Hava kompresörü termodinamiğine genel bakış
21 Nisan, 2022
Hava kompresörü termodinamiği ve ısı üretiminin fiziksel özelliklerini daha iyi anlayacağınız bu makalede temel ilkeler ve iki gaz yasası ele alınmaktadır.
Isı Nasıl Aktarılır?
Isı aktarımı, termodinamik biliminde temel bir kavramdır ve basınçlı hava sistemleri de dahil olmak üzere çeşitli endüstriyel prosesleri anlama açısından çok önemlidir.
Termodinamiğe giriş makalemizin devamı niteliğinde olan bu makalede, iletim, taşınım ve ışınım olmak üzere üç ana ısı aktarımı türü ve bunların farklı uygulamalardaki önemi açıklanmaktadır.
Isı aktarımı üç farklı şekilde gerçekleşebilir:
İletim
Taşınım
Işınım
Gerçek koşullarda ısı aktarımı üç yolun tümünde aynı anda gerçekleşir ancak eşit şekilde gerçekleşmez.
Bunların her birinde ısı sıcaktan soğuğa doğru akar. Bu, termodinamiğin temel prensiplerinden biridir: Isı, doğal olarak yüksek sıcaklık bölgesinden düşük sıcaklık bölgesine akar.
3 Isı Aktarımı Türü
İletim
İletim, ısının katı bir malzeme üzerinden aktarılmasıdır. Bir maddedeki moleküller titreşerek komşu moleküllere enerji aktardığında meydana gelir. Bu proses, malzemelerin verimli bir şekilde ısıtılması gereken birçok endüstriyel uygulamada çok büyük önem taşır.
İletim Örneği: Bir ucundan ısıtılmış metal bir çubuğa dokunduğunuzda ısı, çubuktan geçerek elinize doğru hareket eder.
Taşınım
Isı taşınımı, ısının akışkanların (sıvılar veya gazlar) hareketiyle aktarılmasıdır. Bu ısı aktarımı türü, ısıyı eşit şekilde dağıtmak için akışkan hareketinin gerekli olduğu sistemlerde önemlidir.
Taşınım Örneği: Suyun kaynaması örnek olarak verilebilir. Ocaktan gelen ısı, alttaki suyun daha az yoğun hale gelip yükselmesine neden olurken, daha soğuk olan su aşağı iner.
Işınım
Işınım, ısının elektromanyetik dalgalar üzerinden aktarılmasıdır. İletim ve taşınımdan farklı olarak ışınım, bir ortama ihtiyaç duymaz ve boş alanda gerçekleşebilir.
Işınım Örneği: Güneşten gelen ısının yüzünüzü ısıtması veya ateş üzerinde marşmelov kızartılması örnek olarak verilebilir. Güneşin enerjisi, uzay boşluğunda hareket eder ve Dünyadaki nesneleri ısıtır.
Termal İletkenlik ve Isı Aktarımı Formülleri
Termal İletkenlik Formülü
Termal iletkenlik, bir malzemenin ısı iletme yeteneğinin ölçüsüdür. Formülü şöyledir:
Q = λ * A * t * (Δ T / Δ x)
burada:
- Q aktarılan ısıyı (J),
- λ, termal iletkenlik katsayısını (W/m*K),
- A, ısı akışının alanını (m2),
- t süreyi (sn),
- ΔT sıcaklık farkını (K),
- Δx ise mesafeyi (m) ifade eder.
Taşınım İçin Isı Aktarımı Formülü
Taşınım yoluyla ısı aktarımı formülü şudur:
Q = - h *; A *; t *; Δ T
burada:
- Q ısı aktarımını (J),
- h taşınımlı ısı aktarımı katsayısını (W/m2*K),
- A yüzey alanını (m2),
- t süreyi (sn),
- ΔT ise yüzey ile akışkan (K) arasındaki sıcaklık farkını ifade eder.
Negatif işareti, ısı aktarımının yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa doğru gerçekleştiğini gösterir.
Işınım Yoluyla Isı Aktarımı Formülü
Taşınım yoluyla ısı aktarımı formülü şudur:
Q = - k *; A *; t *; Δ T
burada:
- Q aktarılan toplam ısıyı (J),
- k ısı aktarım katsayısını (W/m2*K),
- A alanı (m2),
- t süreyi (sn),
- ΔT ise sıcaklık farkını ifade eder (soğuk-sıcak) (K).
Isı Eşanjörlerinde Logaritmik Ortalama Sıcaklık Farkı (LTMD)
Bir ısı eşanjörünün içinde ısı aktarımı her noktada hakim sıcaklık farkının ve toplam ısı aktarım katsayısının bir fonksiyonudur. Doğrusal aritmetik ΔT yerine logaritmik ortalama sıcaklık farkı Өm kullanmayı gerektirir.
Logaritmik Ortalama Sıcaklık Farkı (LMTD) formülü aşağıdaki gibidir:
Өₘ = Ө₁ - Ө₂ / ln ( Ө₁ / Ө₂ )
burada:
- Өₘ Logaritmik Ortalama Sıcaklık Farkı (K),
- Ө₁ ısı eşanjörünün bir ucundaki iki akışkan arasındaki sıcaklık farkı (⁀1),
- Ө₂ ısı eşanjörünün diğer ucundaki iki akışkan arasındaki sıcaklık farkı (⁀2),
- ln ise doğal logaritma anlamına gelir.
Isı Aktarımı ve Isı Geri Kazanımı Uygulamaları
Isı aktarımı ve ısı geri kazanımı üretim, otomotiv ve enerji gibi çeşitli sektörlerde hayati önem taşır. Isı aktarımı, bir yerden diğerine ısı hareketiyle ilgiliyken ısı geri kazanımı, atık ısıyı yakalamaya ve yeniden kullanmaya odaklanır.
Üretim
Üretimde, verimli ısı aktarımı metal dövme, plastik kalıplama ve kimyasal üretim için çok önemlidir. Doğru ısı yönetimi ürün kalitesini garanti eder ve enerji tüketimini azaltır. Diğer yandan, ısı geri kazanımı sistemleri bu proseslerde ortaya çıkan atık ısıyı yakalar ve ham maddelerin ön ısıtması veya alanları ısıtma gibi tesisteki başka bir işte yeniden kullanır.
Otomotiv
Otomotiv sektöründe ısı aktarımı; motor soğutma, klima kontrolü ve elektrikli araç akü yönetimi için kritik öneme sahiptir. Etkili ısı sistemleri, ısıyı kritik bileşenlerden verimli bir şekilde uzaklaştırarak araç performansını ve ömrünü artırır. Öte yandan ısı geri kazanımı sistemleri, yakıt verimliliğini artırmak veya ek araç sistemlerine güç sağlamak için motorlar ve egzoz sistemleri tarafından üretilen ısıyı yakalayabilir.
Enerji
Enerji sektöründe, ister geleneksel fosil yakıtlar ister güneş ve rüzgar gibi yenilenebilir kaynaklar yoluyla olsun, enerji üretimi için ısı aktarımı temel önem taşır. Verimli ısı değişimi sistemleri, enerji çıkışını en üst düzeye çıkarırken atığı en aza indirir. Diğer yandan ısı geri kazanımı, güç üretimi proseslerinden gelen atık ısıyı yakalamayı ve bölgesel ısıtma ya da birleşik ısı ve güç (CHP) sistemleri aracılığıyla ek güç üretimi gibi diğer amaçlar için kullanmayı içerir.
EV şarj cihazı üreticileri için hava ve gaz çözümleri
![Dijital ekranlı elektrikli araç şarj cihazı fişi]()
EV şarj cihazı üreticileri için hava ve gaz çözümleri
Basınçlı Hava Sistemlerinde Isı Aktarımı
Sıkıştırma Sırasında Isı Üretimi
Sıkıştırma prosesi sırasında, hava üzerinde yapılan iş nedeniyle hava basıncı ve sıcaklık artar. Bu ısı, sistem verimliliğini korumak ve hasarı önlemek için yönetilmelidir.
Basınçlı Havayı Soğutmanın Önemi
Basınçlı hava sistemlerindeki kontrolsüz ısı ekipman hasarına, daha düşük verimliliğe ve nem yoğuşmasına neden olabilir. Bu sorunları önlemek için basınçlı havanın soğutulması kritik önem taşır.
Isıyı Yardımcı Ekipmanlarda Kullanma
Basınçlı hava sistemlerinde üretilen ısı, kurutucular ve kurutma tankları gibi yardımcı ekipmanlarda kullanılarak genel sistem verimliliği artırılabilir.
Isı geri kazanımı
Isı geri kazanımı, sıkıştırma sırasında üretilen atık ısıyı yakalamayı ve yeniden kullanmayı içerir. Bu proses enerji tüketimini azaltır, işletme maliyetlerini düşürür ve israf edilen enerjiyi en aza indirerek sürdürülebilirliği artırır.
Isı Geri Kazanımının Avantajları:
Daha Az Enerji Tüketimi: Atık ısının kullanılması, harici ısıtma kaynaklarına olan bağımlılığı azaltır.
Daha Düşük İşletme Maliyetleri: Enerji tasarrufları, operasyonel maliyetlerin azaltılmasını sağlar.
Bu videoda, kompresör ısı geri kazanımını inceliyoruz. Kompresörlerin tükettiği elektrik enerjisinin önemli bir kısmının ısıya dönüştüğünü ve bunun genellikle israf edildiğini biliyor muydunuz?
Enerji geri kazanımı sistemleri sayesinde bu artık ısıyı, ısıtma ve kurutmanın yanı sıra duş gibi görevler ve şişe temizleme, çikolata temperleme gibi endüstriyel prosesler için sıcak su üretimi gibi amaçlarla yeniden kullanabiliriz.
İşletmeniz için enerji geri kazanımı hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz? Farklı ısı aktarımı türlerinin anlaşılması, basınçlı hava sistemleri de dahil olmak üzere birçok endüstriyel uygulamada kritik önem taşır. Sektörler, ısının etkili yönetimi ve kullanımı aracılığıyla verimliliği artırabilir ve maliyetleri düşürebilir. E-kitabımızı okuyarak daha fazla bilgi edinin.
Isı geri kazanımı ve diğer enerji verimliliği sağlayan çözümler hakkında daha fazla bilgi için ısı geri kazanımı sayfamızı ziyaret edin.
SSS ve günlük yaşamdan ısı aktarımı örnekleri
Isı aktarımının üç türü nedir?
Isı aktarımının üç türü iletim, taşınım ve ışınımdır. İletim, maddeler arasında doğrudan temas yoluyla ısı aktarımıdır. Metal bir çubuğun bir uçtan ısıtıldığında tamamının ısınması bunun bir örneğidir.
Isı neden sıcaktan soğuğa doğru akar?
Sıcaktan soğuğa ısı akışı, termodinamiğin ikinci yasasına dayanır ve bu yasaya göre, izole bir sistemde entropi (veya düzensizlik) artış eğilimindedir.
İletim yoluyla ısı aktarımı nasıl gerçekleşir?
Isı, katı bir malzemedeki moleküller arasında doğrudan temas aracılığıyla iletim yoluyla aktarılır.
Taşınım yoluyla ısı aktarımı nasıl gerçekleşir?
Isı, akışkanların hareketi aracılığıyla taşınım yoluyla aktarılır ve ısı eşit olarak dağıtılır.
Işınım yoluyla ısı aktarımı nasıl gerçekleşir?
Isı, bir ortama ihtiyaç duymaksızın elektromanyetik dalgalar aracılığıyla ışınım yoluyla aktarılır.
İletim yoluyla ısı aktarımının örneği nedir?
Metal bir kaşığın sıcak bir sıvıya koyulduğunda sapından ucuna kadar ısınması iletime örnek olarak gösterilebilir.
Taşınım yoluyla ısı aktarımının örneği nedir?
Taşınıma örnek olarak, ısıtılan bir odada sıcak havanın sirkülasyonu verilebilir.
Işınım yoluyla ısı aktarımının örneği nedir?
Işınımın örnekleri arasında bir şöminenin yaydığı sıcaklık ve güneşin ısısı yer alır.
Suyun kaynaması ne tür bir ısı aktarımıdır?
Suyun kaynaması taşınım ile ilişkilidir. Isı, suyun dolaşımına neden olarak ısıyı taşımasını sağlar.
Boş alanda gerçekleşebilen ısı aktarımı türü hangisidir?
Işınım, bir ortam gerektirmediğinden boş alanda gerçekleşebilir.
Güneş hangi ısı aktarımına örnektir?
Güneş, ısıyı ışınım yoluyla Dünyaya aktarır.
Kurutucular hangi ısı aktarımı türünü kullanır?
Kurutucular genellikle ısıyı aktarmak ve malzemeleri kurutmak için taşınım kullanır.
Mikrodalga fırın hangi ısı aktarımına örnektir?
Mikrodalga fırınlar, ısıyı aktarmak ve yemeği pişirmek için ışınım kullanır.
Marşmelov kızartmanın kimyasal temeli nedir?
Marşmelovlar kızartıldığında, ışınım yoluyla ısı aktarımı kimyasal bir değişikliğe neden olur. Şeker, karamelizasyon ve Maillard reaksiyonlarına uğrayarak su molekülleri açığa çıkarır ve bunlar da buharlaşıp geride karbon bırakarak kararmış, çıtır bir dış yüzeye neden olur. Bu kimyasal tepkimelerin kombinasyonu, kızarmış marşmelovlara özgün lezzetlerini ve dokularını kazandırır.
İlgili yazılar
Gazlarda Hal Değiştirme
18 Şubat, 2022
Basınçlı havanın çalışma ilkesinin anlaşılması için fizik kuralları hakkındaki basit bilgiler yeterli olabilir. Termodinamik ve bunun hava kompresörlerinin işleyişini anlamada neden önemli olduğuna dair daha fazla bilgi edinin.
Borular Üzerinden Gaz Akışı ve Kısma
4 Ağustos, 2022
Basınçlı havanın çalışma ilkesinin anlaşılması için fizik kuralları hakkındaki basit bilgiler yeterli olabilir. Termodinamik ve bunun hava kompresörlerinin işleyişini anlamada neden önemli olduğuna dair daha fazla bilgi edinin.