Was bedeutet Kompressor-Surging?

Turbulenz bedeutet, wie der Name schon sagt, etwas Ähnliches wie Asthma beim Menschen – beim Kompressor kommt es zu periodischen Ausströmungen und Rückflüssen. Turbulenz ist eine Art von Schwingung in einem Turbinenkompressor (auch Blattkompressor genannt), die auftritt, wenn der Durchfluss auf ein bestimmtes Niveau abnimmt. Zentrifugalkompressoren sind eine Art von Turbinenkompressoren, wobei der Surge für Zentrifugalkompressoren sehr schädlich ist. Wenn der Durchfluss des Kompressors auf seinen Mindestwert abnimmt, sinkt der Ausgangsdruck plötzlich. Der Druck in den nachgeschalteten Rohrleitungen ist dann höher als der Ausgangsdruck. Dadurch fließt das zu fördernde Medium rückwärts in den Kompressor, bis der Ausgangsdruck ansteigt und das Medium erneut in die Rohrleitungen gepumpt wird ； Wenn der Druck in der Rohrleitung wieder auf den ursprünglichen Wert zurückkehrt, nimmt das Durchflussvolumen erneut ab. Dadurch entsteht wieder ein Rückstrom des Mediums in der Rohrleitung. Dieser Vorgang wiederholt sich immer wieder – es handelt sich dabei um mechanische Schwingungen, die durch die periodische Ein- und Ausströmung des Mediums verursacht werden. 1. Interne Ursachen für das Turbulenzphänomen Die internen Ursachen für das Auftreten von Turbulenzen hängen eng mit der Struktur des Laufrads sowie mit dem Gas, das sich in den Kanälen des Laufrads befindet, zusammen. Wenn die Menge des einströmenden Gases plötzlich abnimmt und unter den zulässigen Mindestwert fällt, entsteht eine große Abweichung in der Richtung der Gasströmung innerhalb des Kompressors sowie im Winkel, unter dem die Lufteinlässe angeordnet sind. Dadurch kommt es zu einer starken „Rotation der Gasströmung“ in den Kanälen des Kompressors. Das Gas staut sich somit in diesen Kanälen, wodurch der Druck im Kompressor plötzlich sinkt. Der Druck im Auslasssystem hingegen sinkt nicht sofort – dadurch fließt das gas mit hohem Druck wieder zurück in den Kompressor. Dadurch wird die Gasmenge in den Kanälen wieder aufgefüllt und die normale Funktionsweise des Kompressors wird wiederhergestellt. Wenn die Gasmenge im Kompressor erneut abnimmt, tritt wieder ein Rückfluss des Gases auf. So entstehen periodische Schwingungen in der Gasströmung im System – begleitet von starkem Lärm. Das ist das Phänomen des Verdichterstotterns. 2. Äußere Ursachen für das Turbulenzphänomen: Durch die Analyse der Leistungskurven von Zentrifugalkompressoren lässt sich feststellen, dass im Falle eines Turbulenzphänomens der Betriebspunkt unweigerlich in den Bereich des Turbulenzbetriebs fällt. Daher steht das Surfen des Kompressors in engem Zusammenhang mit den Eigenschaften der Leitungsanlage. Unter dem Begriff „Leitungsnetz“ versteht man das Rohrsystem, mit dem Zentralkompressoren das Transportieren von Gasen ermöglichen. Die Rohre, die sich vor dem Eingang des Kompressors befinden, werden als Einlassrohre bezeichnet, während die Rohre, die sich nach dem Ausgang des Kompressors befinden, als Auslassrohre bezeichnet werden. Leitungsnetze bestehen im Allgemeinen aus vier Hauptkomponenten: Rohren, Verbindungsstücken, Ventilen und Ausrüstung. Die Praxis zeigt, dass je größer die Kapazität des Leitungsnetzes eines Zentrifugalkompressors ist, desto größer ist die Amplitude des Turbulenzphänomens und desto niedriger die Schwingfrequenz. Je kleiner hingegen die Kapazität des Leitungsnetzes ist, desto geringer ist die Amplitude des Turbulenzphänomens und desto höher die Schwingfrequenz.

Turbulenz ist eine Art von Schwingung in einem Turbokompressor, die auftritt, wenn der Durchfluss auf ein bestimmtes Niveau abnimmt. Zentrifugalkompressoren sind eine Art von Turbinenkompressoren, wobei der Schwingbetrieb für Zentrifugalkompressoren sehr schädlich ist. Bei Turbulenzen treten typischerweise folgende Phänomene auf: Der Auslassdruck des Kompressors steigt zunächst an, fällt anschließend stark ab und weist dabei periodische große Schwankungen auf ； Der Durchfluss des Kompressors sinkt drastisch und schwankt stark; in schweren Fällen kann es sogar zu einem Rückfluss von Luft in die Saugrohre kommen ； Bei Zugabe des Motors des Kompressors zeigen die Strom- und Leistungsmessgeräte Instabilität sowie starke Schwankungen ； Die Maschine erzeugt starke Vibrationen und gleichzeitig einen ungewöhnlichen Lärm durch den Luftstrom.