Drosseln ist immer blöd !
Geschrieben von Werner am 04. Juni 2019 23:20:21:
Als Antwort auf: Druck und Wärme geschrieben von Funman am 04. Juni 2019 16:29:02:
Moin,
in der Tat: Verdichtung auf 10 bar und dann drosseln auf 6,5 ist thermodynamisch so ungefähr das blödeste, was man tun kann.
Der Hintergrund ist einfach: man will der Puffer haben und immer gleichmäig 6,5 bar liefern.
Im Studium haben wir gelernt, daß bei Luftverdichtung 10 bar einstufig die absolute Schallgrenze ist, besser ist, bereits zweistufig mit Zwischenkühlung zu arbeiten.
So, jetzt ist es aber mal wieder Zeit zu rechnen:
Die Endtemperatur der isentropen Verdichtung rechnet sich wie folgt:
T2 = T1 x (p2/p1)^((k-1)/k)
T1 ist die Ansaugtemperatur in Kelvin, also Celsius + 273,15
T2 ist die Endtemperatur in Kelvinp1 ist der Ansaugdruck in bar absolut, also ein bar mehr, als auf dem Manometer angezeigt
p2 ist der Enddruck in bar absolutk ist der Isentropenexponent ohne Dimension, für Luft der Wert 1,4
Wir lassen der Kompressor bei 20°C ansaugen, ach nee, es ist ja Sommer, nehmen wir 27 °C, das sind dann 300 K .Damit ergibt sich
T2 = 300 x (11/1)^(((1,4-1)/1,4)
= 595,2 Kelvin, das wären dann also 322 °C !!!!!!
Was kann daran nicht stimmen ? Die Wärmeabfuhr während der Verdichtung spielt eine große Rolle. Sie läßt sich schlecht berechnen und die Hersteller der Luftverdichter rechnen bei einer guten Maschine mit einem Exponenten n von 1,2 statt 1,4. Dies nennt sich dann der Polytropenkoeffizient, das kann aber immer nur ein Mittelwert sein. Und dazu saugt das Aggregat vielleicht auch nicht mit 27 °C an, sondern nur 23 oder 20.Für Deinen kleinen Chinesen schätze ich den Exponenten auf 1,25. Es hängt auch stark von der Liefermenge ab. Je mehr durchgeht, desto geringer im Verhältnis die Wärmeabfuhr.
Also, wir rechnen das ganze nochmal mit 1,2 und erhalten immerhin noch 174 °C.Bei 1,25 wären es dann 211 °C. Irgendwo dazwischen wird die Wahrheit liegen.
Aber - wie gesagt, einstufig auf 10 bar macht man eigentlich nicht. Das ist ein Druckverhältnis von 1:11 !! Ein Kompressor ist kein Verbrennungsmotor, der das abkann.
Nun rechne mal selbst mit der Formel und gehe auf 6 oder 4 bar. Denk dran, daß bar absolut ein bar mehr ist, als bar Überdruck.
Da kommst Du schon auf frischere Werte, die nicht so nahe am Entzündungspunkt des Öls liegen.
Richtig cool wäre, eine Drehzahlsteuerung für solch ein Ding zu basteln.
GrußWerner