Quali sono i parametri fisici comunemente utilizzati per i compressori d'aria?
pressione
La forza che agisce su una superficie di base di 1 centimetro quadrato a pressione atmosferica standard è 10,13 N.Pertanto, la pressione atmosferica assoluta al livello del mare è di circa 10,13x104N/m2, che equivale a 10,13x104Pa (Pascal, l'unità SI della pressione).Oppure utilizzare un'altra unità di uso comune: 1bar=1x105Pa.Più sei alto (o basso) rispetto al livello del mare, più bassa (o alta) è la pressione atmosferica.
La maggior parte dei manometri sono calibrati come differenza tra la pressione nel contenitore e la pressione atmosferica, quindi per ottenere la pressione assoluta è necessario aggiungere la pressione atmosferica locale.
temperatura
La temperatura del gas è molto difficile da definire chiaramente.La temperatura è un simbolo dell'energia cinetica media del movimento molecolare di un oggetto ed è la manifestazione collettiva del movimento termico di un gran numero di molecole.Più velocemente si muovono le molecole, maggiore è la temperatura.Allo zero assoluto il movimento si ferma completamente.La temperatura Kelvin (K) si basa su questo fenomeno, ma utilizza le stesse unità di scala di Celsius:
T=t+273,2
T = temperatura assoluta (K)
t=temperatura Celsius (°C)
L'immagine mostra la relazione tra la temperatura in gradi Celsius e Kelvin.Per Celsius, 0° si riferisce al punto di congelamento dell'acqua;mentre per Kelvin 0° è lo zero assoluto.
Capacità termica
Il calore è una forma di energia, manifestata come energia cinetica di molecole disordinate della materia.La capacità termica di un oggetto è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di un'unità (1K), espressa anche in J/K.È ampiamente utilizzato il calore specifico di una sostanza, ovvero il calore necessario affinché la massa unitaria della sostanza (1 kg) cambi la temperatura unitaria (1 K).L'unità di calore specifico è J/(kgxK).Allo stesso modo, l’unità della capacità termica molare è J/(molxK)
cp = calore specifico a pressione costante
cV = calore specifico a volume costante
Cp = calore specifico molare a pressione costante
CV = calore specifico molare a volume costante
Il calore specifico a pressione costante è sempre maggiore del calore specifico a volume costante.Il calore specifico di una sostanza non è una costante.In generale aumenta con l’aumentare della temperatura.Per scopi pratici si può utilizzare il valore medio del calore specifico.cp≈cV≈c per sostanze liquide e solide.Il calore richiesto dalla temperatura t1 a t2 è: P=m*c*(T2 –T1)
P = potenza termica (W)
m=flusso di massa (kg/s)
c=calore specifico (J/kgxK)
T=temperatura(K)
Il motivo per cui cp è maggiore di cV è l'espansione del gas a pressione costante.Il rapporto tra cp e cV è chiamato indice isentropico o adiabatico, К, ed è una funzione del numero di atomi nelle molecole di una sostanza.
risultato
Il lavoro meccanico può essere definito come il prodotto della forza che agisce su un oggetto per la distanza percorsa nella direzione della forza.Come il calore, il lavoro è un tipo di energia che può essere trasferita da un oggetto all'altro.La differenza è che la forza sostituisce la temperatura.Ciò è illustrato dal gas nel cilindro che viene compresso da un pistone in movimento, ovvero la forza che spinge il pistone crea la compressione.L'energia viene quindi trasferita dal pistone al gas.Questo trasferimento di energia è lavoro termodinamico.I risultati del lavoro possono essere espressi in molte forme, come cambiamenti nell'energia potenziale, cambiamenti nell'energia cinetica o cambiamenti nell'energia termica.
Il lavoro meccanico relativo alle variazioni di volume dei gas misti è uno dei processi più importanti nell'ingegneria termodinamica.
L'unità di lavoro internazionale è Joule: 1J=1Nm=1Ws.
energia
La potenza è il lavoro compiuto nell’unità di tempo.È una grandezza fisica utilizzata per calcolare la velocità di lavoro.La sua unità SI è watt: 1W=1J/s.
Ad esempio, la potenza o il flusso di energia all'albero motore del compressore è numericamente uguale alla somma del calore rilasciato nel sistema e del calore che agisce sul gas compresso.
Flusso volumetrico
La portata volumetrica del sistema è una misura del volume di liquido per unità di tempo.Può essere calcolato come: l'area della sezione trasversale attraverso la quale scorre il materiale moltiplicata per la velocità media del flusso.L'unità internazionale di portata volumetrica è m3/s.Tuttavia, l'unità litro/secondo (l/s) viene spesso utilizzata anche nel flusso volumetrico del compressore (chiamato anche portata), espresso come litro/secondo standard (Nl/s) o flusso d'aria libera (l/s).Nl/s è la portata ricalcolata in “condizioni standard”, ovvero la pressione è 1.013bar (a) e la temperatura è 0°C.L'unità standard Nl/s viene utilizzata principalmente per determinare la portata massica.Flusso d'aria libero (FAD), il flusso di uscita del compressore viene convertito nel flusso d'aria alle condizioni di ingresso (la pressione di ingresso è 1 bar (a), la temperatura di ingresso è 20°C).
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