Это одна из статей серии "Вопросы и ответы", которую я собираю уже довольно долгое время.
Время от времени я получаю запросы на совет или даже детальное проектирование автоматики поршневых компрессоров. Я полагаю, будет неплохо описать здесь различия между компрессорами и компрессорами.
В целом, все компрессоры делятся на две большие группы: динамические и объемные. Динамические компрессоры функционируют путем передачи газу момента через высокоскоростной ротор. Такой компрессор имеет открытую проточную часть. Если зафиксировать вал, то можно продуть его насквозь в любом направлении, вне зависимости от того, осевой это компрессор или центробежный. Он сжимает газ посредством увеличения его скорости и последующей конвертации ее в давление в диффузоре. Объемные компрессоры запирают часть газа в рабочей камере и сжимает его посредством уменьшения объема камеры. Объемный компрессор имеет внутри некоторую механическую деталь, которая преграждает путь потоку, так что такой компрессор продуть насквозь не получится. Эта деталь, будь то винт или плунжер, используется для уменьшения объема газа и, таким образом, повышения его давления.
Вышесказанное, в частности, подразумевает то, что динамический компрессор может помпажировать, а объемный – нет. Помпаж – это развитие явления срыва потока, которое я коротко описываю здесь, а подробно можно почитать в этой статье в Википедии. Когда в динамическом компрессоре происходит срыв потока, он внезапно теряет способность противостоять перепаду давления, который он создавал во время предыдущей работы. В этот момент газ начинает двигаться в направлении, диктуемом силами природы, то есть из зоны высокого давления в зону низкого давления. В данном случае, из нагнетания во всас. В свою очередь, объемный компрессор не подвержен срыву потока и содержит механическое препятствие обратному потоку газа, так что он не может помпажировать.
Все, что я могу ответить по поводу автоматизации поршневого компрессора, это то, что он не требует какого-то специального подхода. Можно просто считать его большим насосом. Его надо вовремя пускать и останавливать, спроектировать аварийные сбросные клапаны и замеры вибрации в нужных местах и убедиться, что работает система смазки и уплотнений. Объемный расход через такой компрессор равен объему рабочей камеры, умноженному на количество циклов сжатия в единицу времени (секунда, минута, что угодно). Поскольку полный объем рабочей камеры поменять нельзя, то, если стоит задача управлять производительностью, надо каким-то образом менять частоту вращения крейцкопфа. Это все, что надо знать об автоматизации поршневых компрессоров.
С точки зрения механической конструкции, поршневой компрессор более сложное устройство, но с точки зрения автоматизации он гораздо проще, чем центробежный.