Сжатый воздух


Сжатый воздух.

 

 

Сжатый воздух – воздух, который находится под давлением, превышающим атмосферное давление.

 

Сжатый воздух, его состав и давление

Производство сжатого воздуха

Требования к качеству сжатого воздуха

Применение сжатого воздуха

 




Сжатый воздух, его состав и давление:

Сжатый воздух – воздух, который находится под давлением, превышающим атмосферное давление.

Сжатый воздух по своему химическому составу аналогичен обычному атмосферному воздуху, представляющему естественную смесь газов, составляющих земную атмосферу.

Стандартный состав атмосферного воздуха:

Химическое вещество Обозначение вещества По объему*, % По массе*,%
Азот N2 78,084 75,5
Кислород O2 20,9476 23,15
Аргон Ar 0,934 1,292
Углекислый газ CO2 0,0314 0,046
Неон Ne 0,001818 0,0014
Метан CH4 0,0002 0,000084
Гелий He 0,000524 0,000073
Криптон Kr 0,000114 0,003
Водород H2 0,00005 0,00008
Ксенон Xe 0,0000087 0,00004
Водяной пар** H2O от 0,0001 до 5 0,25***

Примечание:

* в пересчете на сухой воздух (без водяного пара).

** концентрация водяного пара значительно варьируется от примерно 0,0001 % по объему в самых холодных частях атмосферы до 5% по объему в горячих, влажных воздушных массах (в пересчете на сухой воздух).

*** водяной пар составляет около 0,25% по массе от массы всей атмосферы.

Многие вещества природного происхождения также могут присутствовать в воздухе в локально и сезонно изменяющихся малых количествах в виде аэрозолей. К ним относятся пыль, состоящая из различных минеральных и органических веществ (например, серы и сернистых соединений: сероводорода, диоксида серы и пр.), пыльца и споры, морские брызги и вулканический пепел.

Кроме того, различные промышленные загрязнители (сера, хлор и их соединения, пр.) могут присутствовать в воздухе в виде газов или аэрозолей.

Состав атмосферного воздуха может меняться в небольших пределах: в крупных городах содержание углекислого газа немного выше, чем в лесах; в высокогорье и на больших высотах концентрация кислорода немного ниже вследствие того, что молекулы кислорода тяжелее молекул азота, и поэтому концентрация кислорода с высотой уменьшается быстрее.

Для сжатого воздуха DIN ISO 8573-1:2001 и ГОСТ 17433-80 установлены требования к его качеству, т.е. к его чистоте и отсутствию загрязняющих веществ.

Для измерения давления в Международной системе единиц (СИ) используется единица измерения паскаль (русское обозначение: Па, международное: Pa). 1 (один) паскаль равен давлению, вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.

1 Па = 1 Н·м−2 (т. е. 1 Па = 1 Н/м2).

В силу малости этой величины в технике, как правило, используют кратные величины давления 1 кПа = 103 Па и 1 МПа = 106 Па.

Давление также измеряют в других физических величинах – физических атмосферах (атм), технических атмосферах (кгс/см2, ат) и бар.

1 атм = 101 325 Па = 1,033233 ат.

1 ат = 98 066,5 Па.

1 бар = 105 Па ≈ 1 атм.

В англоязычных странах давление иногда измеряют в фунтах на квадратный дюйм PSI (pounds per square inch).

Ниже приводится таблица перевода одних единиц измерения давления в другие.

  МПа бар атм кгс/см2 PSI
МПа 1 10 9,87 10,197 145,04
бар 0,1 1 0,9869 1,0179 14,504
атм 0,1013 1,013 1 1,0332 14,696
кгс/см2 0,09806 0,9806 0,9678 1 14,223
PSI 0,00689 0,0689 0,068 0,0703 1

Сжатый воздух имеет важное экономическое значение. По своей роли в экономике сжатый воздух находится в одном ряду с электроэнергией, природным газом и водой и является уникальным энергоносителем. По оценкам специалистов, в Европе 10 % всего промышленного потребления электроэнергии приходится на производство сжатого воздуха, что составляет 80 тераватт-часов потребления в год.

Сжатый воздух классифицируется по: величине твёрдых частиц, количеству твёрдых частиц, содержанию воды и содержанию масла в сжатом воздухе.

 


Производство сжатого воздуха:

Производство сжатого воздуха осуществляется с помощью компрессора – энергетической машины или устройства, предназначенной для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

При сжатии воздуха компрессором происходят следующие процессы:

– повышение температуры сжимаемого воздуха,

– сжатие и конденсация водяных паров, присутствующих в воздухе,

– концентрация различных загрязнений в конденсированной воде, которая сама также является загрязнением.

При работе компрессорного оборудования в воздушный поток попадают масляные пары и частицы углерода, которые дополнительно загрязняют сжатый воздух.

Значительное содержание в сжатом воздухе воды, пыли, а также  продуктов работы компрессорного оборудования – частиц углерода и масляных паров становится причиной коррозии оборудования и последующего выхода его из строя.

Поэтому все загрязняющие в сжатом воздухе вещества подлежат удалению.

 


Требования к качеству сжатого воздуха:

Требования к качеству сжатого воздуха, т.е. содержанию в нем частиц пыли, масла и водяных паров, устанавливаются DIN ISO 8573-1:2001 и ГОСТ 17433-80. 

Качество сжатого воздуха по DIN ISO 8573-1:2001:

Класс очистки Максимальное остаточное содержание масла, мг/м3 Максимальное остаточное содержание твердых частиц Максимальное остаточное содержание влаги
размер частиц, мкм кол-во частиц, мг/м3 г/м3 точка росы* сжатого воздуха, °C
1 0,01 0,1 0,1 0,003 -70
2 0,1 1 1 0,117 -40
3 1 5 5 0,88 -20
4 5 15 8 5,953 +3
5 25 40 10 7,732 +7
6 9,356 +10

Примечание:

* Точка росы — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в воду. Этот параметр зависит от давления воздуха.

 


Применение сжатого воздуха:

Сжатый воздух применяется в различных отраслях и быту:

– для хранения энергии;

– в химической промышленности в качестве сырья для производства кислорода, азота или аргона;

– в металлургии как плазмообразующая среда при лазерной и плазменной сварке и резке металлов, а также для литья под давлением;

– в приборостроении для поверки газоанализаторов и других приборов;

– для запуска дизельных двигателей как альтернатива пуска при помощи стартёра;

– в электронной промышленности для очистки компонентов электроники, которые нельзя очищать при помощи воды;

– при проверке газовых систем сигнализации;

– при охлаждении вихревым эффектом;

– для продувки систем;

– в пескоструйной обработке;

– для перемещения грузов в пневматических транспортирующих установках;

– в медицине как компонент дыхательной смеси при анестезии и для стимулирования дыхательной активности;

– в пневматических устройствах и системах – пневматических тормозах,

– пневмоинструментах разного вида и назначения и пр.;

– в пневмоприводах машин и механизмов разного назначения;

– в дайвинге для заправки баллонов с воздухом;

– в транспортных средствах, работающих на сжатом воздухе;

– для надува пневматических конструкций.

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 



Еще технологии...











карта сайта