Üç kademeli tek yetkili pistonlu kompresörün dinamik analizi

Abstract

Kompresörler sanayinin her alanın oldukça yaygın bir şekilde kullanılmakta ve kullanım oranları da her yıl giderek artış göstermektedir. Pistonlu kompresörler, kompresörlerin çok eski bir üyesi olup halen birçok avantajı sayesinde farklı sektörlerde yoğun olarak kullanılmaya devam ediliyor. Pistonlu kompresör tasarımcılarının ana çalışma konularından biri titreşim, diğeri ise termodinamik hesaplamalardır. Krank-biyel mekanizmasına sahip her makinede olduğu gibi pistonlu kompresörlerde de dinamik yüklerin titreşim üzerindeki etkisi oldukça yüksektir. Bununla birlikte kompresörün daha stabil çalışması için kademelerdeki eşit güç dengesinin kurulması da hayli önem taşır. Bu çalışmada herhangi bir üç kademeli pistonlu kompresör için her kademe içerisindeki basınç diyagramlarının modellenmesi gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan model sayesinde krankmili açısının değişimine bağlı olarak silindir iç basınç değişimleri anlık olarak izlenebilmektedir. Bununla birlikte makinenin hareket denklemi elde edilmiştir. Kompresör moment ihtiyacı krank mili açısına ve motorun moment eğrisi de krank mili açısal hızına bağlı olarak modellenmiştir. Bu model makinenin hareket denklemi ile birlikte çözülerek makinenin açısal hız ve moment eğrisinin makinenin kalkışından itibaren elde edilmesi sağlanmıştır. Bu çalışmalar sayesinde herhangi bir üç kademeli pistonlu kompresörün fiziksel parametreleri modele girilerek makinenin bu veriler elde edilebilir. Ancak deneysel çalışmalar ile elde edilen modelin doğrulanması gerekmektedir. Bu bağlamda üç kademeli pistonlu bir kompresör kullanılarak bir test düzeneği oluşturulmuştur. Kompresörün üç kademesine uygun basınç transmitterleri montajı gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte kompresör ile motor arasına moment ve açısal hız değerlerinin ölçümünün yapılabileceği torkmetre montajı yapılmıştır. Açısal hız, moment ve silindir iç basınç değişimleri veri toplama cihazı ile eş zamanlı olarak ölçülmüştür. Bu sayede modelden elde edilen çıktılar ile deney sonuçları karşılaştırılmış, modelin doğrulanması yapılmıştır.