压缩空气汽车能耗比

1、压缩空气汽车能耗比一、 产生高压空气消耗的能量 制备足以驱动汽车行进的压缩空气时实际上是消耗电能驱动压缩机，经过多级压缩制成高压压缩气体。由于气体压缩过程要发热，所以也要经过中间的换热过程冷却降温，提高系统的效率，经过各级的压缩最终达到所需要的压力的压缩气体。1、压缩空气制备的理想过程现在以三级压缩制备压缩空气研究制备过程的功。下图是三级压缩的PV示意图，如果级数足够多，空气压缩的理想过程可以按等温过程来计算。实现理想过程的等温压缩过程，则从大气中制备30MPa、300L的压缩空气所需要的能量为:2、实际的过程如果按三级压缩，各级增压的比按照最佳分配均为6.69，压缩的过程就是按照绝热压缩计算

2、时，从大气状态开始压缩获得如上压缩气体消耗的功为：实际压缩过程按照多变指数N=1.25的多变过程计算时，压缩过程的耗功为：实际上电机和机械的效率也是需要考虑，现在已90%计算，从大气中制取30MPa、300L的压缩空气所需的能量为69.7MJ。二、储存高压空气消耗资源高压空气不想汽油那样，高压空气的储存要用特定的容器，现在一般都是使用钢瓶来储存。但是现在所用的钢瓶只能装少量的压缩空气，这样就要制造比较多的钢瓶，这样就增加了压缩空气的成本！但是基于钢瓶可以多次使用，使得压缩气体的储存消耗的资源是很少的，可以计为每罐气体（300L）的运输成本的价格是3元。三、 销售高压气体的综合成本销售高压空气综

3、合成本=制造单罐高压空气消耗的成本已销售高压空气的罐数上面我们已经计算出了生产每罐高压空气所要的功为69.7MJ，这样我没以现在每一度电为0.6元每度电。每度电是3600000J，那就可以计算得到所要用的电位：69.7/3.6=19.4度所以就可以换算为所花费的钱为：19.4*0.7=13.8元然后加上运输和储存的费用6元为19.64元。下面是汽油的价格：现在我们用的家用汽车都是使用的是93号汽油，也就是7.07元/升。四、高压空气驱动汽车得到的收益对于一般定膨胀比的发动机，气缸的进气压力越大则可输出的功越多。如果是气缸进气压力为储气罐内的初始压力，随着勇气两的增加，罐内气体压力下降，发动机作

4、工量减少，照成发动机工作不稳定。因此发动机的进气压力必须保持低于储气罐内气体的压力。储气罐了用于作功的有效气体质量，应为储气罐初始压力降至发动机进气压力之间，储气罐内气体质量的变化量。因此，提高发动机进气压力，可以提高单位质量压缩器的做工两，但储气罐可提供的气体质量会减少；反之降低发动机进气压力，虽然储气罐可提供更多质量的压缩空气，但单位质量的压缩空气作功量会减少，因此应寻求一个最佳组合，保持总输出功最大。按照3级定熵膨胀输出的功为：按照压力最佳分配原则，当膨胀最终状态为大气压力时，各级落压比与发动机进气压力有如下关系：此时储气罐可提供的气体质量为：30MPa、300L的高压空气，膨胀到环境压

5、力，为保持输出功最大，得最佳落压比为3.7如图二所示。此时发动机的进气压力为5.065 MPa，这时储气罐内气体压力从30MPa下降到5.065MPa时可以提供的高压气体质量为88.9kg，输出的定熵膨胀可输出的功为17.5MJ。等温膨胀是效率最高的，同理可以算出储气罐压力从30MPa下降到1.65MPa是可以提供的高压气体的质量为101.kg，1气缸内全部气体等温膨胀过程的功为：但是实际的过程不可能是最好的等温过程，也不会是最差的等熵过程此时我们用以下的确定输出功：可以求得作功的效率为30%五、 油机汽车相比能耗比300L压力30MP的压缩空气可以使空气动力汽车以50km/h的速度行驶190km，所以可以算出得到100km所用的成本大约为10元。因混合动力的100公里油耗仅为4.7升，以93#汽油为例，总成本大约为4.7*7.07=33.23元。但是，空气动力汽车的行驶里程与速度和汽车重量有着密切的关系，随着车速的上升汽车的行驶里程下降很快。汽车以100m/h速度行驶时的里程数比以50m/h速度行驶时下降近一半。还有随着汽车总质量的增加。行驶里程以较大的幅度下降，总质量2000kg时压缩空气动力汽车的行驶里程仅约为1000kg时的一半。因此，当速度大于100m/h，车身重量大于2000kg时，空气动力汽车就显得明显不足，它的收益将比汽油机