
【机】 air expander
air; airspace; atmosphere
【化】 air
【医】 aer-; aero-; air; physo-
【化】 expander; expansion engine; expansion machine
空气膨胀机(Air Expander)是一种利用压缩空气能量转换的热力学设备,其核心功能是通过气体膨胀过程将压力能转化为机械能或电能。该设备广泛应用于工业制冷、天然气处理、航空航天推进系统及能源回收领域。
从热力学角度分析,其工作原理遵循理想气体状态方程($PV=nRT$)和等熵膨胀公式: $$ Delta T = T_1 left[ 1 - left( frac{P_2}{P_1} right)^{frac{gamma-1}{gamma}} right] $$ 其中$gamma$为气体比热容比,$P_1/P_2$为进出口压力比。典型结构包含涡轮转子、喷嘴环和密封装置,采用径向或轴向流动设计。
行业标准参照ASME PTC 10-2018《压缩机和排气机性能试验规程》对设备效率进行评定,国际制冷学会(IIR)的研究报告显示,现代膨胀机的等熵效率可达85%-92%(来源:国际制冷学会技术文档)。在LNG液化工厂中,膨胀机可回收高达15%的流程能耗(来源:美国能源部工业技术办公室年度报告)。
空气膨胀机是一种利用压缩气体膨胀过程中释放能量并实现制冷的机械设备,在空气分离、低温工程等领域具有核心作用。以下从原理、分类、应用等方面详细解释:
工作原理
基于等熵膨胀的热力学过程,气体在膨胀机内通过喷嘴加速,将压力能转化为动能,随后在工作轮中动能进一步转为机械能输出,同时气体温度显著降低。实际过程中因摩擦、涡流等损失,制冷效率低于理想状态。
主要类型
核心应用领域
关键组件与性能
包含喷嘴、工作轮(透平式)或气缸(活塞式)等结构。效率取决于实际膨胀过程与理想等熵过程的接近程度,通常通过优化设计减少能量损失()。
扩展功能
部分机型(如增压透平膨胀机)将输出的机械功用于驱动压缩机,实现能量回收,提升系统整体能效()。
如需了解具体型号参数或更详细技术细节,可参考空分技术专业文献或设备手册。
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