ما هي معلمات الوحدة الفيزيائية شائعة الاستخدام لضواغط الهواء؟
ضغط
القوة المؤثرة على مساحة قاعدة قدرها سنتيمتر مربع واحد تحت ضغط جوي قياسي هي 10.13 نيوتن.ولذلك، فإن الضغط الجوي المطلق عند مستوى سطح البحر يبلغ حوالي 10.13×104 نيوتن/م2، وهو ما يعادل 10.13×104باسكال (باسكال، وحدة الضغط في النظام الدولي للوحدات).أو استخدم وحدة أخرى شائعة الاستخدام: 1bar=1x105Pa.كلما كنت أعلى (أو أقل) من مستوى سطح البحر، كلما انخفض (أو أعلى) الضغط الجوي.
تتم معايرة معظم أجهزة قياس الضغط على أساس الفرق بين الضغط الموجود في الحاوية والضغط الجوي، لذا للحصول على الضغط المطلق يجب إضافة الضغط الجوي المحلي.
درجة حرارة
من الصعب جدًا تحديد درجة حرارة الغاز بشكل واضح.درجة الحرارة هي رمز لمتوسط الطاقة الحركية للحركة الجزيئية لجسم ما وهي المظهر الجماعي للحركة الحرارية لعدد كبير من الجزيئات.كلما تحركت الجزيئات بشكل أسرع، ارتفعت درجة الحرارة.وعند الصفر المطلق تتوقف الحركة تماما.تعتمد درجة حرارة كلفن (K) على هذه الظاهرة، ولكنها تستخدم نفس وحدات القياس مثل الدرجة المئوية:
تي = ر+273.2
T = درجة الحرارة المطلقة (K)
ر = درجة الحرارة المئوية (درجة مئوية)
توضح الصورة العلاقة بين درجة الحرارة بالدرجة المئوية والكلفن.بالنسبة للدرجة المئوية، تشير 0 درجة إلى نقطة تجمد الماء؛بينما بالنسبة لكلفن، 0° هو الصفر المطلق.
السعة الحرارية
الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة، تتجلى في الطاقة الحركية لجزيئات المادة المضطربة.السعة الحرارية لجسم ما هي كمية الحرارة اللازمة لزيادة درجة الحرارة بمقدار وحدة واحدة (1K)، ويُعبر عنها أيضًا بـ J/K.يتم استخدام الحرارة النوعية للمادة على نطاق واسع، أي الحرارة اللازمة لوحدة كتلة المادة (1 كجم) لتغيير درجة حرارة الوحدة (1K).وحدة الحرارة النوعية هي J/(kgxK).وبالمثل، وحدة السعة الحرارية المولية هي J/(molxK)
cp = الحرارة النوعية عند ضغط ثابت
cV = حرارة نوعية عند حجم ثابت
Cp = الحرارة النوعية المولية عند ضغط ثابت
CV = الحرارة النوعية المولية عند حجم ثابت
تكون الحرارة النوعية عند ضغط ثابت دائمًا أكبر من الحرارة النوعية عند حجم ثابت.الحرارة النوعية للمادة ليست ثابتة.وبشكل عام، فإنه يزيد مع ارتفاع درجة الحرارة.ولأغراض عملية، يمكن استخدام متوسط قيمة الحرارة النوعية.cp≈cV≈c للمواد السائلة والصلبة.الحرارة المطلوبة من درجة الحرارة t1 إلى t2 هي: P=m*c*(T2 –T1)
P = الطاقة الحرارية (W)
م = تدفق الكتلة (كجم / ثانية)
ج= الحرارة النوعية (J/kgxK)
تي = درجة الحرارة (ك)
السبب وراء كون cp أكبر من cV هو تمدد الغاز تحت ضغط ثابت.تسمى نسبة cp إلى cV بمؤشر متساوي الإنتروبيا أو ثابت الحرارة، К، وهي دالة لعدد الذرات الموجودة في جزيئات المادة.
إنجاز
يمكن تعريف العمل الميكانيكي بأنه حاصل ضرب القوة المؤثرة على الجسم والمسافة المقطوعة في اتجاه القوة.مثل الحرارة، الشغل هو نوع من الطاقة التي يمكن نقلها من جسم إلى آخر.والفرق هو أن القوة تحل محل درجة الحرارة.ويتضح ذلك من خلال ضغط الغاز الموجود في الأسطوانة بواسطة مكبس متحرك، أي أن القوة التي تدفع المكبس تؤدي إلى الضغط.وبالتالي يتم نقل الطاقة من المكبس إلى الغاز.نقل الطاقة هذا هو عمل ديناميكي حراري.ويمكن التعبير عن نتائج الشغل بأشكال عديدة، مثل التغيرات في الطاقة الكامنة، أو التغيرات في الطاقة الحركية، أو التغيرات في الطاقة الحرارية.
يعد العمل الميكانيكي المتعلق بتغيرات حجم الغازات المختلطة أحد أهم العمليات في الديناميكا الحرارية الهندسية.
وحدة الشغل الدولية هي الجول: 1J=1Nm=1Ws.
قوة
القدرة هي الشغل المبذول لكل وحدة زمنية.وهي كمية فيزيائية تستخدم لحساب سرعة العمل.وحدتها SI هي واط: 1W=1J/s.
على سبيل المثال، يكون تدفق الطاقة أو الطاقة إلى عمود تشغيل الضاغط مساويًا عدديًا لمجموع الحرارة المنبعثة في النظام والحرارة المؤثرة على الغاز المضغوط.
تدفق الحجم
معدل التدفق الحجمي للنظام هو مقياس لحجم السائل لكل وحدة زمنية.ويمكن حسابها على النحو التالي: مساحة المقطع العرضي التي تتدفق من خلالها المادة مضروبة في متوسط سرعة التدفق.الوحدة الدولية للتدفق الحجمي هي m3/s.ومع ذلك، غالبًا ما تُستخدم وحدة لتر/ثانية (l/s) أيضًا في التدفق الحجمي للضاغط (يُسمى أيضًا معدل التدفق)، ويُعبَّر عنه باللتر القياسي/ثانية (Nl/s) أو تدفق الهواء الحر (l/ s).Nl/s هو معدل التدفق المعاد حسابه تحت "الظروف القياسية"، أي أن الضغط يبلغ 1.013 بار (أ) ودرجة الحرارة 0 درجة مئوية.تُستخدم الوحدة القياسية Nl/s بشكل أساسي لتحديد معدل التدفق الكتلي.تدفق الهواء الحر (FAD)، يتم تحويل التدفق الناتج للضاغط إلى تدفق الهواء تحت ظروف الدخول (ضغط المدخل هو 1 بار (أ)، ودرجة حرارة المدخل هي 20 درجة مئوية).
بيان: هذه المقالة مستنسخة من الإنترنت.محتوى المقال لأغراض التعلم والتواصل فقط.تظل شبكة ضاغط الهواء محايدة فيما يتعلق بالآراء الواردة في المقال.حقوق الطبع والنشر للمقال تعود إلى المؤلف الأصلي والمنصة.وفي حالة وجود أي مخالفة يرجى التواصل معنا لحذفها.