İş, Güç ve Hacimsel Debiyi Ölçmek

Compressed Air Wiki Physics of Air Compressors Basic Theory

Buradan fiziğin temellerini öğrendikten sonra maddelerin farklı özelliklerini ölçmek için kullanılan fiziksel birimler hakkında daha fazla bilgi almak isteyebilirsiniz. Bu bilgiler basınçlı hava ile çalışırken çok yararlı olabilir. Bu yazıda iş, güç ve hacimsel debiyi ölçmenin temellerinden bahsedeceğiz.

Mekanik iş nedir? Nasıl ölçülür?

ölçüm cihazları

Mekanik iş, bir kuvvetin bir cisim üzerine etki ettiği kuvvet ve mesafenin sonucu olarak tanımlanabilir. Aynen ısıda olduğu gibi, iş bir cisimden diğerine aktarılan enerji anlamına gelir. Aradaki fark, artık sıcaklık yerine kuvvetten bahsedilmesidir. Buna örnek olarak bir gazın hareketli bir piston ile bir silindir içinde sıkıştırılması gösterilebilir. Sıkıştırma, bir kuvvetin pistonu sıkıştırması sonucunda gerçekleşir. Enerji bu nedenle pistondan kapalı haldeki gaza aktarılır.

Bu enerji aktarımı, termodinamik açıdan iş olarak kabul edilir. İşin sonucu potansiyel enerji, kinetik enerji veya ısı enerjisinde değişim gibi çok farklı şekillerde olabilir. Bir gaz karışımının hacmindeki değişiklikler ile ilgili mekanik iş, mühendislik termodinamiğindeki en önemli süreçlerden biridir. İş için kullanılan SI birimi Joule'dür: 1 J = 1 Nm = 1 Ws.

Gücü nasıl ölçeriz?

Güç, birim zaman içinde gerçekleştirilen iştir. İşin ne kadar kısa sürede gerçekleştirilebileceğini ifade eder.
Güç için kullanılan SI birimi Watt'tır: 1 W = 1 J/sn. Örneğin bir kompresördeki tahrik miline aktarılan güç veya enerji akışı, sayısal olarak sistemden dışarı verilen ısı ile basınçlı gaza uygulanan ısının toplamına benzer.

Hacimsel debi nasıl ölçülür?

Serbest Hava Dağıtımını (FAD) Ölçmek, Formül

Bir sistemin hacimsel debisi, birim zaman içinde akan akışkanın hacminin ölçümüdür. Akışın kesit alanı ve ortalama akış hızının sonucu olarak hesaplanabilir. Hacimsel debi için kullanılan SI birimi m3/sn'dir. Ancak bir kompresörün hacimsel debisinden (kapasite olarak da adlandırılır) bahsederken sıkça litre/saniye (l/sn) birimi de kullanılır. Bu ya normal litre/saniye (NI/sn) ya da serbest hava dağıtımı (l/sn) olarak ifade edilir. NI/sn kullanıldığında havanın debisi "normal durum" olarak tekrar hesaplanır. Kolaylık olması için 1,013 bar (a) ve 0°C değerleri seçilmiştir. Normal birim NI/sn, genellikle kütlesel debiyi belirtirken kullanılır.

Serbest hava dağıtımında (FAD) kompresörün debisi standart giriş koşullarında (1 bar (a) giriş basıncı ve 20°C giriş sıcaklığı) serbest hava dağıtımı hacimsel debisi olarak tekrar hesaplanır. İki hacimsel debi arasındaki ilişkidir (yukarıdaki basitleştirilmiş formülün nem oranını hesaba katmadığını unutmayın).

Serbest Hava Dağıtımı Nedir?

FAD veya Serbest Hava Dağıtımı. Bu terimi bir örnek kullanarak açıklayacağız. 13 bar'da çalışan bir kompresör için FAD = 39 l/sn ne anlama gelir? 13 bar basınçlı bir 390 l depoyu doldurmak ne kadar zaman alır? Bunu hesaplamak için giriş koşullarına dönmemiz gerekir. Giriş koşulu 1 bar'dır.

Boş bir depoyla başladığımızda, depoda 1 saniye sonra 1 bar basınçlı 39 litre hava olacaktır. 10 saniye sonra deponun içindeki basınç 1 bar'dır. 20 saniye sonra basınç 2 bar'dır. Yani 130 saniye sonra 13 bar ile dolmuş olur. Ardından, referans koşulları ile normal koşullar arasındaki fark hesaba katılır. Referans koşulları 1 bar, 20°C, %0 Bağıl Nem (RH) olarak belirlenmiştir. Normal koşullar 1 atmosfer = 1,01325 bar, 0°C, %0 RH'dir. Ardından SER veya Özgül Enerji İhtiyacı tanımlanır. Bu da belirli bir basınç değerinde 1 litre FAD sağlamak için gereken enerji miktarıdır.

İlgili yazılar

Maddenin Yapısı ve Farklı Halleri

Basınçlı havanın nasıl çalıştığını anlamak için temel fizik bilgilerini öğrenmek çok yardımcı olabilir. Maddenin yapısını ve dört halini açıklayarak başlayacağız. Daha fazla bilgi alın.