How may we help you?

Osnovni pregled termodinamike zračnih kompresorjev

Osnovna teorija Enciklopedija o stisnjenem zraku Termodinamika Fizika

Za boljše razumevanje fizike termodinamike zračnih kompresorjev so v tem članku predstavljena glavna načela ter Boylov in Charlesov plinski zakon. Z naslednjimi informacijami boste izvedeli, kako v opremi nastaja toplota in kako jo spremeniti v energijo.

Kateri so zakoni termodinamike?

Energija obstaja v različnih oblikah, vključno s toplotno, fizično, kemično, sevalno (svetloba itd.) in električno energijo. Termodinamika je študija toplotne energije oz. sposobnosti ustvarjanja sprememb v sistemu ali opravljanja dela.

Prvi zakon termodinamike izraža načelo varčevanja z energijo. V njem je zapisano, da se energija ne ustvarja in ne uničuje. Iz tega sledi, da se celotna energija v zaprtem sistemu vedno ohranja in tako ostaja stalna. Spreminja se le iz ene oblike v drugo. S tem je toplota oblika energije, ki jo je mogoče ustvariti iz dela ali jo pretvoriti v delovno energijo.

Drugi zakon termodinamike pravi, da v naravi obstaja težnja k večjemu molekularnemu neredu. Entropija je merilo neurejenosti. Trdni kristali, najbolj pravilno strukturirana oblika snovi, imajo zelo nizke vrednosti entropije.

Plini, ki so bolj neurejeni, imajo visoke vrednosti entropije. Potencialna energija izoliranih energijskih sistemov, ki je na voljo za opravljanje dela, se z naraščajočo entropijo zmanjšuje. Drugi zakon termodinamike pravi, da se toplota nikoli ne more "sama od sebe" prenesti iz območja z nižjo temperaturo v območje z višjo temperaturo.

Boylov in Charlesov plinski zakon

Boylov zakon pravi: če je temperatura stalna (izoterma), je produkt tlaka in prostornine stalen (formula).
Boylov zakon pravi: če je temperatura stalna (izoterma), je produkt tlaka in prostornine stalen.
Charlesov zakon pravi, da se pri stalnem tlaku (izobar) prostornina plina spreminja sorazmerno s spremembo temperature (formula).
Charlesov zakon pravi, da se pri stalnem tlaku (izobar) prostornina plina spreminja sorazmerno s spremembo temperature.
Splošni zakon o stanju plinov je kombinacija Boylovega in Charlesovega zakona. Ta določa, kako tlak, prostornina in temperatura vplivajo drug na drugega.
Splošni zakon o stanju plinov je kombinacija Boylovega in Charlesovega zakona. Ta določa, kako tlak, prostornina in temperatura vplivajo drug na drugega. Ko se spremeni ena od teh spremenljivk, to vpliva na vsaj eno od drugih dveh spremenljivk.
Posamezna plinska konstanta R je odvisna le od lastnosti plina. Če masa m plina zavzame prostornino V, formula
Posamezna plinska konstanta R je odvisna le od lastnosti plina. Če masa m plina zavzame prostornino V, lahko zapišemo razmerje na naslednji način:

Termodinamika kompresorja in rekuperacija energije

Kot je razloženo v tem članku, se termodinamika nanaša na energijo in njen prenos. Pri zračnih kompresorjih se osredotočamo na plin (zrak) pod visokim tlakom. Pri razumevanju vpliva visokih stopenj tlaka in drugih plinov sta v pomoč Boylov in Charlesov plinski zakon.

Pri tem je koncept termodinamike temeljnega pomena za razumevanje delovanja kompresorja. V bistvu se zrak segreva zaradi procesa zviševanja tlaka in visokih pretokov zraka, ki so povezani s stiskanjem. V zračnem kompresorju pogosto ostane toplota, ki je znana kot toplota stiskanja.

Ta nastala toplota se lahko znova uporabi v postopkih rekuperacije energije. Če obnovite do 94 % celotne konjske moči, so lahko vaši prihranki energije precejšnji. Poglejmo primer: kompresor z močjo 400 kW in 90-odstotnim izkoristkom energije lahko prihrani 150.000 EUR na leto.

Če toplo vodo uporabljate kot predpripravo za kotel ali neposredno v postopkih, ki zahtevajo temperaturo od 70 do 90 °C, lahko prihranite vire energije, kot je zemeljski plin. Namestitev krmilne enote za rekuperacijo energije med kompresor in hladilni/ogrevalni krogotok je učinkovit način za zmanjšanje stroškov električne energije.

Poleg tega boste ugotovili, da je veliko novih zračnih kompresorjev zasnovanih s predhodno vgrajeno možnostjo rekuperacije energije. Z močjo termodinamike obstaja veliko možnosti za rekuperacijo energije. Ker električna energija predstavlja 99 % emisij CO2 in več kot 80 % stroškov življenjskega cikla kompresorjev, je pomembno, da upoštevate ta članek.

Raziščite našo ponudbo učinkovitih kompresorjev

Upamo, da boste z zgornjimi informacijami pravilno izbrali ustrezni brezoljni zračni kompresor ali zračni kompresor z vbrizgavanjem olja. Vsi naši rotacijski vijačni modeli so najnaprednejši in ponujajo funkcije za varčevanje z energijo.

Če potrebujete več informacij o naših zračnih kompresorjih, se obrnite na nas. Z veseljem vam bomo pomagali.

Sorodni članki

Illustration of the heat trasfer process from hot to cold

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 zračnih kompresorjev.

an illustration about a basic theory article in the atlas copco air wiki

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 zračnih kompresorjev.

an illustration about a basic theory article in the atlas copco air wiki

Pretok plina skozi cevi in dušenje

4 avgust, 2022

Za razumevanje delovanja stisnjenega zraka je koristno poznati osnove fizike. Preberite več o termodinamiki in o tem, kako pomembna je za razumevanje delovanja zračnih kompresorjev.