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Druckluft ist allgegenwärtig, von der Luft in einem Luftballon bis hin zu der Luft in unseren Fahrradreifen. In diesem Beitrag wird erläutert, was Druckluft ist und wie sie erzeugt wird. Weitere Informationen zu Luft im Allgemeinen finden Sie in diesem Artikel.
Druckluft ist allgegenwärtig, von der Luft in einem Luftballon bis hin zu der Luft in unseren Fahrradreifen. In diesem Beitrag wird erläutert, was Druckluft ist und wie sie erzeugt wird. Weitere Informationen zu Luft im Allgemeinen finden Sie in diesem Artikel.
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Was ist Druckluft?
Ob es Ihnen bewusst ist oder nicht, Druckluft ist in unserem Leben allgegenwärtig, angefangen von den Luftballons auf Ihrer Geburtstagsfeier bis hin zur Luft in unseren Auto- und Fahrradreifen. Druckluft wurde wahrscheinlich auch bei der Herstellung des Smartphones, Tablets oder Computers eingesetzt, auf dem Sie gerade diesen Artikel lesen.
Der Hauptbestandteil von Druckluft ist, das haben Sie möglicherweise bereits erraten, Luft. Luft ist ein Gasgemisch, d.h. sie besteht aus vielen Gasen. Hauptsächlich sind dies Stickstoff (78%) und Sauerstoff (21%). Sie besteht aus verschiedenen Luftmolekülen, die jeweils eine bestimmte Menge kinetischer Energie haben.
Die Temperatur der Luft ist direkt proportional zur mittleren kinetischen Energie dieser Moleküle. Dies bedeutet, dass die Lufttemperatur hoch ist, wenn die mittlere kinetische Energie groß ist (und die Luftmoleküle sich schneller bewegen). Die Temperatur ist niedrig, wenn die kinetische Energie klein ist.
Durch das Verdichten der Luft bewegen sich die Moleküle schneller, wodurch die Temperatur steigt. Dieses Phänomen wird als „Verdichtungswärme“ bezeichnet. Die Verdichtung von Luft bedeutet einfach, dass sie in einen kleineren Raum gezwungen wird, wodurch die Moleküle näher zusammenrücken müssen. Die Energie, die bei diesem Vorgang freigesetzt wird, entspricht der Energie, die erforderlich ist, um die Luft in den kleineren Raum zu zwingen. Mit anderen Worten: Druckluft speichert die Energie zur späteren Verwendung.
Sehen wir uns beispielsweise einen Luftballon an. Durch das Aufblasen eines Luftballons wird Luft in ein kleineres Volumen gezwungen. Die in der Luft im Ballon enthaltene Energie entspricht der Energie, die benötigt wurde, um ihn aufzublasen. Wenn wir den Luftballon öffnen und die Luft austritt, wird diese Energie freigesetzt und sorgt dafür, dass der Luftballon wegfliegt. Dies ist auch das Hauptprinzip eines Verdrängerkompressors.
Druckluft ist ein hervorragendes Mittel zur Speicherung und Übertragung von Energie. Sie ist flexibel, vielseitig und relativ sicher im Vergleich zu anderen Methoden der Energiespeicherung, wie Batterien und Dampf. Batterien sind sperrig, und ihre Ladung bleibt nur über eine begrenzte Zeit erhalten. Dampf dagegen ist weder kostengünstig noch benutzerfreundlich (er wird sehr heiß). Vergleicht man jedoch Druckluft mit Strom, dann ist Strom kosteneffizienter. Wenn dies zutrifft, warum verwendet man dann Druckluft?
Druckluftbeispiel
Werfen wir einen Blick auf die Erdoberfläche und die Atmosphäre. Wir können diese als ein Meer von Luft betrachten. Je höher oben man sich in diesem Meer befindet, desto niedriger ist der Druck. Je weiter unten man sich befindet (näher am Meeresspiegel), desto höher ist der Druck, denn es drückt einen mehr Luft nach unten. Mit anderen Worten: Die Luft ist bei und unter dem Meeresspiegel stärker verdichtet als auf der Spitze des Mount Everest.
Werfen wir einen Blick auf die Erdoberfläche und die Atmosphäre. Wir können diese als ein Meer von Luft betrachten. Je höher oben man sich in diesem Meer befindet, desto niedriger ist der Druck. Je weiter unten man sich befindet (näher am Meeresspiegel), desto höher ist der Druck, denn es drückt einen mehr Luft nach unten. Mit anderen Worten: Die Luft ist bei und unter dem Meeresspiegel stärker verdichtet als auf der Spitze des Mount Everest.
Werfen wir einen Blick auf die Erdoberfläche und die Atmosphäre. Wir können diese als ein Meer von Luft betrachten. Je höher oben man sich in diesem Meer befindet, desto niedriger ist der Druck. Je weiter unten man sich befindet (näher am Meeresspiegel), desto höher ist der Druck, denn es drückt einen mehr Luft nach unten. Mit anderen Worten: Die Luft ist bei und unter dem Meeresspiegel stärker verdichtet als auf der Spitze des Mount Everest.
Warum verwenden wir Druckluft?
Einer der wichtigsten Gründe für die Verwendung der Luftverdichtung statt Strom ist Sicherheit. Bei Anwendungen, in denen die Anlagen überlastet werden, stellen elektrische Geräte ein Sicherheitsrisiko dar. Stromschläge oder Brände können zu Schäden oder Verletzungen führen. Druckluft- und pneumatische Werkzeuge können hingegen unter vielen Bedingungen eingesetzt werden, z.B. auf nassen Böden oder in Bereichen mit hoher Luftfeuchtigkeit.
Zweitens ist Druckluft flexibler. Sie kann einfacher in abgelegenen Gebieten wie Minen und Baustellen verwendet werden. Druckluftwerkzeuge laufen kühler und haben Vorteile in Form von variabler Drehzahl und Drehmoment. Betrachten Sie Bohrmaschinen oder ähnliche Schlagvorrichtungen. Es wäre fast unmöglich, eine äquivalente Kraft mit Strom zu erzeugen, insbesondere in abgelegenen Gebieten.
Druckluftwerkzeuge sind außerdem leichter. Sie lassen sich aus Materialien herstellen, die eine leichte und ergonomische Konstruktion ermöglichen. So lassen sich die Kosten für die Druckluft durch die niedrigeren Arbeitskosten ausgleichen, da es bei der Verwendung dieser leichteren Werkzeuge zu weniger Ermüdungserscheinungen bei den Arbeitern kommt.
Schließlich sind da noch die Kosten. Die Kosten für Druckluft können bis zu 7 oder 8Mal so hoch wie für Strom sein. Die Geräte, die für die Verwendung mit Druckluft ausgelegt sind, sind jedoch billiger. Aufgrund der einfachen Konstruktion werden weniger Teile benötigt. Pneumatische Werkzeuge sind außerdem in der Regel robuster und halten länger in Produktionsumgebungen.
Wussten Sie, dass Druckluft als vierte Energiequelle angesehen wird? Wir verwenden wahrscheinlich alle die ersten drei Energiequellen in unserem täglichen Leben: Wasser, Strom und Gas. Aufgrund der allgegenwärtigen Nutzung wird Druckluft aber als vierte Energiequelle für kleine Unternehmen und große Unternehmen gleichermaßen angesehen.
Zusammen mit Strom, Wasser und Gas hält Druckluft unsere Welt am Laufen.Wir sehen sie vielleicht nicht immer, aber Druckluft ist überall vorhanden. Da es so viele verschiedene Verwendungszwecke für (und Anforderungen an) Druckluft gibt, gibt es heute Kompressoren in allen möglichen Typen und Größen. In diesem Leitfaden erfahren Sie, was Kompressoren leisten, wozu Sie sie einsetzen können und welche Optionen Ihnen zur Verfügung stehen.
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