Βασική επισκόπηση θερμοδυναμικής συμπιεστή αέρα
Για την καλύτερη κατανόηση της φυσικής της θερμοδυναμικής των αεροσυμπιεστών, αυτό το άρθρο εξετάζει τις κύριες αρχές, καθώς και τους νόμους του Boyle και του Charles για τα αέρια. Με τις ακόλουθες πληροφορίες, θα μάθετε πώς παράγεται θερμότητα στον εξοπλισμό σας και πώς να τη μετατρέπετε σε ενέργεια.
Ποιοι είναι οι νόμοι της θερμοδυναμικής;
Η ενέργεια υπάρχει σε διάφορες μορφές, συμπεριλαμβανομένης της θερμικής, φυσικής, χημικής, ακτινοβολίας (φωτός κ.λπ.) και ηλεκτρική ενέργεια. Η θερμοδυναμική είναι η μελέτη της θερμικής ενέργειας, δηλαδή της ικανότητας να επιφέρει αλλαγή σε ένα σύστημα ή να κάνει εργασία.
Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής εκφράζει την αρχή της εξοικονόμησης ενέργειας. Δηλώνει ότι δεν δημιουργείται ούτε καταστρέφεται ενέργεια. Από αυτό προκύπτει ότι η συνολική ενέργεια σε ένα κλειστό σύστημα διατηρείται πάντα και συνεπώς παραμένει σταθερή. Αλλάζει απλώς από τη μία μορφή στην άλλη. Με αυτόν τον τρόπο, η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας που μπορεί να παραχθεί ή να μετατραπεί σε εργασία.
Ο Δεύτερος Νόμος της Θερμοδυναμικής αναφέρει ότι υπάρχει μια τάση στη φύση να προχωρήσει προς μια κατάσταση μεγαλύτερης μοριακής διαταραχής. Η εντροπία είναι ένα μέτρο της διαταραχής. Οι στερεοί κρύσταλλοι, η πιο τακτικά δομημένη μορφή ύλης, έχουν πολύ χαμηλές τιμές εντροπίας.
Τα αέρια, τα οποία είναι περισσότερο ανοργανωμένα, έχουν υψηλές τιμές εντροπίας. Η ενδεχόμενη ενέργεια των απομονωμένων ενεργειακών συστημάτων που είναι διαθέσιμη για την εκτέλεση εργασίας μειώνεται καθώς αυξάνεται η εντροπία. Ο Δεύτερος Νόμος της Θερμοδυναμικής δηλώνει ότι η θερμότητα δεν μπορεί ποτέ να μεταφερθεί από μια περιοχή χαμηλότερης θερμοκρασίας σε μια περιοχή υψηλότερης θερμοκρασίας «από μόνος του».
Νόμοι του Boyle και του Charles για τα αέρια
Ο νόμος του Boyle δηλώνει ότι εάν η θερμοκρασία είναι σταθερή (ισοθερμική), τότε το προϊόν της πίεσης και του όγκου είναι σταθερό.
Ο νόμος του Καρόλου λέει ότι σε σταθερή πίεση (ισοβάρη), ο όγκος ενός αερίου μεταβάλλεται σε άμεση αναλογία με την αλλαγή της θερμοκρασίας.
Ο γενικός κρατικός νόμος για τα αέρια είναι ένας συνδυασμός των νόμων Boyle και Charles. Αυτό αναφέρει πώς η πίεση, ο όγκος και η θερμοκρασία θα επηρεάσουν η μία την άλλη. Η αλλαγή μίας από αυτές τις μεταβλητές επηρεάζει τουλάχιστον μία από τις άλλες δύο μεταβλητές.
Η μεμονωμένη σταθερά αερίου R εξαρτάται μόνο από τις ιδιότητες του αερίου. Εάν μια μάζα m του αερίου καταλαμβάνει τον όγκο V, η σχέση μπορεί να γραφτεί:
Θερμοδυναμική αεροσυμπιεστή και ανάκτηση ενέργειας
Όπως εξηγείται σε αυτό το άρθρο, η θερμοδυναμική αφορά την ενέργεια και τον τρόπο μεταφοράς της. Στο πλαίσιο των αεροσυμπιεστών, εστιάζουμε στο αέριο (αέρας) υπό υψηλές πιέσεις. Οι νόμοι του Boyle και του Charles για τα αέρια είναι χρήσιμοι για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα υψηλά επίπεδα συμπίεσης και άλλα αέρια επηρεάζουν.
Με αυτό, η έννοια της θερμοδυναμικής είναι θεμελιώδης για την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας ενός αεροσυμπιεστή. Ουσιαστικά, ο αέρας θερμαίνεται μέσω της διαδικασίας συμπίεσης και των υψηλών ρυθμών ροής αέρα που εμπλέκονται στη συμπίεση. Συχνά υπάρχει υπολειπόμενη θερμότητα σε έναν αεροσυμπιεστή, γνωστή ως θερμότητα συμπίεσης.
Αυτή η παραγόμενη θερμότητα μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί σε διαδικασίες ανάκτησης ενέργειας. Εάν ανακτήσετε έως και το 94% της συνολικής ιπποδύναμης, η εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί να είναι σημαντική. Για παράδειγμα, ένας αεροσυμπιεστής 400 kW με ανάκτηση ενέργειας 90% μπορεί να εξοικονομήσει 150.000 € ετησίως.
Χρησιμοποιώντας ζεστό νερό ως προκαταρκτική τροφοδοσία λέβητα ή απευθείας σε διεργασίες που απαιτούν 70-90°C, μπορείτε να εξοικονομήσετε πηγές ενέργειας όπως το φυσικό αέριο. Η τοποθέτηση μιας μονάδας ελέγχου ανάκτησης ενέργειας μεταξύ του αεροσυμπιεστή και του κυκλώματος ψύξης/θέρμανσης είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος μείωσης του κόστους ηλεκτρικής ενέργειας.
Επιπλέον, θα βρείτε πολλούς νέους αεροσυμπιεστές σχεδιασμένους με προεγκατεστημένη ανάκτηση ενέργειας. Μέσω της ισχύος της θερμοδυναμικής, υπάρχουν πολλές δυνατότητες ανάκτησης ενέργειας. Καθώς ο ηλεκτρισμός αντιπροσωπεύει το 99% των εκπομπών CO2 και πάνω από το 80% του κόστους κύκλου ζωής ενός αεροσυμπιεστή, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη αυτό το άρθρο.
Εξερευνήστε τη σειρά αποδοτικών αεροσυμπιεστών μας
Με τις παραπάνω πληροφορίες, ελπίζουμε να αισθάνεστε σίγουροι για την επιλογή του σωστού αεροσυμπιεστή χωρίς λάδι ή με ψεκασμό λαδιού. Όλα τα μοντέλα περιστροφικών κοχλιών μας είναι τα πιο προηγμένα και προσφέρουν χαρακτηριστικά εξοικονόμησης ενέργειας.
Εάν χρειάζεστε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τους αεροσυμπιεστές μας, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας. Είμαστε εδώ για εσάς.
Σχετικά άρθρα
25 Απριλίου, 2022
Για να κατανοήσετε τη λειτουργία του πεπιεσμένου αέρα, μια βασική εισαγωγή στη φυσική μπορεί να σας βοηθήσει πολύ. Μάθετε περισσότερα για τη θερμοδυναμική και πώς είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των αεροσυμπιεστών.
18 Φεβρουαρίου, 2022
Για να κατανοήσετε τη λειτουργία του πεπιεσμένου αέρα, μια βασική εισαγωγή στη φυσική μπορεί να σας βοηθήσει πολύ. Μάθετε περισσότερα για τη θερμοδυναμική και πώς είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των αεροσυμπιεστών.
4 Αυγούστου, 2022
Για να κατανοήσετε τη λειτουργία του πεπιεσμένου αέρα, μια βασική εισαγωγή στη φυσική μπορεί να σας βοηθήσει πολύ. Μάθετε περισσότερα για τη θερμοδυναμική και πώς είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των αεροσυμπιεστών.