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空气压缩机热力学基本知识概述

基本理论 压缩空气百科 热力学 物理学

为了更好地了解空气压缩机热力学的物理知识,本文探讨了一些主要原理以及波义耳气体定律和查理气体定律。通过查看以下信息,您将明白您设备中的热量是如何产生的,以及如何将其转化为能量。

热力学定律有哪些?

能量有多种存在形式,包括热能、物理能、化学能、辐射能(比如光)和电能。热力学是研究热能的学科,即研究系统中发生改变的能力或做功的多少。

热力学第一定律也叫能量守恒定律。它指出,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失。从这一点出发,它指出闭合系统中的总能量始终保持不变,也就是保持恒定。能量只会从一种形式变为另一种形式。因此,热量是能量的一种形式,可以通过做功生成热量,热量也可以转化为功。

热力学第二定律表明物质都本能的朝着大分子无序状态变化。熵是无序状态的测量单位:物质最经常的结构形式固体晶体,具有非常低的熵值。

而气体则具有很高的熵值,因为气体处于更加高度的无序状态。做功时孤立能量系统可以获得的潜在能量随着熵的增加而减少。热力学第二定律表明热量不能"自发地"从较低温度区域转移到较高温度区域。

波义耳气体定律和查理气体定律

波义耳定律指出,如果温度恒定(等温),压力和体积的乘积是个常数。
波义耳气体定律指出,在温度恒定(等温)的条件下,气体的体积与压强的乘积是一个常量。
查理气体定律指出,在压力恒定(等压)的条件下,气体体积的变化与温度变化成正比(公式)
查理定律规定,如果压力恒定(等压),体积之比等于温度之比。
气体的一般定律是波义耳定律和查理定律的结合定律。它说明了压力、体积和温度之间的相互影响。(公式)
气体的一般定律是波义耳定律和查理定律的结合定律。它说明了压力、体积和温度之间的相互影响。当其中一个参数变化时,就会至少影响另外两个参数中的一个发生变化。
个别气体常数R只取决于气体的性质。如果气体质量m用体积V表示,其关系表示如下:
个别气体常数R只取决于气体的性质。如果气体质量m用体积V表示,则可以得出以下关系式:

压缩机热力学和能量回收

如本文所述,热力学与能量及其传递方式有关。就空气压缩机而言,我们关注的是高压下的气体(空气)。波义耳气体定律和查理气体定律均有助于我们了解高压缩水平以及其他气体会有怎样的影响。

因此,热力学概念对于了解压缩机的工作原理至关重要。从本质上说,空气压缩时的加压过程和高空气流速会让空气温度升高。通常,空气压缩机中的余热被称为压缩热。

所产生的这种热量可在能量回收过程中得到重复利用。如果您的热量回收率能够达到总马力的 94%,将可以显著降低能耗。举例来说,对于一台 400kW 的压缩机,如果能量回收率达到 90%,则每年可节省 150,000 欧元。

可使用回收的热量对水进行加热,并将加热后的水用作锅炉的预供水或直接用于需要 70-90°C 高温的过程,则可以节省天然气等能源。在压缩机和冷却/加热回路之间放置能量回收控制装置是降低用电成本的有效方法。

此外,您还会发现有很多新型空气压缩机已预先安装了能量回收系统。利用热力学知识,您可以找到很多的能量回收机会。鉴于耗电占压缩机 CO2 排放量的 99%,以及总生命周期成本的 80%,所以,认真阅读这篇文章有着重要的意义。

了解我们的众多高效压缩机

希望您在阅读了上面的内容后,能够从容自信地选择合适的无油或喷油式空气压缩机。我们所有的螺杆压缩机都采用先进技术,并具有节能的功能。

如果您需要了解有关我们的空气压缩机的更多信息,请随时联系我们。我们非常乐意为您提供帮助。

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