Basisoverzicht van de thermodynamica van luchtcompressoren
Om de fysica van de thermodynamica van luchtcompressoren beter te begrijpen, worden in dit artikel zowel de belangrijkste principes als de gaswetten van Boyle en Charles besproken. Met de volgende informatie leert u hoe warmte wordt gegenereerd in uw apparatuur en hoe u deze omzet in energie.
Wat zijn de wetten van de thermodynamica?
Energie bestaat in verschillende vormen, zoals thermische, fysieke, chemische, elektrische en stralingsenergie (licht enz.). Thermodynamica is de studie van thermische energie, d.w.z. het vermogen om verandering in een systeem teweeg te brengen of arbeid te verrichten.
De eerste wet van de thermodynamica weerspiegelt het beginsel van behoud van energie. De wet stelt dat energie gemaakt noch vernietigd kan worden. Daaruit volgt dat de totale energie in een gesloten systeem altijd behouden blijft, en dus constant blijft en slechts van de ene vorm overgaat in de andere. Daarom is warmte een vorm van energie die kan worden opgewekt uit of omgezet in arbeid.
De tweede wet van de thermodynamica stelt dat er in de natuur een neiging bestaat om richting een staat van grotere moleculaire wanorde te gaan. Entropie is een maat voor wanorde: massieve kristallen, de meest regelmatig gestructureerde vorm van materie, hebben zeer lage entropiewaarden.
Gassen die sterker gedesorganiseerd zijn, hebben hoge entropiewaarden. De potentiële energie van geïsoleerde energiesystemen die beschikbaar is om werk uit te voeren, neemt af naarmate de entropie toeneemt. De tweede wet van de thermodynamica stelt dat warmte nooit 'op eigen kracht' kan worden overgedragen van een gebied met een lagere temperatuur naar een gebied met een hogere temperatuur.
De gaswetten van Boyle en Charles
De wet van Boyle stelt dat als de temperatuur constant is (isotherm), het product van de druk en het volume constant is.
De wet van Charles stelt dat bij constante druk (isobar) het volume van een gas recht evenredig verandert met de verandering van temperatuur.
De algemene wet voor gassen is een combinatie van de wetten van Boyle en Charles. Deze wet geeft aan hoe druk, volume en temperatuur elkaar onderling beïnvloeden. Wanneer een van deze variabelen verandert, heeft dit gevolgen voor ten minste één van de andere twee variabelen.
De individuele gasconstante R is alleen afhankelijk van de eigenschappen van het gas. Als een massa m van het gas het volume V aanneemt, kan de relatie als volgt worden omschreven:
Thermodynamica van compressoren en energieterugwinning
Zoals uitgelegd in dit artikel, heeft thermodynamica betrekking op energie en hoe deze wordt overgedragen. In de context van luchtcompressoren richten we ons op gas (lucht) onder hoge-drukniveaus. Zowel de gaswetten van Boyle als van Charles helpen inzicht te krijgen in de invloed van hoge compressieniveaus en andere gassen.
Hierdoor is het concept van thermodynamica van essentieel belang om te begrijpen hoe een compressor werkt. Lucht wordt in wezen verwarmd door het drukproces en hoge luchtdebieten die bij compressie betrokken zijn. Vaak is er restwarmte in een luchtcompressor, ook wel compressiewarmte genoemd.
Deze gegenereerde warmte kan opnieuw worden gebruikt in energieterugwinningsprocessen. Als u tot 94% van het totale vermogen terugwint, kan uw energiebesparing aanzienlijk zijn. Een 400kW-compressor met een energieterugwinning van 90% kan bijvoorbeeld € 150.000 per jaar besparen.
Met heet water als voortoevoer voor de ketel of rechtstreeks in processen die 70-90 °C vereisen, kunt u besparen op energiebronnen zoals aardgas. Het plaatsen van een regeleenheid voor energieterugwinning tussen de compressor en het koel-/verwarmingscircuit is een effectieve manier om de elektriciteitskosten te verlagen.
Bovendien zijn veel nieuwe luchtcompressoren ontworpen met energieterugwinning vooraf geïnstalleerd. Door de kracht van thermodynamica zijn er veel mogelijkheden voor energieterugwinning. Aangezien elektriciteit 99% van de CO2-uitstoot en meer dan 80% van de totale kosten gedurende de levenscyclus van een compressor vormt, is het belangrijk om kennis te nemen van dit artikel.
Ontdek ons assortiment efficiënte compressoren
Met de bovenstaande informatie hopen we dat u met vertrouwen de juiste olievrije of oliegeïnjecteerde luchtcompressor kiest. Al onze schroefmodellen zijn de meest geavanceerde modellen en bieden energiebesparende functies.
Neem gerust contact op als u meer informatie over onze luchtcompressoren nodig hebt. Wij helpen u graag.
Gerelateerde artikelen
25 april, 2022
Om inzicht te krijgen in de werking van perslucht, kom je met een basisintroductie tot natuurkunde een heel eind. Lees meer over thermodynamica en hoe dit onontbeerlijk is om te begrijpen hoe luchtcompressoren werken.
18 februari, 2022
Om inzicht te krijgen in de werking van perslucht, kom je met een basisintroductie tot natuurkunde een heel eind. Lees meer over thermodynamica en hoe dit onontbeerlijk is om te begrijpen hoe luchtcompressoren werken.
4 augustus, 2022
Om inzicht te krijgen in de werking van perslucht, kom je met een basisintroductie tot natuurkunde een heel eind. Lees meer over thermodynamica en hoe dit onontbeerlijk is om te begrijpen hoe luchtcompressoren werken.