Compressorvraagstuk

[vruchtensapje]

Hallo,
Ik wil het volgende vraagstuk oplossen met betrekking tot het comprimeren van lucht, de benodigde arbeid en het benodigd vermogen Ik heb al een aantal pogingen om het antwoord te vinden via google, maar het is me nog niet gelukt. Ik wil lucht(buitenlucht condities) comprimeren naar een vast volume en druk. De compressor mag een eenvoudig piston zijn of andere toepassing met een betere effiecientie. Ik zou niet weten welke diameter of slaglengte er gebruikelijk zijn. De reden dat ik de vraag heb, ik wil weten wat het vermogen is om buitenlucht te comprimeren om dit later om te zetten in een beweging, waar ik de gegevens(vermogen etc.) van heb, om de efficiëntie te bepalen.
 
Buitenlucht:
Volume=oneindig?
Druk=1 bar
Temperatuur 20 graden Celsius
 
Gewenste condities:
Volume=1m³
Druk=10 bar
Temperatuur 20 graden Celsius
 
Ik had de volgende formule gevonden om de arbeid te bepalen:
 
% n=n polytroop
% n=k adiabaat
% n=1 isotherm
% n=0 isobaar
% n=+∞ isochoor
 
W = (n/(n-1))*p1*V1((p2/p1)^((n-1)/n)-1)
 
Wat is echter het volume V1. oneindig omdat ik lucht uit de buitenlucht neem? Welke compressieproces moet ik nemen? Hoe kan ik n bepalen voor een polytroop proces als ik de buitenlucht neem(PV^n=C)?
 
Daarnaast heb ik nog de vraag wat er zou veranderen als ik als gewenst conditie 10 Graden Celsius wil (dus Delta T=-10)

[Pinokkio]

Hoeveel lucht moet er per uur (of per minuut of per seconde) gecompromeerd worden?
 
En wat gebeurt er met de gecomprimeerde lucht?
 
Als je lucht comprimeert van 1 naar 10 bar zal de temperatuur van de lucht eneorm stijgen. Normaliter gebeurt zo'n compressie in meerdere stappen met koeling ertussen, en koeling na de laatste compressiestap.
 
Om de gecomprimeerde lucht op 20 of zelfs 10 ^oC te krijgen zul je een echt koud koelmedium nodig hebben.

[vruchtensapje]

Bedankt voor je reactie.
Ik ga denk ik uit van 1 m³ gecomprimeerde lucht per minuut. Als je denkt dat dit buitensporig hoog is, laat even weten. Ik weet bijvoorbeeld dat een duikfles 200 bar heeft met een volume van +/- 0.010 m³. Deze kun je in een minuut wel vullen. De fles wordt inderdaad ook warm bij het vullen.
Dus uitgaan van de 1 m³, zal de lucht een dichtheid hebben van 1,293*10=12.93 kg/m³(Als er geen temperatuurverschil is). Dus 12.93 kg/minuut = +/- 0.2 kg/s. Met de koeling achteraf zal het wel goed zitten denk ik, ik wil het transporteren over een afstand x in een buis die omgeven is met water en daarbij is het denk ik makkelijk om er vanuit te gaan dat dit water dezelfde temperatuur heeft als de buitenlucht. Je kan er vanuit gaan dat dit water niet zal verwarmen. Water kan snel de warmte opnemen denk ik.  Het is goed mogelijk om de compressie in meerder stappen te doen.
 
Alvast bedankt.

[Pinokkio]

Ik ga denk ik uit van 1 m³ gecomprimeerde lucht per minuut. Als je denkt dat dit buitensporig hoog is, laat even weten. Ik weet bijvoorbeeld dat een duikfles 200 bar heeft met een volume van +/- 0.010 m³. Deze kun je in een minuut wel vullen.

1m³per minuut gecomprimeerde lucht (van 10 bar abs) komt overeen met een inlaatcapaciteit van 10 m³/min = 167 L/min atmosferische lucht.
 
Een compressor voor een duikfles heeft gewoonlijk een inlaatcapaciteit in de orde van 100 L/min en heeft 4 trappen met luchtkoeling.
 
Voor jouw 10 bar heb je een compressor met waarschijnlijk 2 trappen nodig met koeling. Exacte capaciteit kies je best aan de hand van beschikbare compressors van fabrikanten of tweedehandsjes die je wellicht kunt kopen.
 
Bij inlaatcapaciteit van 167 L/min en een persdruk van 10 bar(abs) in 2 trappen met interkoeling is het compressorvermogen in de orde van 1,1 kW gebaseerd op een polytropisch rendement van 75 %, maar het hangt natuurlijk sterk af van het werkelijke rendement van de compressor die jij uiteindelijk koopt. De 75 % die ik hier gebruik had ik teruggerekend uit de gegevens van een Bavaria Fun 100 duikflescompressor.