Den komprimerede luft fra luften taget fra atmosfæren, hvilken man bruger kompressibiliteten ved hjælp af et pneumatisk system . Denne luft opretholdes under et tryk, der er større end atmosfærens.
Trykluft betragtes som den fjerde væske, der anvendes i industrien, efter elektricitet, naturgas og vand. I Europa, i begyndelsen af 2000'erne, blev 10% af al elektricitet brugt af industrien brugt til at producere trykluft, dette forbrug udgjorde 80 TWh pr. År.
Afhængigt af det ønskede lufttryk og strømningshastighed anvendes forskellige typer luftkompressorer til produktion af trykluft og hovedsageligt to systemer: skruekompressorer og stempelkompressorer (generelt 2, 3 eller 4 etager). 3-trins stempelkompressorer opnår tryk op til 300 bar. Der er også roterende kompressorer (turbine- og vingekompressor) og membrankompressorer.
Strømningshastigheden for en kompressor udtrykkes i liter pr. Minut (symbol: l / min) eller i kubikmeter pr. Time (symbol: m 3 / h).
Den nødvendige energi til at komprimere luften er betydelig og ledsages af produktionen af termisk energi (varme), som oftest forbliver ubrugt. Trykluft er derfor en relativt dyr energibærer .
I industrien bruges trykluftkredsløb til at levere værktøjer og automatisering med visse fordele:
På trods af mange fordele har automatisering med trykluft ulemper, der skal tages i betragtning:
De trykluftshammere anvendes i offentlige arbejder.
De kompressorer , motorer og cylindre dæk kan anvendes til at transmittere en kraft på afstand og til at skrive de mest forskellige værktøjsmaskiner: en simpel ejektor stempel en komplet samlebånd, i stand til boring, fræsning, flytte, centerstykket til maskinen, ved at spille på de roterende eller lineære bevægelser - langsomt eller ultrahurtigt - med en fleksibilitet og en omkostningspris, der er meget mere interessant end de, der er tilladt med elektricitet eller hydraulik .
Andre eksempler: De katapulter på hangarskibe tidligt XX th århundrede, bremsning af tunge køretøjer og lokomotiver og vogne til jernbaner ( trykluftbremser og elektro ), lanceringen af dieselmotorer, de starter F1 motorer , lastbiler, nogle flyvemaskiner (via APU ) og generatorer .
Helt pneumatiske logiske kredsløb (pneumatiske celler ) kan udstyre de netop nævnte maskiner, muligvis i kombination med elektroniske kommandoer eller kontrolelementer.
Våbnene kendt som "komprimeret luft" inkluderer alle våben med kort tønde ( pistol ) eller lange (rifler) ved hjælp af udløseren af en gas for at fremdrive et projektil , våbenene med fjeder, der aktiverer et stempel, der komprimerer luften for at udvise projektil samt paintball- løfteraketter, der bruges til paintball .
Ved dykning bruges trykluft til vejrtrækning under vand ved anvendelse af cylindre, der generelt indeholder mellem 12 og 18 liter trykluft ved 200 bar.
Trykluftudvidelse blev brugt meget tidligt som fremdrivningsenergi til forskellige trykluftbiler . Den bilens motor ikke udleder nogen forurenende gas og er tavs.
Vi kan nævne lokomotiverne i miner og tunneler (kedelige af Saint-Gothard jernbanetunnel ), sporvogne som dem fra Mékarski- systemet, der blev taget i brug i Nantes i 1879 og brugt indtil 1917, og lokomotiverne i Arpajonnais. På den parisiske del af rejsen.
I visse industrier skal brugen af elektricitet forbydes, især på grund af risikoen for eksplosioner. Sådan blev komprimeret luftlokomotiver fundet i kulminerne, og at der er belysningsanordninger udstyret med en mikroturbine, der driver en generator .
En ubåd, der drives af trykluft, blev udviklet omkring 1860 i Rochefort af ingeniør Charles Brun: Plongeur . Trykluft bruges i øjeblikket også til at tømme ballastubåde .
I det XIX th århundrede, den første torpedo blev drevet af trykluft.
Luftfart: Ingeniøren og luftfartspioneren Victor Tatin byggede i 1879 en operationel skalamodel af fly drevet af en trykluftmotor.
Byen Paris, et enestående tilfælde i verden, har indtil 1994 haft et bynetværk med mere end hundrede års distribution af trykluft på 6 barer, udvidet til alle distrikter og de indre forstæder (Compagnie Parisienne d ' Air Comprimé, som bliver Société Urbaine d'Air Comprimé - SUDAC ). Målet for Victor Popp, promotoren for dette netværk, var fordelingen af motorkraft, når de elektriske netværk endnu ikke eksisterede. De luftdrevne små motorer i mange værksteder. Det blev også brugt til at forkøle (ved afslapning) i hovedstadens kaffe-limonadeproducenter og til driften af utallige hydropneumatiske elevatorer i de smukke bygninger. Et uafhængigt netværk styret af et centralt ur styrede mekanismen for offentlige og private ure og forenede dermed tiden i byen.
Ny udvikling inden for ikke-forurenende køretøjer er også kommet for nylig.
Potentiel interesse for trykluft til motorerInden for energilagring og motorer er en fordel ved trykluft, at de tanke, der bruges til at lagre denne energi, kan være lavet af aluminium eller stål og derfor kan genbruges. Et alternativ består i at opbevare luften i kulfibertanke, hvilket giver en større lethed, der er fordelagtig til mobile anvendelser (dykning, motorer).
En anden fordel ved den komprimerede luftmotor sammenlignet med den elektriske motor er de rimelige omkostninger ved tanke; omkostninger, der skal forblive stabile, selv med en meget stærk efterspørgsel, mens prisen for sjældne metaller (f.eks. lithium ), der anvendes i batterier, i elektriske køretøjer vil stige med stigende efterspørgsel, fordi de globale reserver er begrænsede.
Energien i en tryklufttank er ikke særlig høj: omkring ti kWh for en stor tank på 300 liter trykluft ved 250 bar, men vi kan øge denne potentielle energi ved f.eks. At opvarme luften med ethanol. Fordelen i forhold til forbrændingsmotoren er, at opvarmningen finder sted uden forbrænding, og at der derfor ikke er nogen dannelse af nitrogenoxid.
Ulemper: Lav energitæthed og ret lav effektivitet. Lovene om termodynamik og vanskeligheden ved at opnå god energieffektivitet fremkalder en lavere effektivitet (20 til 40%) end for elektriske systemer og motorer og et tab af energi ved produktion af varme under kompression af luften.
Den pneumatiske energi er den energi, der er lagret i en komprimeret gas. Det drives i et pneumatisk system.
Et skøn over den tilgængelige energi i en given luftmængde findes i den refererede artikel.
Ud over detaljerne i denne artikel, de beregninger relateret til et pneumatisk system bruge massefylde af luften, som er 1,293 kg / Nm 3 (1 Nm 3 = 1 cubic normometer, indikerer en måling etableret ved normalt atmosfærisk tryk. 1.013 × 10 5 Pa = 1 atm og ved 0 ° C temperatur).
Den energilagring med trykluft er en måde til at lagre overskydende energi i myldretiden (fx ved vindmøller eller solpaneler) og derefter bruge dem i myldretiden, eller når der ikke er nogen produktion (eksempel: solpaneler natten). Den producerede trykluft kan opbevares i beholdere eller i underjordiske huler.
Teknikken med oleo-pneumatiske akkumulatorer kan også bruges som et alternativ til batterierne i uafbrydelig strømforsyning og gør det muligt at afhjælpe strømafbrydelser ved strømforsyningen til kritiske netværk (hospitaler, computerservere osv.).
Vindmøller udstyret med luftkompressorer til lagring af energi undersøges .
Forskellige processer bruger trykluft som energikilde: