم آدياباتيك ١٠٠ واحد انرژي باشد،‏ اضافه كردن يك خنككن بين مرحلهاي ‏(تراكم 

دومرحلهاي)،‏ توان مصرفي به ٨٢ واحد انرژي كاهش مييابد (١٨ درصد كاهش توان مصرفي).‏ 

اما با اضافه كردن دومين خنككن بين مرحلهاي ‏(كمپرسور سه مرحلهاي)،‏ توان مصرفي به ٧٧ 

واحد انرژي كاهش يافته و با افزودن سومين خنككن بين مرحلهاي ‏(كمپرسور ٤ مرحلهاي)‏ توان 

مصرفي به ٧٥ واحد انرژي و چهارمين خنككن بين مرحلهاي ‏(كمپرسور ٥ مرحلهاي)‏ توان 

مصرفي به ٧٣/٥ واحد انرژي كاهش مييابد.‏ شايد بتوان تأثير افزايش تعداد مراحل كمپرسور را 

برروي توان مصرفي،‏ حالتي از قانون اصل ‏«نزولي بودن مطلوبيت»‏ دانست كه بر اساس آن با 

افزايش كميت،‏ تغييرات افزايش كيفيت شكلي نزولي را بخود ميگيرد.‏ 

نوع تراكم 

تأثير افزايش يك مرحله برروي توان توان 

مصرفي 

مصرفي 

١٠٠ 

٠ 

٨٢ 

١٨ 

٧٧ 

٥ 

٧٥ 

٢ 

٧٣,٥ 

١,٥ 

يك مرحله اي-‏ آدياباتيك 

دو مرحله اي - پولي تروپيك 

سه مرحله اي - پولي تروپيك 

چهار مرحله اي ‏-پولي تروپيك 

پنج مرحله اي - پولي تروپيك

مباني كمپرسورها ٢٢ 


بخش سوم:‏ 

دسته بندي كمپرسورها

مباني كمپرسورها ٢٣ 


١-٣: مقدمه:‏ 

همانطوري كه قبلا ً گفته شد كمپرسور به ماشيني اطلاق ميشود كه از آن براي افزايش فشار 

سيالات تراكم پذير(گازها وبخارات)‏ استفاده ميگردد.‏ فشار مكش دركمپرسور ميتواند از خلاء 

تامقادير بسياربالا تغييرنموده وبه همين ترتيب فشار دهش بركمپرسور ميتواند از فشار زير 

اتمسفرتا ٦٠٠٠ bar باشد وجرم مولكولي گاز مورد تراكم ميتواند از ٢ ‏(هيدروژن)‏ تا 

٣٥٢ 

‏(هگزافلوئورو اورانيم)‏ تغيير كند.‏ 

موارد مصرف كمپرسور بسيار متنوع ميباشد.يخچالهاي خانگي تا صنايع پيچيده ووسيع پتروشيمي 

نمونههاي گوناگوني از مصرف كمپرسور در صنايع و مصارف خصوصي تغيير كند.‏ صنايع 

پتروشيمي،‏ پالايشگاهها،‏ صنايع كاغذ سازي،‏ توليد ازت واكسيژن از هوا،‏ بازيافت بخارات،‏ تراكم 

بخارآب و...‏ عمده ترين واحدهاي مصرف كننده كمپرسور ميباشند.‏ 

امروزه ماشين آلات مختلفي در صنعت وجود دارد كه با اسامي مختلف ناميده ميشوند.‏ ولي 

باتوجه به تعريف بنيادي كه براي كمپرسورها ارائه گرديد،‏ اصولا"‏ بايستي آنها را نوع خاصي از 

كمپرسورها دانست.‏ 

پمپهاي خلاء،‏ هواكشها 

،(Fans) دمندهها (Blowers) ونهايتا"‏ 

كمپرسورها انواع خاصي از خانواده 

كمپرسورها ميباشند.‏ آنچه كه اساسا"‏ موجب اين نامگذاريها گرديده است تفاوت فشار مكش و 

يا فشاردهش آنها ميباشد.‏ 

٢-٣: هدف از بكارگيري كمپرسورها در صنايع 

هر چند كه وظيفه كمپرسورها افزايش گازها و يا بخارات ميباشد ولي اين عمل ميتواند بنا به 

دلايل مختلفي باشد كه عمده ترين آنها عبارتند از:‏ 

الف:‏ غلبه بر از دست رفت انرژي د رهنگام انتقال گازها(نظير خطوط گاز سراسري).‏ 

ب:‏ صرفه جوئي در حجم مخازن در زمان نگهداري گازها ‏(ذخيره سازي گازها)‏ 

ج:‏ تغذيه گازها به منابع زير زميني جهت افزايش بازيابي منابع نفتي.‏ 

د:‏ افزايش فشار گاز جهت ميعان آن ‏(سيستم تبريد).‏ 

ه:‏ تامين نيروي محركه لازم براي انجام كار مكانيكي ‏(پنوماتيك،‏ ابزار دقيق).‏ 

و:‏ افزايش فشار گاز جهت انجام واكنش شيميائي و توليد فرآوردههاي پتروشيمي ‏(توليد 

آمونياك)‏ 

٣-٣: دسته بندي كمپرسورها 

دسته بندي كمپرسورها ميتواند همانند بسياري از ديگر تقسيم بنديهاي اجتماعي و صنعتي از 

ديدگاههاي مختلف صورت پذيرد.‏ كمپرسورها را ميتوان از نظر رفتاري،‏ از ديدگاه فشار،‏ دبي،‏ 

روغن كاري شدن (Lubricated) يا خشك بودن 

Free) (Dry or Oil و...‏ تقسيم بندي كرد.‏

مباني كمپرسورها ٢٤ 


٤-٣: دسته بندي كمپرسورها برحسب فشار مكش،‏ دهش و ظرفيت آنها 

١-٤-٣: پمپ خلاء 

Vaccum Pumps 

بر خلاف اسم آن،‏ در واقع پمپهاي خلاء نوعي كمپرسور بوده كه فشار قسمت مكش آن از فشار 

جو كمتر و فشار دهش آن اندكي از فشار جو بيشتر ميباشد.‏ پمپهاي خلاء در طرحهاي مختلفي 

ساخته شده كه داراي قابليتهاي زير ميباشند.‏ 

حداكثر خلاء قابل دسترس 

گريزازمركز 


تناوبي حداكثر خلاء قابل دسترس 

اژكتورهاي بخاري 


دوراني 

٦ mmHg 

٠,٣ mmHg 

٠,٠٥ mmHg 

٠,٠٠٠٠٥ mmHg 

در بين طرحهاي فوق پمپهاي خلاء از نوع دوراني از مصونيت بيشتري برخوردار ميباشد.‏ 

:٣-٤-٢ هواكشها Fans 

اين نوع كمپرسورها عموما"‏ براي دبي زياد وفشار كم ‏(تا ٠,١ بار)‏ ساخته شده و عموما ً ازخانواده 

گريزازمركز ميباشند.‏ 

:-٣-٤-٣ دمندهها Blowers 

دمندهها نوع خاصي از كمپرسورها بوده كه فشار نسبتا"‏ كم و دبي نسبتا"‏ زياد دارند.‏ حداكثر 

فشار قابل دسترس توسط آنها(‏‎١,٥-٢‎ بار)‏ ميباشد.‏ دمندههاي بافشار كم ودبي زياد ازنوع 

گريزازمركز ساخته ميشوند.‏ حال آنكه براي فشارهاي بالا ‏(نزديك به ٢ بار)ودبي كمتر نوع 

دوراني (Rotary) متداول تر ميباشد ساخت دمندههاي از نوع تناوبي ‏(رفت و برگشتي)‏ عملا ً 

منتفي است.‏ 

:٣-٤-٤ كمپرسورها Compressors 

كمپرسورها كه موضوع اصلي اين مجموعه ميباشند عموما"‏ براي فشارهاي بالا ‏(بيشتر از ٢ بار)‏ 

مورد استفاده قرار ميگيرند.‏ امروزه كمپرسورها يي ساخته شده اند كه قادر به تراكم گازها تا 

فشار 

٦٠٠٠ bar ميباشند.‏ 

٥-٣: دسته بندي كمپرسورها از نظر رفتاري 

برحسب چگونگي فرآيند تراكم،‏ كمپرسورها به دو دسته تقسيم ميشوند:‏ 

الف:‏ كمپرسورهاي جابجائي مثبت 

ب:‏ كمپرسورهاي گريزازمركز 

Positive Displacement 

Centrifugal 

دركمپرسورهاي جابجائي مثبت همواره مقدارمعيني ازگاز بين دوقطعه به تله انداخته شده و 

باكاهش حجم محفظه،فشارگاز افزايش مييابد.اين كمپرسورها خودبه دودسته تناوبي

مباني كمپرسورها ٢٥ 


(Reciprocating) 

ودوراني (Rotary) تقسيم ميشوند.‏ البته هريك از دستههاي فوق تنوع 

زيادي درشكل وساختار مكانيكي داشته ولي از لحاظ رفتاري داراي ويژگيهاي نسبتا"‏ يكساني هستند.‏ 

دركمپرسورهاي جريان پيوسته ‏(گريزازمركز)‏ ابتدا انرژي جنبشي گاز مورد تراكم افزايش داده 

شده وسپس بخش اعظمي از انرژي جنبشي آن در يك مجراي گشادشونده بنام حلزوني 

(Voulte) به انرژي پتانسيل ‏(فشار)‏ تبديل ميشود.‏ در شكل (١-٣) دسته بندي انواع كمپرسورها 

نشان داده شده است.‏ 

انتخاب كمپرسور مناسب به شرايط كار ونوع كار بستگي دارد كه اهم آن به شرح زيرمي باشد:‏ 

٢) حساسيت به حضور روغن 

١) فشار و دبي مورد نياز 

٣) خواص فيزيكي وشيميائي گاز مورد تراكم ٤) بهاي انرژي 

٦) هزينههاي تعمير ونگهداري وقطعات يدكي 

٥) قابليت اعتماد 

٨) حداكثر درجه حرارت قابل قبول 

٧) قيمت اوليه 

٦-٣: دسته بندي كمپرسورها از نظر روغن كاري شدن 

منظور از روغن كاري شدن،‏ تماس روغن با گاز در محفظه تراكم ميباشد.‏ بر اين اساس 

كمپرسورها را مي توان بدو دسته خشك يا فاقد روغن 

شونده (Lubricated) تقسيم كرد.‏ 

Free) (Dry or Oil و روغن كاري 

در كمپرسورهاي خشك،‏ محفظه تراكم از قسمت انتقال قدرت كاملا ً جدا بوده و لذا عملا ً گاز 

مورد تراكم هيچگونه تماسي با ماده روان كننده ندارد.‏ در كمپرسور از نوع پيستوني روان كاري 

شونده،‏ اختلاط روغن با گاز مورد تراكم بطور ناخواسته و از طريق نشت روغن از كارتل به بالاي 

پيستونها و از كناره رينگها صورت ميگيرد.‏ 

در كمپرسورهاي از نوع دوراني روان كاري شونده اختلاط روغن با گاز مورد تراكم بطور 

عمدي صورت ميگيرد.‏ در اين دسته از كمپرسورها روغن تحت فشار گاز خروجي از كمپرسور 

به محفظه تراكم فرستاده شده و ضمن اختلاط با گاز مورد تراكم عمليات روانكاري،‏ خنك كاري و 

كاهش نشتي گاز از لقي موجود در بين قطعات را بعهده دارد.‏ روغن مخلوط شده با گاز مورد 

تراكم در تله جدا كننده روغن Seprator) (Oil از آن جدا شده و بعد از خنك كاري به محفظه 

تراكم برگشت داده ميشود.‏ 

امروزه با وجود مشكلات و مسائل متعددي كه در زمينه بهره برداري از كمپرسورهاي خشك 

وجود دارد،‏ در بسياري از موارد شرايط بهره برداري و مشخصههاي فيزيكي و شيميائي گاز 

مورد تراكم ايجاب ميكند كه عمل تراكم گاز در محفظه تراكم در غياب روغن صورت پذيرد.‏

مباني كمپرسورها ٢٦ 

شركت ره آوران فنون پتروشيمي

مباني كمپرسورها ٢٧ 


توليد اكسيژن،‏ صنايع غذائي و داروئي،‏ تراكم بسياري از گازهاي مورد استفاده در صنايع 

پتروشيمي و...‏ نمونههايي از صنايعي بوده كه نسبت به حضور روغن در گاز مورد تراكم حساس 

ميباشند.‏ هرچند كه كمپرسورهاي گريز از مركز ذاتا ً فاقد روغن ((Oil Free ميباشند ولي در 

كمپرسورهاي رفت وبرگشتي و دوراني با اعمال تدابير لازم ميتوان مانع از حضور روغن در 

محفظه تراكم شد.‏ كمپرسورهاي خشك هر چند كه از نظر حداكثر دماي قابل تحمل در محفظه 

تراكم در مقايسه با كمپرسورهاي روانكاري شونده داراي مزيت ميباشند ‏(دماي مجاز در آن 

حدود ٣٠ تا ٧٠ درجه سانتيگراد از دماي مجاز در كمپرسورهاي روانكاري شونده بيشتر بوده و 

به همين خاطر نسبت تراكم بالاتري را در هر مرحله از اين كمپرسورها ميتوان پيش بيني كرد)‏ 

ولي بلحاظ قيمت بالاتر،‏ هزينههاي تعمير و نگهداري بيشتر،‏ پائين بودن راندمان،‏ قابليت اعتماد 

كمتر و...‏ امروزه جزء در موارد اجباري حتي الامكان سعي ميشود از كمپرسورهاي خشك 

استفاده نشود.‏ ويژگيهاي نامطلوب كمپرسورهاي خشك باعث شده تا امروزه نگرش جديدي در 

اين زمينه مطرح شود و آن عبارتست از تزريق روغن به مقدار بسيار كم ‏(در حد چند (ppm با 

سازگاري لازم با گاز مورد تراكم.‏ حضور روغن،‏ حتي به مقدار ناچيز موجب بهبود نسبي در 

عملكرد كمپرسورهاي خشك ميگردد.‏ 

در كمپرسورهائي كه بصورت خشك طراحي ميشوند لازم است تا قطعاتي كه در معرض سايش 

قرار دارند از كيفيت مطلوب تري در مقابل اصطكاك و عوارض ناشي از آن برخوردار باشند.‏ 

موادي نظير تفلن گرافيتي،‏ گرافيت و...‏ بعنوان مواد اولبه با ضريب اصطكاك پائين،‏ خاصيت خود 

روانكاري و..‏ جزء تركيبات مطلوب در ساخت رينگهايهادي و تراكم در كمپرسورهاي پيستوني و 

بعنوان ماده پوشش دهنده در ساخت روتور كمپرسورهاي حلزوني شديدا ً مورد توجه ميباشند

مباني كمپرسورها ٢٨ 


بخش چهارم:‏ 

كمپرسورهاي تناوبي

يها 

مباني كمپرسورها ٢٩ 


١-٤: مقدمه 

كمپرسورهاي تناوبي ‏(‏Reciprocating‏)نيز ناميده ميشوند،‏ يكي از قديمي ترين انواع 

كمپرسورها ميباشند.‏ اولين نمونههاي اين كمپرسورها با سيلندر چوبي ) مثلا ً از جنس ني بامبو 

(Bamboo ساخته شده و پيستون آن بوسيله نيروي انساني ‏(دستي)‏ عقب و جلو برده ميشد.‏ 

آب بندي پيستون توسط پر پرندگان صورت ميگرفت تا از اين طريق در مرحله مكش هوا وارد 

كمپرسور شده و در مرحله تراكم از آن خارج شود.‏ از اين كمپرسور غالبا ً براي ذوب فلزات 

استفاده ميگرديد.‏ بر اساس شواهد تاريخي يونانيان در ١٥٠ سال قبل از ميلاد مسيح توانستند 

كمپرسورهاي فلزي بسازند كه در آن از آلياژهاي برنزي استفاده شده بود.‏ بهر حال در ساختار 

اين كمپرسورها تا قرن هيجدهم ميلادي پيشرفت چنداني صورت نگرفت تا اينكه يك مهندس 

انگليسي بنام J.Wilkinson كمپرسوري را طراحي كرد كه شبيه كمپرسورهاي امروزي بوده و 

سيلندر آن از چدن ريخته گري ساخته و ماشين كاري شده بود.‏ 

كمپرسورهاي تناوبي عموما"‏ براي دبي كم وفشار زياد مورد استفاده قرار ميگيرند.‏ دبي گاز 

دراين نوع كمپرسورها از مقادير كم تا 

٣ 

m hr 

٢٠٠٠ ميرسد وباآن ميتوان به فشارهاي بسيار 

زياد ‏(تا‎٦٠٠٠‎ بار)‏ دست يافت.‏ درنسبتهاي تراكم بالاتر از ١,٥ اين كمپرسورها در مقايسه با 

ساير انواع كمپرسورها از راندمان بالاتري برخوردار ميباشند.‏ كمپرسورهاي تناوبي اساسا"‏ جزء 

ماشينهاي با ظرفيت ثابت ميباشند ولي در شرايط خاصي ميتوان ظرفيت آن را برحسب شرايط 

مورد نظر تغييرداد كه شرح كامل روشهاي متداول براي اين منظور در قسمتهاي بعد ارائه 

خواهد شد.‏ 

بزرگترين مزيت اين كمپرسورها در مقايسه با ساير انواع مورد استفاده در صنايع ‏(دوراني و 

گريزازمركز)‏ بالا بودن راندمان كلي آن وقابليت دست يابي به فشارهاي بالا ميباشد.‏ 

با پيشرفت صنعت،‏ در طي قرون نوزدهم و بيستم تغييرات مهمي در ساختار و طراحي 

كمپرسورهاي پيستوني حاصل شد و اين امر در درجه اول مديون انقلاب صنعتي و گسترش صنايع 

شيمائي و پتروشيمي ميباشد.‏ 

از اواخر دهه ١٩٥٠ تا ١٩٧٠ ميزان استفاده از اين كمپرسورها رو به كاهش نهاد.‏ علت امر در 

اين بود كه هرچند اين كمپرسورها ازلحاظ راندمان كلي بالاتر بوده ونهايتا"‏ ميزان انرژي مصرفي 

براي هر مترمكعب گاز مورد تراكم دراين نوع كمپرسورها در مقايسه با ساير انواع كمپرسورها 

كمتر ميباشد،‏ ولي به ازاء آن قيمت اوليه،‏ هزينه 

تعمير ونگهداري و...‏ اين كمپرسورها نسبتا"‏ 

بالا بوده وبا توجه به ارزان بودن قيمت انرژي درآن دوران،‏ فوايد بالا بودن راندمان و وپائين 

بودن انرژي مصرفي در مقايسه با ساير هزينهها ‏(قيمت اوليه وهزينه تعمير ونگهداري)‏ چندان

مباني كمپرسورها ٣٠ 


مطلوب نبوده واستفاده از كمپرسورهاي ارزان تر و ساده تر ‏(نظير كمپرسورهاي ازنوع 

گريزازمركز يا دوراني)‏ به سرعت رو به رشد نهاد.‏ 

بعداز افزايش ناگهاني قيمت نفت در اواسط دهه ١٩٧٠ مسئله صرفه جوئي در انرژي در صنعت 

مطرح گرديد و استفاده از كمپرسورها تناوبي مجددا ً مورد توجه قرار گرفت.‏ يكي از ويژگيهاي 

منحصربه فرد اين كمپرسورها استفاده از يك كمپرسور براي تراكم چند گاز مختلف ميباشد كه 

در ساير انواع كمپرسورها امكان پذير نمي باشد.‏ در يك كمپرسور با چند پيستون از هر سيلندر 

ميتوان براي تراكم يك گاز استفاده كرد.‏ بعنوان مثال از يك سيلندر ميتوان براي تراكم گاز 

پروپان وراه اندازي سيستم تبريد استفاده نموده وبقيه سيلندرها به تراكم گاز اصلي سيستم 

اختصاص داده شود.‏ 

كمپرسورها بلا استثناء جزء ماشن آلاتي هستند كه در اغلب واحدهاي صنعتي مورد استفاده قرار 

ميگيرند.‏ كمپرسور هوا بهترين ماشين براي صرفه جوئي در نيروي انساني وكار بدني وافزايش 

راندمان توليد ميباشد.‏ بنابراين انتخاب كمپرسور براي شرايط مورد نياز به تجربه وتحليل دقيق 

نياز دارد.‏ 

در خيلي از واحدهاي صنعتي بخش اعظمي از انرژي مورد نياز صرف راه اندازي كمپرسورها 

شده ولذا انتخاب كمپرسور باراندمان بالا نقش مهمي در هزينههاي جاري آن واحددارد.‏ علاوه 

برآن انتخاب كمپرسور مناسب ميتواند موجب صرفه جوئي در تأسيسات بالاخص زمين،‏ آب 

خنك كننده،‏ هزينه تعمير ونگهداري و...‏ گردد.‏ 

يكي از مسائل مهمي كه در طراحي كمپرسور بايد مورد توجه قرار گيرد،‏ نحوه خنك كردن 

سيلندرها ميباشد.‏ دركمپرسورهاي بزرگ سيلندرها داراي ژاكت بيروني جهت جريان آب بوده 

تا گاز مورد تراكم توسط آن خنك شود.‏ درعوض كمپرسورهاي كوچك غالبا"‏ باهواخنك 

ميشوند.‏ 

‎٤-٢‎‏-اصول بهره برداري 

در كمپرسورهاي پيستوني با حركت پيستون بسمت عقب گاز بدرون سيلندر وارد گرديده و 

فضاي درون سيلندر را پر ميكند.‏ در حركت رو بجلو،‏ با اعمال نيرو از سوي پيستون گاز حبس 

شده در سيلندر متراكم ميگردد.‏ 

جهت سهولت در ورود و خروج گاز در سيلندر و ايجاد شرايط لازم براي تراكم آن در حركت 

رو به جلوي پيستون،‏ اين كمپرسورها مجهز به سوپاپهاي مكش و دهش ميباشند.‏ جهت شناخت 

مقدماتي عملكرد كمپرسورهاي پيستوني ميتوان تلمبههاي باد دستي را مورد بررسي قرار داد،‏ 

چرا كه اين تلمبهها ضمن سادگي در رفتار داراي تمامي مشخصههاي يك كمپرسور پيستوني 

ميباشند 

‏(شكل ١-٤).

مباني كمپرسورها ٣١ 


شكل (١-٤): يك تلمبه باد دوچرخه،‏ نمونه ساده اي از كمپرسورهاي پيستوني 

تلمبهها شامل پيستون،‏ سيلندر و سوپاپهاي مكش و دهش بوده و نيروي محركه لازم براي تراكم 

هوا توسط نيروي انساني تامين ميگردد.‏ سوپاپ دهش اين كمپرسورها همان والو 

(Valve) 

لاستيك دوچرخه بوده كه مانع از نشت هوا از لاستيك ‏(قسمت دهش)‏ بدرون تلمبه در هنگام 

حركت رو بعقب پيستون ‏(مرحله مكش)‏ ميگردد.‏ سوپاپ مكش اين تلمبهها برروي پيستون آن 

نصب گرديده است.‏ اين قطعه بصورت فنجاني شكل (Cup-Shaped) بوده كه از جنس چرم و يا 

مواد مشابه آن ساخته شده است 

‏(شكل ٢-٤). 

شكل (٢-٤): سوپاپ مكش در تلمبه باد دو چرخه 

در حالت مكش،‏ در اثر حركت رو بعقب پيستون،‏ هواي جلوي پيستون منبسط شده و درون 

سيلندر خلاء ايجاد ميشود.‏ با توجه به اينكه هواي سمت بيرون پيستون تحت فشار اتمسفر قرار 

دارد،‏ همين امر باعث جدا شدن قطعه چرمي از كناره سيلندر گرديده و هوا ميتواند از اين 

طريق وارد سيلندر شده و آن را پر نمايد 

‏(شكل ٣-٤). 

شكل (٣-٤): مرحله مكش در تلمبههاي دستي 

در حركت رو بجلوي پيستون،‏ با كاهش حجم گاز،‏ فشار گاز درون سيلندر افزايش يافته و نيروي 

حاصل از آن برروي قطعه چرمي اثر نموده و باعث چسبيدن آن به كناره پيستون گرديده و 

موجب آب بند كردن پيستون شده و مانع ازنشت گاز ازكناره پيستون خارج ميشود(شكل ٤-٤).

مباني كمپرسورها ٣٢ 


شكل (٤-٤): مرحله تراكم ‏(دهش)در تلمبه دستي 

با تراكم گاز در سيلندر و افزايش فشار هواي حبس شده در آن،‏ لحظه اي فرا ميرسد كه فشار 

درون سيلندر،‏ از فشار درون تيوب لاستيك بيشتر شده و باعث باز شدن سوپاپ لاستيك گرديده 

و هواي متراكم شده از درون سيلندر به داخل لاستيك فرستاده ميشود.‏ بديهي است هر چه 

فشار درون لاستيك بيشتر باشد،‏ سوپاپ آن ديرتر باز شده و انرژي بيشتري براي تراكم گاز 

وارسال آن بدا خل لاستيك مورد نياز ميباشد.‏ بعبارت ديگر اگر مقاومتي در جلوي تلمبه نباشد و 

مستقيما ً به اتمسفر متصل باشد،‏ براي تخليه گاز از درون تلمبه به انرژي ناچيزي نياز خواهد بود.‏ 

براين اساس ميتوان نتيجه گرفت كه:‏ 

در كمپرسورهاي پيستوني انرژي لازم براي تراكم گاز به فشار دهش بستگي دارد.‏ از سوي ديگر 

فشار دهش قابل دسترس در اين كمپرسورها به مقاومت موجود در مقابل جريان گاز بستگي 

داشته كه توسط عوامل مكانيكي و حرارتي داراي محدوديتهائي ميباشد ولي به سرعت حركت 

پيستون و خواص گاز مورد تراكم مرتبط نمي باشد.‏ 

هنگامي كه پيستون به انتهاي كورس تراكم خود ميرسد،‏ اگر دسته پيستون آزاد شود،‏ بطور 

خود كار به سمت عقب بر ميگردد.‏ چرا كه همواره در پايان حركت رو به جلوي پيستون،‏ بين 

پيستون و انتهاي سيلندر مقداري فاصله هوائي وجود دارد كه اصلاحا ً فضاي مرده 

(Clearance 

(Volume ناميده ميشود.‏ اين فضا حاوي گاز متراكم شده بوده كه به بيرون فرستاده نشده 

است.‏ با آزاد كردن دسته پيستون انرژي پتانسيل ذخيره شده در گاز باقيمانده در فضاي مرده 

برروي پيستون نيرو وارد كرده و آن را بسمت عقب ميراند.‏ بديهي است با عقب رفتن پيستون،‏ 

گاز حبس شده در فضاي مرده منبسط شده و تا زماني كه فشار درون سيلندر به فشار اتمسفر 

نرسد،‏ پيستون داراي حركت رو بعقب خواهد بود.‏ بررسي موارد ذكر شده در بالا داراي نتايج 

جالبي ميباشد كه نياز به بررسي و تجزيه و تحليل بيشتري دارد.‏ 

اولا ً انبساط گاز موجب انجام كار مفيدي ميگردد كه نمونه اي از آن حركت رو بعقب پيستون 

ميباشد،‏ بعبارت ديگر بخشي از انرژي صرف شده در مرحله تراكم،‏ در اين فرآيند بازيابي 

ميشود،‏ يعني وجود فضاي مرده در كمپرسور باعث هدر رفتن تمامي انرژي مكانيكي نمي 

گردد.‏

مباني كمپرسورها ٣٣ 


ثانيا ً در مرحله انبساط گاز حبس شده در فضاي مرده و كاهش فشار آن تا فشار مكش كمپرسور 

هيچگونه گازي از بيرون وارد سيلندر نمي شود و فقط هنگامي كه تعادل فشار در دوسمت 

پيستون برقرار گرديد،‏ حركت رو بعقب پيستون موجب ايجاد خلاء در سيلندر گرديده و از اين 

به بعد گاز مكش ميتواند از طريق سوپاپ مكش وارد سيلندر شود.‏ 

ثالثا ً راندمان حجمي كمپرسوري كه داراي فضاي مرده ميباشد ‏(كه البته وجود آن الزامي است)‏ 

به در صد فضاي مرده مرتبط است.‏ نمونه اي از كمپرسور پيستوني كه عملا ً براساس فرآيندهاي 

فوق كار ميكند بصورت ساده در شكل (٥-٤) نشان داده شده است.‏ 

حركت رفت و برگشتي پيستون از طريق ميل لنگ 

Shaft) (Crank و شاتون 

Rod) (Connecting تامين ميشود.‏ سوپاپهاي مكش و دهش نصب شده در بالاي سيلندر در 

جهت عكس يكديگر عمل ميكنند.‏ 

هنگامي كه فشار در داخل سيلندر از فشار مكش كمتر شود سوپاپ مكش باز شده و برعكس اگر 

فشار درون سيلندر با فشار مكش مساوي و يا بيشتر باشد،‏ سوپاپ مكش بسته ميشود.‏ 

سوپاپها اساسا ً يك شير يك طرفه بوده كه در شرايط عادي ‏(فشار دو سمت آن يكسان باشد)‏ 

بسته است.‏ بسته بودن سوپاپها بوسيله نيروي فنر ‏(يا فنرهائي)‏ كه در آن بكار برده شده است 

صورت ميگيرد.‏ بنابراين براي باز شدن سوپاپ مكش،‏ لازم است كه فشار درون سيلندر،‏ آنقدر 

كاهش يابد كه اختلاف فشار بين لوله خط مكش و داخل سيلندر بحدي برسد كه بتواند بر نيروي 

وارده از سوي فنر نيز غلبه نمايد.‏ 

شكل (٥-٤): طرحي ساده از يك كمپرسور پيستوني 

علاوه بر آن،‏ جريان گاز از درون سوپاپها نيز بلحاظ مقاومتي كه در مسير جريان گاز وجود دارد 

باعث افت فشار ميگردد.‏ وجود دو پديده فوق بسهم خود نياز به صرف انرژي داشته كه بر 

خلاف انرژي لازم براي تراكم گاز حبس شده درفضاي مرده قابل بازيابي نبوده وبايد آن را 

بعنوان انرژي از دست رفته شده تلقي كرد.‏ 

سوپاپ دهش نيز هنگامي باز ميشود كه فشار درون سيلندر از فشار خط دهش بيشتر شود.‏ در 

اين مرحله نيز نيروي لازم براي غلبه بر نيروي فنر ‏(فنرها)‏ و از دست رفت انرژي ناشي از

مباني كمپرسورها ٣٤ 


اصطكاك موجود در مسير عبور گاز از درون سوپاپها بايد مورد توجه قرار گيرد.‏ همانند 

سوپاپهاي مكش،‏ انرژي مصرف شده براي غلبه بر نيروي فنر و از دست رفت انرژي ناشي از 

اصطكاك حاصل از عبور جريان گاز از درون سوپاپها،‏ بعنوان از دست رفت انرژي محسوب 

ميشود كه جزء معايب كمپرسورها پيستوني محسوب ميشوند.‏ 

٣-٤: تراكم در كمپرسورها 

همانطوري كه قبلا ً گفته شد،‏ تخليه گاز از درون سيلندر هنگامي صورت ميگيرد كه فشار درون 

سيلندر به حدي افزايش يابد كه اولا ً از فشار خط دهش بيشتر شده،‏ تا حدي كه بتواند بر نيروي 

فنر و اصطكاك ناشي از عبور گاز از درون سوپاپ دهش غلبه كند.‏ براي اين منظور لازم است كه 

فرآيند فشار سازي ‏(افزايش فشار)‏ در داخل سيلندر صورت پذيرد.‏ بديهي است كه اگر قسمت 

دهش به اتمسفر متصل باشد،‏ عمل تراكم بايد در حدي صورت پذيرد كه بتواند بر نيروي فنر و 

اصطكاك جريان گاز از درون سوپاپ غلبه كند و يا بعبارت ديگر سوپاپ دهش با كمترين ميزان 

تراكم باز ميشود.‏ 

اگر كمپرسور فاقد فضاي مرده باشد ‏(فرض فوق عملا ً منتفي است)‏ سيكل تراكم در كمپرسور 

داراي دياگرام P-V ‏(فشار-حجم)‏ مشابه شكل (٦-٤) ميباشد.‏ در اين دياگرام عوارض مربوط به 

از دست رفت انرژي در سوپاپهاي مكش و دهش بدون رعايت مقادير واقعي آن 

داده شده است.‏ 

(Scale) نشان 

شكل (٦-٤): 

دياگرام P-V در كمپرسورهاي پيستوني فاقد فضاي مرده 

همانطوري كه از دياگرام فوق پيداست،‏ تحول تراكم در كمپرسور در حدي است كه بتواند بر 

مقاومت ناشي از فشار در لوله دهش و از دست رفتهاي انرژي ناشي از اصطكاك در سوپاپها و 

نيروي فنر غلبه كند.‏ 

بررسي پديدههاي فوق نشان ميدهد،‏ كه از دست رفت انرژي در سوپاپ مكش موجب كاهش 

فشار گاز ورودي به داخل سيلندر گرديده و همين امر باعث كاهش دبي جرمي جريان گاز

مباني كمپرسورها ٣٥ 


بدرون سيلندر ميگردد.‏ چرا كه با توجه به ثابت بودن حجم گاز پر شده در سيلندر،‏ با كاهش 

فشار،‏ دانسيته گاز ورودي به سيلندر كاهش يافته كه نهايتا ً منجر به كاهش جرم گاز وارد شده 

بدرون سيلندر در هر سيكل تراكم ميگردد.‏ علاوه بر آن با توجه به افزايش نسبت تراكم ‏(بلحاظ 

ثابت بودن فشار دهش و كاهش فشار مكش)‏ توان مصرفي مخصوص 

Power) (Specific كه 

توان مصرفي براي تراكم واحد جرم ‏(و يا واحد حجم در شرايط استاندارد)مي باشد،‏ افزايش 


هر چند كه شايد از دست رفت انرژي فوق درصد كمي از كل انرژي مصرفي در كمپرسور را 

بخود اختصاص دهد،‏ ولي با اين وجود در مقايسه با انواع ديگر كمپرسورها ‏(نظير كمپرسورهاي 

دوراني و گريز از مركز)‏ كه فاقد سوپاپ ميباشند،‏ از دست رفت انرژي در سوپاپها جزء معايب 

كمپرسورهاي پيستوني ميباشد.‏ تأثير از دست رفت انرژي در سوپاپها بويژه در كمپرسورهائي 

كه با فشار مكش پائين كار ميكنند از اهميت بيشتري برخوردار است،‏ چرا كه افت فشار درصد 

بيشتري از فشار مكش را كاهش ميدهد،‏ حال آنكه در كمپرسورهاي با فشار مكش بالا،‏ درصد 

آن كمتر ميباشد.‏ 

٤-٤: فضاي مرده 

بنا به دلايل متعدد،‏ وجود فضاي مرده در كمپرسورهاي پيستوني اجتناب ناپذير ميباشد.‏ بلحاظ 

انبساط حرارتي قطعات كمپرسور ‏(پيستون،‏ شاتون،‏ شافت پيستون و...)‏ در اثر گرم شدن ناشي از 

تراكم گاز،‏ جهت جلوگيري از برخورد مكانيكي پيستون با سرسيلندر در هنگام بهره برداري از 

كمپرسور بايد بين پيستون در نقطه مرگ فوقاني(‏ 

Top Dead Center يا باختصار (TDC با 

سرسيلندر يك فاصله هوائي وجود داشته باشد.‏ بي توجهي به پديده فوق در طراحي كمپرسور 

باعث ميشود كه بعد از راه اندازي كمپرسور و گرم شدن آن،‏ در اثر انبساط طولي قطعات،‏ 

پيستون با سرسيلندر برخورد مكانيكي نموده كه ميتواند منجر به خرابي قطعات،‏ ايجاد سروصدا،‏ 

لرزش و...‏ گردد.‏ 

علاوه بر آن،‏ بين قسمت بالائي رينگهاي تراكم تا سرسيلندرنيز فضاي خالي وجود داشته كه 

بخشي از فضاي مرده كمپرسور به آن مربوط ميشود.‏ براي قرار دادن سوپاپها در سيلندرها 

لازم است كه قسمتي از سيلندر و يا سر سيلندر خالي شده كه خود مقداري فضاي خالي ايجاد 

ميكند.‏ راهگاههاي عبور گاز در سوپاپهاي در حد فاصل بين محل آب بندي سوپاپ 

(Valve Seat) 

تا لبه پائين بدنه سوپاپ نيز ماشين كاري شده كه برروي فضاي مرده تأثير 

ميگذارد.مجموعه فضاهاي خالي شده در بالا كه در پايان سيكل تراكم حاوي گاز تراكم شده 

ميباشد را فضاي مرده كمپرسور مينامند.تأثير فضاي مرده برروي دياگرام P-Vدر شكل(‏‎٤-٧‎‏)‏ 

نشان داده شده است.‏

مباني كمپرسورها ٣٦ 


شكل (٧-٤): دياگرP-V 

براي كمپرسورهاي پيستوني با احتساب تأثير فضاي مرده برروي آن 

اگر حجم گاز وارد شده بدرون سيلندر كمپرسوري كه فاقد فضاي مرده است 

c-aباشد،‏ مقدار 

آن در حالتي كه كمپرسور داراي فضاي مرده ميباشد به c-b كاهش مييابد.‏ اختلاف دو مقدار 

فوق كه b-a خواهد بود،‏ حجمي از فضاي جارو شده توسط پيستون ميباشد كه صرف انبساط گاز 

متراكم شده باقيمانده در فضاي مرده ميگردد كه در اين محدوده گازي از قسمت مكش 

سيلندر وارد نمي شود.‏ در طراحي كمپرسور همواره سعي بر اين است كه در صد فضاي مرده 

را حتي الامكان كاهش دهند،‏ ولي تجربيات عملي در كمپرسورها نشان ميدهد آن دسته از 

كمپرسورهائي كه با درصد فضاي مرده كم طراحي شده اند در هنگام بهره برداري سر و صداي 

بيشتري دارند.‏ امروزه اكثر كمپرسورهاي پيستوني با فضاي مرده حدود 

١٢-٦ درصد 

‏(گاهي اوقات مقدار فوق به ١٥ درصد نيز ميرسد)‏ طراحي و ساخته ميشوند.‏ 

منظور از ذكر درصد،‏ نسبت حجم فضاي مرده به حجم جارو شده توسط پيستون ميباشد.‏ اثر 

فضاي مرده برروي توان مصرفي و راندمان حجمي كمپرسورها بطور كامل در بخشهاي بعدي 

مورد بررسي قرار ميگيرد.‏ 

-٤: ٥ طرحهاي اصلي كمپرسورهاي پيستوني 

هرچند كه تمامي كمپرسورهاي پيستوني بر مبناي اصول ذكر شده در بالا كار ميكنند،‏ ولي با 

اين وجود بعلت شرايط مختلف بهره برداري از آنها،‏ امروزه در طرحهاي متفاوتي ساخته 

ميشوند.‏ دسته بندي كمپرسورهاي پيستوني از ديدگاههاي متفاوت به صورتهاي مختلف صورت 

ميگيرد:‏ 

كمپرسورها را ميتوان بدو دسته تنه اي ‏(مستقيم (Trunk و يا با شافتهادي 

تقسيم كرد.‏ كمپرسورها ي پيستوني ميتوانند بصورت يك طرفه 

(Cross head) 

(Singl Acting) 

و يا دو طرفه 

Acting) (Doble ساخته شوند.‏ بر حسب حضوريا عدم حضور روغن در محفظه تراكم،‏ اين

مباني كمپرسورها ٣٧ 


كمپرسورها به دو دسته روغنكاري شونده (Lubricated) و يا فاقد روغن 

Free) (Oil تقسيم 

بندي ميشوند.‏ آرايش سيلندرها بصورت”‏L‏“‏ ”W“ ”V“, , شكل پيستون ويك ياچند مرحلهاي 

بودن،‏ روشهاي ديگر تقسيم بندي طراحي اين كمپرسورها ميباشد.‏ 

٤-٥-١ 

: كمپرسورهاي پيستوني از نوع تنه اي ‏(مستقيم)‏ 

در كمپرسورهاي از نوع تنهاي،‏ پيستون مستقيما ً توسط شاتون به ميل لنگ متصل ميشود ‏(شكل 

.(٤-٨ 

شكل (٨-٤): كمپرسورهاي با طرح تنه اي ‏(مستقيم)‏ 

استفاده از اين طرح موجب سادگي،‏ كوچك شدن ابعاد و كاهش قطعات مصرفي متحرك در 

كمپرسور ميگردد.‏ در اين طرح پيستون از قسمت زيرين به كارتل متصل بوده و لذا براي 

روانكاري سيلندر و ساير قطعات كمپرسور ‏(ميل لنگ،‏ ياطاقانها،‏ گژن پين،‏ بوش گژن پين و...)‏ 

ميتوان از يك نوع روغن در كمپرسور استفاده كرد.‏ يكي از مسائل مهم در اين طرح اين است 

كه رينگها نه تنها باعث آب بند كردن پيستون با سيلندر در مرحله تراكم 

ميگردند،‏ بلكه 

مقداري از نيروهاي حاصل از انتقال قدرت از شاتون به پيستون را برروي خود حذف ميكند.‏ 

بكارگيري از اين طرح براي ساخت كمپرسورهاي فاقد روغن Free) (Oil عملا ً غير ممكن 

ميباشد،‏ چرا كه همواره مقداري روغن از طريق شاتون و گژن پين و از كناره ديواره سيلندر به 

قسمت بالاي پيستون رسيده و با گاز مورد تراكم مخلوط ميشود.‏ البته در بعضي از 

كمپرسورهاي با شرايط بهره برداري آسان كه در آن ياطاقانها از قبل روغن كاري شده اند و 

كارتل آن خشك ميباشد ميتوان از اين طرح براي ساخت كمپرسورهاي فاقد روغن استفاده

مباني كمپرسورها ٣٨ 


نمود.‏ بلحاظ محدوديتهاي زيادي كه در اين زمينه وجود دارد،‏ استفاده از اين طرح براي 

ساخت كمپرسورهاي فاقد روغن عملا ً منتفي ميباشد.‏ 

در بعضي از طرحها اين كمپرسورها،‏ پيستون بشكل پله اي (Stepped) بوده و بصورت دو طرفه 

كار ميكنند.‏ 

٢-٥-٤- كمپرسورهاي پيستوني با شافتهادي 

در اين طرح،‏ پيستون بطور مستقيم به ميل لنگ متصل نمي باشد بلكه براي انتقال قدرت از 

شاتون به شافت پيستون از قطعه اي كه اصطلاحا ً آن را شافتهادي(‏ (Crosshead مينامند 

استفاده ميشود.‏ اين قطعه تقريبا ً تمامي نيروهاي افقي حاصل از حركت شاتون را حذف مينمايد.‏ 

نمونه اي از كمپرسورهاي پيستوني مجهز به شافتهادي در شكل (٩-٤) نشان داده شده است.‏ 

شكل (٩-٤): كمپرسور پيستوني مجهزبه شافتهادي 

اين طرح داراي ويژگيهاي خاص خود ميباشد كه مهمترين آنها بشرح زير است:‏ 

الف:‏ پيستون هيچگونه نيرويي در راستاي افقي دريافت نكرده و در نتيجه آن را به رينگها و 

ديواره سيلندر منتقل نمي كند.‏ 

ب:‏ از آنجائي كه شافت پيستون بصورت ثابت به پيستون متصل ميباشد،‏ به روانكاري خاصي نياز 

ندارد.‏ 

ج:‏ حركت عمودي شافت پيستون اين امكان را مهيا ميكند كه بتوان با آب بند كردن آن،‏ محفظه 

تراكم را از كارتل جدا نمود.‏ لذا ميتوان براي روانكاري سيلندر ‏(در صورت نياز)‏ از روغنهاي 

مخصوص كه با روغن مورد استفاده در كارتل يكسان نيست،‏ استفاده كرد.‏ لازم به ذكر است كه

مباني كمپرسورها ٣٩ 


در صورت استفاده از روغن براي روانكاري سيلندر،‏ روغن قابل بازيابي نبوده و همراه گاز 

متراكم شده از كمپرسور خارج ميشود.‏ 

د:‏ در اين طرح،‏ برخلاف طراحي از نوع تنه اي ‏(مستقيم)،‏ پيستون را ميتوان از نوع دو طرفه 

ساخت.‏ امروزه بسياري از كمپرسورهاي پيستوني مجهز به شافتهادي بوده و ميتوان آنرا 

بصورت افقي،‏ “”L“ ”W , ”V“ , و يا از نوع آرايش متقابل پيستون 

((Opposed Piston ساخت.‏ 

استفاده از اين طرح براي تراكم گاز در فشارهاي بالا امكان پذير ميباشد.‏ قرار گرفتن پيستونها 

در دو سمت ميل لنگ موجب متعادل شدن و كاهش بار وارده بر ميل لنگ و نهايتا ً كاهش لرزش 

در كمپرسور ميشود.‏ 

٤-٥-٣ 

: كمپرسورهاي با پيستون يك طرفه 

واژه يك طرفه Acting) (Single به اين معني است كه در فرآيند تراكم،‏ تنها از يك طرف 

پيستون براي تراكم گاز استفاده ميشود.‏ 

‏(شكل ١٠-٤). 

شكل (١٠-٤): كمپرسورهاي پيستوني از نوع يك طرفه 

ظرفيت تئوريك كمپرسورهاي پيستوني ‏(حجم جارو شده توسط پيستونها)‏ برابر است با:‏ 

كه در آن:‏ 

٢ 

D 

Qt = π × S × N × n 

۴ 

٤ -١) 

متر مكعب در دقيقه 

متر 

متر 

Q t 

ظرفيت تئوريك كمپرسور = 

قطر داخلي سيلندر=‏D 

كورس پيستون =S 

دور در دقيقه سرعت دوراني كمپرسور =N 

تعداد سيلندرهاي مرحله اول =n 

پيستونهاي يك طرفه را ميتوان بصورت تنه اي ‏(مستقيم)‏ و يا مجهز به شافتهادي ساخت.‏

مباني كمپرسورها ٤٠ 


٤-٥ -٤- كمپرسورهاي با پيستون دو طرفه 

برخلاف كمپرسورهاي يك طرفه،‏ در اين طرح از هر دو سمت پيستون براي تراكم گاز استفاده 

ميشود.‏ براي اين منظور لازم است قسمتي كه شافت پيستون از سيلندر خارج ميشود آب 

بندي گردد.‏ استفاده از شافتهادي در اين طرح اجباري است تا شافت پيستون فقط داراي 

حركت عمودي بوده و آب بند كردن آن در محل خروج از سيلندر امكان پذير باشد.‏ نمونه اي 

از كمپرسورهاي پيستوني دو طرفه در شكل (١١-٤) نشان داده شده است.‏ سوپاپها را ميتوان 

در قسمتهاي جانبي،‏ بالا و يا پائين سيلندر نصب نمود.‏ بايد دقت شود كه راهگاههاي جريان گاز 

مكش و دهش طوري طراحي شوند كه گاز بتواند به قسمتهاي فوقاني و تحتاني پيستون 

رسيده ‏(در مرحله مكش)‏ و يا از آن خارج شود ‏(در مرحله دهش).‏ 

شكل (١١-٤): كمپرسور پيستوني دو طرفه 

بديهي است كه با دوطرفه كردن پيستون،‏ حجم جارو شده توسط پيستون افزايش مييابد،‏ چرا 

كه وقتي يك سمت پيستون در حال مكش ميباشد،‏ سمت ديگردر وضعيت تراكم قرار ميگيرد و 

به همين خاطر در هر كورس پيستون،‏ حجم جارو شده تقريبا دو برابر ميشود.‏ البته بديهي است 

بخاطر حضور شافت پيستون در قسمت زيرين آن ميزان گاز حبس شده در قسمت زيرين در 

مقايسه با قسمت فوقاني اندكي كمتر ميباشد.‏ 

حجم جارو شده توسط قسمت بالاي پيستون ‏+حجم جارو شده توسط زيرين پيستون 

V S 

= 

π ٢ ٢ π ٢ π 

VS = D − d × S + D × S = D − d × S 

۴ ۴ ۴ ٢ ٢ ٢ 

( ) ( ) 

V S 

= 

(٤-٢) 

حجم جارو شده در هر كورس پيستون 

قطر شافت پيستون =d 

Q = V × N × n 

( ٤-٣) 

t 

S

مباني كمپرسورها ٤١ 


٥-٥ -٤- كمپرسورهاي پيستوني روغنكاري شونده 

اين كمپرسورها ميتوانند از نوع تنه اي ‏(مستقيم)‏ و يا مجهز به شافتهادي باشند.‏ 

در كمپرسورهاي تنهاي يك طرفه،‏ روانكاري سيلندر بطور مستقيم صورت ميگيرد.‏ روغن 

بكاربرده شده براي روانكاري سيلندر توسط رينگهاي روغني Ring) (Scraper از روي سيلندر 

جدا شده و به كارتل برگشت داده ميشود.‏ روغن را ميتوان از طريق كانالي كه در شاتون،‏ 

بوش گژن پين و پيستون تعبيه شده است به سيلندر رسانيد.‏ روغنكاري سيلندر ممكن است 

توسط بخار روغن ناشي از گرم شدن روغن در كارتل صورت گيرد.‏ روش ديگر روغنكاري 

ميتواند بصورت پاششي ((Splash باشد.‏ در اثر حركت ميل لنگ در داخل روغن درون كارتل،‏ 

روغن به اطراف و منجمله سيلندر رسانيده ميشود.‏ بديهي است كه در اين روش فقط از يك 

نوع روغن براي روانكاري تمامي قسمتهاي مورد نظر در كمپرسور استفاده ميشود.‏ 

در كمپرسورهائي كه داراي شافتهادي ميباشند ميتوان از تمامي ويژگيهاي فوق استفاده 

نموده و در كنار آن امكان روغنكاري سيلندر با روغني متفاوت با روغن بكار برده شده در كارتل 

نيز وجود دارد.‏ روغنكاري سيلندر ميتواند بروش اجباري (Forced) و يا تزريقي 

(Injection) 

صورت پذيرد.‏ روغن بكار برده شده براي روان كاري سيلندر همراه با گاز متراكم شده از 

كمپرسورخارج شده و غير قابل بازيابي ميباشد.‏ البته در مواردي كه حساسيت گاز به روغن 

بكاربرده شده مهم بوده و يا مقدار آن نبايستي از حدي تجاوز نمايد مي توان از سيستم 

جداسازي روغن از گاز Seprator) (Oil براي بازيابي بخش اعظمي از روغن مخلوط با گاز 

متراكم شده استفاده كرد.‏ با اين روش ميتوان غلظت روغن در گاز خروجي را تاحد ٥-٣ ppm 

كاهش داد.‏ حسن مهم اين نوع روغنكاري در اين است كه ميتوان براي روغنكاري قطعات 

متحرك درون كارتل از يك نوع روغن مناسب آن استفاده نمود و در كنار آن بر حسب شرايط 

مورد نياز در سيلندر نظير سازگاري با گاز مورد تراكم،‏ پايداري در مقابل درجه حرارت،‏ 

پايداري در مقابل فرسايش و...‏ ميتوان روغن مناسب براي روانكاري سيلندر انتخاب نمود.‏ 

امروزه بكمك روغنهاي مصنوعي Oils) (Synthetic با خواص روغن كاري عالي و قابليت ريز 

كردن آن جهت روغنكاري بروش ذره اي Lube) (Micro اين امكان را ايجاد كرده است كه 

بتوان ميزان روغن باقيمانده در گاز متراكم شده را به حداقل ممكن كاهش داد.‏ اين ويژگيها 

باعث كاهش آلودگي گاز،‏ كاهش احتمال آتش گرفتن روغن و كاهش هزينههاي بهره برداري از 

كمپرسور ميگردد.‏ 

٦-٥-٤- كمپرسورهاي پيستوني فاقد روغن 

در اين قسمت نخست لازم است كه اصطلاح فاقد روغن(‏Free (Dry or oil در كمپرسورها 

مورد بحث قرار گيرد.‏ منظور از كمپرسورهاي خشك و يا فاقد روغن،‏ عدم بكارگيري از هر نوع

مباني كمپرسورها ٤٢ 


روغن در كمپرسور نمي باشد.‏ چرا كه بهر حال قسمتهاي متعددي از كمپرسور نظير ياطاقانها،‏ 

شاتون،‏ بوشها،‏ دندهها و...‏ تحت هر شرايطي بايد روغن كاري شده و لذا منظور از 

كمپرسورهاي فاقد روغن ‏(يا خشك)‏ عدم بكارگيري روغن بطور مطلق در كمپرسور نمي باشد 

بلكه هدف عدم حضور روغن در محفظه تراكم بوده تا گاز مورد تراكم با روغن مخلوط نشود.‏ 

چرا كه در بسياري از موارد حضور روغن در گاز مورد تراكم چندان مطلوب نبوده و در موارد 

خاصي ميتواند بسيار خطرناك باشد ‏(نظير واحدهاي توليد اكسيژن كه حضور روغن بميزان كم 

ميتواند موجب بروز انفجار در واحد گردد).‏ امروزه كمپرسورهاي پيستوني فاقد روغن را 

مي توان به دو روش طراحي و توليد نمود.‏ 

الف:‏ استفاده از رينگهائي با خاصيت خود روانكاري و مقاومت سايشي خوب.‏ براي اين منظور 

تركيباتي نظير گرافيت،‏ تفلن ‏(تفلن نام تجاري ماده اي پليمري بنام پولي تترافلوئور و كربن يا 

بطور خلاصه PTFE ميباشد كه نخستين بار در سال ١٩٣٨ توسط شركت 

Du Pont توليد 

گرديده و امروزه كار برد وسيعي در صنعت دارد)‏ آغشته شده به گرافيت،‏ كربن با الياف شيشه 

Glass) (Fiber و...‏ ميباشد.‏ 

اين رينگها در مقايسه با رينگهاي فلزي كه در كمپرسورهاي روغنكاري شونده بكار برده ميشوند 

داراي عمر مفيد كمتري ميباشند.‏ در صورت ضرورت ميتوان كمپرسورهائي را كه مجهز به 

شافتهادي هستند و سيلندر آن روغنكاري ميشود را به كمپرسورهاي فاقد روغن تبديل كرد.‏ 

امروزه بلحاظ مشكلات عديده اي كه كمپرسورهاي فاقد روغن دارند كه عمده ترين آنها 

فرسايش زودرس رينگها،‏ گراني،‏ پائين بودن راندمان،‏ بالا بودن هزينههاي تعمير و نگهداري و....‏ 

ميباشد،‏ اگر خلوص بالاي گاز متراكم شده چندان ضروري نباشد،‏ بسياري از شركتهاي سازنده 

كمپرسور و خريداران آن ترجيح ميدهند كه سطح سيلندر را با مقادير جزئي روغن روانكاري 

نمايند.‏ اين امر بشدت بر روي عمر مفيد رينگها تأثير گذاشته و موجب كاهش فرسايش آن 

ميگردد.‏ 

در اينجا بررسي به شافت پيستون نيز ضروري ميباشد.‏ شافت پيستون در قسمتهاي زيرين كه 

با شافتهادي در تماس ميباشد آغشته به روغن شده و براي جلوگيري از نشت روغن به 

محفظه تراكم از طرحهاي مختلفي براي تميز كردن سطح شافت از روغن استفاده ميشود كه 

Wiper) (Oil ناميده ميشود.‏ با وجود تمامي اقداماتي كه براي بهبود رفتار اين قطعه و تميز 

كردن سطح شافت پيستون بكار برده شده است،‏ بازهم ممكن است مقداري روغن به محفظه 

تراكم برسد.‏ 

در چنين وضعيتي،‏ هر چند كه كمپرسور فاقد روغن ميباشد ولي از نظر شيميائي نمي توان گاز 

مورد تراكم را مطلقا ً فاقد روغن دانست.‏ حال اگر لازم باشد كه گاز مورد تراكم مطلقا ً فاقد

مباني كمپرسورها ٤٣ 


روغن باشد ‏(نظير هواي مورد استفاده در صنايع غذائي،‏ داروئي و يا هسته اي)‏ اين شرايط نمي 

تواند مورد قبول واقع گردد و بايد روش مناسب تري براي جلوگيري از ورود روغن به محفظه 

تراكم مورد استفاده قرار گيرد.‏ 

از سوي ديگر اگر روغن مورد استفاده با گاز مورد تراكم واكنش شيميائي انجام دهد،‏ وجود لايه 

روغن برروي شافت پيستون نه تنها باعث آلوده شدن گاز ميگردد،‏ بلكه محصول واكنش 

شيميائي ميتواند موجب فرسايش آب بند كننده شافت گرديده و در يك دوره زماني طولاني 

باعث فاسد شدن روغن گردد.‏ براي حل اين مشكل،‏ سازندگان كمپرسور با بكارگيري از يك 

قطعه رابط Piece) (Distance و افزايش طول شافت پيستون طوري عمل ميكنند كه قسمت 

آغشته شده به روغن شافت در قسمت انتهائي كورس پيستون ‏(در حركت رو به بالا)‏ نتواند وارد 

محفظه تراكم گرديده تا از اين طريق بتوان مانع از اختلاط روغن با گاز مورد تراكم شد.‏ به اين 

ترتيب كمپرسور را ميتوان از نظر شيميائي نيز فاقد روغن دانست 

‏(شكل ١٢-٤). 

شكل (١٢-٤): كمپرسورهاي پيستوني داراي شافتهادي مجهز به قطعه رابط 

امروزه تقريبا ً تمامي كمپرسورهاي فاقد روغن را مجهز به شافتهادي و قطعه رابط ميسازند.‏ 

-٤-٥-٧ 

آرايش سيلندرها 

امروزه براي ساخت كمپرسورهاي پيستوني از طرحهاي مختلفي استفاده ميشود.‏ براي انتخاب 

آرايش و طراحي مناسب كمپرسور عوامل متعددي بايد مورد توجه قرار گيرد.‏ نوع گازمورد 

متراكم،‏ شرايط بهره برداري،‏ تعداد مراحل مورد نياز براي تراكم گاز تا فشار مورد نظر،‏ 

هزينههاي توليد،‏ روش راه اندازي و شرايط نصب كمپرسور مهمترين عواملي هستند كه در 

انتخاب آرايش مناسب سيلندرها تأثير ميگذارند.‏ كمپرسورهاي يك مرحله اي بايك سيلندر را 

ميتوان بصورت عمودي و يا افقي ساخت.‏ نمونههائي از انواع طرحهاي كمپرسورهاي پيستوني 

درشكل (١٣-٤) نشان داده شده است.‏

مباني كمپرسورها ٤٤ 


شكل (١٣-٤): انواع آرايشهاي متداول در ساخت كمپرسورهاي پيستوني 

براي اينكه كمپرسور بصورت چند مرحله ساخته شود،‏ لازم است كه سيلندرها داراي قطرهاي 

مختلفي بوده و يا اينكه اگر قطر داخلي سيلندرها يكي باشند،‏ تعداد سيلندرهاي هر مرحله بايد از 

تعداد سيلندرهاي مرحله بعدي بيشتر باشد تا عمل تراكم گاز در فضاي كوچكتري صورت پذيرد.‏ 

با توجه به ضرورت خنك كردن گاز در بين دو مرحله،‏ بعضي از طرحها براساس سهولت نصب 

خنك كن داخلي(‏ (Intercooler انتخاب ميشوند.‏ بعنوان نمونه در شكل (١٤-٤)، يك كمپرسور 

دو مرحله اي با طرح “”L كه خنك كن بين مرحله اي در داخل آن جاسازي شده است نشان 


آرايش عمودي از اين نظر ميتواند مطلوب باشد كه تمامي نيروي وزن پيستون و ساير قطعات 

متصل به آن به ميل لنگ تحميل شده حال آنكه در آرايش افقي،‏ وزن پيستون برروي درگيري 

رينگها با سيلندر تأثير گذاشته و باعث تشديد ميزان سايش رينگها ميشود.‏ با اين وجود آرايش 

افقي بلحاظ سهولت در امر تعميرات در بسياري از موارد بر آرايش عمودي و طرحهاي مشابه به 

آن ترجيح داده ميشود.‏ 

شكل (١٤-٤): آرايش L يك كمپرسور پيستوني دومرحله اي با خنك كن بين مرحله اي

مباني كمپرسورها ٤٥ 


گاهي اوقات از يك كمپرسور براي تراكم چند گاز مختلف استفاده ميشود و يا اينكه تعدادي از 

سيلندرها بعنوان موتور احتراق داخلي مورد استفاده قرار گرفته و از اين طريق انرژي لازم براي 

تراكم گاز تأمين ميشود.‏ 

با پله اي كردن پيستون ميتوان با تعداد كمتري سيلندر،‏ تعداد مراحل تراكم را در كمپرسور 

افزايش داد.‏ در شكل (١٩) نمونه اي از يك كمپرسور پيستوني با پيستونهاي پله اي نشان داده 

شده است.‏ 

شكل (١٥-٤): كمپرسور پيستوني چند مرحله اي با پيستونهاي پله اي 

بعلت بالا رفتن جرم قطعات متحرك،‏ اين طرح داراي محدوديتهائي ميباشد.‏ تعميرات اين 

كمپرسورها در مقايسه با طرحهاي ديگر مشكل تر بوده و فقط در شرايط خاصي مورد استفاده 

قرار ميگيرد.‏ 

٦-٤: قطر سيلندر و كورس پيستون 

همانطوري كه قبلا ً گفته شد،‏ حجم جارو شده توسط پيستون در هر دور چرخش كمپرسور به 

قطر سيلندر و كورس آن بستگي دارد.‏ فرض ميشود كه كمپرسوري يك طرفه،‏ با n سيلندر در 

مرحله اول به قطر 

كمپرسور برابر است با:‏ 

D ١ و كورس 

S ١ با سرعت دوراني N كاركند در اين صورت ظرفيت تئوريك 

٢ 

πD١ 

Q t 

= × S١ 

× N × n 

۴ 

(٤-١) 

حال فرض ميشود كه قطر پيستون مرحله اول به 

D 

= ٢D 

٢ ١ 

افزايش و در عوض كورس آن به 

S ٢ كاهش يافته و سرعت دوراني پيستون و حجم جارو شده توسط پيستون ثابت بماند د راين 

صورت:‏ 

٢ 

D٢ 

πD 

π S٢ 

× N × n = 

۴ 

۴ 

D = ٢D ⇒ S = S ۴ 

٢ 

١ 

× 

١ 

٢ ١ ٢ ١ 

× S × N × n 

(٤-٤) 

همانطوري كه مشاهده ميشود،‏ چون ظرفيت كمپرسور با مربع قطر پيستون متناسب ميباشد،‏ 

لذا اگر قطر سيلندر دو برابر شود،‏ جهت ثابت نگهداشتن ظرفيت كمپرسور بايد كورس پيستون 

٤ برابر كاهش يابد.‏

مباني كمپرسورها ٤٦ 


همانطوري كه قبلا ً نيز گفته شد،‏ با افزايش قطر سيلندر فضاي نصب سوپاپها بيشتر شده و اين 

امر اجازه ميدهد كه سوپاپهاي بزرگتر و يا تعداد بيشتري را در سيلندر و يا سر سيلندر جاسازي 

كرد كه نهايتا منجر به كاهش از دست رفت انرژي در هنگام عبور گاز از درون سوپاپها 

ميگردد.‏ بحث فوق براي كمپرسورهاي دو طرفه نيز صادق ميباشد.‏ 

در ادامه اين بحث لازم است كه سرعت پيستون كه يكي از عوامل محدود كننده در طراحي 

كمپرسورها ميباشد مورد بررسي قرار گيرد.‏ سرعت پيستون در يك دوره كامل تراكم مقدار 

ثابتي نبوده و دائما ً در حال تغيير ميباشد.‏ سرعت پيستون در نقاط مرگ فوقاني(‏ (TDC و 

تحتاني (BDC) 

صفر بوده و در عوض در ميانه كورس،‏ پيستون داراي حداكثر سرعت ميباشد.‏ 

حداكثر سرعت پيستون درست در لحظه اي است كه ميل لنگ در سطح موازي با زمين قرار 

ميگيرد شكل (١٦-٤). با توجه به توضيحات فوق ميتوان نتيجه گرفت كه سرعت پيستون 

بصورت يك موج سينوسي در حال تغيير ميباشد.‏ حداكثر سرعت پيستون برابر است با:‏ 

v = ٢ π 

max 

rN 

(٤-٥) 

شكل (١٦-٤): تغييرات سرعت پيستون در موقعيتهاي مختلف ميل لنگ 

علائم بكار برده شده در رابطه فوق در شكل (١٧-٤) نشان داده شده است.‏ از آنجائي كه 

سرعت پيستون دائما ً در حال تغيير ميباشد،‏ لذا در محاسبات لازم است كه از مقدار متوسط 

سرعت پيستون استفاده شود.‏ 

N 

VM = ٢ × S× 

۶٠ 

( ٤ -٦) 


V M سرعت متوسط پيستون بر حسب متر بر ثانيه ميباشد.‏

مباني كمپرسورها ٤٧ 


شكل (١٧-٤): عوامل مؤثر در سرعت پيستون 

ضريب ٢ در رابطه فوق به اين علت است كه پيستون در هر دور دو بار كورس خود را S)) 

طي ميكند.‏ 

لازم به ذكر است كه سرعت متوسط پيستون،‏ در طراحي كمپرسور داراي محدوديتهايي 

ميباشد.‏ اين محدوديت به عوامل متعددي بستگي دارد كه عمده ترين آن روغن كاري شدن ‏(و 

يا نشدن)‏ سيلندر و تأثير آن برروي عمر مفيد رينگها ميباشد.‏ براي كمپرسورهاي فاقد روغن 

كه از رينگهاي گرافيتي و يا تفلن گرافيتي استفاده ميشود حداكثر سرعت متوسط مجاز در 

طراحي كمپرسور ٣,٤-٣ متر در ثانيه بوده،‏ حال آنكه مقدار فوق براي كمپرسورهايي كه سيلندر 

آن روغنكاري ميشود تا بيش از ٤ متر بر ثانيه نيز ميرسد.‏ با توجه به محدوديت فوق در 

دست يابي به ظرفيت ثابت كمپرسور،‏ سعي ميشود كه تركيب مطلوبي بين كورس،‏ 

قطر 

سيلندر و سرعت دوراني كمپرسور انتخاب شود تا كمپرسور داراي حداكثر كارآئي و كمترين 

استهلاك گردد.‏ 

در يك سرعت ثابت،‏ كورس و سرعت دوراني با يكديگرنسبت عكس دارند.‏ ظرفيت كمپرسور 

طبق رابطه 

S× D 

(٤-١) با ٢ 

صورت S × Dþ 

متناسب ميباشد.‏ اگر سرعت خطي پيستون ثابت باشد،‏ در اين 

ثابت مي ماند.‏ بنابراين در ظرفيت ثابت كمپرسور براي كاهش كورس پيستون،‏ 

بايد سرعت دوراني آن را افزايش داد.‏ بديهي است كه با كاهش كورس پيستون ابعاد كمپرسور 

و بدنبال آن قيمت كمپرسور كاهش مييابد.‏ به همين خاطر اكثر سازندگان كمپرسور سعي بر 

اين دارند كه براي حفظ ظرفيت كمپرسور،‏ سرعت دوراني آن را افزايش دهند.‏ در ادامه بحث 

لازم است كه تغييرات نيرو و شتاب در كمپرسور نيز مورد بررسي قرار گيرد.‏ 

شتاب پيستون كه مشتق سرعت ميباشد نيز شكل سينوسي داشته ولي با سرعت پيستون ٩٠ 

درجه اختلاف فاز دارد.‏ بنابراين ميزان شتاب در مواردي كه سرعت به حداكثر خود ميرسد

مباني كمپرسورها ٤٨ 


‏(نقطه ميانه كورس)‏ صفر بوده و در عوض در نقاط مرگ فوقاني و تحتاني به حداكثر خود 

ميرسد.‏ تغييرات سرعت و شتاب پيستون در شكل (١٨-٤) نشان داده شده است.‏ 

بنابراين،‏ 

شكل (١٨-٤): منحني تغييرات شتاب و سرعت پيستون 

در حالتي كه سرعت متوسط پيستون ثابت فرض شود،‏ سرعت دوراني و كورس 

پيستون با يكديگر نسبت عكس دارند،‏ لذا اگر كورس پيستون نصف شود،‏ سرعت دوراني آن را 

بايد دو برابر كرد.‏ از طرفي با دو برابر كردن سرعت دوراني كمپرسور و بدون تغيير كورس 

پيستون،‏ شتاب آن ٤ برابر افزايش مييابد.‏ 

در يك كمپرسور با ظرفيت ثابت با كاهش كورس و افزايش سرعت،‏ نيروهاي وارده برروي 

قطعاتي كه داراي حركت تناوبي ميباشند ‏(نظير پيستون،‏ شاتون،‏ شافتهادي،‏ شافت پيستون و...)‏ 

افزايش يافته و اين امر منجر به افزايش بار وارده بر كليه قطعات مربوطه منجمله ميل لنگ 

ميشود.‏ 

بديهي است كه باافزايش سرعت كمپرسور،‏ شتاب گازي كه از طريق سوپاپ بايد وارد سيلندر 

شود نيز افزايش مييابد كه اين امر بنوبه خود افزايش افت فشار گاز در اثر اصطكاك را در 

برخواهد داشت.‏ 

افزايش قطر سيلندر،‏ تأثيري روي سرعت و شتاب پيستون نداشته ولي در عوض باعث افزايش 

حجم جارو شده توسط پيستون ‏(با توان دوم)‏ ميگردد.البته ذكر اين نكته ضروري است كه 

افزايش قطر پيستون منجر به افزايش وزن آن گرديده و لذا بار وارده بر ياطاقانها افزايش 


از سوي ديگر با افزايش قطر پيستون،‏ محيط آن نيز افزايش يافته و همين امر باعث افزايش 

فرسايش رينگ و ميزان نشتي گاز از كناره رينگها ميگردد.‏ 

امروزه در توليد كمپرسورها سعي 

بر اين است كه كورس آن را كاهش داده و قطرپيستون و سرعت آن را افزايش دهند.‏ استفاده 

از آلياژهاي سبك براي كاهش وزن پيستون و ساير قطعات متصل به آن يكي از راههاي مطلوب 

براي نيل به اهداف فوق ميباشد.‏

مباني كمپرسورها ٤٩ 


:٤-٧ سوپاپها Valves 

سوپاپهاي مورد استفاده در كمپرسورها،‏ يك شير يك طرفه است كه درحالت عادي(فشاردو 

طرف آن يكسان باشد)‏ بسته بوده ودر صورت وجود اختلاف فشاردردوسمت آن ‏(مشروط به 

اينكه جهت تأثير نيروي ناشي از فشارگاز درجهت مخالف تأثير نيروي فنر باشد)‏ باز ميشود.‏ البته 

در موارد خاصي ‏(نظير كمپرسورهاي كوچك)‏ از يك قطعه بادامكي شكل ‏(نظير ميل سوپاپ در 

ماشينها)‏ براي باز نمودن سوپاپ استفاده ميشود.‏ 

سوپاپها بحراني ترين قطعه در كمپرسورهاي رفت و برگشتي ميباشند.‏ اين قطعه بيشترين تأثير 

را روي عملكرد كمپرسور داشته و به همين خاطر هرگونه خرابي در آن ميتواند بشدت 

كارآئي كمپرسور را كاهش دهد.‏ هر سوپاپ ‏(مكش و يا دهش)‏ در هر سيكل تراكم يك بار باز و 

يك بار بسته ميشود،‏ مثلا ً در يك 

كمپرسور يك مرحله اي يك طرفه كه با سرعت دوراني ١٠٠٠rpm كار ميكند،‏ در هر شيفت 

كاري هشت ساعته هر سوپاپ‎٩٦٠,٠٠٠‎ مرتبه باز و بسته ميشود.‏ به همين خاطر بشدت در 

معرض استهلاك و فرسايش قرار دارند.‏ بالا بودن شدت كاردر سوپاپها و نوساناتي كه در شرايط 

بهره برداري از كمپرسور وجود دارد،‏ باعث ميشود كه نتوان زمان سرويس و تعمير آن را 

تخمين زد.‏ بعنوان مثال در بعضي از واحدها ممكن است در حد هر سه ماه يكبار بوده و در جاي 

ديگر تا سالي يكبار نيز برسد.‏ البته در موارد استثنائي ممكن است كه عمر سوپاپ به چند سال هم 

برسد.‏ در يك جمع بندي كلي توصيه ميشود كه سوپاپها در هر ‎٤٠٠٠‎ساعت يكبار بازرسي و 

سرويس گردند.‏ در شكل (١٩-٤) نمائي ساده از سوپاپها مكش و دهش نشان داده شده است.‏ 

شكل ‏(‏‎٤-١٩‎‏)نمائي از ساده از سوپاپها مكش و دهش 

جنس قطعات سوپاپها بايستي طوري انتخاب شوند كه دوام آن زياد بوده وسازگاري لازم راباگاز 

مورد تراكم داشته باشد.‏ محل نصب آن بايستي به نحوي باشد كه به سهولت قابل بازوبسته 

كردن وسرويس بوده،‏ لذا عموما"‏ در قسمت بيروني سيلندرها قرار داده ميشوند.‏

مباني كمپرسورها ٥٠ 


طراحي سوپاپ بايد به نحوي صورت گيرد كه هيچگاه پرسنل تعمير كننده نتواند به طور 

اشتباهي آن را نصب نمايد.‏ سوپاپهاي مكش ودهش از لحاظ ظاهري بايستي داراي مغايرتهائي 

باشندتا اشتباها"‏ به جاي يكديگر بسته نشوند وعلاوه برآن نياز به بازكردن آن درهنگام جاگذاري 

نباشد.‏ 

سوپاپها بدون اغراق ميان تمامي قطعات موجود در كمپرسور درمعرض بيشترين صدمات 

ميباشند وبه همين خاطر بيشترين توجه اپراتورها وتعميركاران بايد متوجه اين قطعه باشد.‏ 

تحقيقات انجام شده برروي توقفات كمپرسورها نشان ميدهد كه حدود ٤٠-٣٥ درصد توقفات 

كمپرسورها به خرابي سوپاپهاي آن مرتبط مي باشد.‏ سوپاپها نسبت به حضور مايعات وذرات 

جامد شديدا"‏ حساس بوده وهمين عوامل مهمترين دليل شكسته شدن صفحات و فنرهاي سوپاپ 

ميباشند.‏ هنگامي كه صفحه سوپاپ بلند ميشود قادراست كه در يك كورس بدفعات به حفاظ و 

نشستگاه سوپاپ ضربه بزند.‏ اين پديده را بال زدن سوپاپ(‏ (Valve Fluttering مينامند كه 

عامل مهمي در شكسته شدن صفحات سوپاپ ميباشد.‏ 

گازهاي با جرم مولكولي كم ‏(نظير هيدروژن)‏ عامل اصلي بروز اين پديده در سوپاپها بوده 

وكنترل آن بوسيله محدود كردن ميزان بلند شدن صفحه سوپاپ(‏Lift‏)‏ امكان پذير است كه در 

نهايت ميتواند موجب كنترل سرعت جريان گازدر سوپاپ گردد.‏ 

براساس دستورالعمل API سرعت گاز در سوپاپهاي كمپرسورهاي دو طرفه بايد نصف سرعت 

گاز در سوپاپهاي كمپرسورهاي يك طرفه باشد.‏ براساس همين دستورالعمل سرعت جريان گاز 

در سوپاپهاي كمپرسورهايي كه براي تراكم گاز با جرم مولكولي 

(٢٠ = M) مورد استفاده قرار 

ميگيرند،‏ بايد حداكثر ١٨ متر در ثانيه باشد حال آنكه براي گازهاي سبكتر 

ميتواند تا‎٣٥‎ متر در ثانيه نيز برسد.‏ 

‏(مثلا"‏ = ٧ (M 

روشهائي كه امروزه براي طراحي سوپاپها مورد استفاده قرار ميگيرند عموما"‏ براساس قوانين 

آئروديناميك وترموديناميك ميباشند تانتايج تجربي.‏ اين روش در سالهاي اخير نتايج مطلوبي 

داده و موجب افزايش راندمان كمپرسور گرديده است.‏ 

سوپاپهاي مكش و دهش بايستي در فشار دهش آب بند باشند.‏ آب بند كردن سوپاپ مكش 

جهت جلوگيري از خروج گاز از سيلندر در مرحله تراكم بوده ولي آب بند كردن سوپاپ دهش 

براي ممانعت از نشت گاز بدرون سيلندر در مرحله مكش ميباشد.‏ 

افت فشار گاز در هنگام عبور از سوپاپ مكش،‏ باعث كاهش دانسيته آن گرديده كه در نهايت 

منجر به كاهش دبي جرمي كمپرسور ميشود.‏ افت فشار در اثر عبور گاز از درون سوپاپ 

دهش باعث ميشود تا كمپرسور براي بازكردن سوپاپ و تخليه گاز به قسمت دهش،‏ فشاري 

بيشتر از فشار واقعي قسمت دهش در داخل سيلندر ايجادنمايد.‏ از سوي ديگر با توجه به مطالبي

مباني كمپرسورها ٥١ 


كه قبلا ً در مورد فضاي مرده گفته شد كانالهاي زير قسمت آب بند كننده سوپاپ و مجرائي كه 

سوپاپها در آن نصب شده اند بخشي از فضاي مرده كمپرسور را تشكيل ميدهند.‏ در يك جمع 

بندي كلي،‏ از دست رفت انرژي در سوپاپها،‏ افزايش فضاي مرده و نياز به سرويس و 

تعميرنگهداري آن جزء معايب بكارگيري از سوپاپ در كمپرسورهاي پيستوني ميباشند.‏ مواردي 

كه در ساير انواع كمپرسورها ‏(نظير دوراني و گريزازمركز)‏ وجود ندارد.‏ 

خنثي كردن ضربات مربوط به باز و بسته شدن سوپاپها (Damping) اهميت بسياري زيادي دارد.‏ 

در عملكرد سوپاپ سعي براين است كه هر چه سريعتر باز و يا بسته شوند.‏ همين امر ممكن 

است پديده شناور شدن (Bounce) را در بر داشته باشد.‏ اين پديده موجب افزايش نشتي گاز و 

فرسايش زودرس سوپاپ خواهد شد.‏ به همين خاطر طراحان سوپاپ سعي بر اين دارند كه اين 

پديده را بنحوي خنثي ساخته و يا حداقل عوارض آن را كاهش دهند.‏ خواص فيزيكي گاز ‏(جرم 

مولكولي آن)‏ و ميزان بلند شدن صفحه سوپاپ(‏ (Lift نيز برروي شدت اين پديده تأثير 

ميگذارند.‏ به همين خاطر در صورت تغييرات شديد در كيفيت گاز مورد تراكم لازم است كه 

اصلاحات لازم برروي طراحي صفحه سوپاپ صورت پذيرد.‏ مثلا ً اگر كمپرسوري براي تراكم 

هيدروژن ‏(با جرم مولكولي ٢) مورد استفاده قرار ميگيرد،‏ ميزان بلند شدن صفحه سوپاپ آن 

بايد در مقايسه با كمپرسوري كه براي تراكم هوا ‏(با جرم مولكولي ٢٩) انتخاب شده است بسيار 

كمتر باشد.‏ 

در شكل (٦-٤) تأثير افت فشار در سوپاپ و نيروي مقاومت فنر آن و در شكل 

(٧-٤) تأثير 

فضاي مرده برروي دياگرام P-V بطور مختصر مورد اشاره قرار گرفت.‏ با توجه به اهمت 

عوامل فوق برروي عملكرد كمپرسورهاي تناوبي لازم است تا بررسي جامعتري در اين زمينه 

صورت پذيرد كه در ادامه اين بخش بدان اشاره خواهد شد.‏ 

١-٧-٤ - بررسي دياگرام P-V در كمپرسورهاي پيستوني 

بلحاظ وجود عواملي نامطلوب در زمان بهرهبرداري از كمپرسورها ، نمودار P–V آن با آنچه كه 

در قسمتهاي قبلي بدان اشاره شد تفاوتهاي چشمگيري داشته و از آنجائي كه اين عوامل بر 

عملكرد كمپرسورهاي پيستوني تأثيرات نامطلوبي باقي ميگذارند،‏ لازم است كه در اين قسمت 

بطور جامع مورد بررسي قرار گرفته و راهحل مناسب براي كاهش عوارض آن بر عملكرد 

كمپرسورهاي پيستوني انتخاب شود.‏ 

الف)‏ فضاي مرده 

Clearance Volume 

هرچند كه طراحان كمپرسورهاي پيستوني علاقمندند تا در هنگامي كه پيستون به نقطه مرگ 

فوقاني خود ميرسد تمامي گاز متراكم شده در بالاي پيستون به قسمت دهش تخليه شود ولي 

شرايط واقعي بهرهبرداري از كمپرسور عملا ً اجراي چنين نظري را غيرممكن ساخته و همواره

مباني كمپرسورها ٥٢ 


:١ 

بخاطر وجود فضاي مرده در بالاي سيلندر مقداري گاز متراكم شده در سيلندر باقي ميماند.‏ 

فضاي مرده در بخش(‏‎٤-٤‎‏)‏ مورد اشاره قرار گرفته و در اين قسمت بذكر عوامل بوجود 

آورنده فضاي مرده اكتفا ميشود.‏ 

از آنجائي كه در زمان بهرهبرداري از كمپرسور قطعات داخلي آن شامل شاتون،‏ شافت پيستون،‏ 

پيستون،‏ شافتهادي و … گرمتر از دماي اوليه ميگردد،‏ همين امر موجب افزايش طول قطعات 

فوق گرديده و جهت جلوگيري از برخورد پيستون با سرسيلندر لازم است كه لقي مناسب در 

بالاي سرسيلندر پيشبيني شود.‏ 

حضور سوپاپهاي مكش و دهش در قسمت سرسيلندر و وجود فضاي آزاد در قسمت زيرين 

صفحه سوپاپ تا سطح بيروني نشستگاه سوپاپ Seat) (Valve باعث ايجاد فضاي مرده در اين 

قسمت ميشود.‏ 

از آنجائي كه قطر خارجي پيستون از قطر داخلي سيلندر كمتر ميباشد فضاي بين لبه بالائي 

رينگ تراكم فوقاني تا بالاي پيستون را بايد جزء فضاي مرده محسوب كرد.‏ 

فضاي مرده ضمن آنكه باعث تله افتادن مقداري از گاز متراكم شده در سيلندر ميگردد،‏ 

موجب تأخير در باز شدن سوپاپ مكش در مرحله انبساط گشته و به همين خاطر بر راندمان 

حجمي كمپرسور تأثير نامطلوب ميگذارد.‏ شركتهاي سازنده كمپرسور بر حسب شرايط 

طراحي و بهرهبرداري كمپرسور همواره سعي بر آن دارند تا مقدار C ‏(درصد فضاي مرده)‏ را 

حتيالامكان كاهش دهند.‏ با اين وجود مقدار C در كمپرسورهاي صنعتي عمدتا ً بين ٥-١٢ درصد 

و در موارد خاصي ممكن است به ١٥ درصد نيز برسد.‏ در شكل(‏‎٤-٧‎‏)‏ تأثير فضاي مرده بر روي 

دياگرام -P V نشان داده شده است.‏ 

ب)‏ از دست رفتن انرژي در سوپاپها 

دركمپرسور ايدهال فرض بر اين است هنگامي كه فشار درون سيلندر به فشار خط دهش رسيد 

سوپاپ دهش باز شده و يا هنگامي كه فشار درون سيلندرمعادل فشارلوله مكش گرديد،سوپاپ 

مكش باز شود.درچنين حالتي نمودار –P V مشابه شكل (٧-٤) ميشود.‏ ولي شرايط واقعي در 

كمپرسور بنحوي است كه عملا ً امكان بروز چنين حالتي ميسر نبوده و بنابه دلايل زير نمودار 

-P V در حالت واقعي بصورت شكل (٢٠-٤) در ميآيد.‏ 

انرژي لازم جهت غلبه بر نيروي فنر 

با توجه به تعريف بعمل آمده از سوپاپ،‏ بسته بودن آن در حالت عادي ‏(تساوي فشار در دو 

سمت آن)‏ بخاطر وجود فنر در آن ميباشد.‏ بديهي است همين امر باعث ميشود تا سوپاپهاي 

مكش و دهش در حالت تعادل فشار در سيلندر با قسمتهاي مكش و دهش باز نگردد.‏ سوپاپ 

مكش هنگامي باز ميشود كه فشار درون سيلندر در مرحله انبساط تا حدي از فشار قسمت مكش

مباني كمپرسورها ٥٣ 


كمتر بوده تا اختلاف آن قادر باشد بر نيروي فنر غلبه كند.‏ به همين خاطر بازشدن سوپاپ مكش 

بجاي فشار 

P در فشار S ١ P S 

داشته و بازشدن سوپاپ دهش بجاي فشار 

صورت ميگيرد.‏ مشابه اين پديده در مورد سوپاپ دهش وجود 

P d١ 

P d درفشار 

صورت ميپذيرد.‏ 

شكل (٢٠-٤): نمودار -P V واقعي 

علاوه برآن قوي بودن فنر ميتواند باعث بروز جريان برگشتي در سوپاپ و برخورد توام با 

ضربه آن با نشستگاه شده كه در نهايت ميتواند منجر به شكستن صفحه سوپاپ و فرسايش 

نشستگاه گردد.‏ 

به همين خاطر سازندگان كمپرسورها در انتخاب فنر همواره سعي بر آن دارند تا از فنر 

ضعيفتر استفاده نمايند.‏ اين اقدام ضمن كاهش انرژي مصرفي براي بازكردن سوپاپ مانع از 

بروز تأخير در باز و بسته شدن سوپاپ ميگردد.‏ در عوض بايد دقت شود كه فنر انتخاب شده 

آنچنان ضعيف نباشد كه بر كيفيت آب بندكنندگي سوپاپ در زمان بسته بودن آن تأثير 

نامطلوب بگذارد.‏ 

:٢ 

از دست رفت انرژي ناشي از اصطكاك 

جريان گاز از درون سوپاپ و برخورد آن با جداره سوپاپ با اصطكاك توام بوده و باعث از 

دست رفت انرژي خواهد شد.‏ از سوي ديگر مسير جريان گاز در سوپاپ با تغيير سطح مقطع و 

تغيير جهت بردار سرعت توام بوده و همين امر افت فشار را بدنبال خواهد داشت.‏ از دست 

رفت انرژي در اثر پدپدههاي فوق با مربع دبي ‏(يا سرعت)‏ گاز مرتبط ميباشد.‏ عموما ً سوپاپ 

در زماني باز ميشود كه سرعت پيستون در نزديكي حداكثر سرعت خود قرار داشته و به همين 

خاطر از دست رفت انرژي در اثر بالابودن سرعت گاز زياد بوده ولي بتدريج كم شده تا سوپاپ 

بسته شود ‏(سرعت گاز به صفر برسد).‏

مباني كمپرسورها ٥٤ 


بروز عوامل فوق باعث ميشود تا عمل تراكم در كمپرسور در حدي صورت پذيرد كه بر دست 

رفت انرژي در سوپاپ دهش نيز غلبه كند و به همين خاطر سوپاپ دهش عملا ً در نقطه 

B ٢ باز 

ميشود.‏ مشابه حالت فوق موجب بروز تأخير در بازشدن سوپاپ مكش گرديده و عملا ً در فشار 

P S ٢ باز ميشود.‏ 

هرگونه كاهش در فشار مكش و افزايش در فشار دهش موجب افزايش نسبت تراكم گرديده 

كه در نهايت منجر به كاهش راندمان حجمي ‏(كاهش ظرفيت كمپرسور)،‏ افزايش توان مصرفي،‏ 

افزايش درجه حرارت گاز خروجي از كمپرسور،‏ كاهش عمر مفيد سوپاپ و افزايش هزينههاي 

تعمير و نگهداري خواهد شد.‏ 

همان طوري كه قبلا ً گفته شد،‏ سطح زير منحني P-V نشان دهنده كار مصرفي در تحول تراكم 

ميباشد.‏ سطح زير منحني ABCD كار مفيد انجام شده بر روي گاز بوده،‏ سطح زير منحني 

BB C ١ 

BB CB 

٢ ١ 

از دست رفت انرژي جهت غلبه بر نيروي فنر در سوپاپ دهش،‏ سطح زير منحني 

از دست رفت انرژي ناشي از جريان گاز از درون سوپاپ دهش ميباشد.‏ 

به همين ترتيب سطح زير منحني 

سوپاپ مكش و سطح منحني 


ADD ١ 

AD DD 

٢ ١ 

از دست رفت انرژي ناشي از غلبه بر نيروي فنر در 

از دست رفت انرژي ناشي از جريان گاز در سوپاپ مكش 

از دست رفت انرژي در سوپاپ مكش در مقايسه با سوپاپ دهش تأثير بيشتري بر روي عملكرد 

كمپرسور باقي ميگذارد.‏ اين امر بويژه در كمپرسورهايي كه فشار مكش آن نسبتا ً پائين 

ميباشد داراي عوارض نامطلوب بيشتري خواهد بود.‏ چرا كه نسبت 

P S درصد بيشتري را نشان خواهد داد.‏ 

∆P 

P S 

بلحاظ پائين بودن 

امروزه شركتهاي سازنده سوپاپ جهت افزايش كارآئي و عمر مفيد سوپاپها تدابير متعددي را 

اتخاذ ميكنند كه عمدهترين آنها بشرح زير ميباشد:‏ 

١- استفاده از فنر با حداقل تنش مورد نياز 

٢- طراحي آئروديناميكي مجاري جريان گاز در سوپاپ 

٣- صيقلي نمودن سطح جريان گاز در سوپاپ 

٤- افزايش سطح مقطع جريان گاز در سوپاپ جهت كاهش سرعت جريان گاز درآن.‏ 

اين امر از طريق افزايش سطح كانالهاي جريان گاز در سوپاپ و افزايش كورس 

(Lift) سوپاپ 

امكان پذير ميباشد.‏ البته هريك از دو روش فوق داراي عوارض نامطلوب مربوط به خود 

خواهد بود.‏ افزايش كورس سوپاپ باعث افزايش سرعت جابجاشدن صفحه سوپاپ و نهايتا ً 

افزايش ضربات در زمان تماس با نشستگاه سوپاپ ميگردد كه همين امر كاهش عمرمفيد 

قطعات فوق را در بر خواهد داشت.‏

و)‏ 

مباني كمپرسورها ٥٥ 


براي افزايش سطح آزاد مجاري گاز در نشستگاه سوپاپ لازم است كه سوپاپ با ابعاد بزرگتر 

ساخته شده و همين امر ضمن افزايش قيمت سوپاپ،‏ محدوديت در فضاي جاگذاري سوپاپ،‏ 

افزايش فضاي مرده را بدنبال خواهد داشت.‏ با ثابت نگهداشتن قطر سوپاپ،‏ ا فزايش سطح آزاد 

جريان گاز از سوپاپ از طريق كاهش ضخامت ديوارههاي نگهدارنده آن ميسر ميباشد كه 

كاهش مقاومت سوپاپ را بدنبال خواهد داشت.‏ 

٥- استفاده ازصفحات سوپاپ ازجنس غيرفلزي نظير تفلن 

Poly Ether Ether ) PEEK 

PTFE) 

(Keytone جهت افزايش عمرمفيد قطعات سوپاپ در مقابل ضربه.‏ اين تركيبات براي دماهاي بالا 

(٢٥٠ درجه سانتيگراد)‏ مناسب نميباشد.‏ سوپاپهاي با طراحي مطلوب داراي مشخصههاي زير 

ميباشند:‏ 

١- حداكثر سطح مقطع جريان گاز با كمترين محيط ترشده 

(Wetted Perimeter) 

٢- حداقل تغيير جهت بردار سرعت جريان گاز در زمان عبور از سوپاپ 

٣- صيقلي بودن مطلوب سطوح ترشده آن 

٤- حداقل كورس صفحه سوپاپ 

٥- سبك بودن قطعات متحرك داخلي جهت تسريع در باز و بسته شدن 

٦- كم بودن فضاي مرده 

٧- حركت نرم و آرام حتي در سرعتهاي بالا 

٨- قيمت مناسب 

طراحي مطلوب و عملكرد مناسب آن تأثير بسزائي در كارآئي كمپرسورهاي پيستوني داشته كه 

عمدهترين آنها عبارتند از:‏ 

١- كاهش توقعات كمپرسور 

٢- كاهش 

انرژي مصرفي جهت تراكم گاز ‏(حتي تا ٣٠ درصد)‏ 

٣- كاهش درجه حرارت گاز خروجي از سيلندر 

٤- افزايش راندمان حجمي ‏(افزايش ظرفيت واقعي كمپرسور)‏ 

٥- كاهش هزينههاي تعميرات 

٢-٧-٤: انواع سوپاپهاي مورد استفاده در كمپرسورهاي پيستون 

امروزه برحسب شرايط بهرهبرداري از كمپرسور،‏ سوپاپها در طرحهاي متنوعي ساخته ميشوند.‏ 

در طراحي سوپاپها و انتخاب طرح مناسب،‏ عوامل متعددي نقش داشته كه عمدهترين آنها 

عبارتند از سرعت دوراني كمپرسور،‏ جرم مولكولي گاز مورد تراكم،‏ حضور ذرات جامد و مايع 

در گاز مورد تراكم،‏ قيمت،‏ قابليت اعتماد مورد نظر،‏ ظرفيت كمپرسور و....عمدهترين 

سوپاپهاي مورد استفاده در كمپرسورها عبارتند از:‏

مباني كمپرسورها ٥٦ 


١- سوپاپ از نوع سوپاپ اتومبيل 

٢- سوپاپهاي پرهاي يا بالهاي 

Poppet Type Valve 

Reed or Feather Type Valve 

-٣ سوپاپهاي كانالي Channel Type Valve 

٤- سوپاپهاي صفحهاي 

٥- سوپاپهاي ديسكي 

الف:‏ سوپاپهاي از نوع ماشين 

Plate Type Valve 

Disc or ring type valve 

(Poppet Type Valve) 

سوپاپهاي از نوع ((Poppet كه شبيه سوپاپ ماشين بوده و توسط ميل بادامك كار ميكنند 

بندرت در كمپرسورها مورد استفاده قرار ميگيرند،‏ چراكه اولا ً باعث افزايش پيچيدگي 

كمپرسور شده و ثانيا ً كند عمل ميكنند.اين سوپاپها فقط براي كمپرسورهاي با سرعت پائين 

مناسب ميباشند كه امروزه كمتر مورد توجه خريداران قرار دارند.‏ 

ب:‏ سوپاپهاي باله اي يا پره اي 

(Reed or Feather Valve) 

سوپاپهاي از نوع باله اي يا پره اي داراي ساختماني بسيار ساده هستند كه در آن از يك تيغه با 

حالت فنري در جلوي مجراي جريان گاز استفاده ميشود.‏ با اعمال فشار از سوي گاز،‏ تيغه فوق از 

جلوي مجراي گاز بلند شده و سوپاپ باز ميشود و با كاهش فشار ‏(و يا تساوي فشار در 

دوسمت آن)‏ سوپاپ بسته ميشود.‏ يكي از ويژگيهاي اين طرح در اين است كه سوپاپهاي 

مكش و دهش را ميتوان برروي يك بدنه بطور همزمان نصب كرد.‏ اين طرح سوپاپ براي 

كمپرسورهاي هوا و تبريد با ظرفيت پائين و سرعت دوراني بالا نظير كمپرسورهاي بسته 

(Hermetic) و نيمه بسته (Semi-Hermetic) مناسب ميباشد.‏ نمونههايي از سوپاپ پره اي در 

شكل (٢١-٤) نشان داده شده است.‏ پائين بودن سروصدا،‏ بالا بودن راندمان،‏ ارزاني و بالا بودن 

عمر مفيد مهمترين ويژگيهاي اين طرح ميباشد.‏ 

ج:‏ سوپاپ از نوع كانالي 

شكل (٢١-٤): سوپاپهاي از نوع پره اي 

(Channel Type Valve)

مباني كمپرسورها ٥٧ 


طرح ديگر سوپاپ كه در كمپرسورها مورد استفاده قرار ميگيرد،‏ طرح كانالي 

(Channel) 

ميباشد.‏ در سوپاپهاي كانالي تعدادي شيار مستقيم در بدنه سوپاپ ايجاد شده تا از طريق آن 

گاز بتواند از درون سوپاپ عبور نمايد.‏ در قسمت روبروي شيارها،‏ كانالهاي آب بند كننده با 

طراحي خاص قرار داشته تا صفحه سوپاپ فقط در جهت بالا و پائين و نه در ساير جهتها حركت 

كند.‏ صفحات سوپاپ در بين كانال و در پوش سوپاپ قرار داشته تا حركت عمودي كانال را در 

زمان باز شدن محدود كند.‏ سازگاري فنرها در داخل كانال اهميت زيادي داشته بنحوي كه 

تراكم فنرها بايد بنحوي باشد كه خارج شدن گاز از درون سوپاپ با عمل آرام سازي حركت آن 

(Damping) توام باشد 

‏(شكل ٢٢-٤). 

شكل (٢٢-٤): اجزاءسوپاپهاي كانالي 

در بين ديواره پوشش دهنده،‏ تعدادي شيار وجود داشته كه امكان جريان گاز از درون سوپاپ را 

در زمان باز شدن كانال توسط اختلاف فشار گاز در دوسمت صفحه آب بند كننده ميسر 

ميسازد 

د:‏ سوپاپ صفحه اي 

(Plate Type Valve) 

متداولترين طرح سوپاپ در كمپرسورها نوع صفحه اي Valve) (Plate ميباشد.‏ در اين طرح از 

يك صفحه كه داراي شيارهاي متحدالمركز ميباشد.براي آب بند كردن سوپاپ استفاده ميشود.‏ 

اين صفحات با قرار گرفتن در روبروي مجاري گاز در نشستگاه سوپاپ 

فشار از سوي گاز و يا نيروي فنر باز و بسته ميشوند.‏ در شكل 

صفحه اي نشان داده شده است.‏ 

فنر مورد استفاده در اين سوپاپها ميتواند از نوع صفحه اي 

(Conical) باشد.‏ جهت 

Seat) (Valve با اعمال 

(٤-٢٣) 

(Plate Spring) 

نمونه اي از سوپاپ 

و يا مخروطي 

كنترل شرايط شناور شدن صفحه سوپاپ در سرعتهاي بالا،‏ از صفحه 

ضربه گير Plate) (Damping استفاده ميشود.‏ اين صفحه در عين حال با كاهش اينرسي صفحه 

سوپاپ موجب كاهش فرسايش صفحه سوپاپ ميگردد.‏ تعيين ميزان كورس صفحه سوپاپ 

بعهده واشر كورس washer) (Lift ميباشد كه بر حسب طراحي سوپاپ در حد فاصل نشستگاه

مباني كمپرسورها ٥٨ 


و حفاظ سوپاپ قرار ميگيرد.‏ در شكل (٢٤-٤) مجموعه اي از قطعات يك سوپاپ صفحه اي نشان 


سوپاپهاي صفحهاي از اجزاء زير تشكيل شده است:‏ 

١- نشستگاه سوپاپ 

Valve seat 

وظيفه اين قطعه آببند كردن سوپاپ در هنگام بسته بودن و تأمين مجراي جريان گاز ميباشد.‏ 

٢- صفحه سوپاپ 

Valve plate 

-٣ 

عمل آببند كردن سوپاپ بين اين قطعه و نشستگاه سوپاپ صورت ميگيرد.‏ اين قطعه 

آسيبپذيرترين جزء سوپاپ بوده و صيقلي بودن سطح آن و بخشي از نشستگاه كه درتماس با 

آن ميباشد از اهميت بالايي برخوردار است.‏ 

فنر ‏(فنرها)‏ 

Springs 

وظيفه فنر،‏ بسته نگهداشتن سوپاپ در مواقعي است كه فشار در دوسمت سوپاپ برابر باشد.‏ 

شكل (٢٣-٤): سوپاپ از نوع صفحه اي 

-٤ صفحه ضربهگير Damping plate 

شكل (٢٤-٤): اجزاء تشكيل دهنده سوپاپ صفحه اي 

بكارگيري از صفحه ضربهگير در سوپاپ اجباري نبوده و هدف از بكارگيري از آن كاهش اينرسي 

صفحه سوپاپ و كاهش ضربه وارده بر صفحه سوپاپ و نشستگاه آن ميباشد.‏ 

٥- واشر كورس 

Lift washer 

كورس سوپاپ ‏(فاصلهاي كه صفحه سوپاپ در طي باز و بسته شدن طي ميكند)‏ بوسيله 

واشركورس مشخص ميگردد.‏ در سوپاپهايي كه براي گازهاي سبك نظير هيدروژن بكار گرفته 

ميشود ميزان كورس سوپاپ بايد حتيالاامكان كم بوده تا پديده بالزدن 

بوقوع نپيوندد.‏ 

(Valve flutering) 

-٦ حفاظ سوپاپ Valve Guard

مباني كمپرسورها ٥٩ 


اين قطعه بكمك نشستگاه سوپاپ،‏ ساير قطعات سوپاپ را در بين خود نگهداري ميكند.‏ 

-٧ پين Pin 

هدف از بكارگيري از پين جلوگيري از جابجائي و چرخش قطعات داخلي سوپاپ ميباشد.‏ 

٨- پيچ و مهره 

Screw & Nut 

هممحور نمودن و بسته نگهداشتن قطعات سوپاپ بكمك پيچ و مهره صورت ميگيرد.‏ از آنجائي 

كه سوپاپ در معرض ضربات متوالي در هنگام باز و بسته شدن قرار دارد،مهره مورداستفاده از 

آن بايد از نوع شياردار و يا قفل شونده Nut) (Locking باشد تا در طي بهرهبرداري از سوپاپ 

مهره شلنشده و به كمپرسور آسيب نرسد.‏ 

ه-‏ سوپاپ ديسكي ‏(حلقه اي)‏ 

Disc (ring) type valve 

گاهي اوقات ميتوان از تعدادي حلقه دايره اي شكل بجاي صفحه سوپاپ استفاده كرد كه در اين 

صورت سوپاپ را از نوع ديسكي(‏ (Disc Valve مينامند.‏ اين صفحات توسط تعدادي فنر 

مخروطي(‏ (Conical به نشستگاه سوپاپ Seat) (Valve ميچسبد.‏ سوپاپ حلقه اي داراي سطح 

مقطع آزاد بيشتري در مقابل جريان گازدرمقايسه بانوع صفحه اي ميباشد.‏ در شكل 

(٤-٢٥) 

نمونه اي از سوپاپهاي مكش ودهش ازنوع حلقه اي نشان داده شده است.در اين طرح تنشهاي 

حرارتي از نوع صفحه اي كمتر بوده و به همين خاطر عمر مفيد آن بيشتر است.‏ 

٣-٧-٤: علائم خرابي سوپاپ 

شكل (٢٥-٤): سوپاپهاي مكش و دهش از نوع حلقه اي 

سوپاپ را بايد سختكارترين و بحرانيترين قطعه در كمپرسورهاي تناوبي دانست.‏ بنابراين 

بازرسي و سرويس و نگهداري و تعميرات آن بايد بطور منظم و توسط افراد خبره در اين زمينه 

صورت پذيرد.‏ هرچند كه غالبا ً شركتهاي سازنده كمپرسور در دفترچه راهنماي تعمير و

مباني كمپرسورها ٦٠ 


نگهداري كمپرسور دورههاي زماني مناسب را براي بازرسي و تعميرات سوپاپها اعلام ميكنند 

ولي شايد بتوان آن را بصورت حداكثر زمان توصيه شده براي بازرسي سوپاپ عنوان كرد.‏ 

شرايط بهرهبرداري و مشخصههاي گاز مورد تراكم ميتوانند بر روي دورههاي بازرسي سوپاپ 

تأثير بگذارند كه عمدهترين آنها عبارتند از:‏ 

١- كيفيت گاز مورد تراكم از نظر حضور مايع و ذرات جامد 

٢- درجه حرارت گاز خروجي از سيلندرها 

٣- قابليت تشكيل دوده توسط روغن مورد استفاده در كمپرسور 

٤- كيفيت رينگها،‏ سطح سيلندر و پيستون 

در هر حال اپراتورها و تعميركاران بايد همواره نسبت به خرابي سوپاپها حساس بوده و با 

مشاهده هريك از علائم زير نسبت به بازرسي و تعمير ‏(و يا تعويض)‏ سوپاپ معيوب اقدام نمايند.‏ 

اساسا ً سوپاپ معيوب به سوپاپي اطلاق ميشود كه بنابه هر دليلي،‏ در شرايط عادي ‏(تساوي فشار 

در دو سمت آن)‏ نشتي داشته باشد.‏ مهمترين علائم خرابي سوپاپها عبارتند از:‏ 

١- كاهش ظرفيت كمپرسور ‏(افزايش دوره زير بار بودن)‏ 

٢- گرم كردن گاز خروجي و درپوش سوپاپ 

٣- شنيدن صداي غيرعادي در سرسيلندر ‏(صدا ميتواند از نوع برخورد دو فلز باهم و يا عبور 

گاز از يك مجراي باريك باشد)‏ 

٤- غيرعادي بودن فشار بين مرحلهاي در كمپرسورهاي چند مرحلهاي 

٥- عمل كردن شير اطمينان بين مرحلهاي 

٦- نشتي گاز از فيلتر مكش ‏(در كمپرسورهاي هوا)‏ 

٤-٨ 

: عوامل موثر بر راندمان حجمي كمپرسورهاي پيستوني 

همانطوري كه قبلا"‏ گفته شد دبي حجمي كمپرسور همواره از حجم جابجائي قطعات متراكم 

كننده در كمپرسور ‏(نظير پيستونها)‏ كمترمي باشد.‏ علت اين امر رابايدعوامل زير دانست:‏ 

١) افت فشاردر قسمت مكش 

٢) گرم شدن گاز ورودي 

٣) انبساط گاز متراكم شده در فضاي مرده در مرحله مكش 

٤) نشتي گاز از درون سوپاپها،‏ كناره رينگها و...‏ 

٥) تراكم اضافي جهت باز كردن سوپاپ دهش 

از آنجائي كه هرگز نمي توان كمپرسوري ساخت كه فاقد فضاي مرده باشد،‏ لذا تازماني كه گاز 

متراكم شده در فضاي مرده تا فشاري كمترازفشار مكش منبسط نشود گازبدرون سيلندر وارد 

نمي شود.‏

مباني كمپرسورها ٦١ 


راندمان حجمي هر كمپرسور عبارت است از حجم گاز خارج شده از كمپرسور به حجم جابجائي 

پيستونهاي مرحله اول وبديهي است فضاي مرده مهمترين عامل مؤثر در آن ميباشد.‏ 

لازم به ذكراست كه كمپرسوري باراندمان حجمي بالاتر نمي تواند بطور قطعي بهتر از 

كمپرسوري باشد كه داراي راندمان حجمي كمتري است.‏ 

٤-٨-١ 

: حجم جابجائي پيستون و راندمان حجمي كمپرسور 

حجم جابجائي پيستون همان ظرفيت تئوريك يك سيلندرمرحله اول كمپرسور ميباشد كه به 

سطح مقطع مفيد پيستون مرحله اول،‏ كورس پيستون و سرعت دوراني كمپرسور بستگي دارد.‏ 

محاسبه ظرفيت تئوريك كمپرسورها ي يك طرفه و دو طرفه بر اساس روابط 

بدست ميآيند.‏ 

براي كمپرسورهاي دوطرفه باميل شاتون:‏ 

٤-١) تا (٤-٣ 

٢π 

Qt = S × N × 

٢ ٢ 

( D − d ) 

۴ 

(٤-٧) 

راندمان حجمي هر كمپرسور تناوبي را ميتوان از رابطه (٨-٤) بدست آورد.‏ 

د ركمپرسورهاي هوا عموما"‏ 

⎡ Z P 

η 

v 

= − ⎛ γ C 

⎝ ⎜ ⎞ 

⎟ ⎛ Z ⎠⎝ ⎜ ⎞ ١ ⎤ 

١ ٢ 

١ ⎢ ⎟ − ١⎥ 

⎣⎢ 

٢ 

P١ 

⎠ 

i ⎦⎥ 

( ٤- 

٨) 

ضريب تراكم پذيري گاز در قسمتهاي مكش ودهش 

فشار مطلق دهش 

فشار مطلق مكش 

درصد فضاي مرده 

نماي پولي تروپيك 

كه درآن:‏ 

Z , Z 

P ٢ 

P ١ 

١ ٢ 

= 

= 

C = 

γ 

= 

= 

مقدار ١,٣٥-١,٣= 

γ مورد استفاده قرار ميگيرد.‏ 

تذكر:‏ انديس (i) در رابطه (٨-٤) به اين خاطر است كه بايد بزگترين مقدار مربوط به نسبت 

تراكم را در يكي از مراحل كمپرسورهاي چند مرحله اي در اين رابطه منظور كرد.‏ البته از نظر 

تئوريك نسبت فوق در تمامي مراحل تراكم بايد يكسان بوده ولي در عمل ممكن است كه مقدار 

آن در مراحل مختلف تا حدودي متفاوت باشد.‏ تجربيات به دست آمده براي تمامي 

كمپرسورها نشان ميدهد كه ظرفيت واقعي كمپرسورها با احتساب راندمان حجمي براساس 

رابطه (٨-٤) كمتربوده واين امر نشان ميدهد كه عوامل ديگري را بايد در محاسبه راندمان 

حجمي منظور نمود يابه عبارت ديگر راندمان حجمي واقعي هر كمپرسور پيستوني از مقدار به 

دست آمده از رابطه (٨-٤) كمتر ميباشد.‏ 

بامراجعه مجدد به رابطه فوق ميتوان نتيجه گرفت كه اگر فضاي مرده (٠=C) باشد،‏ راندمان 

حجمي بايستي برابر ١ باشد ولي درعمل مقدارآن از ١ كمتر بوده وعملا"‏ حدود ٠,٩٧ ميباشد.‏

مباني كمپرسورها ٦٢ 


علت اين امر بروزپديده(‏ (Wire Drawing برروي گاز در حد فاصل قسمت مكش تا دهانه 

سوپاپ مكش كمپرسور ميباشد.‏ 

از سويي ديگر تأثير نشتي از كناره رينگها نيز بايد در رابطه فوق منظور گردد كه براي اين 

امربايستي از عددي مانند L كه به سيستم روغن كاري شدن ‏(و يا فشردن)‏ سيلندر بستگي دارد 

استفاده نمود.‏ 

تجربيات انجام شده دراين زمينه مقدار L را بصورت زير توصيه مينمايد:‏ 

سيلندرهايي كه روغن كاري ميشوند 

سيلندرهايي كه روغن كاري نمي شوند 

L = ٠,٠٥ - ٠,٠٦ 

L 

= 

٠,٠٩ - 

٠,١ 

باتوجه به موارد ذكرشده در بالا رابطه (٨-٤) را ميتوان بصورت زير اصلاح نمود:‏ 


µ 

v 

١ 

⎡ 

Z P γ 

= − ⎛ C L 

⎝ ⎜ ⎞ 

⎟ ⎛ ⎤ 

⎢ ١ 

Z ⎠⎝ ⎜ 

٢ 

⎞ 

٠٩٧ . ⎟ − ١⎥ 

− 

( ٤-٩) 

⎢ P ⎠ ⎥ 

٢ ١ 

⎣⎢ 

⎦⎥ 

Z çZ 

٢ ١ 

ضرايب تراكم پذيري گاز در قسمتهاي مكش و دهش ميباشد.‏ 

تذكر:‏ براي گازهاي ايده آل و يا گازهاي حقيقي در فشارهاي نسبتا ً پائين 

Z çZ 

٢ ١ 

فرض نمود.‏ در اين صورت رابطه (٩-٤) را ميتوان بصورت زير مورد استفاده قرار داد.‏ 

ونهايتا"‏ ظرفيت واقعي كمپرسور برابر است با:‏ 

را ميتوان يك 

Q 

١ 

⎡ 

P γ 

µ 

v 

= − ⎛ ⎤ 

⎢ C L 

⎝ ⎜ ٢ 

⎞ 

٠٩٧ . ⎟ − ١⎥ 

− 

( ٤-١٠) 

⎢ P ⎠ ⎥ 

١ 

⎣⎢ 

⎦⎥ 

= η . P 

(٤-١١) 

v 

d 

مثال (١-٤): مطلوبست محاسبه ظرفيت واقعي كمپرسوري يك مرحله اي دو طرفه با سيلندر 

روغن كاري شده در شرايط زير:‏ 

حل:‏ با توجه به رابطه 

= 

٠/١٥٢٤ 

m 

اينچ 

= 

٦ 

= 

٠,٣٠٤٨ 

m 

اينچ 

دوردردقيقه 

= 

١٢ 

٣٠٠ 

m 

درجه سانتيگراد 

٠,٠٦٣٥ 

بار 

بار 

= اينچ = 

٢,٥ 

قطر سيلندر 

كورس پيستون 

= سرعت دوراني 

قطر شافت پيستون 

C = %١٢ 

= 

co ٢ 

= 

١٧٢٠ 

٣٤٤٠ 

psia 

psia 

= ١١٧ 

= ٢٣٤ 

گاز 

فشار ورودي 

= 

= ٤٦/١ 

درجه فارنهايت ١١٥ 

فشار دهش 

= دماي ورودي 

γ Co 

٢ 

= 

١/٣ 

(٤-٢)

مباني كمپرسورها ٦٣ 


متر مكعب / ساعت 

٢ ٢ 

[ ( ) ( ) ] 

٠. ٣٠۴٨ × ٣٠٠ × ٣١۴ . × ٢ × ٠١۵٢۴ . − ٠. 

٠۶٣۵ 

P d 

= 

۴ 

٠,٥٧٥ و ٠,٣١٢ ميباشند.‏ 

× ۶٠ = ١٨٢. 

٧ 

براساس محاسبات انجام شده مقادير 

Z١, 

Z٢ 

به ترتيب برابر با 

بنابراين راندمان حجمي كمپرسور بر اساس رابطه (٩-٤) برابر است با:‏ 

لذا ظرفيت واقعي كمپرسور برابراست با:‏ 

ساعت 

⎡ 

η v 

= ٠٩٧ − ⎢ 

٠. 

٣١٢ 

× ⎛ ⎝ ⎜ ٢٣۴⎞ 

. 

⎟ 

⎢ ٠۵٧۵ . ١١٧⎠ 

⎣ 

١ 

١٣ . 

⎤ 

− ١⎥ 

⎥ × ٠١٢ . − ٠. ٠۵ = ٠. 

٩٣ 

⎦ 

متر مكعب / 

Q= P d 

× η v 

= ١٨٢. ٧ × ٠. ٩٣= 

١۶٩. 

٩ 

دريك جمع بندي كلي ميتوان نتيجه گرفت كه راندمان حجمي كمپرسور به عوامل زير بستگي 

دارد:‏ 

الف:‏ نسبت تراكم 

ب:‏ ضريب تراكم پذيري گاز (Z) در شرايط مكش و دهش كمپرسور 

ج:‏ در صد فضاي مرده.‏ 

د:‏ افت فشار ناشي از عبور گازها از درون سوپاپها 

س:‏ نشتي از كناره رينگها كه خود به روغنكاري شدن يا نشدن سيلندر،كيفيت سطح سيلندر،‏ 

كيفيت رينگها،‏ تعداد رينگها و...‏ بستگي دارد.‏ 

ش:‏ خواص فيزيكي گاز ‏(نماي پولي ترو پيك و دانسيته گاز)‏ 

ص:‏ ميزان گرم شدن گاز در حد فاصل دهانه مكش تا خروجي سوپاپ مكش 

ه:‏ ميزان رطوبت موجود در گاز مورد تراكم 

لازم به ذكر است كه در نسبت تراكمهاي بالا (١٥-٦)، تأثير فضاي مرده برروي راندمان حجمي 

از تأثيرافت فشار در سوپاپها بيشتر ميباشد.‏ حال آنكه در نسبت تراكمهاي متوسط 

(٦-٣) دو 

پديده فوق تقريبا ً بطور يكسان برروي راندمان حجمي تأثير ميگذارند و بالا خره در نسبت 

تراكمهاي كم ‏(كمتر از ٣) افت فشار در سوپاپها در مقايسه با فضاي مرده تأثير بيشتري برروي 

راندمان حجمي باقي ميگذارد.‏ 

٩-٤: خلاصهاي از ويژگيهاي كمپرسورهاي پيستوني 

١- اين كمپرسورها از نوع رفت و برگشتي بوده و لذا همواره مقداري نيروي متعادل نشده در 

آن باقي ميماند و به همين خاطر نياز به فوندانسيون سنگينتري دارند.‏ 

٢- ميزان لرزش در اين كمپرسورها در مقايسه با ساير انواع كمپرسورها ‏(دوراني و گريز از 

مركز)‏ بيشتر بوده و به همين خاطر امكان انتقال لرزش به ساير تجهيزات از طريق لولهها و 

فوندانسيون وجود دارد.‏

مباني كمپرسورها ٦٤ 


٣- اكثر اين كمپرسورها بصورت روانكاري شونده ساخته ميشوند ولي ممكن است در شرايط 

خاصي بصورت خشك ساخته شوند.‏ عدم روانكاري سيلندر موجب افزايش فرسايش رينگها،‏ 

كاهش راندمان و افزايش هزينههاي تعميراتي ميگردد.‏ در طرح شياري آن 

(Labyrinth) بعلت 

عدم بكارگيري از رينگ فرسايش رينگها منتفي بوده ولي بعلت نشت گاز از كناره پيستون،‏ 

راندمان حجمي آن ميتواند كمتر نيز باشد.‏ 

٤- بروز پديده موجدار شدن (Surging) در اين كمپرسورها منتفي است.‏ 

٥- تغيير جرم مولكولي گاز در قسمت مكش تأثيري روي عملكرد اين كمپرسورها باقي 

نميگذارد.‏ 

٦- فشار گاز خروجي از اين كمپرسورها مستقل از سرعت دوراني آن ميباشد.‏ 

٧- گاز خروجي از كمپرسور داراي ضربات (Pulse) بوده و به همين خاطر در صورت 

بهرهبرداري از چند كمپرسور پيستوني بطور موازي ميتواند باعث بروز مشكلاتي نظير تشديد 

(Resonance) گردد.‏ 

لذا در چنين حالتي بكارگيري از قطعات ضربهگير 

(Damping Element) 

در قسمت دهش ضروري است.‏ 

٨- راندمان آنها در مقايسه با ساير انواع كمپرسورها بالاتر بوده و امكان طراحي آن بصورت 

چندمرحلهاي با بكارگيري از خنككن بين مرحلهاي وجود داشته و به همين خاطر براي شرايط 

سخت بهرهبرداري كمپرسور مناسبي ميباشد.‏ 

٩- بكارگيري از سوپاپهاي مكش و دهش در اين كمپرسورها ضروري بوده و همين امر باعث 

كاهش كارآئي و افزايش خرابي و توقف در كمپرسور ميگردد.‏ مشكلات مربوط به سوپاپ 

بويژه در شرايطي كه فشار مكش پائين ميباشد از اهميت بيشتري برخوردار است.‏ 

١٠- كمپرسورهاي پيستوني داراي قطعات فرسايش زيادي نظير سوپاپها،‏ رينگهاي متراكم و 

روغني ‏(و ياهادي)،‏ ياطاقانها و … بوده و به همين خاطر به سرويس و نگهداري و تعميرات 

بيشتري در مقايسه با ساير انواع كمپرسورها نياز دارند.‏ 

١١- اين كمپرسورها نسبت به حضور مايع در گاز مورد تراكم حساس بوده و ميتواند باعث 

بروز مشكلاتي نظير خرابي سوپاپها،‏ كجشدن شاتون يا شافت پيستون و حتي بريدن ميللنگ 

گردد.‏ 

‎١٢‎‏-براي شرايطي كه فشار دهش بسيار بالا موردنظر باشد كمپرسور بلارقيبي بوده ولي از نظر 

ظرفيت براي دبي كم تا متوسط مناسب ميباشند.‏ 

١٣- سرعت دوراني آنها نسبتا ً پائين بوده و به همين خاطر اساسا ً ماشيني كم سروصدا ميباشد.‏ 

١٤- كنترل ظرفيت آنها به روشهاي مختلفي امكانپذير ميباشد كه در اين زمينه در مقايسه با 

ساير انواع كمپرسورها از تنوع بيشتري برخوردار است.‏

مباني كمپرسورها ٦٥ 


١٥- كمپرسورهاي پيستوني داراي فضاي مرده بوده و به همين خاطر راندمان حجمي آنها 

بويژه در نسبت تراكمهاي بالا،‏ پائين ميباشد.‏ به همين خاطر نميتوان از آن براي دستيابي به 

خلاء پائين استفاده كرد.‏ 

١٦- روانكاري قسمت انتقال قدرت ‏(ميللنگ و …) را ميتوان با روغنهاي مناسب و روانكاري 

قسمت تراكم آن را با روغن سازگار با گاز مورد تراكم و شرايط بهرهبرداري انجام داد.‏ به همين 

خاطر بسياري از مشكلات حضور روغن در گاز مورد تراكم را ميتوان بر طرف كرد.‏ 

١٧- محل خروج شافت از محفظه تراكم را ميتوان با سيستم آببند كنندة مناسب آببندي 

كرده و يا با بكارگيري از گاز خنثي آن را تحت فشار نگهداشت تا مانع از نشت گاز مورد تراكم به 

بيرون شد.‏

مباني كمپرسورها ٦٦ 


بخش پنجم:‏ 

كمپرسورهاي دوراني 

(Rotary Compressors)

مباني كمپرسورها ٦٧ 


١-٥: مقدمه:‏ 

كمپرسورهاي دوراني از نظر رفتاري جزء كمپرسورهاي جابجائي مثبت بوده ولي از ديدگاه 

نيروهاي وارد برآن همانند كمپرسورهاي گريزازمركز يك ماشين بالانس شده ميباشند.‏ 

مهمترين تفاوت كمپرسورهاي دوراني با كمپرسورهاي تناوبي كه هم خانواده ميباشند در 

حذف سوپاپها در كمپرسورهاي دوراني است.‏ اساسا"‏ درمقايسه با كمپرسورهاي تناوبي از نظر 

وزن،‏ سبكتربوده وبعلت حذف نيروهاي لرزاننده Forces) (Shaking به فوندانسيون سنگين 

نياز ندارند.‏ هرچندكه اين كمپرسورها داراي ساختمان نسبتا"‏ ساده تري در مقايسه با 

كمپرسورهاي تناوبي ميباشند،‏ بااين وجود از نظر طراحي داراي تنوع زيادي بوده ودر طرحهاي 

مختلفي ساخته ميشوند.‏ 

كمپرسورهاي دوراني را بايد پاسخ مناسبي براي دامنه اي ازكاربرد كمپرسورها در صنعت 

دانست كه در حدفاصل بين كمپرسورهاي تناوبي وگريزازمركز قرار ميگيرد.‏ ماشيني است 

مناسب براي نسبت تراكمهاي متغير ودامنه وسيعي از ظرفيت.‏ كمپرسوري كه ميتواند باسرعت 

متناسب با الكتروموتورهاي معمولي كارنموده وازنظر هزينه تعمير ونگهداري مشابه 

كمپرسورهاي گريزازمركز ميباشد،‏ بطوري كه هزينه تعميرنگهداري آن حدود يك سوم 

كمپرسورهاي تناوبي با ظرفيت مشابه ميباشد.‏ حذف سوپاپ دراين كمپرسورها بخش اعظمي 

از مشكلات وتوقفات مرتبطه راكه دركمپرسورهاي تناوبي وجودداردمنتفي 

ميسازد.دركمپرسورهاي دوراني حجم معيني از گاز در فضاي بين دو قطعه محبوس شده 

وسپس در اثر كاهش حجم فضائي كه گازدر آن گيرافتاده است،‏ فشارآن افزايش داده شده وبه 

سمت قسمت دهش هدايت ميشود.‏ سرعت گاز در طي فرآيند تراكم چندان بالا نبوده وهمين 

امرموجب جلوگيري از تأثير تحول پولي تروپيك در كمپرسور ميشود،‏ پديده اي كه در 

اثرنزديك شدن سرعت گاز به سرعت صوت در كمپرسورهاي گريزازمركز منشأ مشكلات 

زيادي ميباشد.‏ 

فشاركار اساسا"‏ دراين نوع كمپرسورها پائين بوده وغالبا"‏ تا ١٥ بار بيشتر نمي باشد.‏ البته طرحهاي 

خاصي از اين كمپرسورها كه چند مرحله اي ميباشند قادرند تا فشارهاي بالاتري ‏(مثلا"‏ ٤٠ بار)‏ 

كاركنند اين كمپرسورها بصورت خشك (Dry) ويا روغن كاري شده مورد استفاده قرار 

ميگيرند.‏ همانطوري كه قبلا"‏ گفته شد كمپرسورهاي دوراني درطرحهاي مختلفي ساخته 

ميشوند كه متداولترين آنها به شرح زير ميباشد:‏ 

١- كمپرسورهاي حلزوني ‏(بايك يادو حلزون)‏ 

٢- كمپرسورهاي گوشواره اي 

٣- كمپرسورهاي تيغه لغزنده 

(Single Or Twin Screw(s)) 

(Lobe Type) 

(Sliding Vane)

مباني كمپرسورها ٦٨ 


٤- كمپرسورهاي رينگ مايع 

٥- كمپرسورهاي دندانه چرخنده 

(Liquid Ring) 

(Rotary Tooth) 

:٥-٢ كمپرسورهاي حلزوني Screw(s) Or Helical Lobe 

١-٢-٥: تاريخچه 

هرچندكه اولين كمپرسور حلزوني درسال ١٨٧٨ درآلمان ساخته شد،‏ ولي اين كمپرسورها با 

طرحهاي مشابه كمپرسورهاي امروزي نخستين بار در سال ١٩٣٤ توسط Lysholm مهندس 

ارشدشركت 

Sevenska Rotor Maskiner 

(SRM) ابداع گرديد لذا اين كمپرسورها رامي 

توان جزء كمپرسورهاي جديد درصنايع دانست.‏ اوسعي براين داشت تا كمپرسوري ازخانواده 

دوراني،‏ باسرعت بالاتراز كمپرسورهاي تناوبي كه بتوان مستقيما"‏ آن راباتوربينهاي گازي راه 

اندازي نمود وفاقد مشكلات پديده موجدارشدن (Surging) كه در كمپرسورهاي گريزازمركز 

به وقوع ميپيوندد باشد،‏ طراحي وتوليد نمايد.‏ 

اولين كمپرسور ساخته شده توسط وي ازنوع خشك Free) (Oil كه داراي دنده زمان بندي 

كننده Gear) (Timming بوده تاموجب همزماني چرخش روتورها گردد.‏ آرايش روتورها به 

صورت ‎٣+٣‎طراحي گرديد ‏(روتور نري با سه برجستگي وروتور مادگي با سه فضاي مقعر)‏ 

وداراي زاويه پيچش تندي (Steep) بوده كه اجازه ميدهد تاكمپرسور بانسبت تراكم داخلي 

Ratio) Built‏)بالاتر - in Compression وفشار خروجي بيشتري كاركند.‏ فشاردهش 

درطرحهاي اوليه اين كمپرسورها حدود ٣٠ psig 

- ٢٠ بود.‏ 

متأسفانه طرح فوق باعث ايجاد فضاي گير انداختن ((Trapped Pocket در كمپرسور گرديده 

واين امرموجب بالارفتن فشارگاز قبل از خروج گاز از كمپرسور شده كه نهايتا"‏ كاهش راندمان 

وافزايش سروصداي كمپرسور را بدنبال داشت.شكل 

(٥-١) 

شكل(‏‎٥-١‎‏):‏ اولين طرح روتورها باآرايش (٣+٣)

مباني كمپرسورها ٦٩ 


در دهه Hans Nilson ١٩٤٠ مهندس ارشد شركت SRM تغييراتي را در كمپرسورهاي اوليه 

بوجود آورد.‏ در طرح وي روتور نري Rotor) (Male با چهار گوشواره وروتور مادگي 

Rotor) (Female با شش محفظه مقعر ‏(آرايش + ٦ ٤) ساخته شد.‏ اين تغييرات موجب حذف 

فضاي گيرافتادن وافزايش زاويه پيچش حلزوني گرديده كه در نهايت باعث افزايش نيبت تراكم 

وراندمان كمپرسور ميشد.‏ شكل(‏‎٥-٢‎‏)‏ 

پيشرفت در طراحي وساخت ماشينهاي تراش حلزوني به شركت Howden كه يك شركت 

اسكاتلندي بود اجازه داد تا توليد نسل جديدي از كمپرسورهاي حلزوني راكه روغن كاري 

ميشدند 

Flooded) (Oil را 

توسعه وگسترش دهند.‏ 

شكل(‏‎٥-٢‎‏):‏ طرح روتورها باآرايش (٦+٤) 

استفاده از شير لغزشي Valve) (Slid در سالهاي اوليه دهه ١٩٥٠ موجب شدتاشركت SRM 

بتواند دركنار تغييرابعاد كمپرسور ظرفيت آنهارانيز كنترل نمايد.‏ كنترل ظرفيت كه يكي از 

عوامل محدود كننده در طراحي كمپرسور بود اجازه داد تابتوان نسبت تراكم را دريك دامنده 

وسيعي از تغييرات دبي،‏ تحت كنترل درآورد.‏ امروزه استفاده از شير لغزنده دركنترل ظرفيت 

كمپرسورهاي حلزوني ازنوع روغن كاري شونده كاربرد وسيعي دارد.‏ روغن كاري كمپرسور 

علاوه برافزايش راندمان كمپرسور به ميزان ٨ تا ١٠ درصد درمقايسه با كمپرسورهاي 

خشك،موجب افزايش نسبت تراكم مجاز گرديده و نياز به دندههاي زمان بندي كننده رادر بهره 

برداري از كمپرسورهاي حلزوني منتفي ساخته است.لايه روغن موجود بين روتورها اجازه 

ميدهد تاروتور مادگي توسط روتور محرك ‏(روتور نري)‏ بچرخش درآيد.‏ اين امر نخستين بار 

توسط شركت اطلس كوپكودرسال ‎١٩٥٧‎به مرحله اجراء درآمد.‏ استفاده از شير لغزنده همراه 

با روغن كاري به روش تزريقي نخستين بار در سيستم تبريد در سال ١٩٦٠ بكارگرفته شد.‏

مباني كمپرسورها ٧٠ 


تغييردرساختار روتورها وتغيير شكل آن بصورت غير متقارن 

توسط شركت 

((Asymmetric در سال ١٩٦٩ 

Sullair 

صورت پذيرفت.‏ تغيير شكل روتورها باعث كاهش ميزان نشتي در طول 

مسير تراكم گرديده كه در نهايت افزايش راندمان را به دنبال داشت.‏ بهبود كارآئي در سرعت 

كم اجازه ميدهد تااين كمپرسورهارابتوان بطور مستقيم توسط الكتروموتورها مورد 

بهره برداري قرار داد.‏ 

٢-٢-٥: ويژگيهاي كمپرسورهاي حلزوني 

همانطوري كه قبلا"‏ گفته شد مشخصههاي كمپرسورهاي حلزوني به نحوي است كه در حد فاصل 

بين مشخصههاي كمپرسورهاي تناوبي وگريزازمركز قرار ميگيرند وحتي در مواردي قادرند 

در محدوده كار هريك از كمپرسورهاي فوق به كار گرفته شوند.‏ كمپرسورهاي حلزوني از نظر 

ظرفيت بعداز كمپرسورهاي گريزازمركز قرار داشته وفشار دهش درآنها از چند ميلي بار 

(Torr) تا ٤٠ بارمي رسد.‏ 

كمپرسورهاي حلزوني در ظرفيت تا 

١٢٠٠ 

متر مكعب در دقيقه طراحي وساخته ميشوند.‏ 

مقادير زياد ظرفيت آن در محدوده كار كمپرسورهاي گريزازمركز قرارداشته ولي به علت بالا 

بودن راندمان آن(حدود‎٧٥‎ تا‎٨٥‎ درصد)‏ در يك چنين مواردي بر كمپرسورهاي گريزازمركز 

ارجعيت دارد.‏ از اين كمپرسورها در ظرفيتهاي پايين براي سيستم تهويه مطبوع اتومبيلها 

استفاده ميشود،‏ محدوده اي كه اصولا ً در اختيار كمپرسورهاي تناوبي قرار دارد.‏ كمپرسورهاي 

حلزوني خشك حداكثر در ظرفيت ١/٥ متر مكعب در دقيقه ساخته ميشوند.‏ يكي ديگر از 

محاسن اين كمپرسورها در مقايسه با انواع گريزازمركز دراين است كه عملكرد آنها برخلاف 

كمپرسورهاي گريزازمركز وابستگي چنداني به جرم مولكولي گاز ندارند.‏ از نظر اقتصادي در 

محدوده توان مصرفي ١٥٠٠ 

٢٠٠ - 

اسب بخار از كمپرسورهاي گريزازمركز ارزانتر ميباشد.‏ 

هرچندكه كمپرسورهاي رفت وبرگشتي از راندمان بالاتري نسبت به كمپرسورهاي حلزوني 

برخوردار ميباشند،‏ ولي براي دبي معيني از جريان گاز،‏ كمپرسور حلزوني داراي ابعاد كوچكتري 

ميباشند وبه همين خاطربه فضاي كمتري براي نصب نياز دارند.البته انرژي مخصوص(توان 

مصرفي براي تراكم واحدظرفيت)آنهااز كمپرسورهاي تناوبي بيشتراست.‏ به علت عدم وجود 

نيروهاي بالانس نشده نياز فوندانسيون سنگيني نداشته ولذا هزينه نصب آنها كمتر ميباشد.‏ 

اين كمپرسورها قادرند گازهاي چسبناك(‏Sticky‏)‏ وقابل پليمريزاسيون را متراكم نمايند.‏ در واقع 

حضور ذرات نرم Deposit) (Soft در گاز مورد تراكم باعث كاهش تأثير لقي 

(Clearance) 

روتورها برروي راندمان كمپرسور گرديده وموجب كاهش نشتي وافزايش راندمان حجمي آن 

ميگردد.يكي ازمعايب اين كمپرسورها بالا بودن صداي آنها ميباشدكه جزءويژگيهاي ذاتي آن

مباني كمپرسورها ٧١ 


ميباشد.به همين خاطرتمامي كمپرسورهاي دوراني درقسمت مكش ودهش مجهزبه صداخفه 

كن(‏Silencer‏)مي باشد.‏ 

(Single) شكل (٣-٥) و 

٣-٢-٥: تقسيم بندي كمپرسورهاي حلزوني 

كمپرسورهاي حلزوني ازنظر تعداد روتورها به دو دسته تك روتور 

دوتائي 

(Twin) شكل 

(٤-٥) تقسيم بندي ميكنند.‏ 

شكل (٣-٥): كمپرسور حلزوني بايك روتور 

شكل (٤-٥): كمپرسور حلزوني بادو روتور 

ازآنجائي كه كمپرسورهاي با يك روتور امروزه كاربرد چنداني در صنعت ندارند،‏ اين مبحث كلا"‏ 

به بررسي كمپرسورهاي حلزوني بادو روتور اختصاص داده شده است.‏ لازم به ذكراست كه 

كمپرسورهاي حلزوني همانند كمپرسورهاي تناوبي،‏ بصورت يك ياچند مرحله ساخته ميشوند.‏

مباني كمپرسورها ٧٢ 


مثلا"‏ شركت اسكاتلندي Howden امروزه كمپرسورهاي حلزوني ٤ مرحله اي ساخته كه قادر 

است تا فشار ٤١ بار گاز رامتراكم نمايد.‏ 

از سوي ديگر كمپرسورهاي حلزوني خود به دودسته خشك (Dry) و روغن كاري شونده 

Flooded) (Oil تقسيم ميشوند.‏ مغايرت درطراحي اين دودسته كمپرسورها تاحدي است كه 

ميتوان حتي آنها رادردودسته جداگانه مورد بررسي قرار داد.‏ ولي از آنجائي كه اساس كاراين 

كمپرسورها مشابهت زيادي دارند،‏ لذا نيازي به جداكردن اصول كار آنها نبوده وهردودريك 

مبحث مورد بررسي قرار ميگيرند.‏ البته بديهي است در مواردي كه اين دو كمپرسور ازنظر 

رفتاري وطراحي داراي مغايرتهائي باشند،‏ هريك بطور جداگانه مورد بررسي قرار خواهند 

گرفت.‏ 

٤-٢-٥: مباني كاركمپرسورهاي حلزوني 

كمپرسورهاي حلزوني جزء كمپرسورهاي جابجائي مثبت ميباشند كه درآن عمل تراكم بين دو 

عدد روتور حلزوني (Helical) در مرحله درهم رفتگي 

روتورها اصطلاحا"‏ بدوشكل نري 

Meshing) (Inter صورت پذيرد.‏ 

(Male) ومادگي 

(Female) ساخته ميشوند.‏ روتور نري داراي 

گوشواره (Lobe) محدب وروتور مادگي داراي شكل مقعر ميباشد.‏ شكل 

.(٨-١) 

درمرحله مكش،‏ گاز وارد فضاي مقعر حلزون مادگي شده وآنره پر ميكند.‏ در مرحله تراكم 

قسمت محدب روتور نري فضاي تقعرروتور مادگي راپر كرده وبا كاهش حجم گاز جمع شده 

درآن،‏ باعث افزايش فشار گاز ميگردد.‏ هنگامي كه فشار گاز اندكي از فشار گاز خط دهش 

بيشتر گردد،‏ گازمتراكم شده به سمت لوله دهش رانده شده وعمل تخليه گاز صورت 

ميگيرد.‏ عمل تراكم باتكرار اين فرآيند درطول دوران حلزونيهاشكل پيوسته اي رابه خود 

ميگيرد.‏ 

روتور نري داراي عموما ً ٤ گوشواره وروتورهاي مادگي داراي ٦ محفظه مقعر ميباشد.‏ در 

طول دوران روتورها هيچگونه تماس مكانيكي نبايد بين آنها وجود داشته باشد،‏ در كمپرسورهاي 

خشك چرخش روتور مادگي بكمك دندههائي كه نقش تنظيم زمان بندي دوران روتورها را 

بعهده دارند(‏ (Timming Gear صورت ميپذيرد.‏ اين فرآيند درهردورگردش روتور ماده ٦ 

دفعه وبه ازاء هردورگردش روتور نري ٤ بار تكرار ميشود.‏ بعبارت ديگر سرعت دوران روتور 

ماده دو سوم سرعت دوراني روتور نري ميباشد.‏ 

ميزان تراكمي كه در هر سيكل تراكم صورت ميگيرد به طول روتور،‏ زاويه حلزوني ونسبت 

تراكم در كمپرسوربستگي دارد.‏ بعبارت ديگر مجاري جريان گاز ازنظر ابعادي طوري ساخته 

ميشوند كه بتوان به نسبت تراكم مورد نظر دست يافت.‏

مباني كمپرسورها ٧٣ 


وجود فرآيند تراكم داخلي باعث افزايش راندمان حجمي كمپرسور گرديده وهمين مزيت يكي 

از دلايل برتري اين كمپرسورها در مقايسه با كمپرسورهاي گوشواره اي ميباشد.‏ جهت دست 

يابي به راندمان مطلوب لازم است كه لقي بين روتور تاحد ممكن كم باشد.در شكل 

دياگرام مختلف براي شرايط مختلف تراكم نشان داده شده است.‏ 

٤ (٨-٥) 

حالت 

(A) نسبت 

شكل (٥-٥): تأثير نسبت حجمي كم وزياد برروي سيكل تراكم در كمپرسورهاي حلزوني 

تراكمي كم و حالت ‏(‏B‏)نسبت تراكمي زياد را نشان ميدهد.‏ 

حالت (C) نسبت حجمي كم درحالتي كه شرايط طراحي باشرايط كارسازگاري ندارد را نمايش 

داده و 

نشان ميدهد.‏ 

حالت (D) نسبت حجمي زياد درحالتي كه شرايط طراحي باشرايط كارسازگاري ندارد را

مباني كمپرسورها ٧٤ 


ازآنجائي گازي كه به قسمت تخليه كمپرسور ميرسد داراي فشار كافي نمي باشد،‏ مقداري گاز 

ازقسمت دهش برگشت نموده وهمين امر باعث ازدست رفت انرژي ميگردد.‏ 

دياگرام(‏ D) كمپرسوري رابا نسبت حجمي بالا دريك فرآيند نشان ميدهد.‏ 

اگرگاز مورد تراكم تافشاري بالاتر ازفشار گاز دهش متراكم گردد،‏ كاراضافي كه براي تراكم 

اضافي صرف شده است بشكلي ازدست رفت انرژي محسوب ميگردد.‏ 

دربررسي كمپرسورهاي درواني دو اصطلاح نسبت حجمي 

زيادي دارد.‏ 

r) p مورد استفاده 

(V i ونسبت تراكم ) 

) 

V) i عبارت است از نسبت حجم گاز گيرانداخته شده در شروع تراكم به حجم 

نسبت حجمي(‏ 

گازي كه در شرايط خروج از كمپرسور قرار دارد.‏ 

نسبت فشار،‏ همان نسبت تراكم بوده وعبارت است از نسبت فشار گازدهش به فشار گاز مكش.‏ 

رابطه بين 


V i 

r p و 

طبق رابطه 

(٥-١) 

نمايش داده ميشود.‏ 

r 

p 

= V 

i 

k 

(٥-١) 

نسبت فشار 

نماي آيزنتروپيك 

نسبت حجم 

r p 

k 

= 

= 

V i 

= 

:٥-٢-٥ جابجائي Displacement 

جابجائي كمپرسورهاي حلزوني تابعي از حجم فضاي خالي بين روتورها وسرعت كمپرسور 

ميباشد.‏ حجم فضاي بين روتورهابه شكل هندسي ،(Profile) قطر وطول روتور بستگي دارد كه 

از رابطه (٢-٥) بدست ميآيد.‏ 


Q c 

d ٣ ( L ) 

= d 

c 

(٥-٢) 

حجم جابجائي در هردور كمپرسور 

قطر روتور 

طول روتور 

ثابت هندسي روتور 

d 

Q r 

L 

c 

= 

= 

= 

= 

كه مقدار آن براي آرايش روتور ٦+٤ وقتي كه مقطع روتور دايره اي باشد ٢,٢٣١ واگر بصورت 

غير متقارن باشد ٢,٠٥٥ در نظر گرفته ميشود.‏ 

Q = Q × N 

d 

Qi = Qd × Ev 

r 

(٥-٣) 

(٥-٤)

مباني كمپرسورها ٧٥ 



جابجائي روتور 

Q d 

= 

سرعت دوراني كمپرسور 

راندمان حجمي 

حجم مكش واقعي 

N = 

E v 

Q i 

= 

= 

از آنجائي كه در كمپرسورهاي دوراني ، فضاي مرده براي انبساط مجدد گاز مورد تراكم وجود 

ندارد،‏ راندمان حجمي تابعي از لغزش روتور ميباشد كه عبارت است از مقدار نشتي از قسمت 

فشار قوي به قسمت فشار ضعيف،‏ كه نهايتا"‏ موجب كاهش ظرفيت كمپرسور ميگردد.‏ 

جابجائي روتور 

سرعت دوراني كمپرسور 

راندمان حجمي 

حجم مكش واقعي 

Q d 

N = 

E v 

Q i 

= 

= 

= 

از آنجائي كه در كمپرسورهاي دوراني ، فضاي مرده براي انبساط مجدد گاز مورد تراكم وجود 

ندارد ، راندمان حجمي تابعي از لغزش روتور مي باشد كه عبارت است از مقدار نشتي از قسمت 

فشار قوي به قسمت فشار ضعيف ، كه نهايتا"‏ موجب كاهش ظرفيت كمپرسور مي گردد 

٦-٢-٥: كمپرسورهاي خشك 

. 

در كمپرسورهاي خشك ميزان نشتي داخلي به سرعت لبه اي روتور بستگي دارد.‏ سرعت لبه اي 

روتور برابر است با 

u= Rω = R.٢ πN = πdN 

( ٥-٥) 

: 

در نسبت تراكم حدود ٣ بهينه ترين سرعت لبه اي حدود ‎٠,٢٥Mمي باشد(‏M ١ معادل يك ماخ).‏ 

با افزايش نسبت تراكم ، سرعت لبه اي بهينه افزايش مي يابد 

‏(شكل (٥-٦ . 

شكل (٦-٥) : سرعت لبه اي بهينه بر حسب نسبت تراكم

مباني كمپرسورها ٧٦ 


نشتي داخلي علاوه بر تأثير برروي راندمان حجمي،‏ برروي راندمان آدياباتيك نيز تأثير مي 

گذارد.‏ در شكل 

(٥-٧) 

تغييرات نسبت راندمان به راندمان بهينه در مقايسه با تغييرات نسبت 

سرعت لبه اي به سرعت بهينه نشان داده شده است 

در شكل هاي 

. 

(٥-٩) و (٥-٨) 

تراكم ذاتي مختلف نشان داده شده است 

. 

منحني هاي راندمان حجمي و راندمان آدياباتيك براي سه نسبت 

لازم به ذكر است كه راندمان آدياباتيك كمپرسور بايد نسبت به جرم مولكولي گاز مورد تراكم 

تصحيح شود.‏ اساسا ً راندمان كمپرسور با افزايش جرم مولكولي گاز افزايش مي يابد ‏(وبالعكس).‏ 

شكل (٧-٥) : تغييرات راندمان نسبت به سرعت لبه اي 

) (٥-٨ : شكل 

تغييرات راندمان حجمي به نسبت تراكم

مباني كمپرسورها ٧٧ 


در يك محاسبه سرانگشتي ، راندمان كمپرسور براي هيدروژن 

( M=٢) 

حدود ٣ درصد كاهش 

يافته و براي گازي با جرم مولكولي ٥٦=M حدود ٣ درصد افزايش مي يابد.‏ مثلا ً اگر راندمان 

كمپرسور براي هوا ٧٨ درصد باشد 

درصد كاهش مي يابد 

. 

. 

وقتي گاز مورد تراكم هيدروژن باشد راندمان به ٧٥ 

توان آدياباتيك را مي توان از رابطه داده شده براي حالت آدياباتيك محاصبه كرد 

( 


W 

A 

= PQ 

١ ١ 

. 

k 

K−١ 

rP 

K − ١ 

η ( K − ١) ( ) ٥-٦) 

a 

W a = 

P ١ = 

Q ١ = 

: 

توان آدياباتيك داده شده به كمپرسور 

فشار ورودي 

حجم ورودي 

راندمان آدياباتيك 

η a 

= 

و دماي گاز خروجي برابر است با 

: 

شكل (٩-٥) ‏:تغييرات راندمان آدياباتيك به نسبت تراكم

مباني كمپرسورها ٧٨ 


T 

T١ 

( r 

t 

P 

KK − ١) 

= + 

× η 

t 

( ٥-٧) 

η 

٢ ١ 

ηراندمان öa 

−١ 

a 

كه در آن T ١ و 

آديابانتيك و 

t ١ دماي گاز ورودي ‏(به ترتيب بر حسب درجه سانتيگراد و كلوين)،‏ 

ηراندمان t افزايش دماي كمپرسور مي باشد . 

از آنجا كه توان واقعي برابر است با توان آدياباتيك بعلاوه از دست رفت مكانيكي در كمپرسور:‏ 

WS = Wat + Wmach 

( ٥-٨) 

در اغلب كمپرسورها ، از دست رفت مكانيكي حدود ٧ درصد توان آدياباتيك مي باشد . 

d = ١٠۵ . in( ٠. ٢۶۶٧m) 

L d 

= ١۵ . 

MW . = ٢٨. 

٩۵ 

Q acfm m 

١ 

= ٢۵٠٠ (. ١١٨ s 

) 

oF 

oC 

t١ 

= ١٠٠ ( ٣٧. ٨ ) 

P١ 

= ١۴. ۵ Psia = ١bar ( a) 

= ١٠١ Pa 

P٢ 

= ۴٣۵ . Psia = ٣bar( a) 

= ٣٠٣ Pa 

rP 

= ٣ 

K = ١٣٩۵ . 

W = ١٧۴. ٧١bs/ min ( ١٣٢ . Kg / s) 

٣ 

٣ 

d 

٣ 

L d 

Q = ( / ) M 

r 

C 

= ٠. ٢۶۶٧ ( ١۵ . ) 

= 

٣ 

٠. 

٠١٢٧۵ 

٢. 

٢٣١ 

rev 

. 

مثال (٥-١) : 

كمپرسوري باشرايط زير براي تراكم هوا مورد استفاده قرار مي گيرد 

E v 

= ٨٩٪ 

٣ 

Q 

m 

d 

= ١١٨ . ٠٨٩ . 

= ١٣٢۶ . s 

N 

Q d ١٣٢۶ . 

= = = ١٠۴ RPS = ۶٢۴٠ RPM 

Q ٠. 

٠١٢٧۵ 

r 

: 

مشخصه هاي كاري كمپرسو فوق را مشخص كنيد.‏ 

( ٥-٨) 

حل : 

با استفاده از شكل 

براي نسبت تراتكم ، ٣ 

سرعت صوت در شرايط بهره برداري برابر است با 

a = KMgT = ١٣٩۵ . × ٢٨. ٩۵ × ٩. ٨١( ٢٧٣١ . + ٣٧. ٨) = ٣۵١ m/ 

s 

π dRPM ٣١۴ . × ٠. 

٢۶۶٧ × ۶٢۴٠ 

u = = 

= ٨٧١ . m/ 

s 

۶٠ 

۶٠

مباني كمپرسورها ٧٩ 


با توجه به شكل 

صوت 

در 

(٥-٦ ) 

، براي نسبت تراكم ، ٣ نسبت سرعت لبه اي بهينه روتور 

(u ٠ ) 

u٠ a 

= ٠٢۵ . 

مي باشد ، بنابراين سرعت لبه اي بهينه برابر است با 

: 

به سرعت 

u 

٠ 

u u 

= ٠. ٢۵ × ٣۵١= 

٨٧. ٧۵ m/ 

s 

٠ 

٨٧. 

١ 

= = 

٨٧ ٧۵ ٠ . 

. 

٩٩٢۶ 

اين دسته از كمپرسورها را مي توان جانشين هاي مناسبي براي كمپرسورهاي گريز ازمركز 

داشت.‏ از آنجا كه دست يابي به ارتفاع آدياباتيك زياد در كمپرسورهاي گريزازمركز بسيار گران 

تمامي مي شود ، مي توان با بكارگيري از كمپرسورهاي مارپيچي خشك و تزريق مايع خنك كننده 

مسئله آب بند كردن روتورها و كاخش درجه حرارت را بنحو مطلوب بهبود بخشيد 

ب:‏ كمپرسورهاي روغني 

) 

. 

مهمترين مسئله در كمپرسورهاي روغني،‏ بازيابي حرارت جذب شده توسط مايع روان كننده 

خنك كننده)‏ مي باشد.‏ 

در طرحهاي معمولي روغن تزريق شده بداخل محفظه تراكم در پايان فرآيند تراكم،‏ با گاز 

مورد تراكم مخلوط شده و بعد از خارج شدن از محفظه تراكم در يك تله جداكننده،‏ از گاز 

متراكم جدا شده و بعد از خنك كاري و فيلتراسيون بداخل محفظه تراكم برگشت داده مي شود.‏ 

‏(شكل ١٠-٥) 

نمودار مسير جريان روغن در اين دسته از كمپرسورها نشان داده شده است.‏ 

شكل (١٠-٥) : سيستم روغن كاري در كمپرسورهاي مارپيچي روغني 

اين روش براي مواردي كه حضور مقادير جزئي روغن در گاز مورد تراكم 

چندان ( نظير هوا ) 

مشكل ساز نباشند،‏ روشي مطلوب خواهد بود.‏ ولي اگر حضور روغن حتي در مقادير جزئي قابل

مباني كمپرسورها ٨٠ 


تحمل نباشد،‏ نيازمند اتخاذ تدابير ويژه بوده وتا حدودي پيچيده مي باشد(نظير بكارگيري از 

فيلتر هاي باخانه هاي ريزMicrofiltter‏).‏ 

با توجه به بالا نبودن دماي مخلوط روغن و گاز خارج شده از محفظه تراكم،‏ جداسازي روغن از 

گاز چندان سخت نمي باشد،‏ ولي چون روغن خارج شده به همراه گاز حالت بخار را دارد مقدار 

آن خيلي ناچيز بوده و در بسياري از موارد قابل تحمل مي باشد.‏ ولي اگر لازم باشد كه گاز 

مورد تراكم در حد فاقد روغن Free) ،(Oil روغن گيري شود بايد عمليات جداسازي روغن با 

كيفيت بالاتري صورت پذيرد كه نمونه اي از آن در شكل 

(٥-١١) 

نشان داده شده است.‏ 

شكل (١١-٥) : جداسازي روغن از گاز مورد تراكم در كمپرسورهاي مارپيچي روغني 

در چنين مواردي اپراتورها موظفند توجه بيشتري به تميز نگهداشتن فيلتر جدا كننده روغن از 

گاز بنمايند.‏ در سيستم هاي تبريد با انبساط مستقيم ،(DX) حضور روغن در مبرد خروجي از 

كمپرسور چندان مشكل ساز نمي باشد چرا كه روغن خارج شده از كمپرسور مجددا ًَ‏ توسط 

مبرد به آن برگشت داده مي شود.‏ تنها بايد مراقب بود كه درجه حرارت در تبخير كننده خيلي 

پائين نباشد تا در برگشت مبرد و روغن به كمپرسور اختلالي وارد نشود.‏ 

انتخاب روغن با نقطه ريزش Point) (Drop مناسب مي تواند جهت حل اين مشكل مفيد واقع 

شود.‏ در چيلرهاي از نوع مخزني Type) (Kettle بايد از تدابير خاصي براي برگشت روغن 

استفاده شود.‏ جدا كردن روغن از مخزن توسط جارو كننده ها 

(Skimmer) بسيار مرسوم مي 

باشد.‏ البته از آنجائي كه جدا كردن روغن بايد در شرايط مثنوعي نظير جوشيدن و يا كف كردن 

مبرد صورت پذيرد چندان آسان نخواهد بود.‏ 

لازم بذكر است كه كنترل درجه حرارت در چگونگي برگشت روغن بسيار تاثير گذار مي باشد.‏ 

اگر روغن در تبخير كننده بصورت جامد در آيد،‏ برگشت آن به كمپرسورتقريبا ً غير ممكن مي

مباني كمپرسورها ٨١ 


شود.‏ در هر حال نصب صحيح تبخير كننده مي تواند تا حدود زيادي مشكل برگشت روغن به 

كمپرسور را حل كند.‏ 

يكي از ويژگيهاي كمپرسورهاي مارپيچي 

) 

خشك يا روغني ( در اين است كه فشار خروجي از آن 

چندان به جرم مولكولي گاز مورد تراكم بستگي نخواهد داشت.‏ لذا براي مواردي كه درصد 

تركيبات سازنده گاز مورد تراكم دائما ً در حال تغيير مي باشد،‏ اين كمپرسورمي تواند با راندمان 

نسبتا ً ثابتي كار كند 

پي داشته باشد).‏ 

) 

: ٥-٢-٧ 

پوسته 

وضعيتي كه در كمپرسور هاي گريز ازمركز مي تواند مشكلات زيادي را در 

اكثر پوسته هاي محفظه تراكم از جنس چدن خاكستري ساخته مي شوند.‏ بر اساس استاندارد 

API٦١٩ استفاده از پوسته چدني براي فشار بالاتر از 


bar) ( ٢٧,٢ ٤٠٠psig در دماي بالاتر از ٢٦٠ 

) ٥٠٠ درجه فارنهايت ( 

و گازهاي سمي و اشتعال پذير مجاز نمي باشد.‏ در 

شرايط بسيار نادري ممكن است از فولادهاي آلياژي با نيكل بالا براي ساخت پوسته استفاده شود.‏ 

پوسته كمپرسورهاي خشك مجهز به ژاكت براي جريان آب يا روغن خنك كننده مي باشد.‏ 

حضور آب يا ساير مايعات خنك كننده در پشت پوسته موجب كنترل درجه حرارت و تنظيم لقي 

بين روتورها و پوسته مي گردد.‏ در كمپرسورهاي خشك بزرگ ، پوسته بصورت افقي دو تكه 

ساخته مي شود تا در آوردن روتورهاي سنگين آن بسهولت انجام شود.‏ 

٨-٢-٥ ‏:روتورها 

روتورها را بايد قطعه اصلي اين كمپرسورها دانست كه عمل تراكم گاز توسط آن صورت مي 

گيرد.‏ ماشين كاري آن بنحوي صورت مي گيرد كه جريان گاز بصورت محوري همراه با تراگم 

گاز در آن صورت پذيرد.‏ در بعضي از كمپرسورهاي خشك،‏ روتورها بصورت توخالي ساخته مي 

شوند تا بتوان سيال خنك كننده را از درون آن عبور داد . همانند ژاكت اطراف پوسته ، وظيفه 

سيال خنك كننده حفظ ابعاد روتورها و ثابت نگهداشتن لقي بين آنها مي باشد.‏ روتورها عموما ً از 

فولاد و بصورت آهنگري (Forging) و يا (BarStock) ساخته مي شود.‏ طرح اخير به ابعاد روتور و 

امكان تهيه ماده اوليه در اندازه مورد نظر بستگي دارد.‏ 

در مواردي كه گاز مورد تراكم با فولاد سازگاري لازم را نداشته باشد از ساير مواد اوليه نظير 

فولاد ضد زنگ،‏ فولاد آستنيتك و يا كروم و يا آلياژهاي Exotic نيكل ساخته مي شود.‏ 

بعضي از سازندگان جهت افزايش مقاومت روتورها در مقابل سايش و حفظ لقي بين آنها،‏ آن را 

ماده مناسب روكش مي دهند.‏ تفلن (PTFE) متداول ترين ماده اوليه براي روكش دادن 

روتورها مي باشد.‏ ضخامت روكش به عوامل متعددي بستگي دارد.‏ جهت بازيابي لقي بين 

روتورها گاهي اوقات سازندگان ترجيح مي دهند كه از نوار سايشي برروي روتورها استفاده

مباني كمپرسورها ٨٢ 


كنند.‏ اين ايده براي حفظ لقي بين نوارهاي سايشي در حد ٠,٠٠٦-٠٠,١mm به ازاء هر ميلي متر از 

قطر روتور پيشنهاد مي شود.‏ 

مثلا ًاگر كمپرسور براي دماي ٢٣٠ درجه سانتيگراد طراحي شده ولي در دماي ٢٦٠ درجه 

سانتيگراد مورد بهره برداري قرار گيرد،‏ تغيير سطح جريان گاز موجب كاهش راندمان 

كمپرسور بميزان ١-٠,٥ درصد مي شود.‏ 

سرعت دوراني روتورها درحدي است كه بالانس ديناميكي آن براي كنترل لرزش در كمپرسور 

ضروري مي باشد.‏ از آنجا كه سرعت بحراني بالاتر از سرعت بهره برداري از كمپرسورمي 

باشد،‏ لذا بررسي دوره اي روتورها از نظر ديناميكي نبايد فراموش شود و اين امر بويژه در 

كمپرسورهاي خشك اهميت زيادي دارد.‏ 

:٥-٢-٩ 

ياطاقانها و آب بند كننده ها 

در اين بخش انواع ياطاقانها و آب بند كننده هاي مورد استفاده در كمپرسورهاي دوراني مورد 

بررسي قرار مي گيرد.‏ در اغلب كمپرسورهاي خشك فرآيندي با ابعاد بزرگ،‏ ياطاقانهاي شعاعي 

از نوع غلافي (Sleeve) و يا Pad) (Tilting مي باشد.‏ در اين طرح يك لايه از بابيت قلع برروي 

پوسته فولادي ريخته گري مي شود.‏ براساس دستورالعمل 

API٦١٩ 

ياطاقانها بايد طوري ساخته 

شوند كه تعويض آنها بدون در آوردن روتورها و يا نيمه بالائي پوسته هايي كه از نوع دو تكه 

افقي مي باشند ميسر باشد.‏ 

ياطاقانهاي محوري عموما ً از نوع Tilt Pad بوده واجبارا ً نبايد متقارن باشند.‏ در كمپرسورهاي هوا 

و تبريدي استاندارد ياطاقانها غالبا ً از نوع ضد اصطكاكي ساخته مي شوند 

.

مباني كمپرسورها ٨٣ 


بخش ششم:‏ 

كمپرسورهاي گريز ازمركز 

Centrifugal Compressors

مباني كمپرسورها ٨٤ 


١-٦: مقدمه 

كمپرسورهاي گريزازمركز بعداز كمپرسورهاي تناوبي پرمصرف ترين كمپرسورها در صنايع 

ميباشند به ويژه به عنوان كمپرسور مورد استفاده در فرآيندها دررده اول قرار دارند.حال اگر 

به جاي تعداد،‏ ظرفيت ويا توان مصرفي معيار انتخاب قرار گيرد،‏ كمپرسورهاي گريزازمركز 

بالاترين سهم را در فرآيند تراكم گازهادر صنايع به خود اختصاص ميدهند.‏ 

در طول ٤٠ سال اخير به لحاظ ابعاد نسبي كوچكتر ووزن كمتر ‏(درمقايسه با كمپرسورهاي 

تناوبي)،‏ بارشد وتوسعه صنايع،‏ بكار گيري از كمپرسورهاي فوق در فرآيندها بيشترين توجه را به 

خود معطوف داشته است.‏ پائين بودن باروارده برروي فوندانسيون دراين كمپرسورها موجب 

گرديده تادر نصب آنها به فوندانسيون كوچكتر وسبكتري نياز باشد.‏ در قدمهاي اوليه ساخت اين 

كمپرسورها،‏ راندمان آنها بسيار پائين بوده وقدرت رقابت با كمپرسورهاي تناوبي رانداشتند.‏ 

ولي در مناطقي كه قيمت انرژي پائين باشد ‏(نظير كشورما)‏ ميتواند براي خود سهم بزرگي را 

در بازار فروش كمپرسورها اختصاص دهد.‏ 

در طرحهاي اوليه،‏ از اين كمپرسورهابراي مواقعي كه فشار مورد نياز كم ودبي زياد مورد 

نظربود،‏ استفاده ميشد.‏ در سالهاي اوليه دهه ١٩٣٠ در صنايع فولاد از اين كمپرسورها براي 

كورههاي ازنوع(‏Furnace (Blast استفاده ميشد.‏ درهمين دوران استفاده از اين كمپرسورها 

براي كشيدن گازهاي حاصل از تبديل ذغال سنگ به كك در كورههاي كك مرسوم گرديد.‏ 

در سالهاي پاياني دهه ١٩٣٠ صنايع تبريد براي تهويه مطبوع ساختمانها،‏ استفاده از اين 

كمپرسورهارا به لحاظ كوچكي ابعاد وپائين بودن ميزان لرزش وفوندانسيون مورد نياز 

دردستور كارمهندسين تاسيسات قرار گرفت.‏ بالارفتن ظرفيت واحدهاي صنعتي وارزان بودن 

قيمت انرژي دليل خوبي بود تابهره گيري از اين كمپرسورهادر صنايع در سالهاي دهه ١٩٥٠ 

رشد بيشتري داشته باشد.‏ 

افزايش قيمت انرژي در سالهاي ١٩٧٠ هرچندكه تا حدودي موجب محدوديت انتخاب اين 

كمپرسورها گرديد ولي زمينه مناسبي بود تابرروي افزايش راندمان اين كمپرسورها اصلاحات 

بنيادي صورت پذيرد.‏ از سوي ديگر نياز به افزايش قابليت اعتماد (Reliability) در بهره گيري 

از كمپرسور خود كمك بزركي براي توسعه بازار فروش كمپرسورهاي گريزازمركز شد.‏ چراكه 

در بسياري از موارد اين كمپرسورها قادر بودند بدون نياز به هرگونه تعمير اساسي به مدت سه 

سال درواحدهاي مربوطه درحال كار باشند و اين زمان در بعضي از موارد حتي به ٦ سال نيز 

ميرسيد.‏ عامل فوق به لحاظ كاهش عوارض زيانبار توقف خط توليد جهت تعميرات وبويژه در 

واحدهاي بزرگ دليل خوبي بود تااين نوع كمپرسورها نگاههاي متخصصان صنايع را متوجه خود 

سازند،‏ وهمين جابود كه قابليت اعتماد،‏ عنصر اوليه انتخاب كمپرسورها شد تا قيمت انرژي.‏

مباني كمپرسورها ٨٥ 


كمپرسورهاي گريزازمركز براي دبي 

١٠٠٠٠٠٠ 

٣ 

m hr 

) 

- ١٧٠٠) ساخته ميشوند.‏ بديهي است 

كه به همين خاطر استفاده از اين كمپرسورهادردبيهاي كم كه چندان اقتصادي نمي باشند 

نتوانست موفقيت چنداني راكسب نمايد.‏ نسبت تراكم قابل دسترسي در كمپرسورهاي يك طبقه 

گريزازمركز به حدود ٣ نيز ميرسد ولي در كمپرسورهاي گريزازمركز چند طبقه كه براي 

هواوياازت به كارگرفته ميشوند،‏ مقدارآن كمتر از ٢ ميباشد.‏ 

٢-٦: دسته بندي 

Classification 

قبل از ورود به هر بحثي در اين زمينه نخست لازم است كه واژه مرحله 

(Stage) در 

كمپرسورها مجددا"‏ تعريف گردد.‏ درزمينه كمپرسورهاي تناوبي اين واژه تعريفي استاندارد 

داشته وعبارت است از تعداد دفعاتي كه گاز در فضاي بين پيستون وسيلندر تحت فرآيند تراكم 

قرار ميگيرد و در بين مراحل خنك ميشود.‏ اما در مورد كمپرسورهاي گريزازمركز اين واژه 

از نظر سازندگان كمپرسور ومهندسين فرآيند داراي تعابير متفاوتي ميباشد.‏ 

از نظر سازنده كمپرسور،‏ مجموعه يك پروانه ويك پيچك (Diffuser) رايك مرحله ميگويند.‏ 

حال آنكه از نظر مهندسين فرآيند اين واژه در يك محدوده از فرآيندتراكم معني پيدا ميكند 

كه گاز تحت عمل خنك كردن مجدد قرار گيرد.‏ مثلا"‏ اگر كمپرسور داراي ٦ پروانه ويك خنك 

كن بين مرحله اي باشد،‏ سازندگان كمپرسور آنرا ٦ مرحله اي ومصرف كنندگان آنرا ٢ مرحله 

اي مينامند.‏ اين اختلاف نظر در كمپرسورهايي كه داراي يك پروانه ميباشند مسئله مهمي 

نبوده چراكه هردو يك مفهوم را ميرسانند.‏ اما وقتي كه تعداد پروانههاي يك پوسته افزايش 

مييابد اختلاف نظرها خودرانشان ميدهند.‏ 

يكي از حالتهاي دسته بندي كمپرسورهاي گريزازمركز شكل پوسته آن ميباشد.‏ با توجه به اينكه 

پوستهها دوتكه ميباشند برحسب اتصال تكهها به يكديگر كمپرسورها راافقي (Horizental) و يا 

عمودي (Vertical) مينامند.‏ كمپرسور يك طبقه اي كه پروانه آن به صورت آويزان 

(Overhung) ميباشد نمونه اي ازكمپرسور يك مرحله اي پوسته عمودي 

(Vertical Split) 

ميباشد كه در شكل (١-٦) نشان داده شده است.‏ كمپرسورهاي گريزازمركز چند مرحله اي 

غالبا"‏ به شكل افقي ساخته ميشوند.‏ 

حسن بزرگ كمپرسورهاي افقي،‏ سهولت در تعمير ونگهداري آن ميباشد.‏ باباز كردن قسمت 

فوقاني پوسته كليه قسمتهاي دروني كمپرسور در دسترس بوده وروتور آن را ميتوان بدون 

جداكردن از كمپرسور بيرون كشيد.‏ در كمپرسورهايي كه در فشار بالا ويا براي تراكم گازهاي با 

جرم مولكولي كم كار ميكنند،‏ آب بند كردن پوسته مشكل بوده ودراين گونه موارد ترجيح 

داده ميشود كه كمپرسور به شكل بشكه اي type) (Barrel ساخته شود.‏ در مدلهاي چند مرحله 

اي كمپرسورهاي بشكه اي،‏ يك بشكه داخلي به صورت افقي درون پوسته اصلي كار گذاشته شده

مباني كمپرسورها ٨٦ 


است،‏ بطوريكه ميتوان روتور رابدون جداكردن پروانهها بيرون كشيد.‏ در كمپرسورهاي با 

پروانه آويزان جداكردن روتور بدون جداسازي پروانهها امكان پذير نمي باشد.‏ طرح ديگر 

كمپرسورهاي گريزازمركز،‏ مدل گيربكسي آن است.‏ اين نوع كمپرسورها غالبا"‏ از نوع پروانه 

آويزان بوده كه داراي يك دنده بزرگ Gear) (Bull بوده و انتقال نيرو به پروانهها توسط 

دندههاي كوچكتر (Pinion) صورت ميگيرد شكل 

.(٦-٢) 

شكل (١-٦): كمپرسورهاي يك مرحله اي پوسته عمودي با پروانه آويزان 

شكل (٢-٦): كمپرسورهاي گريز ازمركز با پروانه آويزان و گيربكس دار 

در اين نوع طراحي،‏ پوسته ) (Casing به گير بكسي متصل ميباشد.‏ اين طرح ميتواند در 

شكلهاي يك يا چند مرحله اي ساخته شوند.‏ كمپرسورهاي چند مرحله اي از نوع طرح فوق غالبا"‏ 

براي تراكم هوا ساخته شده و خنك كن بين مرحله اي آن بخشي از مجموعه كمپرسور ميباشد.‏ 

:٦-٣ آرايش Arrangement 

همانطوري كه قبلا"‏ گفته شد،‏ كمپرسور يك مرحله اي عموما"‏ به شكل پروانه آويزانه ميباشند 

كه نمونه اي از آن در شكل (١-٦) نشان داده شده است.‏ در اين كمپرسورها گاز درراستاي

مباني كمپرسورها ٨٧ 


محور كمپرسور وارد پوسته شده ودر جهت عمود برمحور ‏(ويا به عبارت ديگر در راستاي شعاع 

پروانه)‏ از كمپرسور خارج ميشود.‏ 

كمپرسورهاي پروانه آويزان براي طراحي مدلهاي چند مرحله اي كمتر مورد توجه قرار 

ميگيرد و حداكثر براي كمپرسورهايي كه داراي دو پروانه ميباشند،‏ قابليت بكار گيري دارند.‏ 

بايد دقت نمود كه پروانه آويزان بايد به دقت بالانس شده باشد،‏ چراكه در صورت كمترين 

نابالانسي مي توانند موجب خرابي ياطاقانها شوند واين در حالي است پروانههايي كه به صورت 

آويزان نيستند ‏(ازدوسمت توسط ياطاقانهامهار گرديده اند)در اثر نابالانس بودن نمي توانند 

سريعا"‏ به ياطاقانها آسيب برسانند.‏ به عنوان مثال استفاده از پروانههاي آويزان براي تراكم 

گازهائي كه قادر به تشكيل رسوب ويا خوردگي پروانهها باشند،‏ مناسب نمي باشد،‏ چراكه در 

حالت فوق احتمال نابالانس شدن پروانه شديدا"‏ وجوددارد.‏ در موارد بسيار استثنائي در 

كمپرسورهاي يك مرحله اي،‏ پروانه برروي دو ياطاقان قرار داده ميشود كه اصطلاحا"‏ آن را 

Type) (Beam مينامند.‏ شكل (٦-٣) 

شكل (٣-٦): نمونه اي از يك كمپرسور يك مرحله اي 

Beam - type 

در اين كمپرسورها گاز درجهت عمود برشافت وارد پوسته شده وبعداز تراكم،‏ درهمان راستا از 

كمپرسور خارج ميشود.ازاين كمپرسورها بيشتر بعنوان تقويت كننده (Booster) در خط 

لولههاي انتقال گاز استفاده مي شود.‏ حسن آن،‏ بيرون بودن ومحكمي ياطاقانهامي 

باشد.همانطوري كه در شكل (٢-٦) نشان داده شده است،‏ اين كمپرسور داراي سه پروانه بوده 

كه اولين مرحله آن روي دنده پينيون نصب شده وداراي سرعت پائين تري در مقايسه بادو 

پروانه ديگر كه روي يك پينيون ديگر نصب شده اند ميباشد.‏ در يك طرح ديگر از كمپرسور 

چندمرحله اي كه در شكل 

كمپرسور ميباشد.‏ 

(٦-٤) 

نمايش داده شده است،‏ 

مسير جريان گاز در جهت محور

مباني كمپرسورها ٨٨ 


شكل (٤-٦): كمپرسور چندمرحله اي گريزازمركز با مسير مستقيم خط جريان گاز 

از اين كمپرسورها غالبا"‏ براي تراكم گازهاي فرآيندي استفاده ميكنند وگاز مورد تراكم 

ميتواند هوا ياگازهاي ديگر باشد كه درحالت اخير مبردها متداولترين گاز براي اين دسته از 

كمپرسورهاست.‏ شكل(‏‎٦-٥‎‏)‏ نمونه كاملتري از طرح فوق بوده كه درآن از يك ياچند خنك كن 

بين مرحله اي استفاده شده است.‏ 

شكل (٥-٦): كمپرسورچندمرحله اي بادوخنك كن بين مرحله اي 

اساسا"‏ در اغلب طراحيها جهت نزديك شدن به حالت تراكم تك دما سعي ميشود كه گاز 

خروجي از يك ياچند مرحله كمپرسور وارد خنك كن بين مرحله اي گرديده وسپس مجددا"‏ 

جهت ادامه فرآيند تراكم به درون كمپرسور فرستاده ميشود.‏ بايد دقت شود اگر در طي اين 

عمليات ‏(خنك كردن)‏ گازي در تركيب مخلوط گازها وجود داشته كه احتمال ميعان آن ميرود 

‏(نظير حضوربخارآب درهوا)‏ لازم است كه تدابير لازم جهت جداسازي مايع ايجاد شده قبل از 

ارسال به مراحل بعدي اتخاذ گردد.‏ شكل (٥-٦) بيشتر براي گازهائي كه نسبت به بالا رفتن درجه 

حرارت حساس ميباشند ويااينكه افزايش دما ميتواند باعث تأثير نامطلوب گاز برروي فلزات

مباني كمپرسورها ٨٩ 


مورد استفاده در ساخت كمپرسور گردد به كار گرفته ميشود.‏ بعنوان مثال بعضي از گازها 

ممكن است دراثر گرم شدن پليمريزه شده واين پديده در طي فرآيند تراكم مطلوب نمي 

باشد.‏ لذا بكارگيري از خنك كن بين مرحله اي جهت كنترل درجه حرارت در حد قابل قبول 

ضروري ميباشد.‏ عيب بزرگ اين طرح دراين است كه منجر به پيچيده شدن ساختمان 

كمپرسور گرديده ودر مواردي ابعاد كمپرسور ومحل نصب آن امكان اجراء اين عمليات را نمي 

دهد.‏ چراكه در درجه اول لازم است كه كمپرسور داراي تعداد زيادي دهانه 

(Nozzel) ورودي 

وخروجي بوده واحتمال عدم اجراء آن برروي ابعاد معيني از كمپرسور ممكن است وجودداشته 

باشد.‏ در شكل (٦-٦) آرايش جديدي ارائه گرديده است كه اصطلاحا"‏ آن را 

(Double Flow) 

مينامند.‏ دراين نوع كمپرسورها،‏ جريان گاز به دوقسمت تقسيم شده واز طريق دودهانه وارد 

كمپرسور شده ودرنهايت توسط يك پروانه كه داراي دو چشمه (Eye) ميباشد از كمپرسور 

خارج ميشود.‏ آرايش ديگري كه در كمپرسورهاي گريزازمركز مورد استفاده قرار ميگيرد،‏ 

تقسيم دبي جريان بين دو پروانه ميباشد كه بصورت پشت به پشت به هم متصل بوده ولي 

كمپرسور فقط داراي يك دهانه ورودي ويك دهانه خروجي ميباشد.شكل ٧-٦). 

حسن اين طرح دراين است كه دريك پوسته ثابت ميتوان دبي جريان رادوبرابر نمود.‏ 

درمحاسبات تئوريك از دست رفت انرژي در مسير جريان گاز به درون پروانه بايد قاعدتا"‏ 

يكسان باشد ولي در عمل حصول بدان 

شكل (٦-٦): نموداري از يك كمپرسور 

بادودهانه مكش 

شكل (٧-٦): دياگرام كمپرسور با پروانه دو مكش 

ساده نمي باشد.‏ حساسيت سيستم به ارتفاع نهائي مورد نظربستگي دارد.‏ هرچه ارتفاع مورد نياز 

كمترباشد،‏ يكساني در طراحي كمپرسور شديدتر احساس ميشود وهرگونه تفاوت دراين زمينه 

ميتواند تأثيرات شديدتري روي كارآئي كمپرسور بگذارد.‏ لذا استفاده از اين نوع آرايش در 

طراحي كمپرسورها كمتر مورد توجه قرار ميگيرد،‏ ولي بلحاظ محاسن آن ‏(افزايش دبي 

درابعاد ثابت پوسته)‏ نمي توان به سادگي ازآن چشم پوشيد.‏ آرايش نشان داده شده درشكل

مباني كمپرسورها ٩٠ 


(٨-٦) كه غالبا"‏ پشت به پشت Back) (Back To ناميده ميشود،‏ در بالانس كردن بارمحوري 

(Trust) طرحي موفقيت آميز ميباشد.‏ 

شكل (٨-٦): آرايش پشت به پشت جهت بالانس كردن بارمحوري.‏ 

دراين طرح جريان گازازقسمتهاي ابتدايي پوسته به بيرون هدايت گرديده،وسپس درقسمت 

انتهائي كمپرسور بدرون آن فرستاده شده ونهايتا"‏ در قسمت مياني از كمپرسور خارج ميگردد.‏ 

از آنجائي كه در پروانهها،‏ يك بارمحوري باجهت مشخصي وجوددارد،‏ بابه كارگيري ازاين آرايش 

ميتوان ميزان باقيمانده بارمحوري برروي روتور رابه حداقل رسانيد.‏ استفاده از اين روش به 

ويژه در كمپرسورهائي كه حذف بارمحوري باياطاقانهاي باابعاد معمولي امكان پذيرنمي باشد 

بيشترمورد توجه ميباشد.‏ 

متداولترين طرحي كه در صنايع شيميائي وبه ويژه سيستمهاي تبريد استفاده ميشود،‏ 

كمپرسورهاي با جريان انشعابي Stream) (Side ميباشد كه در شكل (٩-٦) نشان داده شده 

است.‏ 

شكل (٩-٦): كمپرسور گريزازمركز با جريان انشعابي 

در اين آرايش گازوارد اولين پروانه گرديده وبعداز عبور ازدومين پروانه به سوي پروانه سوم 

فرستاده ميشود.‏ در مرحله سوم اولين جريان انشعابي وارد پوسته شده وباجريان اصلي گاز 

مخلوط گشته ومجموعا"‏ وارد پروانه سوم ميگردند.‏ خواص گاز بر اثر اختلاط با جريان انشعابي 

بهبود مييابد.‏ به عنوان مثال در سيستمهاي تبريد،‏ مقداري مبرد بعداز تبخير 

(Flashed To a

مباني كمپرسورها ٩١ 


(vapor دردماي اشباع وارد كمپرسور ميگردد وهمين امر موجب كاهش دماي گاز ورودي به 

مرحله سوم ميشود.‏ دبي جرمي گاز وارد شده به مرحله سوم جمع دبي جرمي گاز ورودي به 

مرحله اول واولين جريان انشعابي ميباشد.‏ 

به كارگيري از جريان انشعابي دوم نيز داراي همين منطق ميباشد.‏ جهت نمايش انعطاف پذيري 

سيستم مقداري از گاز مورد تراكم در مرحله ماقبل آخر از كمپرسور استخراج ميشود.‏ اين 

جريان در مواردي كه گاز با فشار كمتر از فشار نهائي مورد نياز باشد مورد استفاده قرار 

ميگيرد.‏ استخراج گاز دراين مرحله موجب صرفه جوئي در مصرف انرژي براي تراكم اين بخش 

از گاز ميشود.‏ آنگاه ازآن ميتوان به عنوان گرم كن در ساير موارد با عمل خفه كردن 

(Throttling) استفاده نمود.‏ يكي از موارد استفاده جريان استخراجي به كارگيري ازآن در 

Reboiler ميباشد.‏ نحوه آرايش وتعداد مراحل جريانهاي انشعابي توسط ابعاد كمپرسور وامكان 

اجراء آن محدوديت دارد.‏ به عنوان مثال استفاده از كمپرسور با سه دهانه چندان غير معمول 

نمي باشد.‏ 

٤-٦: روشهاي راه اندازي 

Drive Methods 

كمپرسورهاي گريزازمركز امروزه به وسيلههاي مختلف راه اندازي ميشوند.‏ متداولترين 

روشي كه سابقه تاريخي طولاني دارد استفاده از توربينهاي بخار ميباشد.‏ قبل از بررسي هزينه 

راه اندازي وصرفه جوئي در آن،‏ قابليت اعتماد،‏ سهولت وامكان بكارگيري،‏ عناصر مقدماتي در 

انتخاب ماشين راه انداز كمپرسور ميباشد.‏ توربينهاي بخاركه قادرند دريك دامنه وسيعي از 

سرعت كار كنند يك محرك مناسب براي كمپرسورهاي گريزازمركز ميباشند،‏ چراكه به 

سادگي ميتوان آن را با سرعت مورد نياز درراه اندازي كمپرسور براي سازگاري با شرايط 

فرآيند تنظيم نمود.‏ 

بعداز توربينها،‏ الكتروموتورها متداولترين ماشين محرك كمپرسورهاي گريزازمركز ميباشند.‏ 

عيب بزرگ اين ماشين ثابت بودن سرعت دوراني آنها ميباشد،‏ بجزء موتورهاي DC كه دور 

متغير بوده ولي به علت گران بودن بايد براي جايگزين نمودن آن به جاي توربينهاي بخاري 

بررسي اقتصادي صورت پذيرد.‏ الكتروموتورهاي جريان متناوب به دودسته سنكرون 

(Synchrous) ويا القائي (Induction) تقسيم ميشوند.‏ از الكتروموتورهاي سنكرون براي 

واحدهاي بزرگ استفاده ميشود.‏ 

جداازنوع الكتروموتور مورد استفاده به لحاظ محدوديت سرعت آنها ونياز به بالا بردن سرعت 

در كمپرسور،‏ استفاده از گيربكس افزاينده سرعت دراين زمينه الزامي ميباشد.در بعضي از 

واحدها از توربينهاي گازي استفاده ميشود.‏ قيمت اين توربينها زياد بوده وهزينه تعميرونگهداري 

آن بسيارسنگين است.‏

مباني كمپرسورها ٩٢ 


ازسوي ديگرتوربينهاي گازي داراي محدوديتهائي ازنظرابعادوقدرت ميباشندودربعضي 

مواردنيازبه بكارگيري ازگيربكس داشته كه اين امرنيزبه سهم خودموجب گران شدن سيستم 

محرك ميگردند.وبالاخره منبسط كننده گازExpander ((Gas يكي ازمحركهاي نادري 

ميباشندكه براي بهره گيري ازكمپرسورهامورداستفاده قرارمي گيرندوگازمورداستفاده 

درمنبسط كننده ميتواندگازداغ و يا گاز فوق سرما ((Cryogenic باشد.‏ استفاده ازگازفوق سرما 

براي كمپرسورهاي كوچك امكان پذيرمي باشد.گازهاي داغ براي كمپرسورهاي بزرگترتوصيه 

ميشودوضمنا"براي بهره برداري دركمپرسورهائي است كه نياز به تغيير سرعت دوراني دارند 

مناسب است.‏ 

هرچه دماي گازبالاترباشد،‏ راندمان منبسط كننده بالاتر بوده وانرژي قابل دستيابي بيشتري 

دارد.‏ باافزايش دما،‏ هزينه لوله كشي گاز افزايش يافته وسيستم ممكن است تا حدي گران شود 

كه هزينه كل سيستم قابل مقايسه با توربين بخار گردد.‏ تراز نمودن سيستم 

اين حالت بسيار مشكل تر ميباشد.‏ 

(Alignment) در 

:٦-٥ كارآئي Performance 

در شكل (١٠-٦) نمائي از يك كمپرسور چندمرحله اي نشان داده شده است.‏ گاز از طريق دهانه 

مكش به درون اولين پروانه فرستاده ميشود.‏ دربعضي از طرحها امكان دارد كه گاز ورودي به 

پروانه با گازي كه چند مرحله را طي كرده وبه مراحل قبلي برگشت داده شده باشد،‏ به جربان 

اصلي گاز مخلوط شده وبراي ادامه مراحل تراكم به پروانههاي بعدي فرستاده شود.‏ در حالت 

اخير براي جهت دادن جريان گاز از يك سري تيغهها كه ((Vane ناميده ميشود استفاده 

ميشود.‏ 

به كمك اين تيغهها كه تيغههاي هدايت كننده Vanes) (Straightener ناميده ميشوند،‏ جريان 

گاز به صورت محوري هدايت ميشود تابه چشمه پروانه بعدي برسد.‏ در دهانه پروانه،‏ 

تيغههائي وجوددارد كه آن را تيغههاي راهنما(‏Vane (Guide مينامند.‏ جريان گاز به طور 

كاملتر باعمل پيش چرخيدن Rotation) (Pre اصلاح شده وبه درون پروانه فرستاده ميشود.‏ 

درحالت ديگري از ورود گاز به درون كمپرسور،‏ ممكن است جريان ورودي از يك دهانه جانبي 

Nozzle) (Side Stream انجام گيرد.‏ هدايت واختلاط گاز ورودي از دهانه جانبي با جريان گاز 

اصلي ميتواند به دوروش مختلف صورت پذيرد كه در شكل (١١-٦) نشان داده شده است.‏ 

روش ديگر استفاده از فضاي خالي (Blank) بين دو پروانه ميباشد تا در اين فضا گاز اصلي وگاز 

ورودي از دهانه جانبي با هم مخلوط شده وبه درون چشمه پروانه بعدي فرستاده شود.‏ اين 

روش براي مواقعي كه جريان گاز جانبي نسبت به جريان اصلي گاز مقدارزيادي باشد مناسب 

است.‏

مباني كمپرسورها ٩٣ 


شكل (١٠-٦): مسير جريان گاز دريك كمپرسور چندمرحله اي 

حال اگر مقدار جريان جانبي در مقايسه با جريان گاز اصلي كم باشد،‏ روش دوم مورد توجه است 

كه دراين حالت از تزريق گاز به مسير برگشت گاز از مرحله قبلي استفاده ميشود.‏ 

شكل (١١-٦): روشهاي هدايت گازازدهانه جانبي به درون پروانه 

درروش دوم عمل اختلاط بهتر صورت گرفته ونياز به فضاي كمتري درراستاي محور كمپرسور 

دارد،‏ ولي افت فشار درآن بيشتر ميباشد.بديهي است در حالت اول افت فشار كمتر بوده ولي 

عمل اختلاط درآن به خوبي صورت نمي گيرد ودر ضمن فضاي بيشتري رادرراستاي محور 

كمپرسور اشغال ميكند به طوري كه تقريبا"‏ معادل فضاي يك مرحله ازكمپرسورمي باشد.‏

مباني كمپرسورها ٩٤ 


درطراحي كمپرسورهاي گريزازمركز عموما"‏ در قسمت چشمه پروانه تيغههائي 

وجوددارند كه نقش مهمي در كنترل ظرفيت كمپرسور دارند.‏ 

((Vanes 

:٦-٦ پروانهها Impellers 

پروانههارامي توان اساسي ترين قطعه كمپرسورهادانست.‏ پروانه عبارتست از يك ‏(يادو)‏ صفحه 

(Hub) كه برروي آن تعدادي تيغه (Blades) نصب شده است.‏ اين تيغهها در يك يادو قسمت 

توسط صفحاتي پوشش داده ميشوند.‏ اگر هردو صفحه سمت جلو وعقب هرتيغه ساكن باشند،‏ 

پروانه راباز (Open) مينامند و صفحات (Shroud) ناميده ميشوند.‏ اگرصفحه قسمت عقب 

پروانه به تيغهها متصل بوده وهمراه آن بچرخد،‏ پروانه رانيمه باز (Semiopend) وبالاخره اگر 

از هردو سمت توسط صفحات متحرك ومتصل بدان كار كند،‏ پروانه رابسته 

در شكل (١٢-٦) نمونههائي از پروانه نشان داده شده است.‏ 

(Closed) مينامند.‏ 

شكل (١٢-٦): نمونههاي پروانه دركمپرسورهاي گريزازمركز 

برحسب زاويه تيغهها ((Blades آنها را به سه دسته منحني روبه جلو 

،(Forward) شعاعي 

((Radial و روبه عقبBackward‏)‏ ( تقسيم ميكنند.‏ در شكل ‏(‏‎٦-١٣‎‏)منحني مشخصه انواع 

تيغهها نشان داده شده است.‏ 

در اغلب كمپرسورها از پروانههاي رو به عقب ويا شعاعي استفاده ميشود.‏ درشكل 

بردارهاي سرعت براي پروانهها بازاويه روبه عقب نشان داده شده است.‏ 

(٦-١٤) 

٦-٧ 

: مشخصات ابعادي كمپرسورها 

Compressor Sizing 

امروزه روشهاي متعددي براي محاسبه وبررسي كمپرسورهاي موجوددر دست ميباشد.‏ 

درقدم اول ارتفاع پولي تروپيك بايد محاسبه شود.‏ براي اين منظور رابطه (١-٦) مورد استفاده 

قرار ميگيرد.‏ 

γ γ −١ 

Hp 

= ZMT١ 

( rp 

γ −١) 

γ −١ 

(٦-١)

مباني كمپرسورها ٩٥ 


شكل(‏‎٦-١٣‎‏)منحني مشخصه انواع پروانهها برحسب زاويه تيغهها 

براي اين منظور دردست داشتن مقدار γ ‏(نماي پولي تروپيك)‏ ضروري ميباشد.‏ براي محاسبه 

ميتوان از رابطه (٢-٦) استفاده كرد.‏ 

γ 

γ = 

Ln P ٢ 

P 

Ln P ٢ 

P 

١ 

١ 

− Ln T T 

٢ 

١ 

(٦-٢) 

شكل (١٤-٦): بردارهاي سرعت در پروانههاي رو به عقب

مباني كمپرسورها ٩٦ 


اگر مشخصات گاز (T,P) در قسمتهاي مكش ودهش دردست نباشد بايد به روش سعي وخطا 

عمل نمود.‏ براي اين منظور اگر شرايط مكش در دست باشد ميتوان مقدار K رادر شرايط 

مكش مشخص نمود.‏ سپس فرض كرد كه راندمان پولي تروپيك حدود % ٧٥ باشد،‏ آنگاه به 

كمك رابطه 

(٦-٣) 

ميتوان γرا محاسبه نموده وبامقدار به دست آمده ازرابطه 

(٢-٦) مقايسه 

η p راتغييرداده واين كاررا آنقدر تكرار كرده تامقدار 

كرد،‏ درصورت عدم يكساني بايدمقدار 

واقعي γبه دست آيد.‏ 

η 

p 

γ 

γ − ١ 

= 

k k − ١ 

(٦-٣) 

بادردست داشتن جرم مولكولي،‏ دما وفشارمكش وضريب تراكم پذيري وفشاردهش ميتوان 

مقدار ارتفاع پولي تروپيك را محاسبه كرد.‏ لازم به يادآوري است كه مقدار 

دست ميآيد.‏ 

T ٢ ازرابطه (٦-٤) به 

T = Tr 

nn p 

٢ ١ 

−١ 

(٦-٤) 

جهت تعيين تعداد مراحل كمپرسورفرض ميشود كه هر پروانه و پيچك يك مرحله را تشكيل 

دهند وارتفاع قابل دسترس در هرمرحله ٣٠٠٠ باشد.‏ مقدار فوق براي گازهاي با جرم مولكولي 

٢٨ تا ٣٠ نظير 

‏(ازت،‏ هوا)‏ مورد تأئيد است.‏ براي گازهاي با جرم مولكولي خارج از مقادير فوق 

اصلاحات ابتدائي بايد صورت پذيرد.‏ به عنوان يك حساب سرانگشتي به ازاء هر واحد افزايش در 

جرم مولكولي،‏ مقدار ارتفاع بايد‎٣٠‎ متركاهش داده شود.‏ برعكس،‏ به ازاء هر واحد كاهش در 

جرم مولكولي مقدارارتفاع بايد ٦٠ مترافزايش يابد.‏ روش اصلاحي فوق براي گازهاي با جرم 

مولكولي ٢ تا ٧٠ داراي نتايج قابل قبولي ميباشند.‏ بعداز دردست داشتن ارتفاع كلي وارتفاع 

هرمرحله ميتوان تعداد مراحل كمپرسورراتعيين نمود.‏ در صورت غير صحيح بودن عدد حاصل 

بايستي نتيجه به دست آمده بصورت افزايشي گرد شود.‏ اگر جزء غير صحيح كمتر از ٠,٢ باشد 

ميتوان تعداد مراحل به دست آمده را بصورت كاهشي گرد كرد.‏ بعداز به دست آوردن تعداد 

مراحل لازم است كه ارتفاع واقعي هر مرحله محاسبه شود.‏ 

دراين روش فرض براين شده كه سيستم فاقد خنك كن بين مرحله اي بوده واز دست رفت 

ارتفاع در بين مراحل صرف نظر شده و در كمپرسوراز جريانهاي جانبي استفاده نشده است.‏ 

ولي درعمل بايد موارد فوق رانيز منظور نمود ودر اينجاست كه محاسبات انجام شده جنبه 

واقعي به خود ميگيرد.‏ دراينجا ذكر نكاتي كه جنبه محدوديت دارد بايد مورد توجه قرارگيرد.‏ 

به عنوان مثال اگر براي دماي گاز محدوديتي ذكر نگرديده،‏ حداكثر دماي مجاز دهش 


٢٥٠ o C

مباني كمپرسورها ٩٧ 


تعداد مراحل در هرپوسته نبايد از ٨ تجاوز كند.‏ فاصله بين دهانههاي كمكي بايد با دقت تعيين 

گردد.‏ 

از طرفي 


H 

p 

pu 

= µ ٢ 

٢ 

g 

(٦-٥) 

: 

متر 

ارتفاع پولي تروپيك 

H p 

= 

µ p 

ضريب ارتفاع پولي تروپيك 

سرعت گاز در لبه پروانه 

متر بر ثانيه متر برمجذور ثانيه 

شتاب ثقل 

u ٢ را محاسبه نمود.‏ و سپس به كمك شكل 

لذا به كمك رابطه فوق ميتوان مقدار 

= u ٢ 

= 

g = 

٠,٤٨ 

(١٥-٦) وبا 

دردست داشتن دبي جريان ميتوان قطر پروانه را به دست آورد.‏ خط مورب حد نهائي قطر 

پروانه براي دبي تعيين شده ميباشد.‏ بعداز تعيين قطر پروانه سرعت دوراني كمپرسور را 

ميتوان از رابطه (٦-٦) به دست آورد 


u 

N = ۶٠ ٢ 

πd 

٢ 

(٦-٦) 

دور دردقيقه 

سرعت دوراني 

N = 

u ٢ 

سرعت خطي درلبه خارجي پروانه 

متر درثانيه قطر خارجي پروانه 

متر = 

d ٢ 

= 

شكل (١٥-٦): تعيين قطر پروانه براساس دبي جريان

مباني كمپرسورها ٩٨ 


به طور خلاصه ميتوان نتيجه گرفت كه تعيين مشخصات كمپرسور عبارتست از دبي ورودي،‏ 

ارتفاع كلي،‏ تعداد مراحل،‏ ارتفاع هرمرحله،‏ سرعت خطي لبه پروانه وقطر پروانه.‏ دراينجا هنوز 

يك پارامتر مشخص نگرديده است وآن راندمان كمپرسور ميباشد.‏ براي محاسبه راندمان،‏ 

بدون در نظر گرفتن نتايج تجربي مي توان از راهنمائيهاي زير استفاده نمود.‏ اگر 

حجمي گاز در قسمت مكش باشد،‏ دبي حجمي در 

شرايط دهش برابر است با:‏ 

كه درآن 

وضريب دبي(‏ δ) 


مقدار 

Q in دبي 

Q 

d 

Qin 

= 

z− 

z 

( r ) 

p 

١ ١ 

γ 

(٦-٧) 

r p نسبت تراكم در هر مرحله خنك نشده و Z تعداد مراحل در همان منطقه ميباشد 

برابر است با:‏ 

متر مكعب بر دقيقه 

دوردردقيقه 

متر 

Q 

δ = ٠. 

۴٠۵ 

Nd 

٣ 

٢ 

(٦-٨) 

دبي حجمي 

سرعت دوراني 

قطر پروانه 

Q = 

N = 

d ٢ 

= 

δ براي اولين مرحله نبايد از ٠,١ بيشتر بوده وبراي آخرين مرحله نبايستي از ٠,٠٢ كمتر 

باشد.‏ اگر مقدارδ از محدودههاي ذكر شده تجاوز نمود،‏ بايد قطر پروانه را تغيير داد.‏ براي اين 

منظور ميتوان از منحني ارائه شده در شكل (١٥-٦) استفاده نمود.لازم به ذكر است كه 

درانتخاب قطر پروانه بهتر است كه از مقادير نزديك به خط راهنما 

شود.‏ بعداز محاسبه 

((Guide Line استفاده 

δ براي مراحل اول وآخر كمپرسور مقدار متوسط آن بايد در شكل 

مورد استفاده قرار گرفته تا راندمان پولي تروپيك محاسبه گردد.‏ 

(٦-١٦) 

شكل(‏‎٦-١٦‎‏):‏ محاسبه راندمان مراحل كمپرسورهاي گريزازمركز برحسب ضريب دبي

مباني كمپرسورها ٩٩ 


همانطوري كه از شكل فوق پيداست،حداكثرراندمان براي موقعي است كه مقدار متوسط 

δ حدو 

٠,٠٧ باشد.‏ 

بعداز محاسبه η 

ثابت شود.‏ 

ساير محاسبات بايد مورد بررسي قرار گرفته تا صحت مقادير فرض شده 

در صورت مشاهده مغايرت زياد بين مقدارη فرض شده ومقدار به دست آمده بايد از مقدار 

به دست آمده در فرض اول بررسي،‏ استفاده شود.‏ توان مصرفي در كمپرسور رامي توان از 

رابطه (٩-٦) به دست آورد.‏ 

W 

p 

wH 

= η 

مقدار ازدست رفت مكانيكي رامي توان توان مصرفي فرض نمود.‏ اگر زمان محاسبات چندان 

p 

p 

+ Mech. Losses 

% ١ 

(٦-٩) 

مهم نباشد،‏ ويا كمپرسور داراي خنك كن بين مرحله اي بوده وياداراي جريانهاي جانبي باشد،‏ لازم 

است كه از مقادير داده شده در جدول 

(١-٦) براي 

محاسبه واعمال از دست رفتهاي انرژي در 

دهانههاي ورودي استفاده كرد.‏ براي خنك كردن بين مرحله اي بايد مقدار افت فشار محاسبه 

ودر بقيه محاسبات مورد استفاده قرار گيرد.‏ مقدار 

P∆ در خنك كن بين مرحله اي بايد از 

مقدار فشار دهش هر مرحله كسر شده وبه عنوان فشار مكش مرحله بعد مورد استفاده قرار 

گيرد.‏ مقدار افت فشار در خنك كن بين مرحله اي را ميتوان % ٢ فشار ورودي خنك كن منظور 

نمود.‏ براي كمپرسورهائي كه در فشار كم كار ميكنند،‏ افت فشار معادل ٢% قابل قبول نبوده 

وحداكثرمقدارآن بايد bar) ٢ psi ٠,١٥) باشد.‏ اگر كمپرسوري بصورت جريان جانبي ورودي 

- 

خروجي طراحي شده براي اولين مرحله محاسبات افزايش دمايي حدود ٦ o C رابايد براي آن 

منظور كرد.‏ 

مثال:‏ كمپرسوري داراي شرايط زير ميباشد.‏ 

مطلوبست محاسبه اندازههاي كمپرسور 

حل:‏ 

فرض ميشود كه 

كلوين 

Q ١ 

متر مكعب = ١٧٥ 

كيلوگرم در دقيقه 

با ر ‏(مطلق)‏ 

W m 

M 

P ١ 

= 

= 

= 

٣ 

٢٨,٤٦ 

١ 

= 

٣٠٥ 


بار ‏(مطلق)‏ 

t ١ 

= ٣٠ 

K = ١,٣٩٥ 

P ٢ 

= 

٢,٧٢ 

η p 

= ٧۵% 

قدم اول:‏ محاسبه نماي پولي تروپيك 

باشد.‏

مباني كمپرسورها ١٠٠ 


γ − ١ k − ١ ١ ١٣٩۵ . − ١ ١ 

= × = × ⇒ γ = ١۶٠٨ . 

γ k η ١٣٩۵ . ٠٧۵ . 

r 

p 

P٢ 

٢٧٢ . 

= = = ٢٧٢ . 

P ١ 

١ 

p 

قدم دوم:‏ محاسبه ارتفاع پولي تروپيك 

جدول ‏(‏‎٦-١‎‏):از دست رفت انرژي در اتصالات و دهانههاي كمپرسور 

Z avg باشد.‏ در اين صورت ارتفاع پولي تروپيكي كل برابر است با:‏ 

فرض ميشود كه = ١ 

− 

⎡ 

⎤ 

Hp = ١ × ٢٨ ۴۶ × ٣٠۵ ١۶٠٨ 

١۶٠٨ ١ 

. 

١۶٠٨ 

. ( )(. ⎢ ٢ ٧٢) ( . ) 

. 

− ١⎥ = ١١٠٧۶ 

١۶٠٨ . − ١ ⎣ 

⎦ 

ft. 

lb lb 

١١٠٧۶ 

Z = = ٣۶٣ . ≅ ۴ 

٣٠۴٨ 

m 

قدم سوم:‏ محاسبه تعداد مراحل 

فرض ميشود كه ارتفاع هر مرحله‎٣٠٤٨‎ متر(معادل 

ارتفاع هر مرحله بعداز گرد كردن مراحل برابر است با:‏ 

١٠٠٠٠) باشد.‏ در اين صورت:‏

مباني كمپرسورها ١٠١ 


u 

٢ 

H 

١١٠٧۶ 

p 

= = 

۴ 

٢٧۶٩ 

m 

قدم چهارم:‏ محاسبه سرعت دوراني كمپرسور 

فرض ميشود كه ضريب ارتفاع . ٠۴٨ = µ 

باشد.‏ دراين صورت 

Hp 

× g ٢٧۶٩ × ٩. 

٨١ 

= ( ) = ( ) 

µ 

٠۴٨ . 

٠۵ . ٠۵ . 

= ٢٣٨ m s 

بادردست داشتن Q، قطر پروانه به كمك شكل (١٥-٦) محاسبه ميگردد كه در حالت فوق 

Q 

۶٠ × ٢٣٨ 

N = = ١٠٣۴٩RPM 

π × ٠۴۴ . 

= 

١٧۵ 

− ١ 

=١٠٩. ۵ 

٣ 

m / min 

۴ ١. 

۶٠٨ 

( ٢٧٢ . ) 

۴ ۴ ١ 

δ 

١ 

= 

( ٠. ۴٠۵ × ١٧۵) 

٣ = ٠٠٨ . ⇒ η 

p 

= ٠٧٩ . 

( ١٠٣۴٩ × ٠. ۴۴ ) 

δ 

٠ ۴٠۵ ١٠٩ ۵ 

۴ 

= 

( . × . ) 

٣ = ٠٠۵ . ⇒ η 

p 

= ٠٧٩ . 

( ١٠٣۴٩ × ٠. ۴۴ ) 

γ − ١ ١٣٩۵ . − ١ ١ 

= × = ٠. ٣۵٩ ⇒ γ = ٢. 

٧٨٧ 

γ ١٣٩۵ . ٠٧٩ . 

مقدار آن ١٧,٣in ‏(معادل ٠,٤٤ متر)‏ ميباشد.‏ 

سرعت دوراني شافت 

قدم پنجم:‏ محاسبه راندمان پولي تروپيك 

درآخرين مرحله 

با استفاده ازرابطه (٨-٦) 

η p درمي آيد.‏ 

لذا . متوسط‎٠٧٩‎ = 

قدم ششم:‏ اصلاح نماي پولي تروپيك 

بعدازمحاسبه γلازم است كه دماي گاز خروجي محاسبه شود.‏ 

٠٣۵٩ 

T٢ 

= ٣٠۵( ٢. ٧٢) . = ۴٣٧K = ١۶۴ 

o C 

بااحتساب 

٠,٠١ براي ازدست رفت مكانيكي،‏ توان مصرفي دركمپرسور برابر است با:‏ 

W 

p 

= 

١٠١ . × ٩. ٨١ × ٣٣ . × ١١٠٧۶ 

= ۴۵٨. 

۴ 

١٠٠٠ × ٠. 

٧٩ 

تذكر:‏ دراين محاسبات ارتفاع پولي تروپيك مجددا"‏ محاسبه نگرديده است.‏ چراكه تغييرات 

راندمان ناچيز بوده وحداكثر ميتواند ٠,٠١ خطا داشته باشد.‏ 

KW 

٨-٦: پديده موجدارشدن Surging 

١-٨-٦: موج Surge چيست ؟ 

در شكل (١٧-٦) منحني مشخصه يك كمپرسور گريزازمركز نشان داده شده است.‏ 

همانطوري كه از شكل فوق پيداست منحني در سمت چپ تا مقدار = ٠ Q رسم نشده وبلكه 

داراي بريدگي ميباشد.‏ حداقل دبي رسم شده دراين شكل داراي عنوان Surge Limit ميباشد 

يا به عبارت ديگر اگر مقدار دبي از حد فوق كمتر باشد،‏ سيستم با پديده اي مواجه خواهد شد

مباني كمپرسورها ١٠٢ 


كه آن را اصطلاحا ً موجدارشدن مي نامند.‏ اولين علامت مشخصه اين پديده بروز يك حالت رفت 

وبرگشت در جريان گاز در كمپرسور مي باشد كه با سرو صداي زيادي توأم ميباشد.‏ 

شكل ‏(‏‎٦-١٧‎‏)منحني مشخصه يك كمپرسور گريزازمركز 

فشار دهش داراي نوسانات شديدي بوده ودماي گاز افزايش مييابد.‏ بديهي است به لحاظ 

نوسان فشار،‏ روتور دائما"‏ تحت معرض فشار در جهتهاي روبه جلو وعقب بوده وهمين امر 

موجب وارد شدن بار اضافي برروي ياطاقان بار محوري 

Bearing) (Thrust ميگردد.‏ برحسب 

سرعت دوراني كمپرسور وكيفيت ياطاقان،‏ پديده موجدارشدن ميتواند بعد از ٢٠٠٠ 

١٠٠ - 

مرتبه تكرار باعث خرابي ياطاقان بار محوري شود.‏ كمپرسورهائي كه در سرعت كم كار ميكنند 

نسبت به پديده موج كمتر حساس ميباشند.‏ به عنوان مثال كمپرسورهائي كه در سرعت 

دوراني كمتر از ٣٠٠٠ دوردر دقيقه كار ميكنند در مقابل اين پديده كاملا"‏ ايمن بوده واين در 

حالي است كه كمپرسورهاي با سرعت دوراني ١٠٠٠٠ دور در دقيقه شديدا"‏ نسبت به اين 

پديده حساس بوده ودر صورت مساعد بودن شرايط در معرض پديده موج قرار ميگيرند.‏ قبل 

از ورود به بحث بررسي پديده موج (Surge) ذكر اين نكته ضروري است كه كمپرسورهاي 

گريزازمركز ماشيني هستند كه قادرند ارتفاع پولي تروپيك ثابتي را كه تابعي از مشخصههاي 

مكانيكي كمپرسور،‏ دبي گاز و سرعت آن باشند ايجاد نمايند واين مقدار مستقل از خواص فيزيكي 

گاز مورد تراكم است.‏ از نظر مهندسين فرآيند آنچه كه مهم به نظر ميرسد،‏ دانستن اين امر 

است كه كمپرسور ميتواند به ازاء فشار مكش معين،‏ فشار دهش مشخصي رادر قسمت خروجي 

كمپرسور ايجاد كند دراين صورت ارتفاع پولي تروپيك در يك كمپرسور برابر است با:‏ 

H 

p 

= 

P 

d 

− 

ρ 

P 

s 

(٦-١٠) 


فشار دهش 

فشار مكش 

دانسيته گاز مورد تراكم 

ارتفاع پولي تروپيك 

P d 

P s 

ρ 

H p 

= 

= 

= 

=

مباني كمپرسورها ١٠٣ 


در اغلب واحدها به ويژه در فرآيندها،‏ ثابت نگهداشتن فشار دهش اهميت اساسي دارد.‏ حال اگر 

يك تغيير ناگهاني در جرم مولكولي گاز ورودي به كمپرسور به وجود آيد،‏ كمپرسور ناچاراست 

جهت حفظ فشار دهش،‏ ارتفاع پولي تروپيك رادر شرايط جديد افزايش دهد.‏ در شرايط سرعت 

ثابت،‏ افزايش ارتفاع تنها از طريق كاهش دبي امكان پذيراست واين به عبارت ديگر يعني حركت 

نقطه كارمنحني به سمت چپ ونزديك شدن به نقطه موج.‏ دلايل به وجود آمدن وروشهاي غلبه 

براين پديده به طور خلاصه مورد بررسي قرار خواهدگرفت.‏ 

موج Surge پديده اي است كه فقط در كمپرسورهاي آئروديناميك در اثر تغيير شرايط كار به 

وقوع ميپيوندد ونتيجه آن برگشت جريان گاز ميباشد وبه همين خاطر لازم است كه شرايط 

بهره برداري از كمپرسور به نحوي باشد كه حتي الامكان اين پديده دركمپرسور به وقوع 

نپيوندد،‏ چراكه موجب بروز مشكلات وخرابيهاي متعددي در كمپرسور ميگردد.‏ اين پديده 

هرگز در كمپرسورهاي جابجائي مثبت ‏(تناوبي ويا دوراني)‏ بوقوع نمي پيوندد.‏ همانطوري كه 

قبلا"‏ ذكر شد در كمپرسورهاي گريزازمركز به گاز وارد شده به درون كمپرسور نخست توسط 

پروانه،‏ انرژي جنبشي گاز بااعمال نيروي گريزازمركز افزايش داده شده وبا عبور گاز از پوسته 

كمپرسور كه شكل حلزوني (Voulte) دارد،‏ انرژي جنبشي به انرژي پتانسيل ‏(فشار)‏ تبديل 

ميشود نهايتا"‏ گاز از مجراي دهش از كمپرسور خارج ميگردد.‏ 

در شرايط ايده آل،‏ فشار گاز حاصل از تبديل انرژي جنبشي مساوي فشار دهش ميباشد.‏ حال 

اگر بتوان فشار بيشتر از فشار خط دهش توليد نمود،‏ انرژي اضافي كه مازاد بر نياز به گاز داده 

شده است به هدر خواهدرفت.‏ در حالت ديگر اگر حداكثر فشار قابل دستيابي توسط كمپرسور 

كمتر از فشار دهش باشد،‏ در اينصورت جريان گاز در كمپرسور برعكس شده وگاز متراكم شده 

در قسمت دهش به درون پروانه برگشت مييابد و اين شروع پديده موجدارشدن ميباشد.‏ 

در حالت برگشت گاز،‏ برخلاف شرايط قبلي پروانه با گاز با فشار بيشتري ‏(وزن مخصوص 

بيشتر)‏ پر مي شود.‏ بديهي است در اين حالت انرژي جنبشي داده شده به سيال با توجه به رابطه 

Ec = ١ ٢ 

Vρv 

٢ ١ 

افزايش مييابد.‏ با توجه به افزايش انرژي جنبشي،‏ قطعا"‏ انرژي پتانسيل ‏(فشار)‏ 

سيال افزايش يافته وبر فشار دهش غلبه ميكند ومقداري گاز از كمپرسور به قسمت دهش 

رانده ميشود.‏ با خروج گاز باوزن مخصوص زياد،‏ جاي آن را گاز با وزن مخصوص كم پرمي 

كند ومشكل ذكرشده در قبل مجددا"‏ خود را نمايان مي سازد.‏ نتيجه كلي اين پديده بروز يك 

سري جريانهاي رفت وبرگشتي در كمپرسور ميباشد كه اولين اثرآن بصورت لرزش،‏ سروصدا 

وتنش خودرانشان ميدهد وجريان مفيد گاز تقريبا"‏ صفر ميباشد.‏ 

از آنجاكه در طول بروز اين پديده،‏ انرژي به طور پيوسته به سيستم داده ميشود واين امر 

بدون خروج واقعي گاز از كمپرسور ميباشد،‏ دماي گازدرون پوسته كمپرسور بطور مستمر

مباني كمپرسورها ١٠٤ 


افزايش مييابد.‏ با توجه به توضيحات فوق بديهي است سيستم نبايستي در شرايط موجي به كار 

گرفته شود.‏ دلايل اصلي بروز پديده موجدارشدن دركمپرسورهاي گريزازمركز به شرح 

زيراست:‏ 

الف:‏ تغيير وزن مخصوص گازورودي ‏(در اثركاهش فشار،‏ افزايش دما،‏ كاهش جرم مولكولي 

دراثرتغييرتركيبات تشكيل دهنده گاز ورودي)‏ 

ب:‏ كاهش سرعت دوراني پروانه به ويژه درحالت استفاده از الكتروموتورهاي دور متغيير.‏ 

ج:‏ گرفتگي مجاري جريان گاز ‏(مكش 

ه:‏ سايش پروانه وپوسته كمپرسور.‏ 

٢-٨-٦: محدوديت پديدههاي موج وصخره 

دردياگرام 

- پروانه - دهش)‏ 

Stonewall 

H - Q ‏(ارتفاع 

- دبي)‏ بخشي از آن راشرايطي ميپوشاند كه كمپرسوردرآن منطقه 

كاري با پديده موج دار شدن مواجه گردد وبديهي است كه كاركردن درآن شرايط توصيه نمي 

گردد وبايد ازآن اجتناب شود.‏ درواقع بايد همواره يك محدوديت ايمني براي كاركمپرسور 

مشخص نمود.‏ براي اين منظور به كارگيري سيستمي كه همواره كمپرسور رادرمحدوده امني از 

بهره برداري نگه دارد ضروري ميباشد.‏ 

نياز به انتخاب شرايط طراحي براي كمپرسور وبه كارگيري كمپرسور درشرايطي كه فشار 

ايجادشده كمتر از حداكثر فشار قابل دسترسي توسط كمپرسور درسرعت وشرايط موجودباشد 

يكي از دلايل اصلي پائين بودن راندمان كاركمپرسورهاي گريزازمركز درمقايسه با 

كمپرسورهاي جابجائي مثبت است.‏ 

انتخاب شرايط طراحي Point) (Design بايد به نحوي باشد كه كمپرسور باكمترين تغيير 

درشرايط كاري درمنطقه موجدارشدن قرار نگيرد.‏ اختلاف بين فشار طراحي وفشار قابل 

دسترس را ميتوان نوعي ازدست رفت انرژي دركمپرسوردانست،‏ چراكه اين انرژي به سيستم 

داده شده ولي كار مفيدي ازآن عايد نمي گردد.در منطقه دبي زياد ‏(حجم زياد)‏ منحني 

مشخصه كمپرسور،‏ شكل نزولي تندي 

سنگي 

(Steep) 

(Stonewall) 

رابه خود ميگيرد كه اصلاحا"‏ آن را صخره 

مينامند.‏ دراين منطقه يك تغيير جزئي در دبي ميتواند توأم بايك 

تغييرشديد درفشار دهش باشد.‏ به عبارت ديگركمپرسوردراين منطقه داراي رفتارپايداري نبوده 

وكار دراين حوزه توصيه نمي شود.‏ درشكل(‏‎٦-١٨‎‏)‏ طرحي ازشرايط 

اركمپرسورگريزازمركزبدون تيغههاي هدايت كننده ورودي وتيغههاي پيچك 

(Diffuser 

(Vane درسرعت ثابت همراه با مناطق موجدارشدن وصخره سنگي نشان داده شده است.‏ 

درهمين شكل ناحيه كارمطمئن كمپرسوراز ديدگاه فشارودبي نمايش داده شده است.‏

مباني كمپرسورها ١٠٥ 


شكل ‏(‏‎٦-١٨‎‏):منحني مشخصه يك كمپرسور گريزازمركز در سرعت ثابت بدون تيغههاي متحرك 

لازم بذكر است هنگامي كه كمپرسور درناحيه صخره اي كارمي كند،‏ دبي گازممكن است به 

حدي برسد كه سرعت گاز درون كمپرسور به يك ماخ (Mach) برسد ويااينكه زاويه تلاقي گاز 

با تيغهها آنچنان زياد شود كه باعث كم شدن مجراي ورودي گازگرديده وعددماخ به حدي 

برسد كه پديده جديدي تحت عنوان Choke در كمپرسور بوقوع بپيوندد.‏ درشرايط فوق دبي 

جريان گاز به درون كمپرسور تقريبا"‏ ناچيز ميباشد.‏ تأثير اين پديده بويژه براي گازهاي باجرم 

مولكولي زياد ومخصوصا"‏ دردماهاي كم وبا مقادير K درشرايط ورودي شديدتر ميباشد.‏ 

بديهي است درشرايط فوق،‏ رسيدن به حالت صخره اي قبل ازموعدمقرر وطراحي شده بوقوع 

ميپيوندد.‏ ضمنا"‏ امكان اين وجوددارد كه كمپرسور درمراحل نهائي دچار پديده 

Choke 

گرديده وباعث كاهش دبي درمراحل ابتدائي شود كه نهايتا"‏ ميتواند منجربه بروز پديده موج 

گردد.‏ 

شكل واقعي منحني موجدارشدن Line) (Surge به طراحي كمپرسور وشرايط بهره برداري 

بستگي داشته ومي تواند به صورت يك خط مستقيم تايك منحني مشخص شده تغيير نمايد.‏ تأثير 

تغييرات سرعت وتيغههاي هدايت كننده متحرك درقسمت كنترل ظرفيت ارائه خواهد شد.‏ 

بايدتوجه نمود كه منحني مشخصه كلي يك كمپرسور چندطبقه در نگاه ظاهري مشابه 

كمپرسورهاي يك طبقه بوده ونمي توان به صراحت وبانگاه به منحني درمورد ساختار كمپرسور 

نظر قطعي داد.‏ 

يكي از موارد اساسي شناخت منطقه موجدارشدن،‏ آشنائي باشرايطي است كه لازم است 

كمپرسور اززير بارخارج شود كه اين امر نيز درمبحث كنترل ظرفيت كمپرسور مورد بررسي 

قرار خواهد گرفت.‏

مباني كمپرسورها ١٠٦ 


دريك جمع بندي كلي،‏ عوارض ناشي از بروز پديده موج را ميتوان به شرح زيرخلاصه نمود.‏ 

الف:‏ فرسايش زودرس ياطاقانهاي بارمحوري.‏ 

ب:‏ لرزش شديد درروتور كه ميتواند باعث صدمه ديدن سيستم آب بندي وياطاقانها گردد.‏ 

ج:‏ افزايش درجه حرارت گاز مورد تراكم و بدنه كمپرسور.‏ 

د:‏ تغيير درمقدار توان مصرفي وآسيب ديدن سيستم راه اندازي به ويژه گيربكسها به لحاظ 

نوسانات شديد درمقدار گشتاور.‏

مباني كمپرسورها ١٠٧ 


بخش هفتم:‏ 

روانكاري كمپرسورها 

Compressore Lubrication

مباني كمپرسورها ١٠٨ 


* 

* 

* 

* 

‎٧-١‎‏:مقدمه 

همواره هنگام بهره برداري از كمپرسورها وبدون توجه به نوع آن تعداد زيادي از قطعات فلزي 

بر روي يكديگر حركت لغزشي داشته و اگر سطوحي كه در تماس با يكديگر بوده وبرروي هم 

ميلغزند،‏ فاقد لايه اي از روغن باشند،‏ قطعات به سرعت سائيده شده وغير قابل مصرف 

ميگردند.‏ در هر جاكه سطوح در تماس با يكديگر داراي حركت نسبي باشند،‏ روانكاري نقش 

مهمي در انجام حركت به نحو صحيح،‏ تداوم بهره برداري واقتصادي كردن عملكرد ماشين ايفاء 

ميكند.‏ با بهره گيري مؤثر از روانكاري در ماشين آلات صنعتي،‏ از جمله كمپرسورها،‏ انتخاب 

مناسب روانساز مورد استفاده درآن:‏ 

* انرژي مورد نياز براي راه اندازي وبهره برداري از كمپرسور كاهش مييابد.‏ 

از سائيدگي وفرسايش زودرس قطعات متحرك جلوگيري به عمل ميآيد.‏ 

* دماي گاز مورد تراكم براي نسبت تراكم معين،‏ كاهش خواهد يافت.‏ 

آب بندكردن لقي بين دوحلزوني،‏ افزايش راندمان حجمي كمپرسوررا بدنبال خواهد داشت.‏ 

از ميزان سروصدا در كمپرسوركاسته خواهد شد.‏ 

عمر مفيد كمپرسور افزايش خواهد يافت.‏ 

* در هزينههاي تعمير ونگهداري كمپرسور صرفه جوئي خواهد شد.‏ 

* قابليت اعتماد 

(Reliability) كمپرسور 

افزايش خواهد يافت.‏ 

براي نيل به اهداف فوق بايد موارد زير موردتوجه قرار گيرد:‏ 

الف:‏ انتخاب روانساز مناسب.‏ 

ب:‏ انتخاب روش مناسب براي روانكاري.‏ 

ج:‏ استفاده صحيح از روغن روانساز از نظر دبي وفشار.‏ 

د:‏ رعايت زمان كار كرد مناسب براي روغن مورد استفاده.‏ 

نقش واهميت روانسازها آنچنان مشهود است كه ميتوان ادعاكرد ماشين آلات صنعتي واز جمله 

كمپرسورها بر روي لايه نازكي از روانساز در حركت بوده و بدون حضور اين ماده حياتي 

حركت در صنعت متوقف ميگردد.‏ رعايت نكات ذكرشده دربالا ضمن كاهش هزينههاي تعمير 

ونگهداري وتوقفات كمپرسور ميتواند در كاهش انرژي مصرفي وافزايش كارآئي وقابليت 

اعتماد آن نقش تعيين كننده اي را ايفاء نمايد.‏ 

امروزه سعي براين است كه حتي الامكان كمپرسورها را با سرعت بيشتري مورد بهره برداري 

قرار داده تا به ازاء ظرفيت معين،‏ ابعاد كمپرسور كاهش يابد.‏ بديهي است اين امر اهميت 

روانكاري مناسب كمپرسوررا چند برابر ميكند.‏ به عنوان مثال سيستم روانكاري گير بكس

هلاب 

مباني كمپرسورها ١٠٩ 


افزايش دهنده سرعت دركمپرسورهاي گريزازمركز بايد قادر باشد گيربكس را كه در سرعت 

٣٠٠٠٠ تا ٥٠٠٠٠ 

:(b 

دور دردقيقه كار ميكند،‏ به نحو مطلوب روانكاري نمايد.‏ 

٢-٧: مهمترين وظايف روانكار 

بكارگيري از روانسازدر كمپرسورها داراي اهداف متعددي بوده كه عمده ترين آنها عبارتند از:‏ 

a): روانكاري وجداسازي سطوح فلزي از يكديگر باايجاد لايه مناسبي از روغن بين قطعات متحرك 

به منظور كاهش اصطكاك وسايش آنها 

انتقال حرارت وخنك كردن قطعات متحرك 

c): جلوگيري از اثرات نامطلوب قطعات بريكديگر 

d): حفاظت از سطوح فلزي قطعات در برابر خوردگي وزنگ زدگي 

e): جذب آلودگيها،‏ معلق نگه داشتن مواد خارجي و تركيبات شيميائي حاصل از تغييرات شيميائي 

اجزاء تشكيل دهنده روغن 

(Chemical and Thermal Degradation Products of Oils) 

((Sealing كاهش نشتي داخلي به كمك آب بند كردن f): 

g): كاهش انرژي مصرفي در ماشين آلات 

h): به عنوان سيال هيدروليكي جهت سيستمهاي كنترل ظرفيت كمپرسورها 

٣-٧: خواص روغنهاي روانساز:‏ 

روانسازها براي اينكه بتوانند وظايف مورد اشاره در بالا را به درستي انجام دهند،‏ بايد داراي 

خواص معيني باشند كه مهمترين آنها به شرح زير ميباشد:‏ 

١) داراي گرانروي (Viscosity) مناسبي بوده تا تشكيل لايه روغن،كاهش اصطكاك و...‏ به خوبي 

صورت پذيرد.‏ 

٢) داراي انديس گرانروي 

Index) (Viscosity مناسبي باشند.‏ 

٣) در مقابل حرارت واكسيژن هوا ‏(تجزيه حرارتي واكسيداسيون)‏ زا مقاومت كافي را برخوردار 

باشند.‏ 

٤) از زنگ زدن ،(Rust) خوردگي توسط مواد شيميائي 

حد قطعات جلوگيري كنند.‏ 

(Corrosion) وسايش 

(Wear) بيش از 

٥) داراي مواد پاك كننده (Detergent) ومعلق نگه دارنده بوده تا از ته نشين شدن رسوبات در 

لاي قطعات جلوگيري نمايند.‏ 

٦) در هواي سرد به اندازه كافي روان بوده تا راه اندازي وادامه حركت قطعات به آساني 

صورت پذيرد.‏ 

٧) با قطعات لاستيكي آب بند كننده سازگاري لازم را داشته باشند.‏ 

٨) از نظر فراريت وآتش گيري داراي وضعيت مناسبي باشند.‏

مباني كمپرسورها ١١٠ 


٩) در هنگام كار كف نكنند.‏ 

٧-٤ 

‏:ويژگيهاي سيستم روانكاري 

در غالب اوقات ويژگيهاي سيستم روانكاري،‏ طراحي ونحوه عملكردآن توسط شركتهاي سازنده 

كمپرسور تعيين ميگردد.‏ براين اساس سازندگان كمپرسور سيستم روانكاري را طوري طراحي 

ميكنند كه با ويژگيهاي كمپرسور سازگاري لازم را داشته باشد.‏ مهمترين ويژگيهاي سيستم 

روانكاري كمپرسور به شرح زيراست:‏ 

١- مخزن روغن بايد طوري انتخاب شود كه كمپرسور بتواند روغن راازآن كشيده و بعداز پايان 

عمليات روانكاري به آن برگشت دهد.‏ حجم مخزن و زمان اقامت روغن درآن بايد در حدي 

باشد كه كف روغن كاملا"‏ از بين رفته وگازهاي موجود درآن جدا شود،‏ بنحوي كه روغن قابليت 

مصرف مجدد در سيستم روانكاري را داشته باشد.‏ 

٢- جريان روغن در كمپرسور به كمك وسايلي نظير پمپ روغن،‏ قاشقك پرتاب كننده،‏ رينگ 

متصل به ميل لنگ ويافشار گاز دهش برقرار ميشود.‏ 

٣- براي خنك كردن روغن بايد وسايل وامكانات لازم پيش بيني شده باشد.‏ به همين منظور 

بعضي از كمپرسورها مجهز به سيستم خنك كن روغن Cooler) (Oil بوده مبدل حرارتي 

ميباشد و با آب و يا هوا خنك ميگردد.‏ در بعضي از كمپرسورها خنك كاري روغن به كمك 

انتقال حرارت به محيط خارج از طريق بدنه محفظه روغن صورت ميپذيرد.‏ دراين حالت 

محفظه روغن طوري ساخته ميشود كه سطح تبادل حرارتي آن توسط تيغههايي 

برروي تعبيه شده است،‏ افزايش داده شود.‏ 

(Fins) كه 

دماي روغن در محفظه روغن در كمپرسورهائي كه به روش اجباري ‏(روانكاري به كمك پمپ 

روغن)‏ روانكاري ميگردند،‏ نبايستي از‎٧٠‎ درجه سانتيگراد ودر سيستمهايي كه از روش پاششي 

Type) (Splash استفاده ميشود از ‎٨٢‎درجه سانتيگراد تجاوز نمايد.‏ 

سيستم خنك كاري هرگز نبايستي درون محفظه روغن ويا مخزن روغن 

شود.‏ 

(Reservoir) نصب 

خنك كن روغن بايد حتي الامكان طراحي شود كه روغن را دردماي پائين تر از ٥٥ درجه 

سانتيگراد نگه دارد.‏ مبدل حرارتي غالبا"‏ از نوع پوسته ولوله 

(Shell and Tube) 

ميباشد كه 

باآب خنك ميشود.‏ با اين وجود در بعضي از كمپرسورها روغن توسط هوا خنك ميگردد.‏ در 

مبدلهاي آبي،‏ آب در قسمت داخل لوله (Tube) وروغن در قسمت پوسته 

(Shell) 

جريان 

مييابد.‏ طراحي مبدل بايد به نحوي صورت پذيرد كه فشارآب از فشارروغن كمتر بوده تادر 

صورت خرابي مبدل،‏ آب به درون روغن نشت ننمايد.‏

مباني كمپرسورها ١١١ 


٤- بالابودن دماي بهره برداري از كمپرسور موجب كاهش ويسكوزيته و كاهش ضخامت لايه 

روغن تشكيل شده برروي قطعات ميشود.‏ وجود لايه فوق باعث كاهش اصطكاك در هنگام 

حركت قطعات برروي يكديگر گرديده وبديهي است كه هرگونه كاهش در ضخامت لايه روانساز 

ميتواند باعث افزايش اصطكاك در كمپرسور گردد.‏ بهره برداري طولاني از كمپرسور در 

هنگامي كه دماي روغن درآن بين ٦٠ تا ٧٠ درجه سانتيگراد باشد ميتواند موجب اكسيداسيون 

روغن گردد.‏ اكسيداسيون روغن به سهم خود باعث افزايش ويسكوزيته وكاهش ضخامت لايه 

روغن وتشكيل مواد چسبنده 

Mass) (Sticky برروي قطعات 

-٧ 

ميگردد،كه درنهايت،اين پديده 

منجر به كاهش عمر مفيد روغن وضرورت تعويض زود رس آن خواهد شد.‏ 

٥- دماي گاز خروجي بطور مستقيم برروي ميزان تشكيل رسوب برروي سوپاپهاي دهش 

‏(دركمپرسورهاي تناوبي)‏ و لوله دهش كمپرسور تأثير ميگزارد.‏ بالا بودن دماي گاز خروجي 

موجب تسريع اكسيداسيون روغن،‏ تشكيل دوده و تأثير نامطلوب آن برروي صفحات سوپاپ 

ميگردد.‏ مواد حاصل از اكسيداسيون وتجزيه حرارتي روغن برروي سطوح آب بند كننده 

سوپاپ نشسته و ضمن كاهش راندمان حجمي كمپرسور حتي ميتواند موجب شكسته شدن 

صفحات سوپاپ گردد.‏ 

٦- در مناطقي كه رطوبت نسبي هوا بالا باشد،‏ عمل خنك كاري گاز ورودي بايد به دقت مورد 

توجه قرار گيرد.‏ هرچند كه خنك كردن گاز ورودي به درون كمپرسور تأثير مستقيمي برروي 

دماي بهره برداري ودماي گاز خروجي از كمپرسور دارد،‏ ولي اگر ميزان خنك كردن گاز از حد 

مجاز بيشتر باشد،‏ ميتواند موجب ميعان رطوبت موجود در گاز ورودي گردد.‏ به عنوان مثال 

اگر دماي هواي ورودي به درون كمپرسور‎٢٥‎ درجه سانتيگراد باشد،‏ دماي آب خنك كننده 

جداره سيلندر بايد حدود‎٣٥‎ درجه سانتيگراد نگهداري شود.‏ به عبارت ديگر اختلاف بين دماي 

آب خنك كننده و گاز ورودي بداخل كمپرسور بايد حداقل ١٠ درجه سانتيگراد باشد.‏ ميعان 

رطوبت موجود در گاز ورودي ميتواند موجب شستشوي لايه فيلم روغن تشكيل شده برروي 

قطعات متحرك گرديده كه نهايتا"‏ موجب افزايش سايش در كمپرسور خواهد شد.‏ علاوه برآن 

پديده فوق ميتواند احتمال زنگ زدن قطعات وسايش ناشي از آن را افزايش دهد.‏ 

اگر راه اندازي كمپرسور در دماي كمتر از ٢٥ درجه سانتيگراد صورت پذيرد،‏ سيستم 

روانكاري بايد مجهز به گرم كن روغن باشد.‏ ظرفيت گرم كن بايد طوري انتخاب شود كه بتواند 

روغن داخل مخزن را طي حداكثر ١٢ ساعت از دماي محيط به ٢٥ درجه سانتيگراد برساند.به 

عنوان مثال گرم كنهاي برقي كه درون مخزن نصب ميشود،‏ بايد داراي قدرتي حدود ٢,٣ وات 

برهر سانتيمترمربع ازسطح تبادل حرارتي آن باشد.‏

مباني كمپرسورها ١١٢ 


٨- مخزن روغن بايد مجهز به آب نما Glass) (Sight بوده و حداقل و حداكثر سطح روغن 

درآن مشخص شده باشد.‏ 

٩- بكارگيري از تجهيزات مناسب جهت تميز كردن روغن در كمپرسور ضروري ميباشد.‏ 

جداكردن ذرات معلق موجود درروغن كه در طول فرآيند روانكاري همراه باروغن به درون 

محفظه روغن برمي گردد،‏ توسط صافي (Strainer) ويا فيلتر (Filter) صورت ميپذيرد.‏ 

فيلترها بايد طوري نصب گردند كه تمامي روغن در حال گردش ازآن عبور نموده 

(Filter وقادر به فيلتراسيون ذرات تا ٤٠ ميكرون ‏(براي مواردعادي)‏ ويا ذرات ريزتر 

ميكرون)‏ براي جدا كردن ذرات بابيت ياطاقانها توصيه ميشود.‏ 

(Full Flow 

‏(مثلا"‏ ١٠ 

فيلتربايد در قسمت پائين دستي Stream) (Down خنك كن نصب گردند.‏ فيلترها هرگز 

نبايستي مجهز به شير 

تخليه فشار 

(Relief Valve) 

ويا جريان برگشتي اتوماتيك 

By-Pas) (Automatic باشند.‏ 

فلزات به كاربرده شده در ساخت فيلتر بايد در مقابل خوردگي مقاوم باشند.‏ جريان روغن در 

فيلتربايد از خارج به سمت قسمت مركزي آن انجام گيرد.‏ 

در نصب فيلتر بايد دقت شود كه درآن جريان برگشتي داخلي 

(Internal Circulating 

(Flow برقرار نشود.‏ افت فشار روغن نبايد از‎٠,٣٥‎ بار بيشتر باشد.‏ بعضي از فيلترها مجهز به 

وسيله اندازه گيري اختلاف فشار دو سرآن بوده تادرمواقعي كه اختلاف فشار در اثر گرفتگي 

فيلتر (Plugging) از حد مجاز بيشتر گرديد سيستم هشدار دهنده عمل نمايد.‏ 

١٠- فشارروغن دركمپرسورها همواره بايد كنترل گردد.‏ براي اين منظورنصب وسايلي براي 

اندازه گيري وكنترل فشارروغن ضروري ميباشد.‏ وسايلي نظير كليد حداقل فشار روغن 

(Low 

Oil Pressure Switch 

( وشير كنترل فشار Valve) (Relief مهمترين وسايل كنترل فشار روغن 

ميباشند.‏ 

دركمپرسورهايي كه مخزن روغن آنها تحت فشار ميباشد ‏(نظير كمپرسورهاي تبريد)،‏ فشار 

خروجي از پمپ روغن دراين كمپرسورها حاصل جمع فشار محفظه روغن و فشار پمپ روغن 

بوده وبه همين خاطر فشارسنج مقدار واقعي فشار ناشي از عملكرد پمپ روغن را نشان نمي 

دهد.‏ به همين خاطر كليد حداقل فشار روغن بايد از نوع تفاضلي (Diffrential) باشد تابراساس 

خالص فشار پمپ روغن كه تفاضل فشاردهش پمپ روغن و فشار محفظه روغن ميباشد،‏ عمل 

نمايد.‏ 

١١- تمامي كمپرسورهايي كه داراي قدرت بالاتر از ١٥٠ كيلو وات ميباشند،‏ بايد مجهز به يك 

سيستم روانكاري كمكي (Auxiliary) بوده تا تمامي قسمتهايي از كمپرسور را كه در معرض 

سايش ميباشند قبل از راه اندازي پمپ روغن اصلي Pump) (Main ونيز بعداز خاموش

مباني كمپرسورها ١١٣ 


كردن به طور كامل روانكاري نمايد.‏ پمپ روغن اصلي وپمپ روغن كمكي بايد مجهز به شير 

كنترل فشار جداگانه باشند.‏ 

٥-٧: روشهاي روانكاري در كمپرسورها 

امروزه برحسب شرايط طراحي كمپرسور روشهاي مختلفي براي روانكاري آنها انتخاب ميشود.‏ 

اساسا"‏ روانكاري كمپرسورها به يكي از ٤ روش زير صورت ميپذيرد:‏ 

الف)‏ روغن كاري پاششي 

ب)‏ روانكاري ثقلي 

ج)‏ روانكاري اجباري 

(Splash Type) 

(Gravity Type) 

د)‏ روانكاري تزريقي يامستغرق 

(Force Feed Type) 

(Injection Or Flooded Type) 

هر يك از روشهاي روانكاري فوق داراي محاسن و معايب خاص خود بوده و شركتهاي سازنده 

كمپرسور با 

يك جمع بندي كلي روش مناسب براي روانكاري كمپرسور مورد نظر را انتخاب مينمايند.‏ 

١-٥-٧: روانكاري پاششي 

اين روش ساده ترين نوع روانكاري بوده ودر آن توسط زائده اي ‏(نظير قاشقك)‏ كه به شاتون 

متصل است به هنگام غوطه ور شدن شاتون در روغن محفظه روغن،‏ روغن به قسمتهاي مورد 

نياز نظير ياطاقانها،‏ سيلندر وساير نقاطي كه نياز به روانكاري دارند پاشيده ميشود.‏ اين روش 

احتياجي به فيلتراسيون روغن نداشته وعموما"‏ براي كمپرسورهاي كوچك ويك طرفه 

(Acting مورد استفاده قرار ميگيرد.‏ 

(Single 

جهت كنترل بهتر مقدار روغني كه به قطعات پاشيده ميشود،‏ لازم است كه سطح روغن در يك 

حد ثابتي نگهداري شود.‏ از مزاياي اين روش بايد سادگي سيستم روانكاري و عدم وابستگي به 

جهت دوران كمپرسور رانام برد.‏ در عوض لايه روغن در ياطاقانها نازك بوده وچون روانكاري 

تحت فشار صورت نمي گيرد،‏ كيفيت روانكاري در هنگام راه اندازي كمپرسور كه دماي روغن 

پائين وويسكوزيته آن بالا است چندان مطلوب نمي باشد.‏ علاوه برآن در اين روش احتمال خارج 

شدن روغن از كناره سيلندر توسط گاز مورد تراكم بالا ميباشد 

٢-٥-٧: روانكاري به روش ثقلي 

روانكاري بروش ثقلي خود به دو دسته تقسيم ميشود.‏ در روش اول توسط ديسكي كه برروي 

ميل لنگ نصب شده است،‏ روغن از محفظه روغن كمپرسور كشيده شده وبه قسمتهاي فوقاني 

كمپرسور هدايت گرديده واز آنجا توسط نيروي وزن روغن ‏(نيروي ثقل)‏ به سمت پائين 

سرازير وموجب روانكاري قطعات مي شود.‏ در اين روش به جاي ديسك ميتوان از يك حلقه نيز 

براي جابجائي روغن استفاده نمود.حلقه مورداستفاده داراي شياري بوده ودر اثر حركت دوراني

مباني كمپرسورها ١١٤ 


ميل لنگ قادر به جابجا نمودن روغن از محفظه روغن به ساير نقاط كمپرسور ميباشد.‏ وجود 

روزنه در قسمتهاي مختلف وبويژه ياطاقانها موجب رسيدن روغن به آنهامي گردد.‏ نيروي 

گريزازمركز در اثر دوران رينگ موجب اعمال فشار در روغن ميگردد ‏(شكل 

.(٧-١) 

در روش دوم از يك پمپ روغن براي ارسال روانساز به مخزن كه در بالاي سيستم قرار دارد 

استفاده ميشود.‏ روغن تحت نيروي ثقل به طرف پائين سرازير شده و نقاط مورد نظر را 

روانكاري ميكند 

‏(شكل ٣-٧). 

شكل (١-٧): روانكاري بروش پاششي 

همانند روش قبل اين سيستم فاقد فيلتر بوده ومستقل از جهت دوراني كمپرسور ميباشد.‏ حسن 

اين روش كنترل ميزان روغن در روانكاري وعيب آن برگشت روغن دراثراعمال فشار در هنگام 

كار كمپرسورها با سرعت دوراني بالا ميباشد.‏ اساسا"‏ اين روش با وجود سادگي وارزاني به لحاظ 

پائين بودن كيفيت آن روش چندان مناسبي نبوده وبراي كمپرسورهاي بزرگ ويا كمپرسورهائي 

كه در سرعت دوراني زياد كار ميكنند توصيه نمي شود.درشكل(‏‎٧-٢‎‏)نمونه اي ازروانكاري ثقلي 

توسط حلقه نشان داده شده است.‏ 

-٥- ٥: روانكاري به روش اجباري 

بهترين روش براي روانكاري كمپرسورهاي تناوبي استفاده از پمپ روغن ميباشد.‏ به كمك پمپ 

روغن عمليات روانكاري ياطاقانها،‏ بوش گژن پين،‏ سيلندرو...‏ تحت فشار صورت پذيرفته وبديهي 

است كيفيت روانكاري بلحاظ بالا بودن ضخامت لايه روغن در مقايسه با روشهاي قبلي بسيار 

مناسب تر ميباشد.‏ در شكل (٣-٥) نمونه اي از يك كمپرسور كه بروش اجباري روانكاري 

ميشود،‏ نشان داده شده است.‏ 

پمپ مورد استفاده ميتوانداز نوع دنده اي 

(Plunger Type ويا انگشتي (Gear Type Pump) 

(Pump باشد.‏ پمپهاي مورد استفاده طوري طراحي ميشوند كه ميزان دبي و فشار آن از مقدار 

مورد نياز بيشتر بوده تا در هنگام فرسايش قطعات ‏(پوسته يادندههاي پمپ،‏ ياطاقانها و...)‏ عمل

مباني كمپرسورها ١١٥ 


روانكاري به نحو مطلوب صورت پذيرد.‏ اساسا"‏ 

ميشوند بايد مجهز به قطعات زير باشند:‏ 

كمپرسورهائي كه به صورت 

اجباري روانكاري 

شكل (٢-٧): روانكاري به روش ثقلي باحلق 

شكل (٣-٧): روانكاري بروش ثقلي با پمپ روغن 

شكل (٤-٧): روغنكاري بروش تزريقي در كمپرسورهاي حلزوني

مباني كمپرسورها ١١٦ 


الف)‏ پمپ روغن كه وظيفه تأمين فشار جهت جريان روغن در سيستم روانكاري را به عهده دارد.‏ 

ب)‏ صافي (Srainer) كه مانع از ورود ذرات جامد به درون پمپ ميگردد.‏ 

ج)‏ فيلتر روغن كه در قسمت دهش پمپ روغن نصب شده تا مانع از ورود ذرات ريز 

ميكرون)‏ به نقاط مورد روانكاري گردد.‏ 

‏(تا ١٠ 

شير ممانعت كننده از جريان روغن ،(VS) مانع از پرشدن محفظه تراكم كمپرسور از روغن 

درهنگام خاموشي آن ميگردد.‏ اين شير بعداز راه اندازي كمپرسور وتوسط فشار گاز دهش باز 

ميشود.‏ ازآنجائي كه براي روانكاري مناسب كمپرسور فشار گاز در مخزن جداكننده روغن و 

هوا كه وظيفه ارسال روغن به محفظه تراكم رانيز بعهده دارد نبايد از حداقل مجاز كمتر باشد،‏ 

مخزن فوق مجهز به شير حداقل فشار 

Valve) (VP Minimum Pressure بوده،بنحوي كه 

وقتي فشار درون مخزن جداكننده روغن از گاز به حداقل مورد نظرنرسد،‏ تخليه گاز از مخزن 

صورت نپذيرفته وگاز متراكم شده با تجمع در مخزن موجب بالارفتن فشار درون مخزن 

تاحداقل ميزان تعيين شده ميگردد.‏ 

٦-٧: ويژگيهاي روانكاري بروش تزريقي 

وجود روغن همراه باگاز مورد تراكم موجب آب بند كردن لقي (Clearance) بين روتورها 

گشته وباعث افزايش راندمان حجمي وراندمان كلي كمپرسور ميگردد.‏ عمليات روانكاري 

بروش فوق باعث بهبود راندمان حتي در سرعتهاي كم نيز ميشود.‏ به عبارت ديگر،‏ بهره 

برداري آرام وامكان اتصال مستقيم الكتروموتور به كمپرسور وعدم نياز به گيربكس افزايش 

دهنده سرعت ازمحاسن ويژگيهاي روانكاري بروش فوق ميباشد.‏ 

باتوجه به خاصيت خنك كاري روغن،‏ نسبت تراكم در اين كمپرسورها نسبتا"‏ بالا بوده وحتي در 

مورد خاصي ميتوان به نسبت تراكم ٢١ ١: در يك پوسته دست يافت.‏ وجود روغن در فرآيند 

تراكم موجب كاهش سروصداي كمپرسورگرديده وعلاوه برآن نيازي به دندههاي تنظيم زماني 

Gear) (Timing نمي باشد،‏ 

چراكه اتصال گشتاور از روتور نرينه 

(Male Rotor) 

به روتور 

مادگي Rotor) Female‏)توسط لايه روغن بين صورت ميگيرد.‏ 

محل تزريق روغن در اين روش بسيار مهم بوده وتأثير بسزائي برروي راندمان بهره برداري 

ميگذارد.‏ تزريق روغن بدرون ديواره پوسته در محل و با نزديكي تقاطع دو حفره قرار گرفتن 

حلزوني 

(Bores) 

در قسمت دهش كمپرسور صورت ميگيرد.‏ تخليه روغن از كمپرسور بايد 

بنحوي صورت پذيرد كه روغن نتواند باگاز ورودي مخلوط شده تا موجب گرم كردن آن 

نشود.‏ 

اين كمپرسورها كه فاقد پمپ روغن ميباشند،‏ قادرند در يك دامنه وسيع از نسبت تراكم دماي 

گاز را تقريبا"‏ ثابت نگهدارند ‏(مثلا"‏ ٨٠ درجه سانتيگراد).‏ ميزان روغني كه بدرون سيستم تزريق

مباني كمپرسورها ١١٧ 


ميشود بايد به دقت كنترل گردد بنحوي كه اولا"‏ مقدارآن براي روانكاري وخنك كاري 

كمپرسور كافي بوده وضمنا"‏ ميزان آن چندان زياد نباشد تا از دست رفت ناشي از پمپاژ 

Losses) (Pumping را بيش از حد افزايش دهد.‏ 

در يك كمپرسور هوا كه درفشار ٧ بار كار ميكند ميزان دبي روغن بايد حدود ١٠ ليتر در 

دقيقه به ازاء هر متر مكعب در دقيقه هوا باشد.‏ اين مقدار روغن قادر است كه به ازاء هر اسب 

بخار انرژي مصرفي در كمپرسور،‏ حدود 

نمايد.‏ 

از آنجائي كه بخشي از حرارت گرفته شده توسط روغن مجددا 

" 

‎١١‎كيلو كالري در دقيقه گرما را از كمپرسور خارج 

به سيكل تراكم برگشت داده 

ميشود،‏ لذا كمپرسورهائي كه از روش مستغرق ‏(تزريقي)‏ براي روانكاري استفاده ميكنند،‏ اولا"‏ 

بايد مجهز به مخزن روغن بزرگتري بوده وثانيا"‏ ميزان هوا ياآب مصرفي براي خنك كاري 

روغن در آن در مقايسه با كمپرسورهاي خشك بيشتر باشد.‏ دراين نوع كمپرسورها سيستم خنك 

كاري روغن براي سيستمهاي تبريد موجب كاهش بار حرارتي كندانسر ودر تراكم گازهاي 

معمولي ‏(نظير هوا)‏ موجب كاهش بار حرارتي خنك كن نهائي 

Cooler) (After ميگردد.‏ 

در مناطقي كه تهيه آب خنك كننده مشكل ويا گران باشد،‏ ازروش تزريق مستقيم مايع به درون 

پوسته تراكم گاز استفاده ميشود.تزريق مايع خنك كننده در قسمت نزديك به منطقه دهش 

انجام ميگيرد تارقيق شدن روانساز به حداقل خود برسد.‏ روش ديگر انبساط ناگهاني 

(Flashing) مايع در يك مبدل حرارتي جهت خنك كردن روغن ميباشد.‏ اين روش غالبا"‏ براي 

كمپرسورهاي تبريدي به كار گرفته ميشود ومايع مورد استفاده جهت تبخير،‏ همان مبرد مورد 

استفاده در سيكل تبريد ميباشد.‏ 

بادر دست داشتن توان مصرفي در بهره برداري از كمپرسور 

دماي گاز را در سيكل تراكم 

تراكم وميزان روغن درحال گردش،‏ 

Power) (Shaft ميتوان افزايش 

محاسبه نموده ويا با داشتن ميزان افزايش دماي گاز در سيكل 

توان مصرفي در كمپرسور را محاسبه كرد.‏ براي اين 

منظور فرض ميشود كه % ٨٥ حرارت ناشي از تراكم توسط روغن مورد استفاده در كمپرسور 

جذب گردد.‏ 

٪٨٥W S 

*ρ L 

= ٠,٠٠١١٦٢ q L 

* 

C PL 

*∆T 

(٧-١) 

كيلو وات 

متر مكعب در ساعت 

كيلو گرم بر متر مكعب 

كيلو كالري بر كيلوگرم درجه سانتيگراد 

توان داده شده به شافت 

حجم روغن 

وزن مخصوص روغن 

گرماي ويژه روغن 


W S 

q L 

ρ L 

C PL 

= 

= 

= 

=

مباني كمپرسورها ١١٨ 


افزايش دماي روغن 

درجه سانتي گراد 

‎٧-٧‎‏:ويژگيهاي مورد نياز درروغن مصرفي در كمپرسورها 

∆T = 

انتخاب روغن مناسب براي هر كمپرسور يكي از عوامل بسيار مهم ومؤثر در افزايش كيفيت 

روانكاري روغن مورد استفاده در كمپرسور ميباشد.‏ نوع كمپرسور،‏ خواص فيزيكي وشيميائي 

گاز مورد تراكم،‏ نسبت تراكم،‏ حداكثر دماي مجاز،‏ سيستم خنك كاري،‏ تعداد مراحل،‏ روش 

روانكاري و...‏ مهمترين عوامل مؤثردرانتخاب روغن مناسب براي سيستم روانكاري كمپرسور 

ميباشد.‏ براساس ويژگيهاي ذكرشده دربالا شركتهاي سازنده كمپرسور طي آزمايشهاي مختلف 

روغن مناسب رابراي روانكاري كمپرسور انتخاب كرده وبه خريداران كمپرسور توصيه 

مينمايند.‏ 

روغن مورد استفاده در كمپرسور بايد داراي مقاومت لازم در مقابل شكسته شدن مولكولي،‏ 

اكسيداسيون وكربونيزاسيون بوده وخواص اصلي آن در طول مصرف تغيير چنداني ننمايد.‏ 

لازم به ذكراست كه بعضي از افراد براي كمپرسورهاي مختلف روغن مشابهي را توصيه ميكنند.‏ 

در حالي كه هر كمپرسور داراي ويژگيهاي خاص خود را بوده و لازم است كه روغن مناسب 

براي آن مورد استفاده قرار گيرد.‏ لذا در انتخاب روغن مورد استفاده در كمپرسور اكيدا"‏ توصيه 

ميشود كه از روغن انتخاب شده از سوي شركت سازنده كمپرسور ويا روغني كه مشابهت 

كامل نسبت به آن را دارا ميباشد در روانكاري كمپرسور استفاده شود.‏ در اينجا باتوجه به 

اهميتي كه كمپرسورهاي هوا به لحاظ بالا بودن تعداد مورد استفاده در صنعت دارند نكات زير 

بايد مورد توجه قرار گيرد.‏ 

دماي هواي ورودي،‏ ميزان آلودگي هوا،‏ دماي بهره برداري از كمپرسور،‏ دماي گاز خروجي از 

كمپرسور،‏ نوع كمپرسور وفشار دهش گاز،‏ مهمترين عوامل در انتخاب روغن مناسب براي 

روانكاري كمپرسور ميباشد.‏ وجود آلودگي در هواي ورودي به كمپرسور بيشترين تأثير را 

برروي سايش قطعات،‏ اكسيداسيون روغن وتشكيل رسوب دوده اي شكل برروي سوپاپهاي 

دهش و لوله خروجي ميگذارد.‏ به همين خاطر امروزه سازندگان كمپرسورها مسئله 

فيلتراسيون گاز ورودي به درون كمپرسوررا شديدا"‏ مورد توجه قرار داده وسيستم فيلتراسيون 

گاز ورودي به كمپرسور را طوري طراحي ميكنند كه گاز ورودي به درون كمپرسور حاوي 

حداقل ذرات معلق ونامطلوب باشد.‏ مهمترين خواص فيزيكي وشيميايي مورد نظر در انتخاب 

روغن مناسب براي كمپرسورها بشرح زير ميباشد:‏ 

- ١ ويسكوزيته 

ويسكوزيته يكي از خواص فيزيكي سيال بوده كه مقاومت آن رادر مقابل حركت،تغييرشكل 

واصطكاك بين مولكولي نشان ميدهد.‏ ويسكوزيته سيالات به ساختمان شيميائي اجزاء سازنده

مباني كمپرسورها ١١٩ 


آن،‏ شكل واندازه مولكولها بستگي دارد.‏ دربيان ويسكوزيته روغنهاي مورد استفاده در 

كمپرسورها عموما"‏ ويسكوزيته سينماتيكي آن مورد استفاده قرار ميگيرد و آن عبارت است از 

حاصل تقسيم ويسكوزيته مطلق به دانسيته آن و غالبا"برحسب سانتي استوك (c.st) بيان ميشود.‏ 

ويسكوزيته روغنها باافزايش درجه حرارت كاهش مييابد.‏ 

υ = 

µ ρ 

(٧-٢) 

طبق استاندارد بين المللي 

Grading) (International Standard Viscosity يا بطور خلاصه 

VG) ،(ISO مقدار ويسكوزيته سينماتيك دردماي ٤٠ درجه سانتيگراد براساس آزمون ٣٤٤٨ 

ISO تعيين ميگردد.قبلا"‏ ويسكوزيته روغنها براساس عدد (SAE) تعريف ميشد،‏ ولي امروزه 

ويسكوزيته روغنها غالبا"‏ براساس VG) (ISO معرفي ميگردد.‏ در جدول 

ويسكوزيته روغنها از 

(١-٥) تبديل 

(C.St) به (SAE) و 

VG) (ISO نشان داده شده است.‏ 

باافزايش 

ويسكوزيته روغن،‏ ضخامت لايه روغن بين دوقطعه اي كه باهم درتماس ميباشدافزايش مييابد 

‏(وبرعكس).‏ 

جدول (١-٧): تبديل ويسكوزيته روغنهاي صنعتي

مباني كمپرسورها ١٢٠ 


‎٢‎‏-انديس ويسكوزيته 

Viscosity lndex 

پارامترفوق بيانگرشدت تغييرات ويسكوزيته نسبت به درجه حرارت ميباشد.افزايش انديس 

ويسكوزيته بيانگرپائين تر بودن ميزان تغييرات ويسكوزيته درمقابل تغييرات درجه حرارت 

ميباشد.انديس ويسكوزيته براي روغنهاي معدني حدود‎١٠٠‎ ميباشد.روغنهاي با انديس 

ويسكوزيته بيشترازكيفيت بالاتري برخوردارند.‏ 

‎٣‎‏-نقطه ريزش 

Pour Point 

نقطه ريزش يكي از خواص فيزيكي روغن بوده وسياليت آن را دردماهاي كم نشان ميدهد 

وبنابرقرارداد دمائي است كه اگر روغن ٣ درجه سانتيگراد سردتر شود،‏ در مدتي كمتر از ٥ 

ثانيه حركت نكند.‏ نقطه ريزش روغن در كمپرسورهاي تبريد وياآنهائي كه در محيطهاي سرد 

كار ميكنند اهميت بسياري دارد.‏ 

‎٤‎‏-نقطه لخته اي شدن 

Floc Point 

% 

نقطه لخته اي شدن عبارت از دمائي است كه اگرمبرد (١٢ R) رابا روغن مورد نظر بميزان ١٠ 

مخلوط كرده بصورت ابري درآمده واگر مخلوط راسرد تر كنيم بتوان ذرات موم ‏(‏Wax‏)را 

از روغن جدانمود.‏ دماي فوق درروانكاري كمپرسورهاي تبريدي بسياراهميت زيادي داشته 

وجداشدن موم از روغن ميتواند باعث بروز مشكلات زيادي درسيستم وبويژه درشير انبساط 

گردد.‏ روغنهاي مصنوعي(‏Synthetic‏)‏ فاقدموم بوده ولذا داراي نقطه لخته اي شدن نمي باشند.‏ 

‎٥‎‏-فشار بخار 

Vapour Pressure 

فشار بخار روغن در دماي t، عبارت است از فشاري كه بعداز گرم كردن روغن تا دماي 

t، روغن 

شروع به تبخيرمي كند.‏ فشار بخار بعبارت ديگر نشاندهنده فراريت روغن نيز ميباشد.‏ هرچه 

فشار بخار روغن بيشتر باشد روغن دردماي كمتري بجوش آمده و فراريت آن بيشتر خواهد 

بود.‏ 

‎٦‎‏-نقطه احتراق 

Flash Point 

حداقل دمائي كه باگرم كردن روغن تحت شرايط تعريف شده براي مخلوط روغن 

قابليت احتراق درحضور جرقه راداشته باشد.‏ 

‎٧‎‏-نقطه اشتعال 

- هوا،‏ 

Fire Point 

نقطه اشتعال،حداقل درجه حرارتي است كه اگرتحت شرايط استانداردروغن تاآن دما گرم شود،‏ 

مقدار بخار حاصل از تبخير روغن تا حدي است كه اگر روغن در معرض شعله قرار گيرد مشتعل 

ميگردد.‏ نقطه اشتعال تمامي روغنهاي پايه نفتي باافزايش فشار،‏ افزايش مييابد.‏ 

‎٨‎‏-دماي احتراق خود به خود 

Auto Ignition Temprature

مباني كمپرسورها ١٢١ 


عبارت است از حداقل دمائي كه مخلوط هوا وسوخت در غياب منبع الكتريكي مشتعل شوند.‏ 

دماي احتراق خود به خود بويژه براي كمپرسورهاي هوابسيار مهم بوده ودر انتخاب روغن براي 

اين نوع كمپرسورها بايد به آن توجه نمود،‏ چراكه كمپرسورهاي فوق شديدا"‏ در معرض آتش 

گرفتن ميباشند.‏ 

سيستم روانكاري كمپرسورهاي پيستوني 

نيرو محركه لازم براي راه اندازي پمپ روغن ممكن است مستقيما ً توسط ميل لنگ و يا توسط 

يك الكتروموتور تأمين شود.‏ مخزن روغن ميتواند كارتل كمپرسور و يا يك مخزن جداگانه اي 

باشد كه در بيرون كمپرسور نصب شده است.‏ در اكثر موارد مخزن روغن در فشار اتمسفر يك 

قرار د ارد.‏ ولي در مواردي اين مخزن از طريق يك لوله رابط به قسمت مكش كمپرسور متصل 

ميباشد تا بخارهاي حاصل از تبخير روغن توسط كمپرسور كشيده شود.‏ نمونه اي از روش اخير 

كمپرسورهاي تبريد ميباشد كه در آن مخزن روغن كارتل كمپرسور بوده و از طريق يك 

روزنه به قسمت مكش كمپرسور مرتبط ميباشد.در مواردي كه حلاليت مبرد در روغن زياد 

باشد،‏ بهتر است كه در كارتل يك گرم كن الكتريكي نصب شود تا در طول دوران توقف 

كمپرسور،‏ مبرد بصورت مايع در روغن حل نگردد.‏ در طول دوره توقف كمپرسور،‏ بعلت نشتي 

در سوپاپها،‏ فشار مبرد در كارتل افزايش يافته و بر اساس قانون هنري 

Law) (Henry's حلاليت 

مبرد در روغن افزايش مييابد.‏ با راه اندازي كمپرسور و بعلت ارتباط قسمت مكش با كارتل،‏ 

فشار مبرد در كارتل كاهش يافته و همين امر باعث آزاد شدن مبرد حل شده در روغن 

ميگردد كه غالبا ً با پديده كف كردن توام ميباشد.‏ كف كردن روغن ميتواند باعث كاهش 

فشار روغن كمپرسور و يا خارج شدن آن از كارتل گردد ‏(پديده 

.(Carry Over سيستمهائي كه 

بروش اجباري روانكاري ميشوند شامل خنك كن روغن،‏ يك فيلتر روغن و يك شير خلاص كن 

Valve) (Relief ميباشند،‏ البته بعضي از سيستمها در قسمت مكش پمپ روغن يك صافي 

(Strainer) نصب ميشود تا مانع از ورود ذرات جامد بدرون پمپ روغن گردد.‏ در موارد 

خاصي،‏ سيستم روانكاري با تمامي تجهيزات جانبي ‏(پمپ روغن،‏ فيلتر،‏ خنك كن و...)‏ 

بصورت دوتائي و موازي هم بكار گرفته ميشوند تا بروز هرگونه اشكال در سيستم روانكاري و 

يا سرويس آنها بدون توقف كمپرسور صورت پذيرد.‏ اگر دماي محل نصب كمپرسور در بعضي 

از ايام سال بسيار پائين باشد،‏ بكارگيري از گرم كن روغن توصيه ميشود.‏ در كمپرسورهاي يك 

طرفه،‏ از يك سيستم روانكاري براي روانكاري سيلندر و سيستم انتقال قدرت آن ‏(ميل لنگ،‏ 

ياطاقانها و...)‏ استفاده ميشود.‏ ولي در كمپرسورهاي دو طرفه روانكاري شوتده،‏ سيستم 

روانكاري سيلندر از سيستم انتقال قدرت جدا بوده و هر يك داراي مجموعه مجزائي بوده و 

روغن مورد استفاده در آنها نيز متفاوت ميباشد.‏ روغن مورد استفاده براي روانكاري سيلندر به

مباني كمپرسورها ١٢٢ 


سيستم روانكاري برگشت داده نشده و همراه با گاز مورد تراكم از كمپرسور خارج ميشود و به 

همين خاطر بايد سازگاري لازم را با گاز مورد تراكم داشته و از سوي ديگر در مقابل شرايط 

دمائي و فشار داخل سيلندر پايداري شيميائي مطلوبي داشته باشد.‏ نوع روغن و ويسكوزيته آن 

به عوامل متعددي نظير نوع كمپرسور،‏ فشار و دماي بهره برداري،‏ خواص فيزيكي و شيميائي 

گاز مورد تراكم و...‏ بستگي داشته و بايد از سوي شركت سازنده كمپرسور اعلام شود.‏

مباني كمپرسورها ١٢٣ 


بخش هشتم:‏ 

خشك كردن گازها Gas Drying

مباني كمپرسورها ١٢٤ 


١-٨- مقدمه 

اكثر گازهاي مورد استفاده در صنعت حاوي مقداري رطوبت ‏(بخار آب)‏ بوده و همين امر 

ميتواند موجب بروز مشكلات عديده در سيستم تراكم و يا بهرهبرداري از گازهاي صنعتي 

گردد.‏ 

بعنوان مثال هوا همواره حاوي مقداري رطوبت بوده كه حضور آن در سيستم هواي فشرده 

باعث يخزدگي،‏ زنگزدن،‏ گريپاژكردن،‏ تأثير نامطلوب برروي سيستم روانكاري،‏ خرابي قطعات 

سيستمهاي پنوماتيك ، خوردگي و … ميگردد.‏ حضور رطوبت در گازهاي طبيعي 

(Gases در كنار گازهاي اسيدي نظير 

Natural ) 

S COو ٢ 

Hضمن ٢ ايجاد يخزدگي ميتواند باعث بروز 

خوردگي در خطوط انتقال گاز گردد.‏ به همين خاطر رطوبتزدائي از گازها بخشي اجتنابناپذير 

از سيستمهاي تراكم گازها در صنايع ميباشد.‏ در اين بخش روشهاي مختلف رطوبتزدائي از 

گازها و بويژه هواي فشرده مورد بررسي قرار ميگيرد.‏ 

٢-٨: رطوبت اشباع،‏ رطوبت نسبي،‏ رطوبت ويژه 

اگر ميزان رطوبت در گاز در حدي باشد كه هرگونه اضافه كردن بخار آب بدان باعث ميعان 

بخار آب گردد ، اصطلاحا ً گاز را اشباع (Saturated) مينامند.‏ مقدار رطوبت موجود در هر گاز 

در شرايط اشباع فقط به درجه حرارت بستگي داشته و مستقل از فشار گاز ميباشد.‏ اگر ميزان 

رطوبت موجود در گاز از مقدار آن در شرايط اشباع كمتر باشد گاز را مرطوب 

(W et) 

مينامند.‏ مقدار رطوبت موجود در گاز در شرايط مرطوب عموما ً بصورت رطوبت نسبي 

Humidity) (Relative تعريف ميشود.‏ بنابر تعريف نسبت جرم بخار آب در گاز به جرم بخار 

آب در شرايط اشباع را رطوبت نسبي (H .R) مينامند.‏ در جدول (١-٨) مقدار رطوبت موجود 

در هوا در شرايط اشباع در دماهاي مختلف و در شكل (١-٨) ميزان رطوبت موجود در هوا در 

شرايط اشباع و غير اشباع نشان داده شده است.‏ 

جدول ‏(‏‎٨-١‎‏)ميزان رطوبت موجود در هوا در شرايط اشباع

مباني كمپرسورها ١٢٥ 


ميزان رطوبت موجود در هوا عموما ً بصورت گرم در مترمكعب نشان داده شده كه همان 

رطوبت ويژه ميباشد،‏ ولي رطوبت نسبي بصورت درصد نمايش داده ميشود.‏ 

شكل (١-٨): ميزان رطوبت موجود در هوا در شرايط اشباع و غيراشباع 

هنگامي كه ميزان رطوبت در هوا در دماي t در حد اشباع باشد،‏ فشار جزئي بخار آب برابر 

است با فشار بخار آب در دماي t و در اين صورت رطوبت نسبي برابر است با نسبت فشار جزئي 

واقعي بخار آب در گاز به فشار بخار جزئي آب در حالت اشباع در دمايt 

٣-٨: دماي حباب خشك،‏ دماي حباب مرطوب و نقطه شبنم 

دمائي كه دماسنج نشان ميدهد را دماي حباب خشك 

temprature) (Dry- Bulb يا بطور خلاصه 

(B .D) مينامند.‏ حال اگر بر روي حباب يك دماسنج معمولي فتيله پارچهاي مرطوب پيچيده و از 

روي آن هواي غيراشباع عبور داده شود،‏ جريان هوا باعث تبخير رطوبت فتيله خواهد شد.‏ تبخير 

رطوبت نياز به حرارت داشته و همين امر موجب سردشدن حباب و كاهش دمائي كه دماسنج 

نشان ميدهد خواهد شد.‏ البته كاهش دما در اثر عبور هوا از روي فتيله تا حدي ادامه داشته و 

در يك دماي خاصي ثابت ميماند كه اصطلاحا ً آن را دماي حباب مرطوب 

Wet- Bulb tem ) 

(prature يا بطور خلاصه(‏B .W) مينامند.‏ بديهي است هرچه اختلاف بين .D B وB .W بيشتر 

باشد،‏ نشاندهنده خشك بودن هواي مورد آزمايش ميباشد.‏ در جدول 

،(٨-٢) B ،D. اختلاف بين 

D. B 

با .W B و درصد رطوبت هوا نشان داده شده است.‏ 

نمودار هواي مرطوب 

chart) (Psychometric در شكل 

يكي از پارامترهاي نشاندهنده ميزان رطوبت در گازها،‏ نقطه شبنم 

(٢-٨) نشان داده شده است.‏ 

Point) (Dew ميباشد،‏ اگر 

گازي مرطوب بدون تماس مستقيم با آب،‏ خنك شود،‏ رطوبت ويژه آن ثابت مانده ولي رطوبت

مباني كمپرسورها ١٢٦ 


نسبي آن افزايش مييابد.‏ حال اگر فرآيند سردكردن آنقدر افزايش يابد،‏ تا رطوبت گاز به حد 

اشباع برسد،‏ دماي قرائت شده را نقطه شبنم Point) (Dew مينامند.‏ بديهي است اگر عمل 

سرد كردن از نقطه شبنم كاهش يابد،‏ رطوبت موجود در گاز شروع به ميعان ميكند.‏ هرچه 

نقطه شبنم گاز پائينتر باشد،‏ نشاندهنده خشكتر بودن گاز ميباشد.‏ 

جدول ‏(‏‎٨-٢‎‏)تعيين مقدار رطوبت نسبي بر حسب .D B و اختلاف آن با .W B 

نقطه شبنم گازها بدو صورت نقطه شبنم آزاد 

فشار(‏Point (Pressure Dew تعريف ميشود.‏ براي شناخت بهتر 

Point) (Free Dew ونقطه شبنم تحت 

دو نقطه شبنم فوق به مثال 

زير توجه شود.‏ فرض ميشود كه كمپرسوري با نسبت تراكم ٨ هوا را متراكم كرده و سپس هوا 

توسط خشككن رطوبت زدائي شده تا نقطه شبنم هواي متراكم شده به(‏‎٢١‎‏-)‏ درجه سانتيگراد 

برسد.‏ از آنجائي كه نقطه شبنم مستقل از فشار ميباشد،‏ در دماي (٢١-) درجه سانتيگراد،‏ هوا 

حاوي ٠/٨ گرم رطوبت در هر مترمكعب خواهد بود.‏ حال اگر گاز فوق تا فشار يك اتمسفر 

منبسط شود،‏ حجم آن ٨ برابر افزايش يافته و لذا ميزان رطوبت موجود در هواي منبسط شده 

٠/١ گرم در مترمكعب خواهد شد.‏ نقطه شبنم هواي با رطوبت ٠/١ گرم در مترمكعب 

(-٤١) 

درجه سانتيگراد ميباشد يعني بعبارت ديگر اگر نقطه شبنم هواي با فشار ٨ بار مطلق،‏ (٢١-) 

درجه سانتيگراد با-شد،‏ نقطه شبنم آزاد آن (٤١-) درجه سانتيگراد خواهد بود.‏ 

٤-٨: چرا بايد گازها را رطوبتزدائي كرد؟ 

هنگامي كه گازي مانند هوا توسط كمپرسور متراكم ميشود،‏ ضمن افزايش فشار،‏ حجم گاز 

كاهش يافته و در عوض دماي آن افزايش مييابد.‏ رطوبت موجود در گاز بعلت بالابودن دماي 

گاز خروجي از كمپرسور بصورت بخار خواهد بود.‏ ولي بعلت سردكردن گاز در خنككنهاي 

بين مرحلهاي و نهائي و كاهش دماي گاز

مباني كمپرسورها ١٢٧ 


شكل (٢-٨) نمودار هواي مرطوب 

تا دماي محيط ‏(و يا اندكي بالاتر از آن)،‏ بعلت كاهش حجم گاز،‏ ميزان رطوبت موجود در واحد 

حجم گاز از ميزان اشباع بيشتر بوده و به همين خاطر بخش اعظمي از رطوبت موجود در گاز 

ورودي بصورت مايع درآمده كه توسط تلههاي رطوبتگير 

Trap) (Condensate از گاز 

جداشده و توسط شيرهاي شناوري به بيرون تخليه ميشود.‏ بديهي است در شرايط فوق گاز 

خارج شده از خنككن نهائي بصورت اشباع بوده و اگر در ادامه مسير بهرهبرداري شرايط دمائي

مباني كمپرسورها ١٢٨ 


محيط در حدي باشد كه از نقطه شبنم گاز خارج شده از خنككن نهائي كمتر باشد ، اين امر 

ميتواند موجب ميعان مجدد رطوبت و حتي در شرايط محيطي بسيار سرد بصورت يخ درآيد 

‏(نظير حضور رطوبت در مبردهاي مورد استفاده در سيستمهاي تبريد كه اگر خشككن مبرد 

خوب عمل نكند،‏ رطوبت موجود در شير انبساط بصورت يخ درآمده و موجب گرفتگي شير 

انبساط و يا لوله مؤپنه خواهد شد).‏ 

٥-٨: روشهاي رطوبتزدائي 

هر چند كه خنككاري گاز در خنككنهاي بين مرحلهاي و نهائي موجب جداسازي مقدار قابل 

توجهي از رطوبت موجود در گاز ميگردد ولي با اين وجود در بسياري از موارد رطوبت باقي 

مانده در گاز براي ادامه شرايط بهرهبرداري قابل تحمل نبوده و به همين خاطر در بسياري از 

موارد لازم است تا با روش مناسب ميزان رطوبت موجود در گاز مورد استفاده به ميزان قابل 

قبول كاهش داده شود.‏ 

امروزه براي كاهش رطوبت موجود در گازها برحسب شرايط مورد انتظار از روشهاي مختلفي 

استفاده ميشود كه عمدهترين آنها عبارتند از:‏ 

‎١‎‏-تراكم اضافي 

٢- خنك كردن 

(Over- Compression) 

Cooling 

٣- سردكردن با سيستمهاي تبريد 

Refrigeration Drying 

٤- جذب فيزيكي Adsorption 

٥- جذب شيميايي Absorption 

٦- روشهاي تركيبي 

١-٥-٨: رطوبتزدائي بروش تراكم اضافي 

در اين روش گاز تا زماني كه فشار جزئي بخار آب از فشار اشباع تجاوز كند متراكم ميگردد.‏ 

اين فشار بايد از فشار بهرهبرداري از گاز متراكم شده بيشتر باشد.‏ بعد از خنك كردن گاز،‏ آن را 

تا فشار بهرهبرداري منبسط كرده و در اين صورت گاز با درصد رطوبت نسبي قابل قبول مورد 

استفاده قرار ميگيرد.‏ اين روش بسيار ساده بوده و نيازي به تجهيزات اضافي نميباشد ولي از 

آنجائي كه تراكم اضافي موجب افزايش هزينههاي بهرهبرداري ميگردد،‏ از آن فقط براي 

دبيكم موارد آزمايشگاهي استفاده ميشود.‏ 

٢-٥-٨: رطوبتزدائي به روش خنككردن 

در اين روش از سيالاتي نظير آب و يا هوا براي خنككاري و كاهش رطوبت گاز بعد از فرآيند 

تراكم استفاده ميشود.‏ ويژگيهاي اين روش در مثال (١-٨) مورد اشاره قرار گرفت.‏ اين روش 

براي مواردي كه نقطه شبنم در حد دماي محيط مورد نظر باشد مناسب بوده ولي در غالب

مباني كمپرسورها ١٢٩ 


اوقات بلحاظ اينكه درصد بالائي از رطوبت موجود در گاز را بصورت مايع در ميآورد ولي از 

نظر نقطه شبنم قادر به تأمين مشخصههاي مورد نياز در سيستم نميباشد،‏ بعنوان يك مرحله 

مقدماتي در امر رطوبتزدائي مورد استفاده قرار ميگيرد و از ساير روشهاي رطوبتزدائي 

بعنوان روش نهائي جهت دستيابي به نقطه شبنم مورد نظر استفاده ميشود.‏ 

٣-٥-٨: رطوبتزدائي بكمك تبريد 

در مواردي كه نقطه شبنم موردنظر در خشككردن گاز بين دماي محيط تا 

باشد از ٢+ ٠C 

خنككنهاي تبريدي براي رطوبتزدائي از گاز استفاده ميشود.‏ بعلت يخزدن رطوبت در طي 

اين فرآيند،‏ دستيابي به نقطه شبنم پائينتر ميسر نميباشد.‏ در شكل (٣-٨) نمونهاي از يك 

سيستم رطوبتزدائي با استفاده از سيستم تبريد نشان داده شده است.‏ در اين سيستم گاز 

مرطوب (١) وارد يك مبدل حرارتي(‏‎٢‎‏)‏ شده و در تماس غيرمستقيم با گاز خشكشده(‏‎٥‎‏)‏ كه 

دماي آن حدود ٤-٢ درجه سانتيگراد ميباشد سرد ميشود.‏ بخشي از رطوبت موجود در گاز 

مرطوب در همين مرحله ميعان شده و توسط تله رطوبتگير(‏‎٤‎‏)‏ از گاز مورد خشككردن جدا 

ميشود.‏ در ادامه فرآيند رطوبتزدائي گاز وارد تبخيركننده (٣) گرديده و توسط مبرد خنك 

شده و دماي آن به حدود (٢ درجه سانتيگراد)كاهش داده ميشود.‏ در اين مرحله مجددا ً بخشي 

از رطوبت موجود در گاز به مايع تبديل شده و گاز خشك با نقطه شبنم حدود ٢ درجه سانتيگراد 

بعد از عبور از مبدل حرارتي كه نقش Economizer را ايفاء ميكند به قسمت مصرف كننده 

ارسال ميشود.‏ 

شكل ‏(‏‎٨-٣‎‏)رطوبتزدائي با استفاده از سيستم تبريد

مباني كمپرسورها ١٣٠ 


سيستم تبريد از يك كمپرسور 

(٦)، كندانسر 

(٨)، شير انبساط 

(١٢)، تبخيركننده 

(٣) و مبرد تشكيل 

شده است.‏ تا قبل از پديده تخريب لايه اوزون عموما ً از ١٢-R و يا ٢٢- R بعنوان مبرد در سيكل 

تبريد استفاده ميشد ولي امروزه اكثر سازندگان اين وسيله ترجيح ميدهند كه از 

R -١٣٤a 

بعنوان مبرد در سيستم تبريد استفاده نمايند.‏ بهرهبرداري آسان،‏ عدم حساسيت به حضور روغن 

در گاز مورد خشككردن ‏(نظير هوا)‏ و...‏ باعث شده كه اين سيستم براي دستيابي به نقطه 

شبنم بالاي ٢ درجه سانتيگراد روش مناسبي باشد.‏ اين روش براي كمپرسورهاي روانكاري 

شونده ‏(بويژه از نوع دوراني)‏ بسيار مناسب ميباشد.‏ 

٤-٥-٨: رطوبتزدائي به روش جذب فيزيكي 

هنگامي كه مقداري نمك طعام در ظرفي سرباز و در محيطي مرطوب نگهداري ميشود بعد از 

مدتي مرطوب شده و اين نشاندهنده قابليت جذب رطوبت توسط نمك طعام ميباشد.‏ امروزه 

براي رطوبتگيري از گازها و دستيابي به نقطه شبنم بسيار پائين ‏(كمتر از ١٠٠c-) از مواد 

شيميايي جاذبالرطوبه نظير سيليكاژل 

،(SIO ٢ بوكسيت ‏(شكل طبيعي (Al٢O٣ آلومينا فعال 

) 

شده Al٢O٣) فعال شده)‏ و الك مولكولي Sieves) (Molecular با فرمول شيميايي 

Na , Alo٢ ) 

,) Sio٢ شماره ٤A استفاده ميشود.‏ 

٢ 

(٥٠٠-٨٠٠ m gr و 

تركيبات فوق داراي ساختماني متخلخل و با سطح آزاد زياد بوده ‏(حدود 

قادر ند رطوبت موجود در گاز را بصورت فيزيكي جذب نمايند.‏ كيفيت جذب رطوبت به درجه 

حرارت بستگي داشته و با افزايش درجه حرارت كاهش مييابد.‏ در شكل (٤-٨) نمونهاي از يك 

بستر پرشده از ماده جاذبالرطوبه فيزيكي نشان داده شده است.‏ 

شكل ‏(‏‎٨-٤‎‏)بستر پرشده از ماده جاذبالرطوبه فيزيكي

مباني كمپرسورها ١٣١ 


در شروع بهرهبرداري ميزان رطوبت موجود برروي ماده جاذبالرطوبه بسيار ناچيز بوده و به 

همين دليل فشار جزئي آن كم ميباشد.‏ با عبور گاز مرطوب از روي بستر پرشده و بعلت 

اختلاف فشار جزئي بين رطوبت موجود در گاز مرطوب و بستر خشكشده،‏ عمل انتقال جرم و 

جذب رطوبت از گاز مرطوب به ماده جاذبالرطوبه صورت ميپذيرد.‏ بديهي است استمرار اين 

فرآيند منجربه كاهش فشار جزئي بخار آب در گاز مرطوب و افزايش آن در روي بستر پرشده 

گرديده و لذا عمل رطوبتگيري تا زماني كه دو فشار جزئي به تعادل برسند ادامه داشته و بعد 

از آن متوقف ميشود.‏ عمل جذب فيزيكي بسيار سريع بوده و زماني بين –٠/١ ٠/٥ ثانيه براي 

آن كافي ميباشد.‏ 

از آنجائي كه هر واحد وزن ماده جاذبالرطوبه قابليت جذب مقدار مشخصي از رطوبت را 

داشته و بعد از آن به حالت اشباع ميرسد،‏ لذا فرآيند اشباعشدن ماده در مسير جريان گاز 

صورت ميگيرد كه نمونهاي از آن در شكل (٥-٨) نشان داده شده است.‏ 

شكل ‏(‏‎٨-٥‎‏)مراحل اشباع شدن يك ستون پرشده از ماده جاذبالرطوبه 

هنگامي كه كليه ماده مورد استفاده در بستر از رطوبت اشباع گرديد،‏ عملا ً رطوبتزدائي متوقف 

شده و لازم است كه ماده جاذبالرطوبه احياء گردد.‏ طراحي اين سيستم غالبا ً بصورت دوقلو 

(Duplex) بوده بنحوي كه يكي از ستونها در مرحله بهرهبرداري و ديگر در مرحله احياء و 

آمادهسازي ميباشد.‏ سيستمهاي رطوبتگير فيزيكي بر اساس نحوه احياءكردن ماده 

رطوبتگير در طرحهاي مختلفي ساخته ميشوند كه عمدهترين آنها عبارتند از:‏

مباني كمپرسورها ١٣٢ 


الف)‏ احياءكردن با گاز خشك 

همانطوري كه قبلا ً گفته شد،‏ عمل جذب رطوبت توسط ماده رطوبتگير در اثر وجود اختلاف 

فشار جزئي بخار آب در گاز مرطوب و ماده رطوبتگير ميباشد.‏ هنگامي كه ماده رطوبتگير 

بسمت اشباع شدن ميل ميكند،‏ فشار جزئي بخار آب در آن افزايش يافته و بديهي است كه اگر 

جرياني از گاز خشك از روي بستر عبور داده شود،‏ عمل انتقال جرم در جهت عكس حالت 

رطوبتگيري ‏(احياءشدن)‏ صورت ميگيرد.‏ براساس اين نظريه در سيستمهاي رطوبتگير 

فيزيكي با ظرفيت كم،‏ جرياني از گاز خشك به ميزان ٢٠-١٠ درصد دبي بهرهبرداري و در جهت 

عكس بدرون بستر فرستاده شده و در طي عبور از روي بستر،‏ رطوبت جذب شده از ماده 

رطوبتگير جدا شده و توسط جريان گاز احياء كننده به بيرون منتقل شده و اگر گاز مورد 

استفاده كم ارزش باشد ‏(نظير هوا)،‏ به اتمسفر تخليه ميشود.‏ در شكل (٦-٨) نمونه از يك 

سيستم رطوبتگير كه به روش فوق احياء ميشود نشان داده شده است.‏ اين نوع رطوبتگيرها 

اصطلاحا ً بدون حرارت(‏Less (Heat ناميده ميشوند.‏ چرا كه برخلاف ساير روشها از حرارت براي 

احياء ماده رطوبتگير استفاده نميشود.‏ 

شكل ‏(‏‎٨-٦‎‏)نمونهاي از سيستم رطوبتگير به روش احياء با گاز خشك 

عمل احياء در اين روش به طراحي سيستم بستگي دارد ولي در هرحال بصورت نوبتي 

(Batch) 

ميباشد.‏ مثلا ً سيستم بهرهبرداري از اين نوع خشككنها طوري طراحي ميشود كه هريك از 

ستونها بمدت ٢ تا ٣ دقيقه در معرض جريان گاز خشك قرار گرفته و رطوبت آن توسط 

گازخشك از بستر جداشده و ماده جاذبالرطوبه احياء شود.‏ بديهي است كه در طي احياء بستر 

شماره يك،‏ بستر شماره (٢) در حال خشككردن گاز مرطوب بوده و اين عمل بطور دورهاي 

جابجا ميشود.‏ اين روش براي شرايطي كه فشار گاز متراكم شده كمتر از ٤ بار باشد مناسب 

نخواهد بود.‏

مباني كمپرسورها ١٣٣ 


از آنجائي كه فرآيند جذب رطوبت حرارتزا ميباشد،‏ حرارت توليد شده به امر جداسازي 

رطوبت در زمان احياء كمك ميكند.‏ سادگي سيستم،‏ ارزان بودن،‏ مصرف كم ماده رطوبتگير،‏ 

سهولت بهرهبرداري،‏ يكنواختي شرايط بهرهبرداري،‏ عدم نياز به حرارت جهت احياء،‏ عدم نياز به 

توقف سيستم جهت احياء و … جزء محاسن اين روش ميباشد.‏ در عوض هدررفتن حدود ٢٠- 

١٠ درصد از گاز متراكم شده مثلا ً ‏(هوا)‏ جهت احياء بزرگترين عيب اين روش ميباشد و به 

همين خاطر از آن در سيستمهاي با ظرفيت كم استفاده ميشود.‏ 

ب)‏ احياء كردن با گاز داغ 

در اين روش احياء كردن ماده رطوبتگير با استفاده از گاز داغ صورت ميگيرد.‏ درجه حرارت 

مورد نياز براي احياء ماده رطوبتگير به مشخصههاي فيزيكي و شيميايي آن بستگي دارد.‏ در 

جدول (٣-٨) مشخصههاي انواع مواد رطوبتگير بروش جذب سطحي كه در صنعت مورد 

استفاده قرار ميگيرند نشان داده شده است.‏ 

بالابودن درجه حرارت گاز مورد استفاده براي احياء باعث ميشود تا فشار جزئي بخار آب در 

آن از فشار جزئي بخار آب جذب شده برروي ماده رطوبتگير كمتر بوده و همين امر انتقال 

جرم رطوبت از روي بستر بداخل جريان گاز احياءكننده را ميسر ميسازد.‏ از آنجائي كه فشار 

جزئي گاز احياءكننده خروجي از بستر پرشده هنوز در حدكافي پائين ميباشد،‏ در صورت نياز 

‏(بستگي به قيمت گاز دارد)‏ ميتوان آن را سرد نموده و رطوبت جذبشده توسط آن را در تله 

رطوبتگير جدا نمود و بعد از گرم كردن،‏ مجددا ً بعنوان گاز احياءكننده مورد استفاده قرار داد.‏ 

البته اين امر براي گازهاي ارزان ‏(نظير هوا)‏ صادق نبوده و بعد از احياءكردن بستر پر شده به 

بيرون تخليه ميشود.‏ 

براي تأمين گاز داغ جهت احياء از روشهاي مختلفي استفاده ميشود.‏ 

جدول (٣-٨): مشخصههاي مواد رطوبتگير مورد استفاده در صنعت

مباني كمپرسورها ١٣٤ 


١- مواد رطوبتگير فيزيكي نسبت به روغن حساس بوده و سريعا ً خاصيت رطوبتزدائي خود را 

از دست ميدهند.‏ به همين خاطر بايد دقت شود كه گاز مرطوب كه جهت رطوبتزدائي از 

درون بستر عبور داده ميشوند فاقد روغن باشد.‏ 

٢- هرچند كه اين مواد براي جذب رطوبت بكارگرفته ميشوند ولي رطوبتي كه با آن در تماس 

قرار ميگيرد بايد بصورت بخار باشد.‏ تماس ماده رطوبتگير با آب باعث فاسدشدن آن 

ميشود لذا تحت هرشرايطي بايد از تماس آب ‏(بصورت مايع)‏ با آن خودداري شود.‏ 

٣- نقطه شبنم قابل دستيابي ضمن آنكه به ويژگيهاي ماده رطوبتگير بستگي دارد،‏ تابعي از 

دماي احياءكردن نيز ميباشد.‏ هرچه گاز مورد استفاده براي احياء بستر اشباع شده داغتر باشد،‏ 

نقطه شبنم گاز خشك شده كاهش مييابد.‏ البته اين امر موجب كاهش عمرمفيد ماده 

رطوبتگير خواهد شد.‏ بنابراين بهتر است كه عمل احياء در دماي توصيه شده توسط شركت 

سازنده صورت پذيرد.‏ 

شكل ‏(‏‎٨-٧‎‏)رطوبتگيريهاي به روش جذب فيزيكي بر حسب نوع احياء آن 

٤- مواد رطوبتگير قادرند بين ٢٠-٣٠ درصد وزن خود را رطوبت جذب كنند.‏ 

٥- تغييرات فشار در زمان تغيير شرايط بهرهبرداري در بستر پرشده بايد به آرامي صورت 

پذيرد.‏ عدم رعايت اين توصيه باعث تخريب مكانيكي ماده رطوبتگير ميشود.‏ 

٦- بالا بودن سرعت جريان گاز از درون بستر باعث سايش ذرات رطوبتگير بهم شده و موجب 

كاهش عمرمفيد آن خواهد شد.‏ بكارگيري از فيلتر مناسب در قبل و بعد از رطوبتگير ضروري 


٧- دماي گاز مورد استفاده براي احياء بستر بايد حدود ٥٥-٢٥ درجه سانتيگراد از دماي نهائي 

مورد انتظار براي احياء بستر بيشتر باشد.‏

مباني كمپرسورها ١٣٥ 


٥-٥-٨: رطوبتگيري به روش جذب شيميايي 

ماده مورد استفاده در اين روش با رطوبت موجود در گاز مورد خشككردن واكنش شيميايي 

انجام ميدهد.‏ براي رطوبت گيري از هوا ميتوان از تركيبات جامد نظير آهك خشك و يا منيزيم 

پركلرايد كه بصورت جامد ميباشند و يا از تركيبات مايعي شكل نظير ليتيوم كلرايد و كلسيم 

كلرايد استفاده كرد

مباني كمپرسورها ١٣٦ 


١: R.N . Brown , “ Compressors : Selection & Sizing “ , Gulf Pub . Co. , ١٩٨۶ 

مراجع 

٢:“Compressor Handbook for the Hydrocarbon Processing Industries “ , Gulf Pub. Co . , 

١٩٧٩ 

٣: P. Pichot , “ Compressor Application Engineering “ Vol . ١, Gulf Pub. , Co. , ١٩٨۶ 

۴:P. A . O , Neel , “ Industrial Compressors , Theory and Equipment “ , 

Butterworth Henemann , ١٩٩٣ 

۵: J . P . Rollins , “ Compressed Air and Gas Handbook “ ۵th ed . , Prentice Hall Co . , 

١٩٨٩ 

۶: L . F . Scheel , “ Gas Machinary “, Gulf Pub . Co . 

٧: “ Atlas Copco Manual “ , Atlas Copco . , ١٩٧۵ 

٨: J . J Mc Ketta , “ Encyclopedia of Chemical Processing and Design “ , Vol . ١٠ 

٩ :” ASHRAE Handbook , Equipment Volume “ , ١٩٨٣ 

١٠: R . E . Ludwing “ Applied Process Design for Chemical and Petrochemical 

Plants “ , Vol ٣ , Gulf Pub . Co . , ١٩٨٣ 

١١: R . H . Perry ,” Chemical Engineering Handbook “ , ۶th Ed . , Mc Graw Hill Co . , 

١٩٨۴ 

١٢:“Reciprocating Compressor ,Gas Engines and Engine Compressors “ , Nuovo Pignone 

Co . 

١٣: P . Steinruck , F . Ottitsch , A . Oberhuber , M . Linskeseder , “ Better Reciprocating 

Compressor Capaciaty Control “ , Hyd . Proc. , Feb . ١٩٩٧ , 

١۴: R . F . Neerken , “ Key To Compressor Selection “ , Chem . Eng . Jan . ٢٠ , ١٩٧۵ 

١۵: P . C . Bevis , “ Air Compressors , Control and Installation “ , 

٢nd Ed . , Pitman Pub . , ١٩٧١ 

١۶ :” Air Compressor Evaluation “ , Worthington Compressors “, Inc . , ١٩٧۶ 

١٧:H.V.Ormer, “ Optimize Your Plant s Compressed Air System” , Chem. Eng 

.Prog.Feb١٩٩۵ 

١٨:”Compressor Installation Manual “ , Atlas Copco Co

Compressors Basics

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?