Engineering
Luftkompressor
Starten Sie einen Einzylinderkompressor an einem Zehnliterkessel und sehen Sie das Manometer steigen: jeder Hub saugt Luft durch die Einlassplatte, presst sie heiß zusammen und schiebt sie durch die Auslassplatte, sobald der Zylinder den Kessel übertrifft. Die je Zyklus geförderte Masse schrumpft mit dem Füllen des Kessels, nahe der Schadraumformel 1 − c ((p/p0)^(1/n) − 1); ein größerer Schadraum fördert weniger. Beim Solldruck stoppt der Schalter den Motor, der Entlaster entlüftet den Zylinder und die Maschine läuft aus; öffnen Sie den Verbraucher und der Kessel stellt sich ein, wo Förderung und Entnahme gleich sind. Motorarbeit und Einlassenthalpie werden gegen die innere Energie des Gases, die Wärme an Wand und Raum und die weitergegebene Luft verbucht.
Was passiert
Ein Nebenschlussmotor treibt über einen Riemen einen 80-mm-Kompressor; der Schubkurbeltrieb durchfährt den Zylinder, Einlass- und Auslassplatte öffnen linear über 0,2 bar und lassen kompressiblen Strom nach der Saint-Venant-Funktion durch, das Zylindergas tauscht Wärme mit seiner Wand und der Kessel mit dem Raum, ein Verbraucher entnimmt dem Kessel durch eine Blende, und ein Druckschalter stoppt den Motor beim Solldruck, worauf ein Entlaster den Zylinder entlüftet. RK4 mit 20 µs auf Winkel, Drehzahl und den beiden Gasmassen und -temperaturen, jeder Strom, jede Arbeit und Wärme an den Schrittenden verbucht; die Förderung je Zyklus wird gegen die Schadraumformel gelesen.
Zum Ausprobieren
Sehen Sie den Kessel füllen und die Förderung je Zyklus schrumpfen; vergleichen Sie sie mit der Schadraumformel; lassen Sie den Schalter den Motor stoppen und den Entlaster entlüften; öffnen Sie dann den Verbraucher und finden Sie den Gleichgewichtsdruck.
Das Modell und seine Grenzen
Ideales Gas mit konstanten Wärmekapazitäten, Plattenventile ohne Masse oder Prellen, konzentrierte Wandtemperatur, kein Öl oder Ringleckage, gerade Motorkennlinie. Wirkungsgrade sind die dieser idealisierten Maschine.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen V(θ) = c·V_s + A·(2r − x(θ)), G = A·p_u·Ψ(p_d/p_u)/√(R·T_u) c_v·m·dT/dt = c_p·T_in·G_in − c_p·T·G_out − p·dV/dt + h·(T_w − T) − c_v·T·dm/dt J·dω/dt = T_s·(1 − ω/ω_0) + (p − p_0)·dV/dθ − T_f − c·ω η_v = 1 − c·((p_r/p_0)^(1/n) − 1)
