Apakah mungkin membuat kompresor udara tanpa bagian yang bergerak?

Apakah mungkin secara fisik membuat kompresor udara tanpa bagian yang bergerak? Saya membayangkan siklus termodinamika yang mampu mengompresi udara tanpa bagian yang bergerak dan beroperasi dengan cara diam. Tidak ada batasan pada faktor kompresi, asalkan secara signifikan lebih besar dari satu (1.1, 2, 100 ...) tetapi desain harus dapat direalisasikan.

Nol bagian yang bergerak adalah kendala besar. Anda dapat menafsirkannya sebagai tidak adanya piston, poros engkol dan mekanisme rumit lainnya yang akan aus seiring waktu. Jika beberapa bagian yang bergerak diperlukan, bagian bergerak minimum apa yang diperlukan, dengan persyaratan perawatan terendah?

Dimungkinkan untuk membuat pompa udara / kompresor tanpa bagian yang bergerak sama sekali.

Buat ruang elektrik kecil yang non-konduktif dan tempelkan 2 elektroda ke dalamnya. Denyut sebuah busur melalui elektroda sehingga tekanan ruang naik dan turun dengan cepat. Gunakan katup periksa aliran udara tesla (karena tidak ada bagian yang bergerak) untuk masuk dan buang.

Ketika busur terbentuk melintasi bilik, udara tertutup akan menjadi sangat panas dan sebagian besar meluas keluar dari port buang karena katup tesla, kemudian bilik mendingin dan menarik udara segar melalui katup tesla lainnya.

Hal ini juga dapat dilakukan dengan sumber panas yang memiliki pulsa apa pun.

Jika beberapa jenis katup penyegelan digunakan untuk mengganti katup tesla, Anda dapat mempertahankan tingkat kompresi yang tinggi juga.

Anda tidak akan mencapai aliran yang sangat tinggi atau tekanan yang sangat tinggi (ditambah Anda harus mengontrol aliran gas), dan itu sedikit curang pada "tidak ada bagian yang bergerak" tetapi Anda dapat membuat kompresor tanpa bagian padat yang bergerak . Plus itu sangat boros energi - Anda akan jauh lebih baik mengubah energi menjadi listrik dan menggunakan kompresor klasik, tetapi jika karena alasan tertentu Anda ingin mendapatkan udara bertekanan tanpa bagian mekanik, itu saja.

Anda membutuhkan aliran air yang kuat dan perbedaan ketinggian yang besar. Ambil aliran air yang cepat dan kuat. Baik menggunakan efek Venturi atau cara lain menganginkan air - campur dengan gelembung udara / gas. Saat air mengalir ke pipa dengan cepat, gelembung bergerak ke atas lebih lambat dari aliran air - mereka dibawa ke bawah. Meskipun mengalir dengan cepat, saluran keluar pipa agak menyempit dan akibatnya, tekanan air tumbuh dengan ketinggian kolom air, dan dengan kolom air menekan ke bawah, tekanan dalam gelembung tumbuh juga.

Kemudian pipa berputar ke samping. Gelembung tidak lagi diseret ke bawah, dan karena itu bergerak menuju sisi atas pipa, akhirnya keluar dari aliran air dan menumpuk di reservoir di atas tepi atas pipa; mereka berada pada tekanan yang sama dengan air - yang harus melewati penyempitan, sehingga tekanannya cukup tinggi.

Tentu saja itu tidak akan bekerja dengan pipa sempit dan aliran rendah karena kekentalan air akan mengurangi kecepatan ke bawah dan distribusi tekanan. Dan jumlah udara yang dikeluarkan harus dikontrol karena - tidak seperti pada kompresor normal - tekanan dipertahankan setiap saat, tetapi volume gas turun, dan jika Anda mengurasnya, Anda akan mulai menarik air. Dan jelas ada kegunaan yang lebih baik untuk aliran air bertekanan tinggi volume tinggi daripada mengompresi udara. Ini boros, karena sebagian besar energi air hilang. Tetap saja - konsepnya sehat; skala ketinggian pipa bawah Anda dapat mencapai tekanan yang cukup masuk akal, sekitar 1 bar per 10m. Dan satu-satunya bagian yang bergerak secara fisik adalah katup keluar yang tidak perlu bergerak selama operasi.

Trompe sangat mirip dan pernah digunakan untuk menyediakan udara terkompresi ke tungku.

Konstruksi tegangan tinggi dalam ionokraft memberikan aliran udara tanpa ada bagian yang bergerak. Perbedaan tekanan sangat kecil, tetapi menggabungkan beberapa tahap akan meningkatkannya.

Mengartikan "bagian yang bergerak" sebagai makna bahwa setiap bagian padat perangkat harus kaku, dan persyaratan sebagai kemampuan untuk memberikan aliran udara konstan pada tekanan konstan non-sepele lebih besar daripada ambien, saya menduga jawabannya adalah no. yang memenuhi syarat

Saya juga berasumsi bahwa bahan bakar dan cairan yang bekerja tidak masuk dalam "bagian".

$p \propto \frac{NT}{V}$

Salah satu pendekatan akan meniru kompresor udara khas dan mencoba menghilangkan sebanyak mungkin bagian yang bergerak. Misalnya, sesuatu seperti ram hidrolik dapat menghilangkan piston, impeler, sekrup, dll. Dan memungkinkan kita untuk mengekstraksi energi dari badan air yang bergerak untuk mengompres udara, tetapi masih membutuhkan katup. Pompa tanpa katup seperti yang terlihat dalam video ini membutuhkan piston berputar khusus. Sifon dasar tidak memiliki bagian yang bergerak sama sekali dan itu dapat menciptakan tekanan jika Anda melampirkan reservoir bawah, tetapi sama sekali tidak praktis sebagai bagian dari kompresor udara — dan bahkan jika tidak, Anda masih memerlukan semacam katup untuk mengirimkan udara bertekanan.

Pendekatan lain adalah memanipulasi suhu, yang terdengar seperti apa yang ada dalam pikiran Anda. Cukup mudah untuk menghasilkan panas tanpa memindahkan bagian; pembakar atau kumparan listrik akan melakukannya. Tapi bagaimana Anda mengatasi masalah katup? Agar tekanan terbentuk, Anda membutuhkan ruang tertutup, dan begitu Anda memiliki tekanan, udara perlu keluar dari ruang tertutup itu. Jika Anda ingin menjadi kreatif, Anda bisa mencoba sesuatu seperti diafragma dengan bukaan yang hanya terbuka ketika diafragma telah mengembang; tekanan kemudian akan keluar sendiri. Tetapi diafragma padat atau kandung kemih yang melebar dan berkontraksi juga tampak seperti bagian yang bergerak, bagi saya. Mungkin lebih tahan lama daripada jenis bagian bergerak lainnya, saya kira, tapi mungkin juga tidak.

Untuk menghasilkan aliran tekanan yang konstan maka Anda memerlukan tangki penampung dan besarnya tekanan pengiriman Anda akan berkurang secara signifikan berdasarkan batas atas tekanan yang dapat Anda kembangkan dalam tangki penampung dan seberapa cepat Anda dapat mengembangkannya. Katup Tesla yang disarankan dalam jawaban netduke sangat pintar tetapi mereka benar-benar perangkat pembatas aliran diferensial; Saya tidak melihat mereka bisa mengembangkan dan menahan tekanan di tangki yang bisa Anda lepaskan sesuai permintaan untuk daya pneumatik.

Jadi alasan "tidak memenuhi syarat" adalah karena ini. Secara teori, jika Anda menerima bahwa kompresor udara Anda mungkin sama sekali tidak praktis untuk sebagian besar tujuan, Anda tidak menghitung deformasi elastis sebagai gerakan dan Anda "menipu" beberapa kali dengan katup dan regulator, maka ya. Anda dapat membuat perangkat yang memampatkan udara di dalam tangki, dan kemudian lakukan sesuai keinginan Anda. Dalam praktiknya, ini terdengar seperti ide yang buruk yang tidak memiliki skala yang baik, tetapi ini adalah latihan yang menarik untuk dimainkan.

Kualifikasi lain adalah bahwa Anda mungkin mendapatkan jawaban yang sama sekali berbeda dalam konteks mikofluida.

The Knudsen pompa memiliki nol bagian yang bergerak dan didasarkan pada difusi termal (aliran gas dari rendah ke end suhu tinggi dari tabung). Tekanan balik yang dapat ditahan aliran disebut perbedaan tekanan termomolekul dan merupakan fungsi rasio antara jalur bebas rata-rata gas dan dimensi dinding tabung - kemajuan modern dalam konsep ini telah menggunakan berbagai bahan seperti zeolit ​​yang terdiri dari nano- skala pori-pori untuk meningkatkan rasio ini.

Iya. Perangkat luar biasa yang disebut tromp atau trompe . Aliran air naik dan turun corong dengan sedotan atau tabung ditinggikan di atas permukaan air. Air yang mengalir menyeret udara di sekitarnya bersamaan dengan itu, menarik udara melalui sedotan dan memberi oksigen air dengan gelembung udara kecil. Air bergerak melalui tabung di bawah sungai atau aliran itu ditempatkan di dan ketika bergerak secara horizontal melalui tabung gelembung udara lolos ke satu atau dua tangki udara yang terhubung ke pipa .. ini memampatkan udara. Selama air mengalir, bahkan cukup lambat, udara akan terkompresi di dalam tangki.

Sekitar 100 tahun yang lalu operasi penambangan berskala besar di Kanada menggunakan tromp untuk memberi daya pada semua latihan pneumatik dll. Mengapa tidak digunakan saat ini membingungkan?

Ini mudah dilakukan dengan menggunakan aliran supersonik. Baik penambahan panas atau gelombang kejut.

Dengan asumsi pertanyaan ini adalah pertanyaan teoretis, jawabannya bisa memanaskan udara. Ini mirip dengan afterburner di jet militer. Lihat: Wikipedia \ afterburner Anda tidak perlu menambahkan cairan pembakaran ke aliran Anda, jika Anda menggunakan saluran, seperti pada pemanas air rumah tangga.

Prinsip Afterburner, seperti yang terkait dengan peningkatan tekanan aliran udara dikutip dengan ini: "Afterburner kemudian menyuntikkan bahan bakar hilir turbin dan memanaskan gas. Dalam hubungannya dengan panas tambahan, tekanan naik di knalpot dan gas dikeluarkan melalui nozzle pada kecepatan yang lebih tinggi. Aliran massa juga sedikit meningkat dengan penambahan bahan bakar. "

Ini benar-benar mungkin dan telah dilakukan untuk beberapa waktu sekarang dalam kompresor termoakustik . Awalnya mereka dikembangkan untuk pendingin cryo untuk mengembunkan gas menjadi cairan dan itu tetap merupakan aplikasi utama mereka meskipun ada perusahaan yang bekerja untuk membawa teknologi ini ke tingkat konsumen. Kompresor ini tidak memiliki, atau paling banyak satu, bagian yang bergerak (sumber suara). Mereka juga mendapat manfaat bahwa mereka tidak menggunakan gas rumah kaca.