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压缩空气的能量怎样计算

2023-05-01 23:064670

压缩空气储能的能量密度

114WH/kg。压缩空气蓄能(CAES)电站是一种新型电能存储系统,压缩空气储能的能量密度为114WH/kg,是传统压缩空气储能系统能量密度的20倍以上;该系统电电转换效率为50~60%。

一立方压力为10公斤每平方厘米的压缩空气能产生多少能量?

L:流量 A:管道压缩空气出口面积 v:管道中压缩空气平均流速

压缩空气从一根直径为16mm,压力为09mpa的管道中排出,如何计算此管道中压缩空气的流量大小?

假设,

(1)流动阻力损失不计,

(2)即压缩空气流至管口时,压力能全部转换为动能。

解:

P=05ρV2

ρ---密度 119

V2---速度平方 P--静压(作用于物体表面) v=sqrt(2900/119)=3889m/s

钢管外径为D=16mm,内径按d=12mm计算 L=Av=(π/4)×0012×0012×3889=00044立方米/秒=15834立方米/小时

已知压缩空气气压和管径,如何计算空气流量?(不考虑气温影响情况下)

这样解你看行不行:一台10KG压力15KW的空压机1分钟大概产生13立方的压缩空气,那么15/13=115KW 按能效比7还算的话 11507=8KW, 所以大概在8KW左右能量

主要储能系统技术经济性分析(2012年)

气体流量的公式为:流速*截面面积,经过温度压力工况修正的气体流量的公式为:流速*截面面积*(压力*10+1)*(T+20)/(T+t)

体积流量=截面积流速=314 09216=28938241000=2893824立方米/秒。

质量流量=体积流量密度

压力:气体在载流截面处的压力,MPa;

T:绝对温度,27315

t:气体在载流截面处的实际温度

Q=DnDnV(P1+1bar)/353

Q为标况流量; Dn为管径,如Dn65、Dn80等直接输数字,没必要转成内径; V为流速; P1为工况压力,单位取公斤 bar吧;标况Q流量有了,工况q就好算,q≈Pb/PmQ,Pb为标准大气压,Pm=Pb+P1。

扩展资料:

压缩空气系统:组成由供气端至用气端组成如下。

空气压缩机→储气罐→过滤器→干燥机→输气管道→用气端口

压缩空气是通过空气压缩机来产生的。

(1)压缩机,大气压力的空气被压缩并以较高的压力输给气动系统。这种就把机械能转变为气压能。

(2)电动机,给压缩机提供机械能,它是把电能转变成机械能。

(3)压力开关,将储气罐内的压力来控制电动机,它被调节到一个最高压力;达到这个压力就停止电动机,也被调节另一个最低压力,储气罐内压力跌到这个压力就重新启动电动机。

(4)单向阀,让压缩空气从压缩机进入气罐,当压缩机关闭时,阻止压缩空气反方向流动。

(5)储气罐,贮存压缩空气。它的尺寸大小由压缩机的容量来决定,储气罐的容积愈大,压缩机运行时间间隔就愈长。

(6)压力表,显示储气罐内的压力。

(7)自动排水器,无需人手操作,排掉凝结在储气罐内所有的水。

(8)安全阀。当储气罐内的压力超过允许限度,可将压缩空气排出。

(9)冷冻式空气干燥器,将压缩空气致冷到零上若干度,使大部分空气中的湿气凝结。这就免除了后面系统中的水份。

(10)主管道过滤器,在主要管路中,主管道过滤器必须具有最小的压力降和油雾分离能力。它使管道内清除灰尘、水份和油。

参考资料来源:百度百科-压缩空气系统

25管径每小时压缩空气能量是多少

一、成熟度

图1所示为电力储能系统的技术成熟度的总结与比较。根据成熟度不同可分为三个层次:

图1 储能技术成熟度

PHS- 抽水蓄能;CAES- 压缩空气;Lead-Acid: 铅酸电池;NiCd: 镍镉电池;NaS: 钠硫电池;ZEBRA: 镍氯电池;Li-ion: 锂电池;Fuel cell: 燃料电池;metal-air: 金属空气电池;VRB: 液流电池;ZnbBr: 液流电池;PSB: 液流电池;Solar Fuel: 太阳能燃料电池;SMES: 超导储能;Flywheel: 飞轮; Capacitor/Supercapcitor: 电容/超级电容;AL-TES: 水/冰储热/冷系统;CES:低温储能系统;HT-TES:储热系统

(1) 成熟技术:抽水蓄能电站和铅酸电池技术已经成熟,其使用已超过100年。

(2) 基本成熟的技术:压缩空气储能、镍镉电池、钠硫电池、锂离子电池、液流电池、超导磁能、飞轮、电容、储热/冷等技术已经完成研发并开始商业化,但是还没有大规模普遍应用,它们的竞争力和可靠性仍然需要电力企业和市场来进一步检验。

(3) 正在研发的技术:燃料电池、金属-空气电池和太阳能燃料正在研发中,虽然它们在技术上并没有达到商业成熟的程度,但已经通过了多个科研机构的研究论证。另一方面,由于能源成本和环境问题的驱动,这几种技术在不久的将来将具有巨大的商业潜力。

二、功率和放电时间

表1对各种类型电力储能系统的功率和放电时间进行了比较,根据它们的应用情况,大体上分为三种类型:

(1) 能源管理:抽水储能、压缩空气储能适合于规模超过100MW和能够实现每天持续输出的应用,可用于大规模的能源管理,如负载均衡、输出功率斜坡/负载跟踪。大型电池、液流电池、燃料电池、太阳能电池和储热/冷适合于10~100MW的中等规模能源管理。

(2) 电力质量:飞轮、电池、超导磁能、电容反应速度快(约毫秒),因此可用于电能质量管理包括瞬时电压降、降低波动和不间断电源等,通常这类储能设备的功率级别小于1MW。

(3) 电能桥接:电池、液流电池和金属-空气电池不仅要有较快的响应(约小于1秒),还要有较长的放电时间(1小时),因此比较适合桥接电能。通常此类型应用程序的额定功率为100kW~10MW。

表1 各种储能技术性能比较

表2 各种储能技术性能比较(续)

三、储存周期

表1还给出了各种储能技术的能量自耗散率,其中抽水储能、压缩空气储能、燃料电池、金属-空气电池、太阳燃料和液流电池等的自耗散率很小,因此均适合长时间储存。铅酸电池、镍镉电池、锂电池、储热/冷等具有中等自放电率,储存时间以不超过数十天为宜。飞轮、超导磁能、电容每天有相当高的自充电比,只能用在最多几个小时的短循环周期。

四、成本

成本是影响储能产业经济性的最重要因素之一。表1分别列出了以每千瓦时、每千瓦、每千瓦时-循环为单位的各种储能技术的成本。可见,就每千瓦时的成本而言,压缩空气、金属-空气电池、抽水储能、储热技术成本较低。与其它形式储能系统相比,在已经成熟的储能技术中压缩空气储能的建设成本最低,抽水储能次之。尽管电池的成本近年来下降很快,但同抽水储能系统相比仍然较高。超导磁能、飞轮、电容单位输出功率成本不高,但从储能容量的角度看,价格很贵,因此它们更适用于大功率和短时间应用场合。总体而言,在所有的电力储能技术中,抽水储能和压缩空气储能的每千瓦时储能和释能的成本都是最低的。尽管近年来电池和其他储能技术的周期成本已在大幅下降,但仍比抽水储能和压缩空气储能的成本高出不少。

对于表1,进行以下说明:

(1)表1所有成本均按照2009年美元汇率换算成美元;

(2)压缩空气储能每千瓦成本除了电站建造成本,还包括储气室建设成本,后者与储气量大小有关;

(3)电池成本中不包括电池更换费用;

(4)各储能系统每千瓦小时发电成本(以COST表示)计算公式如下:

对于压缩空气储能系统:

其它储能系统:

五、效率

各种电力储能系统的充放电循环效率如图2所示。可见,储能系统的循环效率大致可以分为三种:

(1) 极高效率:超导磁能、飞轮、超大容量电容和锂离子电池的循环效率超过90%;

(2) 较高效率:抽水蓄能、压缩空气储能、电池(锂离子电池除外)、液流电池和传统电容的循环效率为60%~90%;

(3)低效率:金属-空气电池、太阳燃料、储热/冷的效率低于60%;

效率计算公式一般分两种,基于热力学第一定律的储能系统效率计算式:

上式适用于能量以机械能或电磁能形式储存的储能系统。

对于储热/冷系统,除了上式,往往还需从能量品位的角度评价储能过程。

基于热力学第二定律的储能系统效率计算式:

六、能量密度和功率密度

表2还列出了各种储能技术的能量密度和功率密度,其中能量密度等于存储能量除以装置体积(或质量),功率密度等于额定功率除以存储设备的体积(或质量)。可见,尽管金属-空气电池和太阳能燃料的循环效率很低,但是它们却有极高的能量密度(~1000Wh/kg),而电池、储热/冷和压缩空气储能具有中等水平的能量密度。抽水储能、超导磁能、电容和飞轮的能量密度最低,通常在30Wh/kg以下。然而,超导磁能、电容和飞轮的功率密度是非常高的,它们更适用于大放电电流和快速响应下的电力质量管理。钠硫电池和锂离子电池的能量密度比其它传统电池的高,液流电池的能量密度比传统电池稍低(应该注意的是,不同厂商生产的相同类型的储能系统会在能量密度数据有所不同)。

表2各储能系统能量密度计算式为:

,以下是不同储能系统所储存的能量值E。

(1)抽水蓄能储存的机械能计算式为:

其中H为水位高度,g为重力加速度,V为水库容量,为水密度。

(2)压缩空气储存的能量计算式为:

其中P为绝对压力,V为储气容积,m为储存的空气质量,R为理想气体常数,T为绝对温度,V1-V2为压缩过程前后空气体积。

(3)飞轮储存的机械能计算式为:

其中J为转动惯量,为飞轮角速度。

(4)超导储能储存的电能计算式为:

其中L为线圈电感系数,I为线圈电流。

(5)电容储存的电能计算式为:

其中C为电容,V为电压,Q为总的电荷。

(6)储热系统储存的热量计算式为:

非相变储热:

其中m为储热介质质量,T1,T2为吸热前后温度,Cp为比热容。

相变储热:

其中m为相变介质质量,为相变热,Cp为比热容,m为相变点。

七、使用寿命和循环次数

表2还比较了不同电力储能系统的使用寿命和循环次数。可以看出,那些在原理上主要依靠电磁技术的电力储能系统的循环周期非常长,通常大于20000次。例如,包括超导磁能和电容器。机械能或储热系统(包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮、储热/冷)也有很长的循环周期。由于随着运行时间的增加会发生化学性质的变化,因此电池和液流电池的循环寿命较其它系统低。

关于微控新能源

深圳微控新能源技术有限公司(简称微控或微控新能源)是全球物理储能技术领航者。公司全球总部位于深圳,业务覆盖北美、欧洲、亚洲、拉美等地区,凭借“安全、可靠、高效”的全球领先的磁悬浮能源技术,产品与服务广泛受到华为、GE、ABB、西门子、爱默生等众多世界500强企业的信赖。

面向未来能源“更清洁、高密度、数字化”的三大趋势,公司持续致力于为战略性新兴产业提供能源运输、储存、回收、数据化管理提供系统解决方案。

DN≤50mm。根据查询压缩空气能量表得知,25管径每小时压缩空气能量DN≤50mm,压缩空气,即被外力压缩的空气,空气具有可压缩性,经空气压缩机做机械功使本身体积缩小、压力提高后的空气叫压缩空气。

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