เกี่ยวกับปัญหาการสั่นสะเทือนของคอมเพรสเซอร์ ขอให้ผู้เชี่ยวชาญอธิบายหน่อยครับ
Thread Content
มีข้อความระบุไว้ว่า “เมื่อเครื่องอัดทำงาน หากมีแรงต้านในระบบท่อส่งเพิ่มขึ้น ก็จะทำให้ความดันที่ออกมาจากเครื่องอัดสูงขึ้น ในขณะที่ปริมาณการไหลลดลง ส่งผลให้มุมการไหลของอากาศเพิ่มขึ้น ซึ่งจะทำให้เกิดการแยกตัวของก๊าซที่ด้านหลังใบพัด ก่อให้เกิดบริเวณที่ก๊าซแยกตัวออกจากกัน ส่งผลให้ความดันที่ออกมาจากเครื่องอัดลดลงอย่างกะทันหัน โดยปกติแล้ว เมื่อความดันลดลง การแยกตัวของก๊าซก็จะหายไป แต่เมื่อความดันกลับมาสูงขึ้นอีกครั้ง ปรากฏการณ์การแยกตัวของก๊าซก็จะเกิดขึ้นซ้ำอีก ซึ่งก็คือปรากฏการณ์ “สตรอบบิ้ง” นั่นเอง” ในกรณีที่รุนแรง อาจเกิดการไหลย้อนของก๊าซได้ด้วย ภาวะสั่นพ้องทำให้ใบพัดเกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง และทำให้อุณหภูมิภายในตัวคอมเพรสเซอร์สูงขึ้นอย่างรวดเร็ว หากเป็นเช่นนี้ต่อไป ก็จะทำให้คอมเพรสเซอร์เสียหายได้ ”เข้าใจยากนิดหน่อยครับ ผมคิดมาตลอดว่าการแยกตัวของกระแสอากาศเกิดจากการลดลงของอัตราการไหลเข้า แล้วการเกิดปรากฏการณ์ “สตรอบ” ที่เกิดจากแรงต้านที่ปลายทางนี้ เคยเจอมาบ้างไหมครับ?
แรงกดดันในการส่งออกสูงมาก ยิ่งถูกกดดันมากเท่าไหร่ อัตราส่วนของแรงกดดันก็จะยิ่งสูงขึ้น ส่งผลให้ปริมาณการไหลเข้าก็ลดลงด้วย จนเกิดภาวะสั่นพ้องขึ้นมา
ภาวะสั่นพ้องเป็นคุณสมบัติโดยธรรมชาติของเครื่องอัดแบบหมุนเวียน
หากมีอุปสรรคที่ทางออก แรงดันก็จะเพิ่มขึ้นอย่างแน่นอน ตัวเครื่องหมุนเหวี่ยงมักมีการตั้งค่าแรงดันที่ทางออกไว้ หากแรงดันสูงเกินไปก็จะมีการปล่อยของออกมา หากไม่ปล่อยของออกมา ก็จะเกิดปรากฏการณ์สั่นสะเทือน และในกรณีที่รุนแรงก็อาจทำให้ใบพัดเสียหายได้
เปิดโหมดป้องกันอาการหายใจลำบาก เพื่อหลีกเลี่ยงสถานการณ์ที่มีแรงดันต่ำและอัตราการไหลต่ำ ความเร็วในการหมุน
เครื่องอัดแบบหมุนด้วยแรงเฉือนจะไม่เกิดปรากฏการณ์สตรอบเบิร์นในขณะที่ทำงานในสภาวะปกติ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการผลิต หรือเมื่ออุปกรณ์เกิดความขัดข้อง ซึ่งส่งผลให้สภาวะการทำงานเปลี่ยนแปลงไป (กล่าวคือ มีการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหล) ในสถานการณ์เช่นนี้จึงมักเกิดปรากฏการณ์ “สตรอบบิ้ง” ได้ง่าย สาเหตุหลักมีอยู่สองประการ ประการแรกคือ ในขั้นตอนการออกแบบคอมเพรสเซอร์นั้น ควรจะออกแบบรูปร่างของใบพัดให้เหมาะสมกับสภาวะการทำงาน (กล่าวคือ ปริมาณกระแสอากาศที่ต้องการ) โดยให้ก๊าซเข้าสู่ใบพัดในมุมที่เหมาะสมที่สุด เพื่อให้เกิดการสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด และได้พลังงานจากความเร็วสูงสุด ซึ่งจะช่วยให้ใบพัดสามารถแปลงพลังงานของก๊าซได้มากที่สุด และเพิ่มความเร็วและความดันของก๊าซได้ ก็คือ เมื่อพารามิเตอร์ทางด้านไดนามิกส์ของก๊าซและพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของใบพัดมีความสอดคล้องกัน นั่นแหละคือสภาวะการทำงานที่ปกติ เมื่อสภาวะการทำงานเปลี่ยนแปลงไปมากเกินขอบเขตที่อนุญาต พารามิเตอร์ทางด้านอากาศพลศาสตร์และพารามิเตอร์ทางด้านเรขาคณิตก็จะไม่สอดคล้องกัน ส่งผลให้ใบพัดไม่สามารถทำงานกับก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานก็จะลดลง นอกจากนี้ ก๊าซภายในใบพัดก็จะหมุนวนอย่างไม่สม่ำเสมอ จนเกิดภาวะสูญเสียการทำงานของใบพัดอย่างกะทันหัน ทำให้การไหลของก๊าซไม่สม่ำเสมออย่างมาก ในขณะนั้น แม้ว่าใบพัดจะหมุนและทำงานกับก๊าซอยู่ แต่ก็ไม่สามารถเพิ่มความดันของก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นความดันที่ออกมาจากช่องออกของเครื่องอัดก๊าซจึงลดลง ประการที่สอง การที่แรงดันที่ออกมาจากคอมเพรสเซอร์ลดลงไม่ได้หมายความว่าจะเกิดปรากฏการณ์สตรอบเสมอไป อีกสาเหตุหนึ่งก็คือ ปกติแล้วทางออกของคอมเพรสเซอร์จะเชื่อมต่อกับระบบท่อส่งน้ำมัน หากระบบท่อส่งมีความจุสูง ก็จะมีความไวในการตอบสนองที่น้อย ดังนั้นแรงดันในระบบท่อส่งอาจไม่ลดลงทันที แต่กลับอาจมีแรงดันในระบบท่อส่งสูงกว่าแรงดันที่ออกมาจากคอมเพรสเซอร์ ซึ่งจะทำให้ก๊าซไหลย้อนกลับ จนกระทั่งแรงดันในระบบท่อส่งลดลงต่ำกว่าแรงดันที่ออกมาจากคอมเพรสเซอร์ คอมเพรสเซอร์จึงจะสามารถส่งก๊าซออกมาได้อีกครั้ง แต่หลังจากนั้นไม่นาน แรงดันในระบบท่อส่งก็อาจสูงกว่าแรงดันที่ออกมาจากคอมเพรสเซอร์อีกครั้ง และปรากฏการณ์ดังกล่าวก็จะเกิดขึ้นซ้ำๆ เป็นวัฏจักร ระบบเกิดปรากฏการณ์คลื่นกระแสอากาศที่มีความถี่ต่ำและมีแอมพลิจูดสูงในแนวแกนอย่างเป็นวัฏจักร ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดปรากฏการณ์ “สตรอบบิ้ง” ขึ้น สรุป: มีสาเหตุอยู่สองด้าน คือสาเหตุภายใน นั่นคือในสภาวะบางอย่าง การไหลของก๊าซภายในเครื่องอัดจะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงจนทำให้เครื่องหยุดทำงาน ； สาเหตุจากภายนอก: เกี่ยวข้องกับความจุและกราฟคุณสมบัติของระบบท่อส่งน้ำ ปัจจัยภายในจะก่อให้เกิดปรากฏการณ์สตรอบได้ก็ต่อเมื่อมีเงื่อนไขภายนอกที่เหมาะสมเท่านั้น
แรงต้านในท่อส่งก๊าซที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ปริมาณก๊าซที่ไหลเข้าลดลง ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์สั่นสะเทือน
เปิดวาล์วป้องกันการสะดุดของกระแสอากาศ เพื่อปรับอัตราส่วนความดัน
ไม่ต้องสนใจว่าใบพัดจะเป็นอย่างไร จะแยกออกจากกันหรือไม่ก็ตาม ขอเพียงแค่ความดันที่ช่องออกก๊าซเพิ่มขึ้นก็พอแล้ว； 2. อัตราการไหลลดลง และเมื่อลดลงถึงระดับหนึ่งก็อาจทำให้เกิดปรากฏการณ์สั่นสะเทือนได้