Как шероховатость поверхности компрессоров влияет на эффективность воздушного потока или удержание давления в системах компрессоров?

Внутренние поверхности отливок компрессора напрямую взаимодействуют с высокоскоростным воздушным потоком, проходящим через компрессор. Когда шероховатость поверхности повышается, он увеличивает трения, возникающее на жидкости из -за нарушений, таких как микроскопические пики, долины и хребты. Эти недостатки поверхности нарушают гладкий поток воздуха, вызывая турбулентность и рассеяние энергии в форме тепла. Полученные аэродинамические потери требуют, чтобы компрессор тратил дополнительную механическую энергию для поддержания желаемой скорости потока и давления, тем самым снижая общую энергоэффективность и увеличивая эксплуатационные расходы. Минимизация шероховатости поверхности на критических проходах воздушного потока улучшает условия ламинарного потока и повышает производительность компрессора.

Пограничный слой представляет собой тонкую область жидкости вблизи твердой поверхности, где градиенты скорости являются значительными. Характеристики этого слоя - владение или турбулентный - сильно зависят от текстуры поверхности. Плавные поверхности способствуют ламинарному пограничному слою, который прилипает тесно прилипает к листовой стенке с минимальным смешиванием, снижая сопротивление трения. Напротив, грубые поверхности вызывают преждевременный переход от ламинарного к турбулентным пограничным слоям, увеличивая разделение потока и потери смешивания. Эта повышенная турбулентность повышает падение давления вдоль пути потока и снижает аэродинамическую эффективность стадий компрессора. Таким образом, эффективный контроль над поверхностной отделкой имеет важное значение для оптимизации поведения пограничного слоя и поддержания стабильности потока в различных условиях работы.

Компрессорные отливки Часто образуйте часть сборок, где для поддержания внутреннего давления требуются герметичные уплотнения и точные спаривающие поверхности. Чрезмерная шероховатость поверхности на этих интерфейсах может предотвратить полный контакт или создавать микроканалы, через которые может протекать сжатый воздух. Такая утечка снижает способность компрессора поддерживать различие целевого давления, снижение общей эффективности системы и потенциально вызывая проблемы безопасности или производительности. Неравномерности поверхности могут ускорить износ на уплотнительных компонентах, таких как уплотнительные кольца или прокладки, что еще больше сталкивается с долгосрочной целостностью герметизации. Следовательно, достижение контролируемой шероховатости поверхности в определенных пределах имеет решающее значение для обеспечения надежного удержания давления и безопасности.

Профиль шероховатой поверхности может действовать как ловушка для загрязняющих веществ, влаги и коррозийных агентов, присутствующих в сжатом газе или окружающей среде. Со временем эти факторы способствуют абразивному износу, ямке и коррозии, что еще больше усугубляет шероховатость поверхности и ухудшает производительность компонентов. Это прогрессирующее ухудшение приводит к увеличению потерь трения, нарушениям потока и проблемам с утечки, снижению эффективности компрессора и интервалу укорочения обслуживания. Использование устойчивых к коррозии сплавов и защитных поверхностных обработок, наряду с поддержанием гладких начальных поверхностей, помогает смягчить эти механизмы деградации и продлить срок службы компонентов.

Первоначальная шероховатость поверхности деталей отливки компрессора в основном определяется используемым процессом литья - ли литьем песка, литья инвестиций или литья матрицы, которые создают различные текстуры поверхности и микроструктурные характеристики. Для удовлетворения строгих аэродинамических и герметизированных требований к отделке после кастинга, таких как точная обработка, измельчение, оттачивание или полировка, применяются для снижения шероховатости до желаемых уровней. Определение количественной параметры шероховатости поверхности (например, значения RA, RZ или RT) в рамках инженерных спецификаций обеспечивает постоянное управление и проверку качества. Эти этапы отделки, добавляя производственные затраты, обеспечивают значительные улучшения производительности, обеспечивая оптимальные характеристики воздушного потока и эффективность герметизации.