Berechnung Antriebsleistung Luftkompressor

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Ich suche eine Formel, um aus dem Massendurchsatz und dem Verdichtungsverhältnis eines Luftkompressors die erforderliche Antriebsleistung zu berechnen.

Konkret geht es um einen Dieselmotor, der mit einem mechanisch angetriebenen Radialverdichter aufgeladen werden soll.

Der maximale Luftdurchsatz beträgt 0,22 kg/s, wobei ein Druckverhältnis p2/p1 von 2,0 erreicht werden soll. In diesem Arbeitspunkt hat der Verdichter einen Wirkungsgrad von 70%.

Wie gross ist die nötige Antriebsleistung für den Verdichter?

Vielen Dank für jede Hilfe

-Thomas-

#2

Ich suche eine Formel, um aus dem Massendurchsatz und dem
Verdichtungsverhältnis eines Luftkompressors die erforderliche
Antriebsleistung zu berechnen.

Wenn Du von isentroper Verdichtung ausgehst:

P = κ/(κ-1) * V. * p1 * {(p2/p1)^[(κ-1)/κ]-1} / η

P = Leistung
κ = Isentropenexponent (1,4 für Luft)
V. = Volumenstrom
p1 = Ansaugdruck
p2 = Enddruck
η = Wirkungsgrad

Grüße

Kubi

#3

Hallo Kubi
Nur so nebenbei…

Wenn Du von isentroper Verdichtung ausgehst:

ISOTROP ( Isos = gleich)

P = κ/(κ-1) * V. * p1 *
{(p2/p1)^[(κ-1)/κ]-1} / η

P = Leistung
κ = Isentropenexponent (1,4 für Luft)

siehe oben

p1 = Ansaugdruck
p2 = Enddruck
η = Wirkungsgrad

Soviel Zeit muss sein, technisch-wissenschaftlich Ausdrücke richtig zu schreiben.
Besser Dich
Rochus

#4

hmmm…wenn ich mich recht an meine Thermodynamik-vorlesung erinnere würde ich sagen: Falsch

es heißt meines Erachtens wirklich ISENtrop
thermodynamische Prozesse koennen entweder isochor (Volumen = konst.), isobar (Druck = konst.), isotherm (Temp = konst und p*v = konst.) sowie ISENtrop sein (Entropie = konst. und p*v^kappa = konst). Es gibt auch noch Polytropie (p*v^n = konst).
Soviel, was in meiner Formelsammlung steht, welcher Fall jetzt in oben genannter Aufgabe vorliegt hab ich mir noch nicht überlegt.

Isotrop wird meist in der Werkstoffkunde verwendet um richtungsunabhängiges Materialverhalten zu beschreiben.

weiteres siehe Wikipedia unter Isentrop und Isotrop

Ich hoffe neues Wissen vermittelt zu haben! :wink:

mfg HannesKoe

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#5

Hallo Rochus,

Auch nur so nebenbei…

ISOTROP ( Isos = gleich)

Iso + entropie => isENtrop.

κ = Isentropenexponent (1,4 für Luft)

siehe oben

ditto.

Soviel Zeit muss sein, technisch-wissenschaftlich Ausdrücke
richtig zu schreiben.

Und soviel Zeit sollte sein, sich zu informieren, bevor man falsch korrigiert.

Besser Dich

Ditto.

Kubi

#6

Hallo alle zusammen,
jetzt pfeift der Schieri :smile:

es heißt meines Erachtens wirklich ISENtrop

Jawoll. Weitere geläufige Bezeichnung dieser Zustandsänderung: Adiabate.

thermodynamische Prozesse koennen entweder
isochor (Volumen = konst.),

Zweiter Punkt für den Kandidaten.

isobar (Druck = konst.),

dritter Punkt

isotherm (Temp = konst und p*v = konst.)

seht gut

sowie ISENtrop sein (Entropie = konst., p*v^kappa = konst).

schon oben belobigt

Es gibt auch noch Polytropie (p*v^n = konst).

Super. Beschreibt die Zustandsänderung ganz generell, in Abhängigkeit von n. Mit n=0 für isobar, n=1 bei isotherm und n=kappa bei adiat.

welcher Fall jetzt in oben genannter Aufgabe vorliegt ?.

Bei einem vergleichsweise schnellen Verdichtungsprozess kommt man schon nahe an den adiabaten Prozess. Aber nicht ganz, der Verdichter heizt sich ja schließlich auf. Bei Kolbenkompressoren üblicher Bauart rechnet man mit n=1,3 bis n=1,35.
Gruß
Karl

#7

Vielen Dank für die Antwort. Eine Frage noch:
In welchen Einheiten muss ich V. und p eingeben, um P in kw zu bekommen?

Gruß
-Thomas-

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#8

Vielen Dank für die Antwort. Eine Frage noch:
In welchen Einheiten muss ich V. und p eingeben, um P in kw zu
bekommen?

Generell empfiehlt sich immer das SI-System. Also V. in m³/s und p in Pa. Dann bekommst du P in W.

Gruß

Kubi

#9

Vielen Dank für die Antwort. Eine Frage noch:
In welchen Einheiten muss ich V. und p eingeben, um P in kw zu
bekommen?

Generell empfiehlt sich immer das SI-System. Also V. in m³/s
und p in Pa. Dann bekommst du P in W.

Gruß

Kubi

Das war mein Stolperstein.

Vielen Dank
-Thomas-

#10

Hallo Rochus,

Auch nur so nebenbei…

ISOTROP ( Isos = gleich)

Iso + entropie => isENtrop.

Naja, überredet.
Ich habe da wohl ein bißchen zu kurz gedacht und zu flüchtig gelesen.
Ich werde Dich heute abend in mein Gebet einschließen.

Rochus