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当我们周围的空气被压缩时,其水蒸气和颗粒浓度会急剧增加。例如,将室内空气压缩至 7 bar(e)/ 100 psig 会使蒸气含量或湿度增加约 8 倍,随后冷却会形成液态水。水量取决于具体应用。压缩空气实际上可以包含三种形式的水:液态水、气溶胶(雾)和蒸气(气体)。因此,从压缩空气中去除水分的有效方法至关重要。
这些表格仅适用于干燥空气。水分的影响将改变温度数值,并在一定程度上影响压力,但可以从表格中得出许多有用的推论。例如,通过研究表 1 可以看出,如果干燥空气的温度升高约 500 度,其体积将增加一倍,相反,如果体积保持不变,温度升高约 500 度将使压力增加一倍。水分的增加有助于增加这些数字,因为水分会增加空气的比热和导热能力。空气压缩和膨胀的热结果由附图 (图 1) 所示。空气的温度和体积在不同压缩阶段均有显示。该图最简单的应用是给出表压;表示在空气的不同点
摘要:全球范围内正在进行重大的能源转型。这主要是由风能和太阳能等可变能源的引入所驱动。为了保证能源供应满足需求,储能技术将在整合这些间歇性能源方面发挥重要作用。电池可以提供每日能量存储。然而,在抽水蓄能不是可行解决方案的情况下,仍然没有能够提供每周、每月和季节性储能服务的技术。在此,我们介绍了一种基于等温空气压缩/减压和深海压缩空气储存的创新储能方案。等温深海压缩空气储能 (IDO-CAES) 的安装容量成本估计为 1500 至 3000 美元/千瓦,储能成本估计为 1 至 10 美元/千瓦时。IDO-CAES 应作为电池的补充,在未来的可持续能源网中提供每周、每月和季节性的储能周期,特别是在沿海地区、岛屿和海上和浮动风力发电厂以及深海采矿活动中。
CAES 有一些地理限制,但潜在的位置遍布世界各地。它有两种版本:绝热(传统)和绝热(如 Storelectric)。将空气压缩到典型的 70 bar(~30 倍汽车轮胎压力)会使其加热 ~605oC,但必须将空气储存在接近环境温度的温度下,因为它储存在地下盐穴中(没有其他足够大或足够便宜的盐穴;尽管未来会有其他地质条件可用),而地质条件需要它。将其膨胀以再生电能会将其冷却到 -150oC 以下。传统的 CAES 通过燃烧气体将热量放回:效率低下(往返 42-50%)且污染严重(排放量为同等大小的 CCGT 的 50-70%)。绝热 CAES 提取压缩热,单独储存并在膨胀期间将其放回,从而将效率提高到 60-70% 并消除排放;混合技术是可能的。
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Zeroavia的Hyflyer Project飞机于2021年6月在克兰菲尔德(Cranfield)首次飞行,随后在8月举行了世界优先的氢气驱动飞行。该项目使用电池,氢燃料电池,电动机和气体存储开发了一种新型的氢动力总成。进一步的开发将支持大型飞机的扩大规模,Hyflyer II是由于重新设有600kW动力总成的19个座椅,并进行了300海里的零碳飞行。该项目与Zeroavia(动力总成)创建了一个独特的英国供应链,用于未来的航空。 Aeristech(空气压缩);以及苏格兰的欧洲海洋能源中心(绿色氢和加油系统设计)。ACCEL项目的“创新精神”飞机还于2021年9月完成了从Boscombe Down从Boscombe降落的第一次航班,并成为了世界上最快的全电动车辆(请参阅下面的案例研究)。
高超音速武器主要有两种类型:高超音速巡航导弹 (HCM) 和高超音速滑翔飞行器 (HGV)。北约科学技术组织等一些机构还将高超音速“后隐形”攻击和侦察机列入其中,预计到 2030 年代问世。HCM 是现有巡航导弹的加速版,飞行高度为 20-30 千米。它们由称为超音速燃烧冲压发动机的吸气式喷气发动机推进。这些“超燃冲压发动机”在燃烧阶段之前将进入的空气压缩在一个短漏斗中,使发动机在高速下极其高效地运转。由于超燃冲压导弹直接从大气中获取必要的氧气,因此体积更小、机动性更强。相比之下,HGV 则是无推进式,依靠火箭助推滑翔技术升入高层大气。在 40-100 公里的高度释放后,它们以高超音速飞行,无需关闭动力即可打击目标。它们能够机动并在不同高度释放,这使得它们的轨迹难以预测和计算。