Axial compressor
एक अक्षीय संपीडक एक गैस संपीडक है जो लगातार गैसों पर दबाव डाल सकता है। यह एक घूर्णन, एयरफॉइल-आधारित कंप्रेसर है जिसमें गैस या काम करने वाला तरल पदार्थ मुख्य रूप से घूर्णन की धुरी के समानांतर, या अक्षीय रूप से बहता है। यह अन्य घूर्णन कंप्रेसरों जैसे केंद्रापसारक कंप्रेसर, स्वयं-केंद्रापसारक कंप्रेसर और मिश्रित-प्रवाह कंप्रेसरों से अलग है जहां द्रव प्रवाह में कंप्रेसर के माध्यम से एक "रेडियल घटक" शामिल होगा। द्रव का ऊर्जा स्तर बढ़ जाता है क्योंकि यह रोटर ब्लेड की क्रिया के कारण कंप्रेसर के माध्यम से बहता है जो द्रव पर एक टोक़ लगाता है। स्थिर ब्लेड प्रवाह के परिधीय घटक को दबाव में परिवर्तित करते हुए तरल पदार्थ को धीमा कर देते हैं। कम्प्रेसर आमतौर पर एक विद्युत मोटर या भाप या गैस टरबाइन द्वारा संचालित होते हैं। अक्षीय प्रवाह संपीडक संपीड़ित गैस के निरंतर प्रवाह का उत्पादन करते हैं, और उच्च दक्षता और बड़े द्रव्यमान प्रवाह दर के लाभ होते हैं, विशेष रूप से उनके आकार और क्रॉस-सेक्शन के संबंध में। हालाँकि, उन्हें एक बड़ी दबाव वृद्धि प्राप्त करने के लिए एयरफॉयल की कई पंक्तियों की आवश्यकता होती है, जिससे वे अन्य डिजाइनों के सापेक्ष जटिल और महंगे हो जाते हैं (जैसे। केंद्रापसारक संपीडक)। अक्षीय संपीडक जेट इंजन, उच्च गति वाले जहाज इंजन और छोटे पैमाने के बिजली स्टेशनों जैसे बड़े गैस टर्बाइनों के डिजाइन के लिए अभिन्न हैं। इनका उपयोग औद्योगिक अनुप्रयोगों में भी किया जाता है जैसे कि बड़ी मात्रा में वायु पृथक्करण संयंत्र, ब्लास्ट फर्नेस एयर, द्रव उत्प्रेरक दरार हवा और प्रोपेन निर्जलीकरण। उड़ान लिफाफे के दौरान उच्च प्रदर्शन, उच्च विश्वसनीयता और लचीले संचालन के कारण, उनका उपयोग एयरोस्पेस रॉकेट इंजनों में, ईंधन पंपों के रूप में और अन्य महत्वपूर्ण उच्च मात्रा अनुप्रयोगों में भी किया जाता है। विवरण अक्षीय संपीड़कों में घूर्णन और स्थिर घटक होते हैं। एक शाफ्ट एक केंद्रीय ड्रम को चलाता है जिसे एक स्थिर ट्यूबलर आवरण के अंदर बीयरिंग द्वारा बनाए रखा जाता है। ड्रम और आवरण के बीच एयरफॉयल की पंक्तियाँ होती हैं, प्रत्येक पंक्ति या तो ड्रम या आवरण से बारी-बारी से जुड़ी होती है। घूर्णन एयरफॉइल की एक पंक्ति और स्थिर एयरफॉइल की अगली पंक्ति की एक जोड़ी को स्टेज कहा जाता है। घूर्णन एयरफॉइल, जिन्हें ब्लेड या रोटर के रूप में भी जाना जाता है, अक्षीय और परिधि दोनों दिशाओं में तरल पदार्थ को तेज करते हैं। स्थिर एयरफॉइल, जिन्हें वैन या स्टेटर के रूप में भी जाना जाता है, बढ़ी हुई गतिज ऊर्जा को प्रसार के माध्यम से स्थिर दबाव में परिवर्तित करते हैं और तरल पदार्थ की प्रवाह दिशा को अगले चरण के रोटर ब्लेड के लिए तैयार करने के लिए पुनर्निर्देशित करते हैं। रोटर ड्रम और आवरण के बीच क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को प्रवाह की दिशा में कम किया जाता है ताकि तरल पदार्थ के संपीड़ित होने पर एक इष्टतम मैक संख्या अक्षीय वेग बनाए रखा जा सके। जैसे-जैसे तरल पदार्थ अक्षीय दिशा में प्रवेश करता है और छोड़ता है, ऊर्जा समीकरण में केंद्रापसारक घटक कार्य में नहीं आता है। यहाँ संपीड़न पूरी तरह से मार्गों की विसरण क्रिया पर आधारित है। स्टेटर में विसरण क्रिया द्रव के पूर्ण गतिज शीर्ष को दबाव में वृद्धि में परिवर्तित करती है। ऊर्जा समीकरण में सापेक्ष गतिज शीर्ष एक ऐसा शब्द है जो केवल रोटर के घूर्णन के कारण मौजूद है। रोटर द्रव के सापेक्ष गतिज शीर्ष को कम करता है और इसे द्रव के निरपेक्ष गतिज शीर्ष में जोड़ता है अर्थात, द्रव कणों पर रोटर का प्रभाव उनके वेग (निरपेक्ष) को बढ़ाता है और इस तरह द्रव और रोटर के बीच सापेक्ष वेग को कम करता है। संक्षेप में, रोटर तरल पदार्थ के पूर्ण वेग को बढ़ाता है और स्टेटर इसे दबाव वृद्धि में बदल देता है। रोटर मार्ग को एक विसरण क्षमता के साथ डिजाइन करने से इसके सामान्य कामकाज के अलावा दबाव में वृद्धि हो सकती है। यह प्रति चरण अधिक दबाव वृद्धि उत्पन्न करता है जो एक स्टेटर और एक रोटर को एक साथ बनाता है। यह टर्बो मशीनों में प्रतिक्रिया सिद्धांत है। यदि किसी चरण में 50 प्रतिशत दबाव वृद्धि रोटर खंड पर प्राप्त की जाती है, तो कहा जाता है कि इसकी 50 प्रतिशत प्रतिक्रिया होती है। डिजाइन एकल चरण द्वारा उत्पादित दबाव में वृद्धि रोटर और तरल पदार्थ के बीच सापेक्ष वेग, और एयरफॉइल की मोड़ और प्रसार क्षमताओं द्वारा सीमित है। वाणिज्यिक कम्प्रेसर में एक विशिष्ट चरण 90-95% के क्षेत्र में पॉलीट्रॉपिक दक्षता के साथ डिजाइन स्थितियों में 15 प्रतिशत और 60 प्रतिशत (1.15-1.6 का दबाव अनुपात) के बीच दबाव वृद्धि का उत्पादन करेगा। विभिन्न दबाव अनुपातों को प्राप्त करने के लिए, अक्षीय संपीड़कों को विभिन्न चरणों और घूर्णन गति के साथ डिज़ाइन किया गया है। एक नियम के रूप में हम यह मान सकते हैं कि दिए गए कंप्रेसर में प्रत्येक चरण में समान तापमान वृद्धि (डेल्टा टी) होती है। इसलिए, प्रवेश पर, प्रत्येक चरण के लिए तापमान (टी स्टेज) को कंप्रेसर के माध्यम से उत्तरोत्तर बढ़ना चाहिए और अनुपात (डेल्टा टी)/(टी स्टेज) प्रवेश में कमी आनी चाहिए, इस प्रकार इकाई के माध्यम से चरण दबाव अनुपात में प्रगतिशील कमी का संकेत मिलता है। इसलिए पिछला चरण पहले चरण की तुलना में काफी कम दबाव अनुपात विकसित करता है। यदि द्रव और रोटर के बीच सापेक्ष वेग सुपरसोनिक है, तो उच्च चरण दबाव अनुपात भी संभव है, लेकिन यह दक्षता और संचालन की कीमत पर प्राप्त किया जाता है। 2 से अधिक के चरण दबाव अनुपात वाले ऐसे संपीड़कों का उपयोग केवल वहीं किया जाता है जहां संपीडक के आकार, वजन या जटिलता को कम करना महत्वपूर्ण है, जैसे कि सैन्य विमानों में। एयरफॉइल प्रोफाइल को अनुकूलित किया जाता है और विशिष्ट वेग और मोड़ के लिए मिलान किया जाता है। यद्यपि कम्प्रेसरों को अलग-अलग प्रवाह, गति या दबाव अनुपात के साथ अन्य स्थितियों में चलाया जा सकता है, इसके परिणामस्वरूप दक्षता दंड या प्रवाह में आंशिक या पूर्ण टूटना भी हो सकता है (जिसे क्रमशः कम्प्रेसर स्टाल और दबाव वृद्धि के रूप में जाना जाता है)। इस प्रकार, चरणों की संख्या और समग्र दबाव अनुपात पर एक व्यावहारिक सीमा, डिजाइन स्थितियों से दूर काम करने के लिए आवश्यक होने पर विभिन्न चरणों की परस्पर क्रिया से आती है। कम्प्रेसर में कुछ लचीलापन प्रदान करके इन "ऑफ-डिज़ाइन" स्थितियों को कुछ हद तक कम किया जा सकता है। यह सामान्य रूप से समायोज्य स्टेटरों के उपयोग के माध्यम से या उन वाल्वों के साथ प्राप्त किया जाता है जो चरणों (अंतर-चरण रक्तस्राव) के बीच मुख्य प्रवाह से तरल पदार्थ का रक्तस्राव कर सकते हैं। आधुनिक जेट इंजन विभिन्न गति से चलने वाले कंप्रेसरों की एक श्रृंखला का उपयोग करते हैं; सभी उड़ान स्थितियों के लिए पर्याप्त लचीलेपन के साथ दहन के लिए लगभग 40:1 दबाव अनुपात पर हवा की आपूर्ति करने के लिए। गतिविज्ञान और ऊर्जा समीकरण संवेग के क्षण के नियम में कहा गया है कि एक तरल पदार्थ पर कार्य करने वाले बाहरी बलों के क्षणों का योग जो अस्थायी रूप से नियंत्रण आयतन पर कब्जा कर रहा है, नियंत्रण आयतन के माध्यम से कोणीय संवेग प्रवाह के शुद्ध परिवर्तन के बराबर है। घूमता हुआ द्रव स्पर्शरेखा वेग के साथ त्रिज्या पर नियंत्रण आयतन में प्रवेश करता है, और स्पर्शरेखा वेग के साथ त्रिज्या पर छोड़ देता है। और क्रमशः प्रवेश और निकास पर पूर्ण वेग हैं। और क्रमशः प्रवेश और निकास पर अक्षीय प्रवाह वेग हैं। और क्रमशः प्रवेश और निकास पर घूर्णन वेग हैं। और क्रमशः इनलेट और आउटलेट पर ब्लेड-सापेक्ष वेग हैं। ब्लेड का रैखिक वेग है। गाइड फलक कोण है और ब्लेड कोण है। संवेग परिवर्तन की दर, F को समीकरण द्वारा दिया जाता हैः (वेग त्रिकोण से) एक आदर्श गतिशील ब्लेड द्वारा खपत की जाने वाली शक्ति, P को समीकरण द्वारा दिया जाता हैः गतिशील ब्लेड में द्रव की एन्थैल्पी में बदलावः इसलिए, जिसका अर्थ है, रोटर ब्लेड में आइसेंट्रोपिक संपीड़न, इसलिए, जिसका अर्थ है प्रतिक्रिया की डिग्री, रोटर ब्लेड के प्रवेश और निकास के बीच दबाव अंतर को प्रतिक्रिया दबाव कहा जाता है। दबाव ऊर्जा में परिवर्तन की गणना प्रतिक्रिया की डिग्री के माध्यम से की जाती है। इसलिए, प्रदर्शन विशेषताएँ अस्थिरता ग्रेट्ज़र ने एक स्थिर संचालन स्थिति पर अधिरोपित एक छोटी सी गड़बड़ी के बाद एक संपीड़न प्रणाली की क्षणिक प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने के लिए एक हेल्महोल्ट्ज़ अनुनादकर्ता प्रकार के संपीड़न प्रणाली मॉडल का उपयोग किया। उन्होंने एक गैर-आयामी पैरामीटर पाया जो भविष्यवाणी करता था कि कंप्रेसर अस्थिरता, घूर्णन स्टाल या सर्ज के किस मोड का परिणाम होगा। पैरामीटर ने रोटर गति, प्रणाली की हेल्महोल्ट्ज अनुनाद आवृत्ति और कंप्रेसर वाहिनी की "प्रभावी लंबाई" का उपयोग किया। इसका एक महत्वपूर्ण मूल्य था जो या तो घूर्णन स्टाल या उछाल की भविष्यवाणी करता था जहां प्रवाह के खिलाफ दबाव अनुपात की ढलान नकारात्मक से सकारात्मक में बदल जाती थी। स्थिर-अवस्था प्रदर्शन अक्षीय कंप्रेसर प्रदर्शन को एक कंप्रेसर मानचित्र पर दिखाया गया है, जिसे एक विशेषता के रूप में भी जाना जाता है, सही कंप्रेसर गति के विभिन्न मूल्यों पर सही द्रव्यमान प्रवाह के खिलाफ दबाव अनुपात और दक्षता को प्लॉट करके। अक्षीय संपीडक, विशेष रूप से उनके डिजाइन बिंदु के पास आमतौर पर विश्लेषणात्मक उपचार के लिए उपयुक्त होते हैं, और रिग पर पहली बार चलाने से पहले उनके प्रदर्शन का एक अच्छा अनुमान लगाया जा सकता है। कम्प्रेसर मानचित्र पूर्ण चलने की सीमा को दर्शाता है, अर्थात। कम्प्रेसर का ऑफ-डिज़ाइन, जमीन पर निष्क्रिय से लेकर इसकी उच्चतम सही रोटर गति तक, जो एक सिविल इंजन के लिए चढ़ाई के शीर्ष पर, या एक सैन्य लड़ाकू इंजन के लिए, ठंड के दिन टेक-ऑफ पर हो सकता है। सामान्य ग्राउंड और इन-फ्लाइट विंडमिल स्टार्ट व्यवहार का विश्लेषण करने के लिए आवश्यक उप-आइडल प्रदर्शन क्षेत्र नहीं दिखाया गया है। एकल संपीडक चरण के प्रदर्शन को प्रवाह गुणांक के रूप में चरण लोडिंग गुणांक () को प्लॉट करके दिखाया जा सकता है () प्रवाह दर के खिलाफ चरण दबाव अनुपात नो-लॉस चरण की तुलना में कम है जैसा कि दिखाया गया है। ब्लेड घर्षण, प्रवाह पृथक्करण, अस्थिर प्रवाह और फलक-ब्लेड अंतराल के कारण नुकसान होता है। ऑफ-डिजाइन ऑपरेशन एक कंप्रेसर के प्रदर्शन को उसके डिजाइन के अनुसार परिभाषित किया जाता है। लेकिन वास्तविक व्यवहार में, कंप्रेसर का संचालन बिंदु डिजाइन-बिंदु से विचलित हो जाता है जिसे ऑफ-डिजाइन ऑपरेशन के रूप में जाना जाता है। समीकरण (1) और (2) से संचालन बिंदुओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए ठहराव तक का मान नहीं बदलता है। रोटर और स्टेटर पर वायु कोण में मामूली परिवर्तन के कारण, जहाँ विसारक ब्लेड कोण है। ऑफ-डिजाइन संचालन (से) के लिए (') के साथ डिजाइन मूल्यों का प्रतिनिधित्व करना स्थिर हैः जे के सकारात्मक मूल्यों के लिए, वक्र का ढलान नकारात्मक और इसके विपरीत है। दबाव-प्रवाह दर के भूखंड में दो क्षेत्रों-अस्थिर और स्थिर के बीच ग्राफ को अलग करने वाली रेखा को सर्ज लाइन के रूप में जाना जाता है। यह रेखा विभिन्न आर. पी. एम. पर वृद्धि बिंदुओं को जोड़कर बनाई जाती है। अक्षीय संपीड़कों में स्थिर प्रवाह के पूर्ण टूटने के कारण अस्थिर प्रवाह को सर्जिंग कहा जाता है। यह घटना कंप्रेसर के प्रदर्शन को प्रभावित करती है और अवांछनीय है। वृद्धि चक्र वृद्धि के लिए निम्नलिखित व्याख्या एक कम्प्रेसर को एक रिग पर निरंतर गति से चलाने और धीरे-धीरे एक वाल्व को बंद करके निकास क्षेत्र को कम करने को संदर्भित करती है। क्या होता है, अर्थात। सरज लाइन को पार करना, कंप्रेसर द्वारा हवा को उच्च निकास दबाव तक पहुँचाने की कोशिश के कारण होता है, जो अभी भी उसी गति से चल रहा है। जब कंप्रेसर एक पूर्ण गैस टरबाइन इंजन के हिस्से के रूप में काम कर रहा होता है, जैसा कि एक परीक्षण रिग के विपरीत, एक विशेष गति पर एक उच्च वितरण दबाव क्षणिक रूप से ईंधन में बहुत अधिक-एक कदम-कूद को जलाने के कारण हो सकता है जो एक क्षणिक रुकावट का कारण बनता है जब तक कि कंप्रेसर उस गति तक नहीं बढ़ जाता जो नए ईंधन प्रवाह और बढ़ते ठहराव के साथ जाती है। मान लीजिए कि कुछ आर. पी. एम. एन. पर प्रारंभिक संचालन बिंदु डी. (). वाल्व को आंशिक रूप से बंद करके विशेषता वक्र के साथ एक ही आर. पी. एम. पर प्रवाह दर को कम करने पर, पाइप में दबाव बढ़ जाता है जिसका ध्यान कंप्रेसर पर इनपुट दबाव में वृद्धि से रखा जाएगा। बिंदु पी (सर्ज पॉइंट) तक दबाव में और वृद्धि, कंप्रेसर दबाव बढ़ेगा। आर. पी. एम. स्थिर रखते हुए बाईं ओर आगे बढ़ते हुए, पाइप में दबाव बढ़ेगा लेकिन कंप्रेसर का दबाव कम हो जाएगा जिससे कंप्रेसर की ओर हवा का प्रवाह कम हो जाएगा। इस पश्च प्रवाह के कारण, पाइप में दबाव कम हो जाएगा क्योंकि यह असमान दबाव की स्थिति लंबे समय तक नहीं रह सकती है। हालांकि कम प्रवाह दर मान लीजिए बिंदु G के लिए वाल्व की स्थिति निर्धारित की गई है, लेकिन कंप्रेसर सामान्य स्थिर संचालन बिंदु मान लीजिए E के अनुसार काम करेगा, इसलिए पथ E-F-P-G-E का पालन किया जाएगा जिससे प्रवाह टूट जाएगा, इसलिए कंप्रेसर में दबाव आगे गिरकर बिंदु H () हो जाता है। पाइप में दबाव की यह वृद्धि और कमी ई-एफ-पी-जी-एच-ई चक्र के बाद पाइप और कंप्रेसर में बार-बार होगी जिसे सर्ज चक्र के रूप में भी जाना जाता है। यह घटना पूरी मशीन में कंपन पैदा करेगी और यांत्रिक विफलता का कारण बन सकती है। यही कारण है कि वृद्धि बिंदु से वक्र के बाएं हिस्से को अस्थिर क्षेत्र कहा जाता है और यह मशीन को नुकसान पहुंचा सकता है। इसलिए अनुशंसित ऑपरेशन रेंज सर्ज लाइन के दाईं ओर है। रुकना एक महत्वपूर्ण घटना है जो कंप्रेसर के प्रदर्शन को प्रभावित करती है। कई चरणों के संपीड़कों में घूर्णन स्टाल का एक विश्लेषण किया जाता है, जिसमें ऐसी स्थितियों का पता लगाया जाता है जिनके तहत एक प्रवाह विरूपण हो सकता है जो एक यात्रा संदर्भ फ्रेम में स्थिर है, भले ही ऊपर की ओर कुल और नीचे की ओर स्थिर दबाव स्थिर हो। कम्प्रेसर में, एक दबाव-वृद्धि हिस्टैरिसीस माना जाता है। यह कंप्रेसर के एयरो-फॉइल ब्लेड पर हवा के प्रवाह को अलग करने की स्थिति है। ब्लेड-प्रोफाइल के आधार पर यह घटना कम संपीड़न और इंजन की शक्ति में गिरावट की ओर ले जाती है। सकारात्मक रुकने वाला प्रवाह पृथक्करण ब्लेड के चूषण पक्ष पर होता है। नकारात्मक ठहराव प्रवाह पृथक्करण ब्लेड के दबाव पक्ष पर होता है। सकारात्मक स्टाल की तुलना में नकारात्मक स्टाल नगण्य है क्योंकि ब्लेड के दबाव पक्ष पर प्रवाह पृथक्करण होने की संभावना कम होती है। एक बहु-चरण संपीडक में, उच्च दबाव चरणों में, अक्षीय वेग बहुत कम होता है। रुकने का मूल्य डिजाइन बिंदु से एक छोटे से विचलन के साथ कम हो जाता है जिससे केंद्र और नोक क्षेत्रों के पास स्टॉल होता है जिसका आकार घटती प्रवाह दर के साथ बढ़ता है। वे बहुत कम प्रवाह दर पर बड़े होते हैं और पूरे ब्लेड की ऊंचाई को प्रभावित करते हैं। वितरण दबाव बड़े ठहराव के साथ काफी कम हो जाता है जिससे प्रवाह उलट सकता है। अधिक हानि के साथ चरण दक्षता कम हो जाती है। घूर्णन ब्लेड में वायु प्रवाह की गैर-एकरूपता संपीडक में स्थानीय वायु प्रवाह को बिना परेशान किए बाधित कर सकती है। कम्प्रेसर सामान्य रूप से काम करना जारी रखता है लेकिन कम संपीड़न के साथ। इस प्रकार, घूर्णन स्टाल कंप्रेसर की प्रभावशीलता को कम कर देता है। ब्लेड के साथ एक रोटर में दाईं ओर चलते हुए कहें। कुछ ब्लेड को उच्च आपतन पर प्रवाह प्राप्त करने दें, यह ब्लेड सकारात्मक रूप से बंद हो जाएगा। यह ब्लेड के बाईं ओर और स्वयं के बीच के मार्ग में बाधा पैदा करता है। इस प्रकार बायीं ब्लेड अधिक आपतन पर प्रवाह प्राप्त करेगी और ब्लेड कम आपतन के साथ अपनी दाहिनी ओर प्रवाह प्राप्त करेगी। बाएँ ब्लेड में अधिक स्टाल का अनुभव होगा जबकि इसके दाएँ ब्लेड में कम स्टाल का अनुभव होगा। दाहिनी ओर रुकना कम हो जाएगा जबकि यह अपनी बाईं ओर बढ़ेगा। घूर्णन स्टाल की गति को चुने गए संदर्भ ढांचे के आधार पर देखा जा सकता है। प्रभाव यह कंप्रेसर की दक्षता को कम करता है स्टाल डिब्बे से गुजरने के कारण ब्लेड में मजबूर कंपन। ये मजबूर कंपन ब्लेड की प्राकृतिक आवृत्ति के साथ मेल खा सकते हैं जिससे अनुनाद होता है और इसलिए ब्लेड की विफलता होती है। ऊर्जा विनिमय के दृष्टिकोण से विकास अक्षीय संपीडक विपरीत टर्बाइन होते हैं। उदाहरण के लिए, भाप-टरबाइन डिजाइनर चार्ल्स एल्गर्नन पार्सन्स ने माना कि एक टरबाइन जो तरल पदार्थ के स्थिर दबाव के आधार पर काम करता है। एक प्रतिक्रिया टरबाइन) अपनी क्रिया को हवा संपीडक के रूप में कार्य करने के लिए उलट सकता है, इसे टर्बो संपीडक या पंप कहा जाता है। उनके एक पेटेंट में वर्णित उनके रोटर और स्टेटर ब्लेडिंग में बहुत कम या कोई कैंबर नहीं था, हालांकि कुछ मामलों में ब्लेड डिजाइन प्रोपेलर सिद्धांत पर आधारित था। भाप टरबाइनों द्वारा संचालित मशीनों का उपयोग औद्योगिक उद्देश्यों के लिए किया जाता था जैसे कि विस्फोट भट्टियों को हवा की आपूर्ति करना। पार्सन्स ने 1901 में लीड स्मेल्टर में उपयोग के लिए पहले वाणिज्यिक अक्षीय प्रवाह कंप्रेसर की आपूर्ति की। पार्सन्स की मशीनों में कम दक्षता थी, जिसे बाद में ब्लेड स्टाल के लिए जिम्मेदार ठहराया गया, और जल्द ही अधिक कुशल केंद्रत्यागी कंप्रेसरों के साथ बदल दिया गया। ब्राउन बोवेरी और सी ने गैस टर्बाइनों द्वारा संचालित "रिवर्स टर्बाइन" कंप्रेसरों का उत्पादन किया, जिसमें वायुगतिकीय अनुसंधान से प्राप्त ब्लेडिंग थी जो 40,000 cu.ft की बड़ी प्रवाह दर को पंप करते समय केंद्रापसारक प्रकारों की तुलना में अधिक कुशल थे। 45 पी. एस. आई. तक के दबाव पर प्रति मिनट। क्योंकि प्रारंभिक अक्षीय संपीडक पर्याप्त कुशल नहीं थे, 1920 के दशक की शुरुआत में कई पत्रों ने दावा किया कि एक व्यावहारिक अक्षीय-प्रवाह टर्बोजेट इंजन का निर्माण असंभव होगा। ए के बाद चीजें बदल गईं। ए. ग्रिफ़िथ ने 1926 में एक मौलिक लेख प्रकाशित किया, जिसमें कहा गया कि खराब प्रदर्शन का कारण यह था कि मौजूदा कंप्रेसर सपाट ब्लेड का उपयोग करते थे और अनिवार्य रूप से "रुक कर उड़ रहे थे"। उन्होंने दिखाया कि सपाट ब्लेड के बजाय एयरफॉइल का उपयोग दक्षता को उस बिंदु तक बढ़ाएगा जहां एक व्यावहारिक जेट इंजन एक वास्तविक संभावना थी। उन्होंने इस तरह के इंजन के एक बुनियादी आरेख के साथ पेपर का समापन किया, जिसमें एक दूसरा टरबाइन शामिल था जिसका उपयोग एक प्रोपेलर को शक्ति देने के लिए किया जाता था। हालाँकि ग्रिफ़िथ धातु की थकान और तनाव माप पर अपने पहले के काम के कारण जाने जाते थे, लेकिन उनके पेपर के प्रत्यक्ष परिणाम के रूप में बहुत कम काम शुरू हुआ प्रतीत होता है। एकमात्र स्पष्ट प्रयास रॉयल एयरक्राफ्ट एस्टाब्लिशमेंट में ग्रिफ़िथ के सहयोगी हेन कॉन्स्टेंट द्वारा निर्मित एक टेस्ट-बेड कंप्रेसर था। अन्य प्रारंभिक जेट प्रयास, विशेष रूप से फ्रैंक व्हिटल और हंस वॉन ओहैन के प्रयास, अधिक मजबूत और बेहतर ढंग से समझे जाने वाले केंद्रत्यागी कंप्रेसर पर आधारित थे जिसका व्यापक रूप से सुपरचार्जर में उपयोग किया जाता था। ग्रिफिथ ने 1929 में व्हिटल के काम को देखा था और एक गणितीय त्रुटि को ध्यान में रखते हुए इसे खारिज कर दिया था, और यह दावा करते हुए कि इंजन का अगला आकार इसे तेज गति वाले विमान पर बेकार कर देगा। अक्षीय-प्रवाह इंजनों पर वास्तविक काम 1930 के दशक के अंत में शुरू हुआ, कई प्रयासों में जो लगभग एक ही समय में शुरू हुए। इंग्लैंड में, हेयने कॉन्स्टेंट ने 1937 में भाप टरबाइन कंपनी मेट्रोपॉलिटन-विकर्स (मेट्रोविक) के साथ एक समझौता किया, 1938 में ग्रिफ़िथ डिजाइन के आधार पर अपना टर्बोप्रॉप प्रयास शुरू किया। 1940 में, व्हिटल के अपकेंद्र-प्रवाह डिजाइन के सफल संचालन के बाद, उनके प्रयास को एक शुद्ध जेट, मेट्रोविक एफ. 2 के रूप में फिर से डिजाइन किया गया था। जर्मनी में, वॉन ओहैन ने कई काम करने वाले केंद्रत्यागी इंजनों का उत्पादन किया था, जिनमें से कुछ ने दुनिया के पहले जेट विमान (हे 178) सहित उड़ान भरी थी, लेकिन विकास के प्रयास जंकर्स (जूमो 004) और बीएमडब्ल्यू (बीएमडब्ल्यू03) में चले गए थे, जिन्होंने दुनिया के पहले जेट लड़ाकू (मेसर्सचमिट मी 262) और जेट बॉम्बर (अराडो आर 234) में अक्षीय-प्रवाह डिजाइन का उपयोग किया था। संयुक्त राज्य अमेरिका में, लॉकहीड और जनरल इलेक्ट्रिक दोनों को 1941 में अक्षीय-प्रवाह इंजन विकसित करने के लिए अनुबंध दिए गए थे, पूर्व में एक शुद्ध जेट, बाद में एक टर्बोप्रॉप। नॉर्थरोप ने एक टर्बोप्रॉप विकसित करने के लिए अपनी खुद की परियोजना भी शुरू की, जिसे अमेरिकी नौसेना ने अंततः 1943 में अनुबंधित किया। वेस्टिंगहाउस ने भी 1942 में दौड़ में प्रवेश किया, उनकी परियोजना अमेरिकी प्रयासों में से एकमात्र सफल साबित हुई, जो बाद में जे30 बन गई। जैसा कि ग्रिफ़िथ ने मूल रूप से 1929 में उल्लेख किया था, केंद्रत्यागी कंप्रेसर के बड़े सामने के आकार के कारण इसमें संकीर्ण अक्षीय-प्रवाह प्रकार की तुलना में अधिक खिंचाव होता है। इसके अतिरिक्त अक्षीय-प्रवाह डिजाइन केवल अतिरिक्त चरणों को जोड़कर और इंजन को थोड़ा लंबा बनाकर अपने संपीड़न अनुपात में सुधार कर सकता है। सेन्ट्रीफ्यूगल-फ्लो डिजाइन में कंप्रेसर को व्यास में बड़ा होना पड़ता था, जिसे एक पतले और वायुगतिकीय विमान के धड़ में ठीक से फिट करना बहुत मुश्किल था (हालांकि पहले से ही व्यापक उपयोग में रेडियल इंजनों के प्रोफाइल से अलग नहीं था)। दूसरी ओर, अपकेंद्र-प्रवाह डिजाइन बहुत कम जटिल बने रहे (प्रमुख कारण वे उड़ान उदाहरणों की दौड़ में "जीते") और इसलिए उन स्थानों में एक भूमिका है जहां आकार और सुव्यवस्थित करना इतना महत्वपूर्ण नहीं है। अक्षीय-प्रवाह जेट इंजन जेट इंजन अनुप्रयोग में, कंप्रेसर को विभिन्न प्रकार की परिचालन स्थितियों का सामना करना पड़ता है। टेकऑफ के समय जमीन पर इनलेट दबाव अधिक होता है, इनलेट गति शून्य होती है, और कंप्रेसर विभिन्न गति से घूमता है क्योंकि शक्ति लागू की जाती है। उड़ान में एक बार प्रवेश का दबाव कम हो जाता है, लेकिन इस दबाव में से कुछ को ठीक करने के लिए प्रवेश की गति (विमान की आगे की गति के कारण) बढ़ जाती है, और कंप्रेसर लंबे समय तक एक ही गति से चलता है। संचालन स्थितियों की इस विस्तृत श्रृंखला के लिए कोई "सही" कंप्रेसर नहीं है। स्थिर ज्यामिति संपीडक, जैसे कि प्रारंभिक जेट इंजनों पर उपयोग किए जाने वाले, लगभग 4 या 5:1 के डिज़ाइन दबाव अनुपात तक सीमित हैं। किसी भी ऊष्मा इंजन की तरह, ईंधन दक्षता दृढ़ता से संपीड़न अनुपात से संबंधित है, इसलिए इस प्रकार के अनुपात से परे संपीडक चरणों में सुधार करने के लिए बहुत मजबूत वित्तीय आवश्यकता है। इसके अतिरिक्त अगर प्रवेश की स्थिति अचानक बदल जाती है तो कंप्रेसर रुक सकता है, जो शुरुआती इंजनों पर एक आम समस्या है। कुछ मामलों में, यदि स्टाल इंजन के सामने के पास होता है, तो उस बिंदु से सभी चरण हवा को संपीड़ित करना बंद कर देंगे। इस स्थिति में कंप्रेसर को चलाने के लिए आवश्यक ऊर्जा अचानक कम हो जाती है, और इंजन के पीछे शेष गर्म हवा टरबाइन को पूरे इंजन को नाटकीय रूप से गति देने की अनुमति देती है। यह स्थिति, जिसे सर्जिंग के रूप में जाना जाता है, शुरुआती इंजनों पर एक बड़ी समस्या थी और अक्सर टरबाइन या कंप्रेसर के टूटने और ब्लेड गिरने का कारण बनती थी। इन सभी कारणों से, आधुनिक जेट इंजनों पर अक्षीय संपीडक पहले के डिजाइनों की तुलना में काफी अधिक जटिल हैं। स्पूल सभी संपीड़कों में घूर्णन गति और दबाव से संबंधित एक इष्टतम बिंदु होता है, जिसमें उच्च संपीड़न के लिए उच्च गति की आवश्यकता होती है। प्रारंभिक इंजनों को सरलता के लिए डिज़ाइन किया गया था, और एक ही गति पर एकल बड़े कंप्रेसर कताई का उपयोग किया गया था। बाद के डिजाइनों में एक दूसरा टरबाइन जोड़ा गया और कंप्रेसर को कम दबाव और उच्च दबाव वाले वर्गों में विभाजित किया गया, बाद वाला तेजी से घूमता है। ब्रिस्टल ओलंपस पर अग्रणी इस दो-स्पूल डिजाइन के परिणामस्वरूप दक्षता में वृद्धि हुई। दक्षता में आगे की वृद्धि एक तीसरा स्पूल जोड़कर महसूस की जा सकती है, लेकिन व्यवहार में अतिरिक्त जटिलता रखरखाव लागत को किसी भी आर्थिक लाभ को नकारने तक बढ़ा देती है। उस ने कहा, उपयोग में कई तीन-स्पूल इंजन हैं, शायद सबसे प्रसिद्ध रोल्स-रॉयस आरबी211 है, जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के वाणिज्यिक विमानों में किया जाता है। ब्लीड एयर, वेरिएबल स्टेटर जैसे-जैसे एक विमान की गति या ऊंचाई बदलती है, कंप्रेसर के प्रवेश द्वार पर हवा का दबाव अलग-अलग होगा। इन बदलती स्थितियों के लिए कंप्रेसर को "ट्यून" करने के लिए, 1950 के दशक में शुरू होने वाले डिजाइन अंतिम चरणों में बहुत अधिक हवा को संपीड़ित करने की कोशिश से बचने के लिए कंप्रेसर के बीच से हवा को "ब्लीड" करेंगे। इसका उपयोग इंजन को शुरू करने में मदद करने के लिए भी किया जाता था, जिससे इसे जितना संभव हो उतना रक्तस्राव करके अधिक हवा को संपीड़ित किए बिना घुमाया जा सकता था। टर्बाइन चरण में वायु प्रवाह प्रदान करने के लिए जहाँ इसका उपयोग टर्बाइन ब्लेड को ठंडा करने के लिए किया जाता था, साथ ही साथ विमान के अंदर वातानुकूलन प्रणालियों के लिए दबाव वाली हवा प्रदान करने के लिए रक्तस्राव प्रणालियों का उपयोग पहले से ही आम तौर पर किया जाता था। एक अधिक उन्नत डिजाइन, परिवर्तनीय स्टेटर, ब्लेड का उपयोग करता है जिसे इंजन के शक्ति अक्ष के विपरीत, व्यक्तिगत रूप से अपने अक्ष के चारों ओर घुमाया जा सकता है। शुरुआत के लिए उन्हें "बंद" में घुमाया जाता है, संपीड़न को कम किया जाता है, और फिर बाहरी स्थितियों की आवश्यकता के अनुसार वायु प्रवाह में वापस घुमाया जाता है। जनरल इलेक्ट्रिक जे79 एक परिवर्तनीय स्टेटर डिजाइन का पहला प्रमुख उदाहरण था, और आज यह अधिकांश सैन्य इंजनों की एक सामान्य विशेषता है। परिवर्तनीय स्टेटरों को उत्तरोत्तर बंद करने से, जैसे-जैसे कंप्रेसर की गति गिरती है, परिचालन विशेषता (या मानचित्र) पर सर्ज (या स्टाल) लाइन की ढलान कम हो जाती है, जिससे स्थापित इकाई के सर्ज मार्जिन में सुधार होता है। पहले पांच चरणों में परिवर्तनीय स्टेटरों को शामिल करके, जनरल इलेक्ट्रिक एयरक्राफ्ट इंजनों ने एक दस-चरण अक्षीय कंप्रेसर विकसित किया है जो 23:1 डिजाइन दबाव अनुपात पर काम करने में सक्षम है। डिजाइन नोट्स रोटर और तरल पदार्थ के बीच ऊर्जा का आदान-प्रदान ब्लेड की सापेक्ष गति तरल पदार्थ में वेग या दबाव या दोनों को जोड़ती है क्योंकि यह रोटर से गुजरता है। रोटर के माध्यम से द्रव वेग बढ़ाया जाता है, और स्टेटर गतिज ऊर्जा को दबाव ऊर्जा में परिवर्तित करता है। अधिकांश व्यावहारिक डिजाइनों में रोटर में कुछ प्रसार भी होता है। द्रव के वेग में वृद्धि मुख्य रूप से स्पर्शरेखा दिशा (चक्कर) में होती है और स्टेटर इस कोणीय संवेग को हटा देता है। दबाव में वृद्धि के परिणामस्वरूप तापमान में वृद्धि होती है। किसी दी गई ज्यामिति के लिए तापमान वृद्धि रोटर पंक्ति की स्पर्शरेखा मैक संख्या के वर्ग पर निर्भर करती है। वर्तमान टर्बोफैन इंजनों में ऐसे पंखे होते हैं जो मैक 1.7 या उससे अधिक पर काम करते हैं, और ब्लेड हानि क्षति और शोर को कम करने के लिए महत्वपूर्ण नियंत्रण और शोर दमन संरचनाओं की आवश्यकता होती है। कम्प्रेसर मानचित्र एक मानचित्र एक कम्प्रेसर के प्रदर्शन को दर्शाता है और इष्टतम संचालन स्थितियों के निर्धारण की अनुमति देता है। यह क्षैतिज अक्ष के साथ द्रव्यमान प्रवाह को दर्शाता है, आमतौर पर डिजाइन द्रव्यमान प्रवाह दर के प्रतिशत के रूप में, या वास्तविक इकाइयों में। प्रवेश और निकास ठहराव दबावों के बीच के अनुपात के रूप में ऊर्ध्वाधर अक्ष पर दबाव वृद्धि का संकेत दिया जाता है। एक सर्ज या स्टाल लाइन बाईं ओर की सीमा की पहचान करती है जिसमें से कंप्रेसर का प्रदर्शन तेजी से घटता है और अधिकतम दबाव अनुपात की पहचान करता है जिसे किसी दिए गए द्रव्यमान प्रवाह के लिए प्राप्त किया जा सकता है। दक्षता की रूपरेखा के साथ-साथ विशेष घूर्णन गति पर संचालन के लिए प्रदर्शन रेखाएं खींची जाती हैं। संपीड़न स्थिरता संचालन दक्षता स्टाल लाइन के सबसे करीब है। यदि डाउनस्ट्रीम दबाव को अधिकतम संभव से अधिक बढ़ाया जाता है तो कंप्रेसर रुक जाएगा और अस्थिर हो जाएगा। आमतौर पर अस्थिरता प्रणाली की हेल्महोल्ट्ज आवृत्ति पर होगी, जो डाउनस्ट्रीम प्लेनम को ध्यान में रखती है। संदर्भ ग्रंथ सूची ट्रेजर, इरविन ई. 'एयरक्राफ्ट गैस टर्बाइन इंजन टेक्नोलॉजी' थर्ड एडन, मैकग्रा-हिल बुक कंपनी, 1995, हिल, फिलिप और कार्ल पीटरसन भी देखें। 'मैकेनिक्स एंड थर्मोडायनामिक्स ऑफ प्रोपल्शन', द्वितीय संस्करण, प्रेंटिस हॉल, 1991। केरेब्रॉक, जैक एल. 'एयरक्राफ्ट इंजन एंड गैस टर्बाइन', दूसरा संस्करण, कैम्ब्रिज, मैसाचुसेट्सः द एमआईटी प्रेस, 1992. रंगवाला, अब्दुल्ला। एस. 'टर्बो-मशीनरी डायनेमिक्सः डिजाइन एंड ऑपरेशन', न्यूयॉर्कः मैकग्रा-हिलः 2005. विल्सन, डेविड गॉर्डन और थियोडोसियोस कोराकियानाइटिस। 'द डिजाइन ऑफ हाई-एफिशिएंसी टर्बो मशीनरी एंड टर्बाइन', द्वितीय संस्करण, प्रेंटिस हॉल, 1998. गैस कम्प्रेसर