Varför finns det en kompressor i en luftcykelmaskin?

Navigera dina svar
11

Jag är en nyfiken gymnasieelever. Varför finns det en kompressor efter den första värmeväxlaren på en luftcykelmaskin ? Jag har läst att komprimering av den kalla luften är orsaken till effektivitet eftersom komprimering av hetluft använder mycket mer arbete än kall luft, och effekten av detta är att tryckluftens temperatur ökar. Men om så är fallet, varför komprimerar alls när själva luften kommer att kylas igen i den andra värmeväxlaren? Varför inte lämna kompressorn och placera turbinen som den är från ACM?

    
uppsättning F.A 18.03.2015 14:31

2 svar

15

Om jag förstår din fråga korrekt förstår du inte riktigt hur ACM fungerar.

Tanken med en ACM är att skapa "cool" luft. Speciellt på marken (föreställ dig landning på ditt tropiska semestermål) betyder det att luften ibland måste göras svalare än den yttre (omgivande) temperaturen. Den andra lagen om termodynamik (och i det här fallet lagen av sunt förnuft) säger att du inte bara kan kyla din luft mot den varma omgivande luften, så du måste göra några speciella knep.

I det här fallet är det speciella tricket komprimering. Du komprimerar luften, vilket gör det ganska varmt ( öka temperaturen ) (sök efter adiabatisk komprimering på internet). Då kan den här heta luften lätt kylas mot omgivande luft, vilket händer i den andra värmeväxlaren. I själva verket är ju varmare luften efter kompression, desto mer värme byts ut i den andra värmeväxlaren. Det betyder att värmeväxlaren kan bli mindre, vilket är särskilt användbart eftersom luft-till-luft värmeväxlare är ineffektiva och sålunda relativt stora .

Nu expanderar du din luft igen, vilken kommer att kyla den ( minska temperaturen ). Men eftersom du redan kylt ner den i den andra värmeväxlaren, blir den nu kallare än när den ursprungligen stött på kompressorn! Det här är meningslöst, eftersom du tog bort energi från luften i den andra värmeväxlaren. På så sätt kan du kyla ner luften längre än vad som skulle ha varit möjligt med en värmeväxlare (sök efter omvänd Brayton-cykel på internet).

Så det här systemet har två fördelar:

  • Det är möjligt att kyla luften bortom omgivande temperatur, så det fungerar som "airco" på marken eller i låg höjd.
  • Det är möjligt att kyla varm komprimerad blödningsluft med en relativt liten, lätt värmeväxlare för att trycka på din stuga, medan du inte lagar dina passagerare i medelålders sällsynta läge.
    • svaret ges 18.03.2015 21:18
    5

    Eftersom det finns ett expansionssteg, kan komprimerad energi användas för att driva en andra kompressor. Genom att göra detta kan man kyla förkomprimerad luft innan den matas till den andra kompressorn, vilket förbättrar den totala effektiviteten.

    Av samma skäl använder vissa turboladdade motorer två turboladdningssteg med en intercooler mellan kompressorstegen. Det håller luftvolymen låg och möjliggör mindre, effektivare turboladdare.

    Du kan också extrahera luften senare i motorkompressorn, kyla den och expandera den i en diffusor, men då måste motorkompressorn göra mer arbete och kylaren måste vara större på grund av högre temperatur och komprimerad luftens lägre densitet. Men på något sätt behöver du fortfarande kasta tryckenergin i luften och köra den genom en turbin är ett perfekt sätt att uppnå detta.

        
    svaret ges 18.03.2015 14:45

    Läs andra frågor om taggar Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna

    Hur skär jag en åtkomstpanel i en innervägg? Lumen i stammen