پمپ هوای سیمی یک دستگاه فشرده سازی گاز است که به طور گسترده در سناریوهای خودرو ، صنعتی ، پزشکی و خانگی استفاده می شود. راندمان کار آن به طور مستقیم بر هزینه عامل سیستم ، عمر محصول و تجربه کاربر نهایی تأثیر می گذارد. در محیط های مختلف پیچیده ، دما ، به عنوان یک متغیر اصلی خارجی ، به طور مستقیم بر ظرفیت انتقال فیزیکی ، راندمان سیستم قدرت و دقت کنترل پمپ هوا تأثیر می گذارد.
تغییر در تراکم هوا بر راندمان مکش پمپ تأثیر می گذارد
با افزایش دما ، تراکم هوا کاهش می یابد. در دمای اتاق ، چگالی هوا حدود 1.2 کیلوگرم در متر مربع است ، در حالی که چگالی در محیط های درجه حرارت بالا به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. هنگامی که پمپ هوا در شرایط دمای بالا کار می کند ، جرم هوای موجود در یک حجم واحد کاهش می یابد و در نتیجه باعث کاهش راندمان فشرده سازی می شود. از آنجا که حجم هوای استنشاق شده توسط بدن پمپ با همان سرعت بدون تغییر باقی می ماند ، کاهش چگالی به این معنی است که جرم هوا در هر واحد استنشاق می شود ، که مستقیماً منجر به کاهش راندمان خروجی می شود.
در یک محیط با دمای پایین ، چگالی هوا افزایش می یابد و هوا حاوی مولکول های بیشتری در واحد حجم است که از نظر تئوری برای افزایش راندمان فشرده سازی مساعد است. با این حال ، با افزایش ویسکوزیته هوا ، مقاومت جریان هوا افزایش می یابد ، که مقاومت بیشتری در برابر پروانه یا سیستم پیستون ایجاد می کند ، به طور غیرمستقیم بر نسبت بهره وری انرژی تأثیر می گذارد. بنابراین ، دمای بیش از حد زیاد یا خیلی پایین تأثیر منفی بر راندمان مکش خواهد گذاشت.
راندمان حرارتی موتور توسط دمای محیط محدود می شود
منبع تغذیه اصلی پمپ هوای سیمی سیستم حرکتی است. خود موتور در حین کار گرما ایجاد می کند. هرچه دمای محیط بالاتر باشد ، از بین بردن گرما دشوارتر است و افزایش دما در سیم پیچ سریعتر است. مقاومت حرکتی با دما ارتباط مثبت دارد. برای هر 10 درجه سانتیگراد افزایش دما ، مقاومت سیم مسی حدود 4 ٪ افزایش می یابد ، که به طور مستقیم باعث کاهش کارایی تبدیل جریان موتور می شود و باعث می شود انرژی ورودی بیشتری به جای کار مکانیکی به گرما تبدیل شود.
هنگامی که دما در حال افزایش است ، مواد مغناطیسی موجود در موتور ممکن است از بین رفتن مغناطیسی رنج ببرد ، چگالی شار مغناطیسی کاهش می یابد و قدرت خروجی بیشتر کاهش می یابد. اگر دمای محیط بیش از محدوده مجاز طراحی باشد ، مکانیسم حفاظت حرارتی نیز ممکن است ایجاد شود و این قدرت را وادار به کاهش می کند ، که این امر به طور جدی بر کارآیی کار تأثیر می گذارد.
در یک محیط با دمای پایین ، اگرچه شرایط اتلاف گرما موتور بهبود یافته است ، سیستم روغن کاری به راحتی می توان از آن استفاده کرد و مقاومت حرکت چرخ دنده افزایش می یابد و در نتیجه افزایش جریان شروع و بهره وری انرژی اولیه اولیه می شود. اگر گریس دمای پایین انتخاب نشود ، ممکن است سایش محلی یا مربا عملیات به دلیل خرابی روغن کاری رخ دهد.
پدیده رانش دما از مدار کنترل بر راندمان تنظیم سیستم تأثیر می گذارد
پمپ های هوای سیمی به طور کلی مجهز به سیستم های کنترل الکترونیکی برای تنظیم فشار ، شروع و توقف خودکار و مدیریت زمان در حال اجرا هستند. تغییرات دما بر وضعیت کار مؤلفه هایی مانند مقاومت ، خازن و MCU در مدار کنترل تأثیر می گذارد و در نتیجه دما دما می شود.
در دماهای بالا ، نوسان پارامترهای الکتریکی اجزای داخل کنترل افزایش می یابد و مرجع ولتاژ ناپایدار می شود ، که ممکن است باعث قرائت سنسور نادرست و خطاهای قضاوت سیستم تشدید شود. به عنوان مثال ، سنسور دما ممکن است پاسخ به تغییر دما واقعی را به تأخیر بیندازد و باعث شود پمپ بیش از حد انتظار می رود ، مصرف انرژی را افزایش داده و کارایی را کاهش می دهد.
در دماهای پایین ، سرعت پاسخ اجزای الکترونیکی کند می شود ، خازن خازن های الکترولیتی کاهش می یابد و اجرای منطق راه اندازی به تأخیر می افتد یا شکست می خورد و باعث کاهش بیشتر راندمان پاسخ سیستم می شود. اگر الگوریتم کنترل با توجه به نوسانات دما نتواند به صورت پویا اصلاح شود ، توانایی کنترل خودکار پمپ هوا را به میزان قابل توجهی محدود می کند و باعث انحراف کارایی می شود.
اصطکاک و از دست دادن با تغییرات دما غیرخطی افزایش می یابد
ساختار پمپ هوای سیمی حاوی چندین قسمت متحرک مکانیکی مانند میل لنگ ، پیستون ها ، مهر و موم ها ، یاتاقان ها و غیره است. ضرایب اصطکاک این قسمت ها با تغییر دما به طور غیرخطی نوسان می کند. در دماهای بالا ، روان کننده رقیق می شود ، اصطکاک کاهش می یابد و ممکن است راندمان عملیاتی در مراحل اولیه بهبود یابد. با این حال ، اگر روان کننده در دمای بیش از حد زیاد تبخیر شود یا بدتر شود ، باعث ایجاد اصطکاک خشک بر روی سطح فلز می شود ، ضریب اصطکاک را افزایش می دهد و به طور قابل توجهی کارایی را کاهش می دهد.
در شرایط دمای پایین ، ویسکوزیته روغن روغن کاری کننده افزایش می یابد یا حتی جامد می شود و در نتیجه افزایش مقاومت ، عملکرد آهسته تجهیزات و افزایش مصرف انرژی حرکتی افزایش می یابد. به خصوص در سناریوهای شروع مکرر در چرخه کوتاه ، از دست دادن انرژی مکانیکی ناشی از دمای پایین برجسته تر است و تخریب کارایی آشکارتر است.
کارایی سیستم قدرت به طور غیرمستقیم توسط نوسانات دما محدود می شود
بیشتر پمپ های هوایی سیمی به منبع تغذیه خارجی یا منبع تغذیه وسیله نقلیه متکی هستند. امپدانس داخلی سیستم برق (به ویژه باتری ها) در دماهای بالا کاهش می یابد ، جریان خروجی افزایش می یابد و راندمان تأمین انرژی در کوتاه مدت بهبود می یابد. با این حال ، اگر دمای بالا ادامه یابد ، روند پیری شیمیایی باتری را تسریع می کند و باعث تخریب عملکرد طولانی مدت می شود.
در محیط های سرد ، ظرفیت باتری به طور قابل توجهی پوسیده می شود و قدرت خروجی آنی کافی نیست ، که باعث ایجاد منبع تغذیه کافی به موتور و حالت عملیاتی ناپایدار می شود ، به طور غیرمستقیم راندمان پمپ هوا را پایین می آورد. توانایی سیستم قدرت در پاسخ به تغییرات دما متغیر مهم دیگری برای اطمینان از عملکرد کارآمد پمپ هوا است.
گسترش حرارتی ساختاری بر شکاف کار و راندمان آب بندی تأثیر می گذارد
اثر انبساط حرارتی دما بر روی مواد ، طراحی شکاف داخلی پمپ هوا را تغییر می دهد. به عنوان مثال ، در شرایط دمای بالا ، گسترش قطعات فلزی منجر به کاهش ترخیص کالا از گمرک می شود ، که به راحتی می تواند باعث تداخل بین قطعات و یاتاقان ها شود و گسترش پوسته های پلاستیکی ممکن است باعث جابجایی ساختاری داخلی شود و بر صافی کانال جریان هوا تأثیر بگذارد.
از نظر آب بندی قطعات ، حلقه های لاستیکی یا واشر به دلیل دمای بالا و گاز نشت نرم می شود که باعث کاهش راندمان آب بندی و نسبت فشرده سازی می شود. دمای پایین باعث کوچک شدن و ترک مواد آب بندی می شود و منجر به نشت هوا می شود که به طور جدی بر راندمان فشرده سازی و ثبات سیستم تأثیر می گذارد .
