Der Kompressoraustrittstemperatur-Druck-Verhältnis-Rechner ermittelt die Endtemperatur eines Gases nach der Kompression, basierend auf seiner Eingangstemperatur und seinem Druckverhältnis. Es nutzt thermodynamische Prinzipien, um Temperaturschwankungen aufgrund von Druckänderungen zu berechnen und hilft Ingenieuren und Systementwicklern, die Kompressorleistung zu optimieren. Dieser Rechner ist unerlässlich, um Überhitzung zu vermeiden und die Effizienzund Gewährleistung der Zuverlässigkeit von Kompressoren in verschiedenen Branchen, wie z. B. Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik, Gasverarbeitung und Fertigung.
Formel
Die Berechnung der Austrittstemperatur erfolgt nach folgender Formel:
Kennzahlen:
T₂ = Austrittstemperatur (Endtemperatur) (Kelvin).
T₁ = Einlasstemperatur (Anfangstemperatur) (Kelvin).
P₂ = Austrittsdruck (Ablassdruck) (absolut).
P₁ = Eingangsdruck (Anfangsdruck) (absolut).
γ = Adiabatenindex (Verhältnis der spezifischen Wärmekapazitäten Cₚ/Cᵥ, ungefähr 1.4 für Luft).
Beziehung zum Druckverhältnis
Das Druckverhältnis (PR) wird wie folgt definiert: PR = P₂ / P₁. Durch Einsetzen von PR in die Formel: T₂ = T₁ × (PR)^((γ - 1) / γ).
Schritte zur Berechnung
- Bestimmen Sie die Einlasstemperatur (T₁): Wandeln Sie die Einlasstemperatur in Kelvin um, indem Sie Folgendes verwenden: T₁ (K) = T₁ (°C) + 273.15.
- Berechnen oder bestimmen Sie das Druckverhältnis (PR): PR = P₂ / P₁.
- Verwenden Sie den Adiabatenindex (γ): Für Luft gilt γ ≈ 1.4. Für andere Gase gelten deren spezifische Wärme Verhältnis.
- Setzen Sie die Werte in die Formel ein: Berechnen Sie die Endtemperatur (T₂) in Kelvin mithilfe der Formel: T₂ = T₁ × (PR)^((γ - 1) / γ).
- Optionale Umrechnung in Celsius: Konvertieren Sie T₂ von Kelvin in Celsius mit: T₂ (°C) = T₂ (K) – 273.15.
Tabelle für gängige Szenarien
Nachfolgend finden Sie eine vorkalkulierte Tabelle für typische Druckverhältnisse unter der Annahme von T₁ = 300 K (27 °C):
| Druckverhältnis (PR) | Austrittstemperatur (T₂, K) | Austrittstemperatur (T₂, °C) |
|---|---|---|
| 2 | 366.1 | 93.0 |
| 3 | 419.6 | 146.5 |
| 4 | 463.4 | 190.3 |
| 5 | 500.6 | 227.4 |
Diese Tabelle dient als Kurzreferenz für Ingenieure und Techniker, die unter Standardbedingungen mit Luftkompressoren arbeiten.
Beispiel
Szenario
Luft wird von einer Anfangstemperatur von 25°C bei einem Eingangsdruck von 1 bar auf einen Ausgangsdruck von 4 bar komprimiert. Berechnen Sie die Austrittstemperatur der Luft.
Schritt-für-Schritt-Berechnung
- Einlasstemperatur (T₁) in Kelvin umrechnen:
T₁ = 25 + 273.15 = 298.15 K. - Berechnen Sie das Druckverhältnis (PR):
PR = P₂ / P₁ = 4 / 1 = 4. - Wenden Sie die Formel an:
T₂ = T₁ × (PR)^((γ - 1) / γ)
T₂ = 298.15 × (4)^((1.4 - 1) / 1.4)
T₂ = 298.15 × (4)^0.2857
T₂ ≈ 298.15 × 1.414
T₂ ≈ 421.85 K. - In Celsius umrechnen:
T₂ (°C) = T₂ (K) - 273.15
T₂ (°C) ≈ 421.85 - 273.15 ≈ 148.7°C.
Somit beträgt die Austrittstemperatur der Luft ca. 148.7°C.
Die häufigsten FAQs
Dieser Rechner ermittelt die Endtemperatur eines Gases nach der Kompression auf Grundlage seines anfänglichen Temperatur- und Druckverhältnisses. Er hilft bei der Entwicklung effizienter und sicherer Kompressorsysteme.
Ja, es kann für andere Gase verwendet werden. Sie müssen jedoch den spezifischen Adiabatenindex (γ) des Gases anstelle von 1.4 (der für Luft spezifisch ist) einsetzen.
Die Temperatur steigt während der Kompression, weil die Arbeit Durch die Veränderung des Gases erhöht sich gemäß den Gesetzen der Thermodynamik dessen innere Energie.