关于空调中压气机与涡轮的设计目的疑问

haitianyise · 发表于 2017-7-13 16:25:03

一种大家的说法:降温一是压气机增压增压升温，升温后然后通过次级交换器带走一部分热量，二是涡轮膨胀做工实再降低一大部分热量，最主要是通过涡轮来实现降温降的，
一位同事的说法:从能量守恒角度来看行为压气机与涡轮同轴则做正负功总和为零.然而要想降低温度必然提高次级热交换效率，空调结构已经固定的情况下，只有提高与外界的温度差来提高效率，压气机与涡轮正好能实现这一点.所以空调降温实质上是通过热交换器实现的。

梓清 · 发表于 2017-7-13 17:42:25

我个人觉得显然第二种说法不成立，不能既然是想利用能量守恒定律来分析，那就从能量的来源分析，能量从哪里来，从发动机来（其实发动机就相当于蒸发循环制机里的压缩机），在工作过程中一直有能量输入。

梓清 · 发表于 2017-7-13 17:46:48

涡轮是降温的主要部件

一心相悬 · 发表于 2017-7-13 17:53:22

你的同事真能扯

梓清 · 发表于 2017-7-13 17:59:03

你的同事分析时应该是没有考虑到发动机提供的能量，但是如果没有发动机提供的能量，我就不信涡轮、压气机会自己运转，如果会，那不是永动机吗？可以推翻一个目前公认的热力学定律，很了不起的。

handofsky · 发表于 2017-7-13 18:38:26

涡轮冷却器是主要制冷部件。设计压气机升温升压，提高涡轮叶轮的制冷效率。

handofsky · 发表于 2017-7-13 18:40:08

如果散热器是主要制冷部件，就没必要再加个涡轮，涡轮比散热器贵多了。都能上百万的东西

haitianyise · 发表于 2017-7-13 18:49:43

白鹿青崖发表于 2017-7-13 17:59
你的同事分析时应该是没有考虑到发动机提供的能量，但是如果没有发动机提供的能量，我就不信涡轮、压气机会 ...

但是从能量守恒上讲涡轮与压气机确实是同轴一个对引气做正功一个做负工，且他们没有接收外界其它电能也没有接收其它外界机械能只是在气体中能量转换。
关于热力学定律永动机如果在不做功情况下偶尔可以补给一点点能量是能够保持一直转动的(比如钟摆秋千等) ，但这点能量是引气给的可以忽略但不能推翻定性的分析啊有点晕

梓清 · 发表于 2017-7-13 18:51:17

haitianyise 发表于 2017-7-13 18:49
但是从能量守恒上讲涡轮与压气机确实是同轴一个对引气做正功一个做负工，且他们没有接收外界其它电能 ...

你忽略的就是最重要的

handofsky · 发表于 2017-7-13 18:52:28

热能和机械能的转换

梓清 · 发表于 2017-7-13 18:56:09

haitianyise 发表于 2017-7-13 18:49
但是从能量守恒上讲涡轮与压气机确实是同轴一个对引气做正功一个做负工，且他们没有接收外界其它电能 ...

好吧，我再举个例子，发动机的涡轮和压气机是同轴的，按照你的理论你帮我分析一下它怎么工作（你说可以忽略燃烧室燃气提供的“一点点”能量，记得忽略哦）

梓清 · 发表于 2017-7-13 18:58:52

haitianyise 发表于 2017-7-13 18:49
但是从能量守恒上讲涡轮与压气机确实是同轴一个对引气做正功一个做负工，且他们没有接收外界其它电能 ...

你帮我分析发动机是如何把燃烧室出来的高温燃气的温度降低到接近外界大气温度的。

梓清 · 发表于 2017-7-13 19:16:05

其实空气循环制冷和蒸发循环制冷的设计思想是一致的，只是采用的不同的手段来实现。参照蒸发循环制冷机的原理可以类比一下。

梓清 · 发表于 2017-7-13 19:22:41

蒸发循环制冷机里有个冷凝器，其实就和空气循环制冷里面的散热器有一点类似。

plainliang · 发表于 2017-7-13 23:19:12

书上都说了：气体冲击涡轮将压力能转换为机械能，同时气体剧烈膨胀，温度可以降到0度。
第二种说法有问题

haitianyise · 发表于 2017-7-14 12:09:50

plainliang 发表于 2017-7-13 23:19
书上都说了：气体冲击涡轮将压力能转换为机械能，同时气体剧烈膨胀，温度可以降到0度。
第二种说法有问题
...

单看主要的降温部件是涡轮没错如果跳出来把涡轮与压气机看成一个整体那么从能量守恒角度讲等于0 引气与外界的没有机械传动输出只有热对流即通过两个热交换器散热同事说的意思是热交换器散出的热量就是引气失去的全部热量，为了提高热交换器中温度差不得不引入压气机与涡轮

haitianyise · 发表于 2017-7-14 12:16:27

plainliang 发表于 2017-7-13 23:19
书上都说了：气体冲击涡轮将压力能转换为机械能，同时气体剧烈膨胀，温度可以降到0度。
第二种说法有问题
...

如果认同热交换器散出的热量就是引气降低的全部热量那么同事的说法从另一个角度讲也就没毛病了

waRNingTTK · 发表于 2017-7-14 17:47:08

还有风扇呢兄弟，涡轮、压气机、风扇同轴，大致上涡轮能=压气机+风扇，所以涡轮的降温肯定比压气机的升温大的

haitianyise · 发表于 2017-7-14 23:22:50

恶魔浮屠发表于 2017-7-14 17:47
还有风扇呢兄弟，涡轮、压气机、风扇同轴，大致上涡轮能=压气机+风扇，所以涡轮的降温肯定比压气机的升温大 ...

风扇那部分太少了可以忽略

梓清 · 发表于 2017-7-15 10:54:43

haitianyise 发表于 2017-7-14 23:22
风扇那部分太少了可以忽略

不能这么忽略啊，转速那么高，转化成那么多机械能，怎么能忽略啊。

plainliang · 发表于 2017-7-18 13:24:41

haitianyise 发表于 2017-7-14 12:16
如果认同热交换器散出的热量就是引气降低的全部热量那么同事的说法从另一个角度讲也就没毛病了
...

按你这样说，要涡轮来做什么？

豆瓣酱 · 发表于 2017-7-18 18:15:14

学习一下。

haitianyise · 发表于 2017-7-21 19:25:41

白鹿青崖发表于 2017-7-15 10:54
不能这么忽略啊，转速那么高，转化成那么多机械能，怎么能忽略啊。

如果是737CL的没有空调排气扇动力带自组件活门上游的引气作动没与涡轮连在一起这个完全压气机涡轮一体了吧。
再详细解释一下要点:
发动机引过来的气是高于常温的温度和有压力的，从能量上讲是绝逼可以降温降压转化为机械能来降内能的，这时我们很容易想到如果加上一个大涡轮让气体膨胀做功(不用热交换器) ，然后把这些功输送出去不就能降温降或降压了吗(这句是没毛病的)？不过想法太天真，我们要的理想状态是把一部分温度去掉，压力去掉一部分，然而这些在实验室是可以做到的，不过需要好多个涡轮与压气机相互调配内部转化(一两个涡轮绝对是调配不好这个比例的,PS:如果是气体或液体要从100度降到60度的能量转过为机械能绝对比70度降到常温30度的能量转化机械能的所需设备工艺操作降简单，注意:我们是要的比引气只是低几十度的常温)，所以从这方面讲不具有经济价值。
这时还是考虑热交换器最容易实现控制降温.方向定了，这时就要考虑尽可能减少热交换器的体积，提高热交换效率了，又不能引入其它外界能量，怎么做呢？这时同轴的压气机与涡轮正好能解决这个问题，首先压气机压缩提高气体温度，提高热交换量。另一方面又不能添加外界能量，这时同轴涡带动压气机实现压气机与涡轮的正负为零。(可以对照737-300)
PS:实际气体压力与温度的能量可以稍微转化一点点机械能的，但大的框架没有改变(对照737-800涡轮比压气机差了一个排气风扇的功)
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