Osnovni pregled termodinamike kompresorjev
21 april, 2022
Za boljše razumevanje fizike termodinamike kompresorjev in pridobivanja toplote so v tem članku predstavljena glavna načela in dva plinska zakona.
Pretok plina skozi cevi in dušenje
Zelo zanimiva veja fizike je termodinamika, zlasti za vpogled v kompresorje. V tem članku govorimo o pretoku plina in dušenju, kar je nadaljevanje uvoda v termodinamiko.
Reynoldsovo število
Reynoldsovo število je brezdimenzijsko razmerje med vztrajnostjo in trenjem v tekočem mediju.
Opredeljeno je kot:
Katere so različne vrste pretoka v cevi?
Načeloma obstajata dve vrsti pretoka v cevi. Pri Re < 2000 prevladujejo viskozne sile v mediju in pretok postane laminaren. To pomeni, da se različne plasti medija med seboj premikajo v pravilnem vrstnem redu. Porazdelitev hitrosti med laminarnimi plastmi je običajno parabolična.
Pri Re≥4000 vztrajnostne sile prevladujejo nad obnašanjem pretočnega medija in pretok postane turbulenten, delci pa se naključno premikajo po pretoku. Porazdelitev hitrosti po plasti s turbulentnim tokom postane difuzna.
V kritičnem območju med Re≤2000 in Re≥4000 so pogoji pretoka nedoločeni, bodisi laminarni, turbulentni ali mešanica obeh. Pogoje določajo dejavniki, kot so gladkost površine cevi ali prisotnost drugih motenj. Za začetek pretoka v cevi je potrebna določena tlačna razlika, da se premaga trenje v cevi in spojih. Količina tlačne razlike je odvisna od premera cevi, njene dolžine in oblike ter gladkosti površine in Reynoldsovega števila.
Kaj je Joule-Thomsonov pojav?
Če idealen plin teče skozi omejevalnik s stalnim tlakom pred in za njim, ostane temperatura stalna. Vendar pa pride do padca tlaka v omejevalniku, ker se notranja energija pretvori v kinetično energijo. Zaradi tega se temperatura zniža. Pri realnih plinih je ta sprememba temperature stalna, čeprav energijska vsebnost plina ostaja stalna. To se imenuje Joule-Thomsonov pojav. Sprememba temperature je enaka spremembi tlaka v dušilki, pomnoženi z Joule-Thomsonovim koeficientom.
Če ima tekoči medij dovolj nizko temperaturo (≤ +329 °C za zrak), pride pri dušenju v omejevalniku do padca temperature, če pa je tekoči medij bolj vroč, pride do zvišanja temperature. To stanje se uporablja v številnih tehničnih vrstah uporabe, na primer v tehnologijah za hlajenje in pri izločevanju plinov.
Povezani članki
Kako se prenaša toplota?
25 april, 2022
Za razumevanje delovanja stisnjenega zraka je koristno poznati osnove fizike. Preberite več o termodinamiki in o tem, kako pomembna je za razumevanje delovanja kompresorjev.
Spremembe stanja plinov
18 februar, 2022
Za razumevanje delovanja stisnjenega zraka je koristno poznati osnove fizike. Preberite več o termodinamiki in o tem, kako pomembna je za razumevanje delovanja kompresorjev.