Principle Operation of the Centrifugal Compressor
The compressor draws in the air at the hub of the impeller and
accelerates it radially by centrifugal force through the impeller. It leaves
the impeller at a high velocity and a low pressure and flows through the
diffuser. The diffuser converts the high-velocity, LP air to low velocity, HP
air. The compressor manifold diverts the flow of air from the diffuser (an
integral part of the manifold) into the combustion chambers.
CONSTRUCTION
In a centrifugal compressor the manifold has one outlet port for each combustion
chamber. The outlet ports are bolted to an outlet elbow on the manifold. The
outlet ports ensure that the same amount of air is delivered to each combustion
chamber. Each outlet port elbow contains from two to four turning vanes to
change the airflow from radial to axial flow and to reduce air pressure losses
by presenting a smooth turning surface.
The impeller is usually made from a forged aluminum alloy that is
heat-treated, machined, and smoothed for minimum flow restriction and turbulence.
Some types of impellers are made from a single forging, while in other types
the inducer vanes are separate pieces that are welded in place.
Centrifugal compressors may achieve efficiencies of 80 to 84 percent at
pressure ratios of
2.5:1 to 4:1 and efficiencies of 76 to 81 percent at pressure ratios of
4:1 to 10:1. Some advantages of centrifugal compressors are as follows:
- Rugged, simple in design
- Relatively light in weight
- Develop high-pressure ratio per stage
Some disadvantages of centrifugal compressors are as follows:
- Large frontal area
- Lower efficiency than axial-flow compressors
- Difficulty in using two or more stages due to the air loss.
Principio de Operación del compresor centrífugo
El compresor aspira el aire a través del eje del
impulsor y lo acelera radialmente por la fuerza centrífuga a través del
impulsor. Este deja el impulsor a alta velocidad y baja presión y fluye a
través del difusor. El difusor convierte la alta velocidad y baja presión (LP)
en baja velocidad y alta presión (HP). El colector del compresor desvía el
flujo de aire desde el difusor (como parte integral del colector) en la cámara
de combustión.
En un compresor centrífugo el colector tiene una
salida por cada cámara de combustión. Los puertos de salida están fijados a los codos de salida. Estos puertos aseguran
que la misma cantidad de aire entre en las cámaras de combustión. Cada codo
está provisto de 4 deflectores que
cambian el la dirección del flujo de aire de radial a axial reduciendo las
pérdidas de presión que presentan las
cámaras lisas.
El impulsor, normalmente esta forjado en una aleación
de aluminio tratado térmicamente, mecanizado y pulido para ofrecer una mínima restricción
del flujo y turbulencias. Algunos tipos de impulsores están hechos de una sola
pieza, mientras que en otros el inductor frontal y trasero están en dos piezas
soldadas.
Los compresores centrífugos pueden alcanzar el 80% 84
% de eficiencia, con unos ratios de presión de 2.5:1 a 4:1 y eficiencias del
76% al 81% para ratios de presión de 4:1 a 10:1.
Algunas ventajas de los compresores centrífugos son:
- Robustez, con un diseño simple.
- Relativamente ligeros de peso.
- Desarrolla un ratio de alta presión por etapa.
Las desventajas son:
- Área frontal larga.
- Menor eficiencia que lo compresores axiales.
- Dificultad para usar 2 o más etapas debido a la pérdida de aire que ocurra entre las etapas y las juntas.