К этой группе нагнетателей относятся радиальные компрессоры, наименование которых происходит от радиального направления выхода нагнетаемой среды из рабочего колеса, причем вход, как правило, имеет осевое направление. Центробежный компрессор является одной из частей турбокомпрессора. Мы рассмотрим лишь часть устройства и работы турбокомпрессора.
В колесе компрессора, содержащем лопатки, потоку воздуха сообщается кинетическая энергия, которая частично уже в колесе, а в основном в диффузоре и затем в улитке, преобразуется в энергию давления. В центробежных компрессорах применяются полуоткрытые колеса, в которых проточный канал образован лопатками и тыльной стенкой колеса с одной стороны и стенкой корпуса с другой.Такие компрессоры, если они не имеют привода от газовой турбины, связываются какой-то передачей с коленчатым валом двигателя (рис).
Передача становится ускоряющей (мультипликатор). Вал двигателя N через мультипликатор 1 передает крутящий момент на вал R компрессора.
Воздух всасывается в зоне Е корпуса, поступает к его внутренней части О, откуда входит на колесо компрессора 2. Затем под действием центробежной силы воздух устремляется через диффузор в улитку V, откуда подается к двигателю. Центробежные компрессоры работают при высоких угловых скоростях (так как ротор и лопатки не соприкасаются с корпусом), чтобы обеспечить достаточный уровень повышения давления. На характеристике компрессора, граница помпажа отделяет область неустойчивой работы (слева от границы) от области устойчивой работы (справа от границы).
Степень повышения давления с ростом производительности компрессора при постоянной частоте вращения сначала незначительно, затем все быстрее падает. Линии постоянных КПД располагаются на небольшом расстоянии от границы помпажа вокруг линии рабочих точек (штрихпунктирная линия).
В лопаточном компрессоре гидравлические потери трения о стенки каналов, а также вихревые потери в виде теплоты переходят непосредственно к нагнетаемой среде. Поэтому процесс сжатия в таком компрессоре протекает по политропе с показателем n > k.
Характеристики лопаточных компрессоров существенно отличаются от характеристик объемных и имеют следующие особенности:
1. Кривая постоянной частоты вращения имеет переменный наклон. У радиального компрессора вблизи линии помпажа она сначала пологая, затем резко загибается вниз. (У осевых компрессоров эта кривая, как правило, протекает круто даже у линии помпажа).
2. Достижимая степень повышения давления зависит от частоты вращения.
3. Имеется область неустойчивой работы компрессора (слева от линии помпажа). При малой производительности не может быть достигнута высокая степень повышения давления.
4. На линии оптимальных КПД, которая примерно соответствует линии дросселирования, производительность компрессора (объемный расход) линейно пропорциональна частоте вращения, а напор приблизительно пропорционален квадрату частоты вращения.