سرج (Surge)

سرج (Surge)

همانند پمپ ها، کمپرسور ها نیز یک پاشنه آشیل دارند، در پمپ ها کمبود NPSHa و افت فشار ورودی باعث کاویتاسیون می شود و در کمپرسورها افت فشار دیسشارژ یا کاهش تقاضای جریان باعث پدیده سرج می شود. پدیده سرج در کمپرسورهای دینامیکی (سانتریفیوژ و محودی) رخ می دهد.

منحنی کمپرسورها همانند پمپ ها دارای یک خط قایم که هد کمپرسور را نشان می دهد و یک خط افقی که جریان یا دبی را نشان می دهد، می باشد. انتهای منحنی کمپرسور را نقطه Stonewall و ابتدای منحنی را نقطه Surge می نامیم. از آنجایی که کمپرسور برای تغییر فلوی خروجی باید دور خود را تغییر دهد چندین منحنی در دورهای مختلف برای یک کمپرسور داریم . از اتصال نقاط سرج به یکدیگر خط سرج کمپرسور تشکیل می شود.

تعریف سرج:

سرج پدیده ای است که از یک سیکل غیر سازنده و مخرب تشکیل شده است. در این سیکل جریان گاز برای لحظاتی برعکس می شود، یعنی گاز از خروجی کمپرسور به ورودی کمپرسور هدایت می گردد.

زمان وقوع سرج:

هنگامی که جریان گاز ورودی کمپرسور کمتر از حداقل میزان طراحی کمپرسور باشد. جریان ورودی به کمپرسور از حد مجاز کمتر شده و کمپرسور قادر به متراکم ساختن گاز و ارسال به خروجی نمی باشد. ارتعاشات شدید به وجود می آید و امکان صدمه به کمپرسور می باشد.

از دلایل به وجود آورنده پدیده سرج:

  • بالا بودن فشار در خروجی در هنگام انداختن کمپرسور در خط کار
  • کاهش تقاضای جریان گاز به هر دلیل
  • افزایش فشار در هدر خروجی کمپرسور به علت بسته شدن مسیر در پایین دست
  • کاهش فشار گاز ورودی به کمپرسور
  • تغییرات در جرم مولکولی سیال به علت تغییر در ترکیب گاز
  • کاهش سریع دور کمپرسور

مشخصه های وقوع سرج:

  • معکوس شدن سریع جریان خروجی کمپرسور (در حد چند دهم ثانیه)
  • نوسانات شدید فشار
  • افزایش سریع دمای گاز عبوری و همچنین دمای داخلی کمپرسور
  • ارتعاشات بیش از حد کمپرسور
  • سر و صدا و نویز زیاد

سیکل سرج:

سیکل سرج را می توانید در شکل زیر مشاهده نمایید. هنگامی که تقاضای جریان گاز کاهش می یابد، نقطه کاری کمپرسور تا نقطه سرج کاهش می یابد، فشار بالا دست (فشار بعد از کمپرسور) بالا می باشد و فشار خروجی کمپرسور کم می شود. در همین زمان فشار بالا دست جریان خروجی باعث برگشت جریان گاز به ورودی کمپرسور می شود و در چند دهم ثانیه جریان کمپرسور منفی می شود. هنگامی که جریان به سمت ورودی کمپرسور معکوس می گردد فشار بالا دست افت کرده و دوباره حجم زیادی از جریان با فشار بالا به سمت خروجی کمپرسور جریان می یابد. و دوباره این سیکل تکرار می گردد.

Surging_in_compressor