Technik-Ecke: Schutz dynamischer Kompressoren

Die Anwendungsgebiete von dynamischen Kompressoren lassen sich in drei Hauptgruppen unterteilen:

Flugzeugtriebwerke, bei denen Axialverdichter überwiegen;

Turbolader für Benzin- und Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen, die kleine, mit sehr hohen Drehzahlen rotierende Zentrifugalkompressoren verwenden;

Industriekompressoren, die in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden können, unterscheiden sich in Typ und Größe je nach den Aufgaben, die sie erfüllen: von Druckluft für Hochöfen bis hin zu komprimiertem Gas für die Ölraffination oder die Verflüssigung von Erdgas usw.

Alle dynamischen Kompressoren weisen instabile Betriebszustände auf, die als Pumpen, rotierender Strömungsabriss und Drosselung bekannt sind. Deren Ursachen und Natur sind nach wie vor Gegenstand von Diskussionen. Um die Anlage zu schützen und den Normalbetrieb nicht zu stören, müssen diese Betriebszustände jedoch vermieden oder verhindert werden. Es ist anzumerken, dass Auswuchtprüfungen von Kompressorrotoren üblicherweise unter Vakuumbedingungen durchgeführt werden. Unter diesen Bedingungen treten weder Pumpen noch rotierender Strömungsabriss noch Drosselung auf, was ihre außergewöhnliche gasdynamische Natur unterstreicht.

Dynamische Kompressoren arbeiten mit einem gasförmigen Stoff, der aus vielen Molekülen oder mikroskopisch kleinen Partikeln besteht. Diese Partikel sind viel kleiner als ihr mittlerer Abstand zueinander und füllen den gesamten Raum aus, in dem sie sich befinden. Die Wechselwirkungen zwischen den Molekülen entsprechen der kinetischen Gastheorie, basierend auf dem Modell des idealen Gases. Demnach sind die Stöße elastisch, und Moleküle mit höherer Temperatur und damit höherer Energie geben Energie an benachbarte Moleküle ab. Die mechanische Rotation der Moleküle zur Druckerhöhung erfolgt gemäß dem Energieerhaltungssatz.

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