Có thể xây dựng một máy nén khí không có bộ phận chuyển động?

Có thể vật lý để xây dựng một máy nén khí không có bộ phận chuyển động? Tôi đang hình dung một chu trình nhiệt động có khả năng nén không khí mà không có bộ phận chuyển động và hoạt động theo cách đứng yên. Không có giới hạn về hệ số nén, miễn là nó lớn hơn đáng kể so với một (1.1, 2, 100 ...) nhưng thiết kế phải có thể thực hiện được.

Không có bộ phận chuyển động là một hạn chế lớn. Bạn có thể giải thích nó như sự vắng mặt của piston, trục khuỷu và các cơ chế phức tạp khác sẽ bị hao mòn theo thời gian. Nếu một số bộ phận chuyển động là cần thiết, các bộ phận di chuyển tối thiểu cần thiết, với các yêu cầu bảo trì thấp nhất là gì?

Có thể chế tạo máy bơm / máy nén khí hoàn toàn không có bộ phận chuyển động.

Tạo một buồng nhỏ, không dẫn điện và dán 2 điện cực vào đó. Xung một vòng cung qua các điện cực để áp suất buồng tăng và giảm nhanh chóng. Sử dụng van kiểm tra lưu lượng không khí tesla (vì chúng có bộ phận chuyển động bằng không) cho cửa hút và khí thải.

Khi hồ quang hình thành trong buồng, không khí kín sẽ trở nên quá nóng và mở rộng ra khỏi cổng xả do các van tesla, sau đó buồng này nguội đi và hút không khí trong lành qua van tesla khác.

Điều này cũng có thể được thực hiện với bất kỳ nguồn nhiệt có thể xung.

Nếu một số loại van kiểm tra niêm phong được sử dụng để thay thế van tesla, bạn cũng có thể duy trì mức độ nén cao.

Bạn sẽ không đạt được lưu lượng rất cao hoặc áp suất rất cao (cộng với việc bạn phải kiểm soát dòng khí) và đó là một chút gian lận trong "không có bộ phận chuyển động" nhưng bạn có thể tạo ra một máy nén không có bộ phận rắn chuyển động . Thêm vào đó, nó rất lãng phí năng lượng - bạn sẽ tốt hơn nhiều khi chuyển đổi năng lượng thành điện và sử dụng máy nén cổ điển, nhưng nếu vì lý do nào đó bạn muốn lấy không khí điều áp mà không có bộ phận cơ học, thì đó sẽ là nó.

Bạn cần một dòng nước mạnh và chênh lệch độ cao lớn. Hãy chảy thật nhanh, thật mạnh. Sử dụng hiệu ứng Venturi hoặc một số cách khác để sục khí - trộn nó với bọt khí / khí. Khi nước đi xuống đường ống nhanh chóng, các bong bóng di chuyển lên chậm hơn so với dòng nước - chúng được đưa xuống dưới. Mặc dù dòng chảy nhanh, đầu ra của đường ống có phần bị hạn chế và do đó, áp lực nước tăng theo chiều cao của cột nước, và khi cột nước ấn xuống, áp lực trong bong bóng cũng tăng theo.

Sau đó, đường ống quay sang một bên. Các bong bóng không còn được kéo xuống dưới, và vì vậy chúng di chuyển về phía trên của đường ống, cuối cùng thoát khỏi dòng nước và tích lũy trong một hồ chứa phía trên mép trên của đường ống; chúng có cùng áp lực với nước - chưa thể vượt qua một sự co thắt, do đó áp suất của nó khá cao.

Tất nhiên, nó sẽ không hoạt động với các đường ống hẹp và dòng chảy thấp vì độ nhớt của nước sẽ làm giảm tốc độ đi xuống và phân phối áp lực. Và lượng không khí được đưa ra phải được kiểm soát bởi vì - không giống như trong máy nén thông thường - áp suất được duy trì mọi lúc, nhưng thể tích khí giảm xuống và nếu bạn xả nó, bạn sẽ bắt đầu rút nước. Và rõ ràng có những cách sử dụng tốt hơn cho dòng nước áp suất cao, khối lượng lớn hơn là nén một số không khí. Thật lãng phí, vì phần lớn năng lượng của nước bị mất. Tuy nhiên - khái niệm là âm thanh; nhân rộng chiều cao của ống xuống, bạn có thể đạt được áp suất khá hợp lý, ở mức khoảng 1 bar trên 10m. Và bộ phận chuyển động vật lý duy nhất là van đầu ra không cần phải di chuyển trong quá trình hoạt động.

Trompes rất giống nhau và đã từng được sử dụng để cung cấp khí nén cho các lò.

Cấu trúc điện áp cao trong một ionocraft cung cấp luồng không khí mà không có bất kỳ bộ phận chuyển động nào. Chênh lệch áp suất rất nhỏ, nhưng kết hợp nhiều giai đoạn sẽ làm tăng nó.

Giải thích "các bộ phận chuyển động" có nghĩa là mọi bộ phận rắn của thiết bị phải cứng và yêu cầu là khả năng cung cấp một luồng không khí liên tục ở áp suất không đổi lớn hơn không đáng kể, tôi nghi ngờ câu trả lời là không đủ điều kiện

Tôi cũng cho rằng nhiên liệu và chất lỏng làm việc không được tính là "các bộ phận".

Có vẻ hợp lý khi giả định rằng bất kỳ máy nén khí thực tế từ xa nào cũng sẽ hoạt động trong các điều kiện áp dụng luật khí lý tưởng, vì vậy .$p \propto \frac{NT}{V}$

Một cách tiếp cận là bắt chước một máy nén khí điển hình và thử loại bỏ càng nhiều bộ phận chuyển động càng tốt. Ví dụ, một cái gì đó như ram thủy lực có thể loại bỏ pít-tông, cánh quạt, ốc vít, v.v. và cho phép chúng ta trích xuất năng lượng từ một khối nước chuyển động để nén không khí, nhưng nó vẫn cần van. Một máy bơm tuyệt vời như được thấy trong video này đòi hỏi một piston quay đặc biệt. Một siphon cơ bản hoàn toàn không có bộ phận chuyển động và nó có thể tạo ra áp lực nếu bạn đóng kín bình chứa thấp hơn, nhưng hoàn toàn không thực tế như là một phần của máy nén khí và thậm chí nếu không, bạn vẫn cần một loại van để cung cấp không khí điều áp.

Một cách tiếp cận khác là thao túng nhiệt độ, nghe có vẻ giống như những gì bạn đã nghĩ. Nó đủ dễ dàng để tạo ra nhiệt mà không cần di chuyển các bộ phận; một đầu đốt hoặc một cuộn dây điện sẽ làm điều đó. Nhưng làm thế nào để bạn có được xung quanh vấn đề van? Để tạo áp lực, bạn cần một không gian kín, và một khi bạn có áp lực, không khí cần phải thoát ra khỏi không gian kín đó. Nếu bạn muốn sáng tạo, bạn có thể thử một cái gì đó như màng chắn với khẩu độ chỉ mở khi màng loa được mở rộng; áp lực sau đó sẽ tự thoát ra. Nhưng một cơ hoành hoặc bàng quang rắn mở rộng và co thắt cũng có vẻ như là một phần di chuyển, với tôi. Nó có thể bền hơn các loại bộ phận chuyển động khác, tôi cho rằng, nhưng một lần nữa nó có thể không.

Để tạo ra một dòng áp suất không đổi thì bạn cần một bể chứa và cường độ áp lực phân phối của bạn sẽ giảm đáng kể dựa trên giới hạn áp suất trên mà bạn có thể phát triển trong bể chứa và bạn có thể phát triển nó nhanh như thế nào. Các van Tesla được đề xuất trong câu trả lời của netduke rất thông minh nhưng chúng thực sự là các thiết bị hạn chế dòng chảy; Tôi không thấy họ có thể phát triển và giữ áp lực trong một chiếc xe tăng mà bạn có thể giải phóng theo yêu cầu cho năng lượng khí nén.

Vì vậy, lý do nó là "không đủ điều kiện" là đây. Về lý thuyết, nếu bạn chấp nhận rằng máy nén khí của bạn có thể hoàn toàn không thực tế cho hầu hết các mục đích, bạn không coi biến dạng đàn hồi là chuyển động và bạn "ăn gian" một vài lần với van và bộ điều chỉnh, thì đúng vậy. Bạn có thể tạo một thiết bị nén không khí trong bể, và sau đó làm với nó những gì bạn sẽ làm. Trong thực tế, nó có vẻ như là một ý tưởng tồi mà không có quy mô tốt, nhưng đó là một bài tập thú vị để chơi.

Một phẩm chất khác là bạn có thể nhận được một câu trả lời hoàn toàn khác trong bối cảnh vi lỏng.

Các máy bơm Knudsen có zero bộ phận chuyển động và được dựa trên sự khuếch tán nhiệt (khí chảy từ thấp đến cao cuối nhiệt độ của một ống). Áp suất ngược mà dòng chảy có thể chống lại được gọi là chênh lệch áp suất nhiệt phân tử và là một hàm của tỷ lệ giữa đường tự do trung bình khí và kích thước của thành ống - những tiến bộ hiện đại trong khái niệm này đã sử dụng các vật liệu khác nhau như zeolit ​​bao gồm nano- quy mô lỗ chân lông để cải thiện tỷ lệ này.

Vâng. Một thiết bị tuyệt vời được gọi là tromp hoặc trompe . Dòng nước chảy qua và chảy xuống một cái phễu bằng ống hút hoặc ống cao hơn mực nước. Nước chảy kéo theo không khí xung quanh cùng với nó, kéo không khí qua ống hút và oxy hóa nước bằng bọt khí nhỏ. Nước đi qua ống dưới dòng sông hoặc dòng chảy được đặt vào và khi nó di chuyển theo chiều ngang qua ống, bọt khí thoát ra vào một hoặc hai bể chứa không khí nối với đường ống..đây nén khí. Chừng nào nước chảy, thậm chí khá chậm, không khí sẽ nén trong bể.

Khoảng 100 năm trước, một hoạt động khai thác quy mô lớn ở Canada đã sử dụng một máy khoan để cung cấp năng lượng cho tất cả các máy khoan khí nén, v.v ... Tại sao ngày nay nó không được sử dụng là khó hiểu?

Điều này được thực hiện dễ dàng bằng cách sử dụng một luồng siêu âm. Hoặc là thêm nhiệt hoặc sóng xung kích.

Giả sử câu hỏi này là một câu hỏi lý thuyết, câu trả lời có thể làm nóng không khí. Nó tương tự như đốt cháy trong máy bay phản lực quân sự. Xem: Wikipedia \ afterburner Bạn không phải thêm chất lỏng cháy vào dòng chảy của mình, nếu bạn sử dụng các kênh, như trong một máy nước nóng trong nước.

Nguyên lý của Afterburner, liên quan đến việc tăng áp suất của luồng khí được trích dẫn từ đây: "Bộ đốt sau sau đó phun nhiên liệu xuống phía dưới tuabin và hâm nóng khí. Kết hợp với nhiệt tăng thêm, áp suất tăng lên trong ống xả và khí được đẩy ra qua vòi với tốc độ cao hơn. Lưu lượng khối cũng tăng lên một chút khi bổ sung nhiên liệu. "

Điều đó là hoàn toàn có thể và đã được thực hiện trong một thời gian bây giờ trong máy nén nhiệt . Ban đầu chúng được phát triển để làm lạnh cryo để ngưng tụ khí thành chất lỏng và đó vẫn là ứng dụng chính của chúng mặc dù có những công ty làm việc để đưa công nghệ này đến mức tiêu dùng. Những máy nén này không có, hoặc nhiều nhất là một bộ phận chuyển động (nguồn âm thanh). Họ cũng có lợi ích là họ không sử dụng bất kỳ loại khí nhà kính nào.