Compressori, ventilatori e soffianti: nozioni di base

Compressori, ventilatori e soffianti sono ampiamente utilizzati in diversi settori industriali. Questi dispositivi sono particolarmente adatti a processi complessi e sono diventati indispensabili per alcune applicazioni specifiche. Di seguito sono descritti in termini semplici:

• Compressore:Un compressore è una macchina che riduce il volume di un gas o di un liquido creando un'alta pressione. Possiamo anche dire che un compressore comprime semplicemente una sostanza, solitamente un gas.
• Tifosi:Un ventilatore è una macchina utilizzata per muovere fluidi o aria. È azionato da un motore elettrico che fa ruotare le pale collegate a un albero.
• Soffiatori:Un soffiatore è una macchina che muove aria a pressione moderata. In parole povere, i soffiatori vengono utilizzati per soffiare aria/gas.

La differenza fondamentale tra i tre dispositivi sopra menzionati risiede nel modo in cui muovono o trasmettono aria/gas e inducono la pressione nel sistema. Compressori, ventilatori e soffianti sono definiti dall'ASME (American Society of Mechanical Engineers) come il rapporto tra la pressione di mandata e la pressione di aspirazione. I ventilatori hanno un rapporto specifico fino a 1,11, i soffianti da 1,11 a 1,20 e i compressori hanno un rapporto superiore a 1,20.

Tipi di compressori

I tipi di compressore possono essere principalmente raggruppati in due:Spostamento positivo e dinamico

I compressori a spostamento positivo sono di nuovo di due tipi:Rotativo e alternativo

• I tipi di compressori rotativi sono a lobi, a vite, ad anello liquido, a spirale e a palette.
• I tipi di compressori alternativi sono a membrana, a doppio effetto e a semplice effetto.

I compressori dinamici possono essere suddivisi in centrifughi e assiali.

Cerchiamo di capirli più in dettaglio.

Compressori a spostamento positivoUtilizzare un sistema che induce un volume d'aria in una camera e poi ne riduce il volume per comprimere l'aria. Come suggerisce il nome, si verifica uno spostamento del componente che riduce il volume della camera, comprimendo così aria/gas. D'altra parte, in uncompressore dinamico, si verifica una variazione di velocità del fluido che si traduce in energia cinetica che crea pressione.

I compressori alternativi utilizzano pistoni, dove la pressione di mandata dell'aria è elevata, la quantità d'aria trattata è bassa e la velocità del compressore è bassa. Sono adatti per rapporti di pressione e volumi di gas medi e alti. I compressori rotativi, invece, sono adatti per basse e medie pressioni e per grandi volumi. Questi compressori non hanno pistoni né albero motore. Invece, questi compressori sono dotati di compressori a vite, a palette, a spirale, ecc. Possono quindi essere ulteriormente classificati in base al componente di cui sono dotati.

Tipi di compressori rotativi

• Spirale: in queste apparecchiature, l'aria viene compressa tramite due spirali o spirali. Una spirale è fissa e immobile, mentre l'altra si muove con un movimento circolare. L'aria rimane intrappolata all'interno della spirale di quest'ultima e viene compressa al centro. Questi modelli sono spesso oil-free e richiedono poca manutenzione.
• Palette: sono costituite da palette che si muovono dentro e fuori all'interno di una girante e la compressione avviene a causa di questo movimento di rotazione. Questo spinge il vapore in sezioni di piccolo volume, trasformandolo in vapore ad alta pressione e alta temperatura.
• Lobo: è costituito da due lobi che ruotano all'interno di un involucro chiuso. Questi lobi sono spostati di 90 gradi l'uno rispetto all'altro. Durante la rotazione del rotore, l'aria viene aspirata dal lato di ingresso dell'involucro del cilindro e spinta con una forza verso l'esterno dal lato di uscita, contrastando la pressione del sistema. L'aria compressa viene quindi immessa nella linea di mandata.
• A vite: è dotato di due viti interconnesse che intrappolano l'aria tra la vite e il corpo del compressore, comprimendola e rilasciandola a una pressione maggiore dalla valvola di mandata. I compressori a vite sono adatti ed efficienti in caso di basse pressioni d'aria. Rispetto a un compressore alternativo, in questo tipo di compressore l'erogazione di aria compressa è continua e il funzionamento è silenzioso.
• Scroll: i compressori a spirale sono dotati di spirali azionate dal motore primario. I bordi esterni delle spirali intrappolano l'aria e, ruotando, l'aria si sposta dall'esterno verso l'interno, comprimendosi a causa della riduzione della superficie. L'aria compressa viene convogliata attraverso lo spazio centrale della spirale verso la linea di mandata.
• Anello liquido: è costituito da palette che si muovono dentro e fuori all'interno di una girante e la compressione avviene a causa di questo movimento di rotazione. Questo spinge il vapore in sezioni di piccolo volume, trasformandolo in vapore ad alta pressione e alta temperatura.
• In questo tipo di compressore, le palette sono integrate in un involucro cilindrico. Quando il motore ruota, il gas viene compresso. Successivamente, il liquido, principalmente acqua, viene immesso nel dispositivo e, per accelerazione centrifuga, forma un anello liquido attraverso le palette, che a sua volta forma una camera di compressione. È in grado di comprimere tutti i gas e i vapori, anche quelli in presenza di polvere e liquidi.

• Compressore alternativo

• Compressori a semplice effetto:Il pistone funziona ad aria solo in una direzione. L'aria viene compressa solo nella parte superiore del pistone.
• Compressori a doppio effetto:Presenta due gruppi di valvole di aspirazione/mandata e di mandata su entrambi i lati del pistone. Entrambi i lati del pistone vengono utilizzati per comprimere l'aria.

• Compressori dinamici

  La principale differenza tra i compressori a spostamento e quelli dinamici è che un compressore a spostamento funziona a portata costante, mentre un compressore dinamico, come quello centrifugo e quello assiale, funziona a pressione costante e le sue prestazioni sono influenzate da condizioni esterne come variazioni della temperatura di ingresso, ecc. In un compressore assiale, il gas o il fluido scorre parallelamente all'asse di rotazione o assialmente. Si tratta di un compressore rotativo in grado di pressurizzare i gas in modo continuo. Le pale di un compressore assiale sono relativamente più vicine tra loro. In un compressore centrifugo, il fluido entra dal centro della girante e si muove verso l'esterno attraverso la periferia tramite pale guida, riducendo così la velocità e aumentando la pressione. È anche noto come turbocompressore. Sono compressori efficienti e affidabili. Tuttavia, il loro rapporto di compressione è inferiore a quello dei compressori assiali. Inoltre, i compressori centrifughi sono più affidabili se vengono rispettati gli standard API (American Petroleum Institute) 617.

  Tipi di ventilatori

  A seconda del design, i principali tipi di ventilatori sono i seguenti:

• Ventilatore centrifugo:
• In questo tipo di ventilatore, il flusso d'aria cambia direzione. Possono essere inclinati, radiali, a pale curve in avanti, a pale curve all'indietro, ecc. Questi tipi di ventilatori sono adatti per alte temperature e basse e medie velocità delle pale ad alta pressione. Possono essere utilizzati efficacemente con flussi d'aria altamente contaminati.
• Ventilatori assiali:In questo tipo di ventilatore, non vi è alcun cambiamento nella direzione del flusso d'aria. Possono essere assiali, tubolari ed elicoidali. Producono una pressione inferiore rispetto ai ventilatori centrifughi. I ventilatori elicoidali sono in grado di raggiungere portate elevate a basse pressioni. I ventilatori tubolari assiali hanno una pressione bassa/media e una portata elevata. I ventilatori assiali a pale hanno pale di guida in ingresso o in uscita e sono in grado di raggiungere pressioni elevate e portate medie.
• Pertanto, compressori, ventilatori e soffianti coprono ampiamente i settori municipale, manifatturiero, petrolifero e del gas, minerario e agricolo per le loro varie applicazioni, semplici o complesse. La portata d'aria richiesta nel processo e la pressione di uscita richiesta sono fattori chiave che determinano la scelta del tipo e delle dimensioni di un ventilatore. Anche la progettazione dell'involucro e dei condotti del ventilatore ne determina l'efficienza operativa.
  

  Soffiatori

  Un soffiatore è un'apparecchiatura o un dispositivo che aumenta la velocità dell'aria o del gas quando viene fatto passare attraverso delle giranti. Sono utilizzati principalmente per il flusso di aria/gas necessario per lo scarico, l'aspirazione, il raffreddamento, la ventilazione, il trasporto, ecc. In ambito industriale, il soffiatore è anche comunemente noto come ventilatore centrifugo. In un soffiatore, la pressione di ingresso è bassa e maggiore in uscita. L'energia cinetica delle pale aumenta la pressione dell'aria in uscita. I soffiatori sono utilizzati principalmente in ambito industriale per esigenze di pressione moderata, dove la pressione è maggiore di quella del ventilatore e inferiore a quella del compressore.

  Tipi di soffiatori:I soffiatori possono anche essere classificati come centrifughi e a spostamento positivo. Come i ventilatori, i soffiatori utilizzano pale di vario tipo, come curve all'indietro, in avanti e radiali. Sono per lo più azionati da motori elettrici. Possono essere unità monostadio o multistadio e utilizzano giranti ad alta velocità per generare velocità verso l'aria o altri gas.

  I soffianti a spostamento positivo sono simili alle pompe PDP, che comprimono il fluido, aumentandone la pressione. Questo tipo di soffiante è preferibile a un soffiante centrifugo quando è richiesta un'alta pressione in un processo.

  Applicazioni di compressori, ventilatori e soffianti

  Compressori, ventilatori e soffianti sono utilizzati principalmente per processi quali compressione del gas, aerazione del trattamento delle acque, ventilazione dell'aria, movimentazione dei materiali, essiccazione dell'aria ecc. Le applicazioni dell'aria compressa sono ampiamente utilizzate in vari settori quali aerospaziale, automobilistico, produzione chimica, elettronica, alimentare e delle bevande, produzione generale, produzione del vetro, ospedaliero/medico, minerario, farmaceutico, della plastica, della produzione di energia, dei prodotti in legno e molti altri.

  Il principale vantaggio di un compressore d'aria è il suo utilizzo nel settore del trattamento delle acque. Il trattamento delle acque reflue è un processo complesso che richiede la decomposizione di milioni di batteri e dei rifiuti organici.

  I ventilatori industriali vengono utilizzati anche in una varietà di applicazioni come quella chimica, medica, automobilistica,agricolo,estrazione mineraria, industria alimentare ed edilizia, ciascuna delle quali può utilizzare i ventilatori industriali per i propri processi. Sono utilizzati principalmente in numerose applicazioni di raffreddamento e essiccazione.

  I ventilatori centrifughi vengono comunemente utilizzati per applicazioni quali il controllo della polvere, l'alimentazione dell'aria di combustione, nei sistemi di raffreddamento e di essiccazione, per aeratori a letto fluido con sistemi di trasporto dell'aria, ecc. I ventilatori a spostamento positivo vengono spesso utilizzati nel trasporto pneumatico, per l'aerazione delle acque reflue, il lavaggio dei filtri e l'aumento di pressione del gas, nonché per lo spostamento di gas di tutti i tipi nell'industria petrolchimica.

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