Radialverdichter von Serafima

Radialverdichter, auch Zentrifugalkompressoren oder Turbokompressoren genannt, dienen dazu, den Druck und die Dichte eines eingeschlossenen Gases zu erhöhen, indem sie ihm mechanische Arbeit zuführen. Im Gegensatz zu Ventilatoren oder Gebläsen, bei denen nur eine leichte Verdichtung des transportierten Gases auftritt, sind Radialverdichter speziell darauf ausgelegt, Gase zu komprimieren. Sie finden vor allem Anwendung in der Drucklufttechnik, Prozessgasindustrie sowie in Gasturbinen, und in der Öl- und Gasindustrie. 

Die Bauweise und die Bauteile eines Verdichters ähneln denen einer Kreiselpumpe, auch wenn sich der Kompressor dahingehend von der Kreiselpumpe unterscheidet, dass das Gas in seinem Inneren komprimiert wird. Dieser Prozess der Übertragung von kinetischer Energie und der Verdichtung von Gasen machen Radialverdichter zu einer effizienten und leistungsstarken Strömungsmaschine.

Bau- und Funktionsweise von Radialverdichtern

Ein Radialverdichter ähnelt in seiner Funktionsweise einem Radialventilator und besteht in der Regel aus einem Gehäuse mit Leiteinrichtung, einer Welle und einem Laufrad mit Schaufeln. Das Laufrad wird verwendet, um das Gas von innen nach außen zu beschleunigen und ihm nach den Gesetzen der Strömungsmechanik Energie zu übertragen. 

Im Gegensatz zu Verdrängerverdichtern wie Kolben- oder Schraubenkompressoren beschleunigt ein Zentrifugalkompressor die Luft oder das Gas zuerst und erzeugt dann im Diffusor einen Druckanstieg, wodurch die Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie umgewandelt wird. Radiale Verdichter arbeiten kontinuierlich und benötigen für die Druckerzeugung ausreichend hohe Drehzahlen. Sie können entweder ölfreie oder ölgeschmierte Lager besitzen und werden unter anderem auch in Abgasturboladern oder Gasturbinen-Flugtriebwerken eingesetzt.

Unterschied zwischen Radialverdichtern und Axialverdichtern

Grundsätzlich wird bei den Turbo Kompressoren zwischen Radialverdichtern und Axialverdichtern unterschieden. Das unterscheidet sie:

Radialverdichter

Radialverdichter sind Arbeitsmaschinen mit kompakter Bauweise. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass das zu komprimierende Gas axial in das Laufrad strömt und dann radial nach außen abgelenkt wird. Es gibt einstufige und mehrstufige Radialverdichter, bei denen nach jeder Stufe eine Strömungsumlenkung erfolgt. Ein Teil der zugeführten mechanischen Energie wird in Wärme umgewandelt - deshalb wird oftmals zwischen den Stufen das Gas oder die Luft heruntergekühlt. Radialkompressoren sind in der Lage, hohe Drücke zu erzeugen und finden daher Anwendung in Bereichen mit hohem Druckbedarf.

Axialverdichter

Bei Axialverdichtern (einstufig oder mehrstufig) strömt das zu komprimierende Gas hingegen parallel zur Welle durch den Verdichter. Da keine langen Umlenkwege erforderlich sind, benötigen Axialverdichter weniger Platz und werden häufig in Rohrleitungen oder immer bei Strahltriebwerken eingesetzt. Im Vergleich zu Radialverdichtern sind sie leichter, kostengünstiger und weisen einen besseren Wirkungsgrad auf. Axialverdichter werden vor allem bei Anwendungen mit hohem Volumenstrom eingesetzt, weisen jedoch pro Stufe ein geringes Druckverhältnis auf.

Diagonalkompressor

Zusätzlich gibt es auch eine Kombination aus Axial- und Radialverdichtern: Die sogenannten Diagonalkompressoren. Dieser Compressor kombiniert die Vorteile beider Verdichter-Arten, denn zunächst wird im Axialverdichter der große Volumenstrom quasi vorkomprimiert und dann im Radialkompressor auf den gewünschten hohen Druck gebracht. Die Verwendung von Diagonalkompressoren ermöglicht eine optimale Nutzung beider Eigenschaften, eine hohe Leistung und bietet Flexibilität in Bezug auf die erforderlichen Druck- und Volumenstromanforderungen.

Anwendungsgebiete radialer Kompressoren

Radialverdichter finden in einer Vielzahl von Branchen und Bereichen Anwendung, in denen Druck- und Volumenstromanforderungen erfüllt werden müssen. Von der Automobilindustrie über die Energieerzeugung bis hin zur Luft- und Raumfahrt spielen Turboverdichter eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung von Druckluft und der Steigerung von Drücken in verschiedenen Prozessgassystemen. 

So werden sie in Kombination mit Turbinen beispielsweise als Turbolader in Autos verwendet. Das funktioniert folgendermaßen: Die Turbine wird von den Abgasen angetrieben und liefert die Energie für den Verdichter. Der Verdichter saugt die Gase wiederum axial an und beschleunigt es mit hoher Geschwindigkeit. Anschließend verlässt das Medium das Verdichterrad radial und gelangt in den Diffusor, wo die Geschwindigkeit reduziert und damit sowohl Druck als auch Temperatur erhöht wird. 

Weitere Anwendungsbereiche des Radialverdichters sind:

• Absauganlagen, Wärmepumpen und Kühlanlagen 
• Trocknungsanwendungen
• Abwasserbehandlung
• Fördertechnik
• Lebensmittel- und Verpackungsindustrie
• Luftversorgungsschränke für Druckmaschinen und Weiterverarbeitungsmaschinen
• Strahltriebwerke
• Prozessgasanlagen in Chemie und Petrochemie

 

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