هوای فشرده , هوای فشرده , هوای فشرده را توصیف می کند . اهداف مختلفی را دنبال می کند:
- به عنوان منبع انرژی ، به عنوان مثال برای به کار انداختن ترمزهای هوای فشرده در وسایل نقلیه ریلی ، سیستم های طناب کشی یا راندن ماشین ها در زیر زمین در معدن .
- به عنوان یک محیط کنترل (در سیستم ترمز هوای فشرده)
- به عنوان پرکننده، فنر و عنصر میرایی در سیستم تعلیق بادی ، مخزن انبساط ، باتری هیدرولیک و تشک جامپینگ
- معمولاً با یک دمنده کار می‌کردند، یعنی هوای فشرده در فشار کم با حجم بالا (پر شده و پر نگه داشته می‌شد). قلعه‌های فنری و سایر وسایل بادی
- Skydancer علاوه بر درگاه های اگزوز دارای نیروی پس زنی نیز می باشد
- معمولاً با یک دمنده کار می‌کردند، یعنی هوای فشرده در فشار کم با حجم بالا (پر شده و پر نگه داشته می‌شد). قلعه‌های فنری و سایر وسایل بادی
- به عنوان محرک نوار نقاله برای مواد دانه ای یا مایعات در لوله ها
- به عنوان بودجه برای نوشیدنی از بشکه ها
- به عنوان یک واسطه پس زدگی در آزمایشات پروازی
- برای تمیز کردن
- به عنوان گاز تنفسی
- برای خنک کردن
- برای تولید نیتروژن
- به عنوان یک تکنیک کاهش نویز برای پرده حباب
- برای کار با بوق سیگنال
اگر به جای هوا از گازها یا مخلوط های دیگری استفاده شود، از گاز فشرده صحبت می شود .
فهرست مطالب
نسل
از لحاظ تاریخی، هوای فشرده کم فشار توسط دم ، به عنوان مثال برای یک آهنگری یا یک ارگ کلیسا تولید می شد. با حجم زیاد هوای فشرده برای پر کردن قایق‌های بادی هنوز هم امروزه توسط پمپ‌های دستی یا دم‌های پا تولید می‌شود.
بسته به کاربرد مورد نظر، هوا با کمپرسورها بالاتری (کمپرسورها) به فشار می‌رسد و بسته به کاربرد متفاوت با آن برخورد می‌شود. انرژی مورد نیاز برای فشرده سازی قابل توجه است، زیرا انرژی حرارتی زیادی تولید می شود که معمولاً بدون استفاده می ماند. بنابراین هوای فشرده منبع گران قیمت انرژی است . با افزایش قیمت انرژی و در ترکیب با بازیابی حرارت و تعمیر منظم نشتی ها، می توان هزینه ها را به میزان قابل توجهی کاهش داد.
دو سیستم مختلف عمدتاً برای تولید هوای فشرده استفاده می شود: کمپرسورهای پیستونی (معمولاً 2 مرحله ای) یا کمپرسورهای پیچی . کمپرسورهای پیستونی 3 مرحله ای فشار تراکم تا 3000 بار را تضمین می کنند . علاوه بر این انواع، از کمپرسورهای دوار و گهگاه از کمپرسورهای دیافراگمی نیز استفاده می شود. عملکرد کمپرسور بر حسب l/min یا m³/h داده می شود. ظرفیت تحویل یک کمپرسور را نشان می دهد.
علاوه بر استفاده از کمپرسورهای به اصطلاح بار/آرام که بهترین بازده انرژی خود را در عملکرد مداوم دارند، چندین سال است که مدل هایی با کنترل فرکانس نیز وجود داشته است . مزیت این فناوری این است که خروجی موتور و مقدار هوای فشرده مورد نیاز همیشه توسط یک کنترلر کنترل می شود و سپس باعث افزایش یا کاهش سرعت عنصر کمپرسور می شود . به گفته سازندگان مختلف، صرفه جویی 50٪ و بیشتر باید در اینجا امکان پذیر باشد.
هوای فشرده بدون روغن
هوای فشرده از انواع کمپرسورهای فشرده سازی روغن کاری شده (از جمله کمپرسور بدون روغن) حاوی روغن است و بنابراین بدون تصفیه/ فیلتراسیون برای کاربردهای با خلوص بالا مناسب نیست. هوای فشرده از کمپرسورهای بدون روغن کاملاً بدون روغن نیست، زیرا پس از فشرده‌سازی، هوای فشرده می‌تواند حاوی اجزای روغن موجود در هوای ورودی و سایر هیدروکربن‌های محیط باشد. به عنوان مثال، در صنایع غذایی ، در کاربردهای پزشکی، به عنوان گاز تنفسی برای غواصی یا در مغازه های رنگ، فقط می توان از هوای فشرده بدون روغن استفاده کرد. کیفیت هوای فشرده بر اساس استاندارد ISO 8573-1 طبقه بندی می شود. تعریف نفت قبلاً شامل هیدروکربن‌ها (C6 تا C40) است و عموماً باید در زمینه کلی بخار، ذرات معلق در هوا و قطرات تعیین شود. مهم نیست که فشرده سازی با روغن یا آب روانکاری شده باشد یا بدون روغن. تنها خلوص هوای فشرده مهم است و باید بتوان آن را در تمام شرایط عملیاتی حفظ کرد. هوای تنفسی با کمپرسورهای مناسب تولید می شود. فیلترها به همراه جاذب های بخار روغن یا مبدل های کاتالیزوری برای تمیز کردن هوای فشرده استفاده می شود و با دستگاه های اندازه گیری مناسب برای اطمینان از عاری بودن آن از روغن کنترل می شود. بنابراین نیاز کیفیت “هوای فشرده بدون روغن” به دست می آید و به طور دائم تضمین می شود.
رطوبت زدایی
اگر هوای اتمسفر فشرده شود، با فشار جزئی نیز دمای نقطه شبنم رطوبت موجود به صورت بخار افزایش می‌یابد . به دلیل افزایش همزمان دما، رطوبت نسبی کاهش می یابد. [1] اگر هوای فشرده در زیر نقطه شبنم فشار جدید خنک شود ، رطوبت می تواند متراکم شود. به همین دلیل، هوای فشرده اغلب بلافاصله پس از فشرده سازی با جداکننده های آب سیکلون، خشک کن های تبرید ، خشک کن های غشایی یا خشک کن های جذبی رطوبت زدایی می شود. نقطه شبنم فشار طوری تنظیم می شود که کمتر از دمای ذخیره سازی و انتقال باشد. بسته به اندازه و نوع سیستم، از مواد رطوبت سنجی نیز برای خشک کردن جذبی یا جذبی استفاده می شود.
برای تمایز نقطه شبنم (فشار) هوای فشرده از نقطه شبنم هوای فشرده نشده، نقطه دوم را نقطه شبنم اتمسفر نیز می نامند . این بدان معنی است که هوای فشرده را می توان در دماهای پایین تر محیط بدون متراکم شدن آب در خطوط فشار یا ظروف حمل و نقل استفاده کرد.
توزیع هوای فشرده
علاوه بر تولید هوای فشرده، ذخیره سازی هوای فشرده، تصفیه هوای فشرده و استفاده از هوای فشرده، توزیع هوای فشرده نیز بخش بسیار مهمی از سیستم هوای فشرده است. از نظر فنی، مطمئناً در بسیاری از تأسیسات کمتر مورد نیاز است و اغلب مورد غفلت قرار می گیرد، برنامه ریزی و اجرای نادرست توزیع هوای فشرده می تواند منجر به هزینه های عملیاتی هنگفتی شود .
تلفات مستقیم می تواند هر گونه نشتی باشد که در آن هوای فشرده بدون استفاده در مسیر تولید به استفاده از خط لوله هوای فشرده یا سیستم ها و دستگاه های نصب شده خارج می شود. حتی امروزه نیز بسته به برنامه ریزی حدود 10 درصد تلفات در محاسبه نیاز هوای فشرده در نظر گرفته می شود. با این حال، در صورت رفع نشتی، زمان کار کمپرسورها را می توان کاهش داد و کمپرسور کمکی از قبل نصب شده را می توان به ندرت یا اصلاً استفاده نکرد.
تلفات غیرمستقیم ناشی از یک خط لوله هوای فشرده با طراحی و ابعاد نادرست است. خرده های بلند نصب می شوند، اگرچه یک حلقه بهتر است. قطرهای کوچک انتخاب می‌شوند، اگرچه سرمایه‌گذاری بیشتر برای قطر بزرگتر در عملیات بسیار سریع جواب می‌دهد. تلفات غیرمستقیم تلفات فشار ناشی از جریان هوای فشرده در خط لوله است. هر زمان که فشار کافی در نقطه مورد نیاز وجود نداشته باشد، معمولاً یک کمپرسور به اندازه کافی بزرگ در نظر گرفته می شود. با این حال، بهینه سازی خط هوای فشرده اغلب می تواند مشکل را حل کند و در بهترین حالت، فشار روی کمپرسور را نیز کاهش دهد.
لوازم جانبی امنیتی
شل شدن ناگهانی هنگام قطع اتصال هوای فشرده می تواند باعث به اصطلاح اثر شلاقی شود. برای جلوگیری از این امر، انجمن بیمه مسئولیت کارفرمایان استفاده از کوپلینگ های سریع رهش ایمنی مطابق با استاندارد ISO 4414 و استاندارد ایمنی EN 983 “… کوپلینگ های سریع رهش باید به گونه ای انتخاب شوند که زمانی که جفت یا جدا شده باشند، فشار قسمت کوپلینگ را به طور خطرناکی پرتاب نمی کند…».
- کوپلینگ رهش سریع ایمنی هوای فشرده سمت اصلی برای مصرف کنندگان کوچک و متوسط، DN 7 تا 11، Q تا حدود 80 لیتر در ثانیه
- کوپلینگ رهش سریع ایمنی هوای فشرده سمت اصلی برای مصرف کنندگان بزرگ، DN 12 تا 38، Q تا حدود 2100 لیتر در ثانیه
برنامه
منابع انرژی
هوای فشرده برای به حرکت درآوردن سیلندرها یا چرخشی در هنگام شل شدن ، توربین‌ها یا لوله‌های پنوماتیکی استفاده می‌شود که به موجب آن انرژی به حرکت خطی هوا تبدیل می‌شود . در اینجا هوای فشرده را می توان با روغن مخلوط کرد . روغن به عنوان روان کننده عمل می کند .
به طور کلی، این نرم افزار به عنوان پنوماتیک نیز شناخته می شود: هوای فشرده را می توان به عنوان یک وسیله انرژی استفاده کرد، نمونه هایی از آن عبارتند از: ماشین های هوای فشرده ، لوکوموتیوهای هوای فشرده ، نیروگاه های ذخیره هوای فشرده ، سلاح های هوای فشرده ، استفاده در نقاشی یا کارهای ساختمانی، نمونه هایی از این موارد عبارتند از چکش هوای فشرده ، هوای فشرده. اسکنه.
در عملیات ریلی، هوای فشرده در وسایل نقلیه ریلی برای کنترل و به عنوان منبع انرژی برای ترمزهای هوا استفاده می شود . در ترافیک جاده ها ترمز بادی به خصوص در کامیون ها نیز استفاده می شود .
در پایان قرن نوزدهم، شبکه های هوای فشرده برای توزیع انرژی ایجاد شد، زیرا در آن زمان انتقال انرژی الکتریکی با جریان متناوب هنوز در مراحل اولیه بود. از سال 1888، یک شبکه هوای فشرده بزرگتر در پاریس برای تامین برق آسانسورها ، پمپ های فاضلاب ، ژنراتورهای DC و سایر ماشین آلات پدید آمد. خطوط در فاضلاب کشیده شده اند که بر خلاف کابل های برق، تحت تأثیر رطوبت قرار نگرفته اند. طول این شبکه در دهه 1960 به 900 کیلومتر رسید. 400 میلیون متر مکعب هوای مصرفی سالانه توسط سه سیستم کمپرسور تولید می‌شود. فعالیت این شبکه تنها در سال 1994 متوقف شد.
کنترل
برای مدت طولانی، هوای فشرده اولین انتخاب در مناطق خطرناک برای سیگنال دهی (سیگنال استاندارد 0.2-1 بار) و برای محرک ها (تقریباً 6 بار) بود. امروزه راه حل های الکترونیکی ارزان تر و انعطاف پذیرتر هستند (مدارهای ذاتا ایمن).
در اولین وسایل نقلیه Train du Mont-Blanc در سال 1901 هوای فشرده برای کنترل کشش چندگانه استفاده شد . وسایل نقلیه به دو مجرای هوایی که در سراسر قطار راه می‌افتند وصل می‌شدند – یکی برای سفر به جلو و دیگری برای سفر معکوس. پنج سطح رانندگی واگن‌های ریلی با فشارهای مختلف در خطوط نشان داده شد. [3]
در پاریس، علاوه بر شبکه هوای فشرده برای انتقال انرژی، شبکه ای برای راه اندازی یک سیستم ساعت وجود داشت که ساعت های فرعی با ساعت اصلی از طریق پالس های هوای فشرده 0.75 بار در هر دقیقه تحویل داده می شد. این شبکه که خطوط آن در سیستم فاضلاب گذاشته شده بود، در 31 دسامبر 1880 شروع به کار کرد. در سال 1887 بزرگترین توسعه با 7050 ساعت برای 3185 مشترک به دست آمد. عملیات در سال 1927 متوقف شد.
گاز تنفسی
هوا به عنوان گاز تنفسی تمیز و پردازش شده یا در یک شبکه هوای فشرده ثابت، به عنوان مثال در یک بیمارستان (ISO 7396-1:2016)، یا با استفاده از کمپرسورهای تنفسی در سیلندرهای هوای فشرده (ISO 12021) ذخیره می شود تا فضا را کاهش دهد و اگر لازم است، از طریق تنظیم کننده های تنفسی برای تنفس با ماسک ها و هنگام از غواصی استفاده ، هوای فشرده آرام حاوی . به دلیل رطوبت زدایی نسبی بسیار پایینی رطوبت است ، بنابراین برای استفاده طولانی مدت در بیماران (انتوبه شده) باید به طور مصنوعی با رطوبت تامین شود تا از خشک شدن ریه ها جلوگیری شود.
هنگام استفاده از گازهای تنفسی خاص، به عنوان مثال هنگام غواصی با Nitrox ، فقط هوای فشرده بدون روغن ممکن است اضافه شود.
تمیز کردن
شل کردن هوا در یک نازل جریان سریعی از هوا ایجاد می کند که برای دفع ذرات و مایعات می تواند استفاده شود.
در ارتباط با ذرات ساینده که توسط هوای فشرده تسریع می‌شوند، با ماسه ، شات یا انفجار یخ خشک می‌توان سطح را تمیز کرد.
خنک کننده
در بسیاری از فرآیندهای فنی هوای فشرده برای خنک سازی استفاده می شود . این از این واقعیت استفاده می کند که هوای فشرده در طول انبساط به دلیل اثر ژول-تامسون خنک می شود .
تولید نیتروژن
به منظور تامین نیازهای نیتروژن یک شرکت (به عنوان مثال در صنایع غذایی)، کاربران بیشتری از ژنراتورهای نیتروژن یا غشاهای نیتروژن استفاده می کنند. با کمک ژنراتورهای N2، نیتروژن در فرآیند جذب یا جداسازی خاصی از بقیه هوا جدا می شود. نیتروژن به دست آمده دارای سطح خلوص تا 99.999٪ (5.0) است.
کاربردهای دیگر
نیز برای برخی اقدامات دیگر مانند پر کردن کیسه های هوای فشرده از سیلندرهای هوای فشرده بالابر استفاده می شود .
در دهه 1950 آزمایش‌های پروازی در ایالات متحده انجام شد که بر اساس رانش عمودی جت‌ها با هوای فشرده از یک بسته سیلندر فشار بالا بود. [4]
فشار استفاده
هوای فشرده معمولاً به عنوان حامل انرژی یا برای تمیز کردن فشاری بین 6 تا 8 بار دارد . در موارد فردی، تا 16 بار مورد نیاز است. برای راه اندازی موتورهای بزرگ، به عنوان مثال. ب. در کشتی ها از هوای فشرده 20 تا 30 بار استفاده می شود، به طوری که یا الف راه اندازی هوای فشرده یا هدایت هوای فشرده به یک یا چند محفظه احتراق و در نتیجه به حرکت در آوردن موتور. به عنوان هوای تنفسی برای غواصی، در دستگاه های تنفسی، هوای فشرده در بطری ها یا کارتریج ها زیر 200 تا 300 بار است. بطری های مخصوص (به عنوان مثال ساخته شده از CFRP ) نیز پر می شوند که در فشارهای تا 300 بار در ابزارهای هوای فشرده قابل حمل ( میخکوب های هوای فشرده ) یا تفنگ های هوای فشرده استفاده می شوند . هنگامی که مواد حجیم به صورت پنوماتیکی منتقل می شوند، معمولاً فشارهای زیر 4.5 بار مورد نیاز است.
استفاده به عنوان انبار
در یاتاقان‌های هوا ، قطعات متحرک تقریباً بدون اصطکاک قابل نصب هستند.
یک برنامه هواپیما بالشتک هوا است .