เครื่องอัดอากาศที่เพิ่มเป็นสองเท่าของมอเตอร์ลม?

ฉันกำลังทำงานกับระบบจัดเก็บพลังงานลมอัด ขนาดและน้ำหนักของระบบถูก จำกัด อย่างมาก ไม่มีสิ่งใดที่จะดีไปกว่าสองสามปอนด์ ด้วยเหตุนี้ผมอยากจะเก็บพลังงาน (บีบอัดก๊าซ) และสารสกัดจากพลังงาน (ทำให้ก๊าซทำผลงาน) มีกลไกเดียวกันในแฟชั่นหมุน

สิ่งที่ฉันต้องการคือเครื่องอัดอากาศแบบโรตารี่ที่เมื่ออากาศถูกผลักไปในทิศทางตรงกันข้ามจะเพิ่มเป็นสองเท่าของมอเตอร์ลม ฉันกำลังทำงานกับแรงกดดันที่ค่อนข้างสูง (ฉันประมาณสองสามร้อย psi) แต่มีปริมาณน้อย ในการค้นหาของฉันฉันพบเครื่องอัดอากาศแบบโรตารี่ขนาดกะทัดรัดและมอเตอร์ลมแบบหมุนได้มากมาย แต่ก็ไม่ค่อยมีความเห็นเกี่ยวกับระบบที่จะทำงานได้ทั้งสองแบบ

สำหรับฉันดูเหมือนว่าใช้งานง่ายมากที่เครื่องอัดอากาศสามารถมีคุณสมบัติเหล่านี้ได้ แต่ฉันไม่ต้องการข้ามไปยังข้อสรุปใด ๆ ฉันได้ดูคอมเพรสเซอร์หลาย ๆ อันและสิ่งที่เหมาะสมที่สุดกับสถานการณ์ของฉันคือ:

คอมเพรสเซอร์แรงเหวี่ยง
คอมเพรสเซอร์ไหลตามแนวแกน
คอมเพรสเซอร์โรตารี่สกรู
คอมเพรสเซอร์ใบพัดหมุน

คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงเหมาะอย่างยิ่ง แต่ดูเหมือนว่าโอกาสน้อยที่สุดที่ฉันจะกลับตัวได้อย่างน้อยก็มีประสิทธิภาพ ฉันยังดูที่มอเตอร์ลมซึ่งมีให้ใช้น้อยกว่า ส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องดูเหมือนจะเป็น:

มอเตอร์ใบพัดหมุน

ระบบอื่น ๆ เช่นมอเตอร์เปียโตรเห็นได้ชัดว่าไม่ได้ใช้กับแอพพลิเคชั่นขนาดกะทัดรัดน้ำหนักเบาของฉัน ความสัมพันธ์ระหว่างคอมเพรสเซอร์ใบพัดหมุนกับมอเตอร์ใบพัดหมุนเป็นสิ่งที่สัญญา แต่ฉันอยากรู้เกี่ยวกับตัวเลือกใด ๆ ที่ฉันมี

ระบบอัดก๊าซแบบโรตารี่อะไรที่สามารถเพิ่มเป็นสองเท่าเมื่อมอเตอร์ขับเคลื่อนโดยแก๊สที่อัดอยู่

แก้ไข คำตอบน่าจะอยู่ในความคล้ายคลึงกันระหว่างกังหันรัศมี (centripetal) และคอมเพรสเซอร์แรงเหวี่ยง

— MikeJava
แหล่งที่มา

และคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบวาล์ว?

— วงล้อประหลาด

@ ratchetfreak คิดดี คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบวาล์วอาจเหมาะกับความต้องการนี้เป็นอย่างดี อนิจจาคอมเพรสเซอร์ลูกสูบลูกสูบกำลังตอบสนองซึ่งหมายถึงการสั่นสะเทือนมากขึ้นและ (ไม่จำเป็น แต่ฉันคิดว่าจริง) น้ำหนักเกินกว่าข้อ จำกัด ของฉันจะอนุญาต ฉันกำลังมองหาความเรียบเนียนของคอมเพรสเซอร์โรตารี่

— MikeJava

การใช้งานที่มีปริมาณน้อยและหัวสูงโดยทั่วไปเรียกว่ากังหันอิมพัลส์สำหรับกังหันหมุน เนื่องจากดูเหมือนจะยากมากที่จะกลายเป็นคอมเพรสเซอร์เช่นกันฉันจะไปหาตัวเลือกของ @ratchetfreak ถ้าฉันเป็นคุณฉันจะมุ่งเน้นการวิจัยของฉันเกี่ยวกับรถยนต์ที่ทำงานบนอากาศอัดเนื่องจากฉันคิดว่าพวกเขาอาจพัฒนาระบบที่แน่นอนที่คุณกำลังอธิบายอยู่แล้วและถ้าฉันไม่เข้าใจผิดพวกเขาใช้ระบบลูกสูบวาล์วจริงๆ

— Sanchises

@sanchises ฉันไม่เห็นว่าทำไมแรงดันสูงและปริมาณการใช้งานที่ต่ำจึงไม่สามารถพบเจอได้กับมอเตอร์ลมหมุนที่หลากหลาย ทำไมคุณพูดว่ากังหันอิมพัลส์จำเป็น? ฉันต้องคิดถึงสถานการณ์บางอย่าง นอกจากนี้ฉันจะไม่แปลกใจหากเทคโนโลยียานยนต์ที่เกิดขึ้นใหม่นำระบบวาล์วลูกสูบมาใช้ แต่คำถามนี้เกี่ยวกับระบบโรตารีจริง ๆ ข้อดีของมันมีมากมาย ฉันจะแก้ไขคำถามเพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น

— MikeJava

@ MikeJava ฉันไม่ได้บอกว่ามันเป็นไปไม่ได้ - ฉันแค่บอกว่าวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการใช้กังหันแบบหมุนสำหรับแอปพลิเคชั่นที่มีปริมาณน้อยคือ Afaik เป็นกังหันแบบอิมพัลส์ซึ่งมีหลายทางเลือก กังหันกังหันถูกออกแบบมาอย่างถูกต้อง) ฉันไม่สามารถหาหนังสือของฉันเกี่ยวกับเรื่องนั้นได้ดังนั้นฉันจึงเดาว่ามีคนอื่นจะต้องคิดคำตอบที่ชัดเจน

— Sanchises

คำตอบ:

ฉันอยากจะแนะนำระบบแรงเหวี่ยงเอียงไปข้างหน้าเช่นพัดลมโค้งไปข้างหน้า

กำลังไฟฟ้าเข้า / ส่งออกของอุปกรณ์ใด ๆ ที่ของเหลวเข้า / ออกด้วยอัตราของเหลว $Q$ ที่ $V$ และเข้า / ออกในมุม $\theta$ ที่ความเร็ว $U$ , อยากจะเป็น:

P = (V - U) (1 - \cos (θ)) ρ Q U

$\mathcal P = (V-U)(1-\cos(\theta))\rho QU$ .

หากคุณมีอุปกรณ์นี้บีบอัดก๊าซกำลังไฟฟ้าเข้าจะย้อนกลับ ในทั้งสองกรณีมุมจะช่วย ดูสามเหลี่ยมความเร็ว

หัวใจที่แท้จริงของสิ่งนี้จะลงมาเพื่อวางวาล์วที่ดีไว้ในช่องเปิด $U$ เป็นดาบสองคม - ในขณะที่มันเพิ่มพลังของคุณถ้า $V$ ไม่สูงมากเมื่อเทียบกับ $U$ ไม่มีอะไรเกิดขึ้นจริงๆ อย่าลืม $Q$ ขึ้นอยู่กับ $V$ หรือ $U$ ขึ้นอยู่กับว่าคุณจะมองอย่างไร กุญแจสำคัญในการปรับเปลี่ยนนี้คือการเค้นเปิดทางเข้าของคุณ (วิธีใดก็ตามที่คุณเรียกใช้) เพื่อเปิดขนาดเล็กมากที่จะมีสูงสุด $V$ เป็นไปได้ในขณะที่รักษาเต้าเสียบควบคุมอย่างระมัดระวังไม่หด $Q$ หรือ $U$ เกินกว่าที่จำเป็นต้องเก็บไว้ $V/U$ เหมาะสม.

บางทีการใช้สิ่งนี้เป็นขั้นตอนแรกในคอมเพรสเซอร์โรตารี่สองขั้นตอนก็อาจช่วยได้ - ขั้นตอนที่สองเป็นคอมเพรสเซอร์โรตารี่ตัวจริงเพื่อเพิ่มแรงดัน แต่จริง ๆ แล้วช่วยให้ขั้นตอนที่สองเพื่อเพิ่มแรงดันเกินกว่าบรรยากาศ

ในท้ายที่สุดไม่มีอุปกรณ์ใดในตลาดที่จะถูกสร้างขึ้นมาเพื่อบริการที่แปลกประหลาดนี้ แต่ด้วยการมีระบบโรตารี่แบบสมมาตรที่ค่อนข้างมีอินพุตที่ควบคุมอย่างระมัดระวังควรให้ผลลัพธ์ที่ดี ฉันจะปรึกษากับผู้ผลิตพัดลมเองอย่างแน่นอน

— เครื่องหมาย
แหล่งที่มา

ความคิดของคุณดูเหมือนจะเสริมสมมติฐานของฉันว่า turbomachines เหล่านี้มีลักษณะที่จำเป็นที่จะย้อนกลับ พัดลมเอียงไปข้างหน้ามีลักษณะคล้ายกันมากในการทำงานกับคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงถือเป็นระบบแรงเหวี่ยงไปข้างหน้าหรือไม่? คอมเพรสเซอร์ถ้าเหมือนกับพัดลมจะมีข้อได้เปรียบเหนือพัดลมเล็กน้อย และฉันเห็นสิ่งที่คุณหมายถึงเกี่ยวกับการควบคุมตัวแปรต่าง ๆ ในระบบอย่างระมัดระวัง นั่นเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันนี้ สมการมีประโยชน์อย่างยิ่ง

— MikeJava

ในทฤษฎีที่ว่าสมการไปข้างหน้าหรือข้างหลัง อย่างไรก็ตามเมื่อใช้อุปกรณ์เดียวกันตั้งแต่

Q

$Q$ ขึ้นอยู่กับพื้นที่หน้าตัด V และ U ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการออกแบบทางเข้าและทางออก ทางออกที่ดีที่สุดของคุณคือการปรับให้เหมาะสำหรับการสร้างเนื่องจากคุณมีอากาศ จำกัด ที่มีแรงดัน แต่มีเหตุผลในการบีบอัดไม่ จำกัด

— Mark

นั่นคือทั้งหมดที่ดีมากเมื่อดูในบริบทของทฤษฎีของพัดลมแบบแรงเหวี่ยงย้อนกลับ แต่ 'แฟน' การจำแนกประเภทมากหมายความว่ามันไม่เหมาะสำหรับการเพิ่มก๊าซให้แรงดันสูงมากเลย พัดลมแบบแรงเหวี่ยงสามารถรับอากาศได้ถึง psi ที่น่านับถือหรือไม่?

— MikeJava

ฉันจะบอกว่ามันจะไม่ได้รับ psi สูง นั่นเป็นเหตุผลที่ฉันแนะนำมันเป็นขั้นตอนแรก ฉันยังใช้ "เวที" ในบริบทที่กว้างเช่นเดียวกับสองสามชั้นแรกของคอมเพรสเซอร์โรตารี่ที่มีรูปร่างแตกต่างจากส่วนที่เหลือ ดังนั้นคุณจะปั๊มลมอัดกลับเข้าไปตรงกลางของคอมเพรสเซอร์ (เช่นชั้นสุดท้ายของชั้นที่มีรูปร่างต่างกันเหล่านั้น) ไม่ใช่ชั้นสุดท้ายของอุปกรณ์

— Mark

ฉันไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับเครื่องอัดอากาศหรือมอเตอร์ แต่จากความรู้ที่ จำกัด ของฉันฉันคิดว่าในขณะที่คุณพูดว่าคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงจะดีที่สุดสำหรับการบีบอัดและ Tesla Turbine จะเหมาะที่สุดสำหรับมอเตอร์ ฉันคิดว่ามันน่าจะเป็นไปได้ที่จะติดตั้งพวกมันบนเพลาเดียวกัน แต่ในห้องอัดลมที่แยกจากกันโดยมีวาล์วบางอย่างเช่นเมื่อกังหันทำงานอยู่อากาศจะถูกสูบออกจากห้องคอมเพรสเซอร์และในทางกลับกัน ความต้านทานจากใบพัดอื่น ๆ อีกทางหนึ่งคือกลไกการจับหรือกำที่เลือกว่าอันไหนที่หมุนด้วยเพลา

อุปกรณ์ดังกล่าวถือได้ว่าเป็นคอมเพรสเซอร์ / มอเตอร์ทั้งสองทาง ในการพยายามทำทั้งสองวิธีด้วยใบพัดที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับหนึ่งในสถานการณ์เหล่านั้นดูเหมือนว่าคุณจะไม่มีประสิทธิภาพในอีกด้านหนึ่งเสมอ

— jhabbott
แหล่งที่มา

ฉันเห็นว่าวิธีการแก้ปัญหาที่ดี (ถึงแม้จะไม่สมบูรณ์แบบ) สามารถทำได้โดยการวางเครื่องจักรสองเครื่องไว้บนเพลาขับเดียวกันและใช้ชิ้นส่วนเชื่อมต่อที่แปลกใหม่ ดูเหมือนว่าจะเป็นวิธีการใช้งานจริงที่จะเกิดขึ้น การออกแบบที่รวมเอาหลักการนี้เข้าด้วยกัน แต่การใช้คอมเพรสเซอร์และมอเตอร์ที่มี vaned ก็น่าพึงพอใจและเป็นประโยชน์ อย่างไรก็ตามมันน่าสนใจที่คุณนำกังหันเทสลาขึ้นมา เมื่อฉันดูสิ่งนั้นฉันไม่เพียงเห็นกังหัน แต่ยังออกแบบพื้นฐานของคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง สิ่งเหล่านี้ทั้งสองโดยไม่มีมุมเบลดที่ต้องกังวล

— MikeJava

ฉันคิดแบบเดียวกันกับกังหันเทสลา แต่ฉันไม่สามารถหาข้อมูลได้มากนักเกี่ยวกับคอมเพรสเซอร์ ฉันสนใจที่จะดูว่ามีใครพยายามวัดความดีของทั้งสองทิศทางหรือไม่

— jhabbott

เทสลากังหันสามารถนำมาใช้ในทิศทางตรงกันข้าม ในกรณีนี้ดูเหมือนว่ามันถูกเรียกว่าปั๊มเทสลา ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวระหว่างกังหันและเครื่องสูบดูเหมือนว่าในกรณีหนึ่งอากาศทำให้ใบพัดหมุนเร็วขึ้นและที่อื่น ๆ เขาหมุนใบพัดทำให้อากาศเร่ง เมื่ออากาศกระทำกับใบพัดมันจะหมุนวนภายใน เมื่อใบพัดหมุนรอบตัวมันจะหมุนวนออกไปด้านนอกเพิ่มความเร็วเหมือนกับคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง คำถามก็คือ 'คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงจะมีใบพัดน้อยกว่าหรือไม่' หากคำตอบคือใช่เราอาจมีคำตอบของเรา

— MikeJava

นอกจากนี้ฉันคิดว่าการแลกเปลี่ยนแบบแรงเหวี่ยง / ศูนย์กลางจะใช้กับคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงที่หายไปด้วยไม่ใช่แค่เทสลาเทอร์ไบน์

— MikeJava