در ساخت و ساز، کشتی سازی، صنایع معدنی و سایر زمینه های فناوری، ابزارهای پنوماتیک، یعنی ابزارهایی که با هوای فشرده کار می کنند، به طور گسترده ای استفاده می شود. هر کارخانه بزرگی از چکش و مته پنوماتیک استفاده می کند. چکش های بادی در معادن استفاده می شود.
هر یک از این ابزارها توسط یک شلنگ لاستیکی به یک خط اصلی متصل می شود - لوله ای که هوا به طور مداوم از یک ایستگاه کمپرسور مرکزی به آن پمپ می شود. ساده ترین نمودار یک پمپ فشار-کمپرسور در شکل نشان داده شده است. 302. هنگامی که فلایویل می چرخد، پیستون 1 در سیلندر به سمت راست و چپ حرکت می کند. هنگامی که پیستون به سمت راست حرکت می کند، هوای فشرده دریچه 2 را باز می کند و به داخل خط پمپ می شود. هنگام حرکت به سمت چپ، بخش جدیدی از هوا از اتمسفر به داخل سیلندر مکیده می شود و دریچه 2 بسته می شود و دریچه 3 باز می شود. در شکل 303 دستگاه فشار سنج را نشان می دهد که برای اندازه گیری فشار هوای فشرده یا گازهای دیگر استفاده می شود. یک لوله فلزی توخالی 1 با مقطع بیضی شکل که به شکل حلقه خم شده است، در انتهای باز 2 به حجمی که قرار است فشار در آن اندازه گیری شود متصل می شود. نزدیک انتهای 2 یک لوله وجود دارد که به طور صلب به بدنه فشار سنج متصل شده است. انتهای بسته 3 به مکانیزمی متصل است که فلش دستگاه را حرکت می دهد. هرچه فشار گاز بیشتر باشد، لوله 1 بیشتر صاف می شود و سوزن بیشتر منحرف می شود. به طور معمول، موقعیت سوزن مربوط به فشار اتمسفر با یک صفر در مقیاس مشخص می شود. سپس فشار سنج نشان می دهد که فشار اندازه گیری شده چقدر از فشار اتمسفر بیشتر است: خوانش های دستگاه به اصطلاح "فشار اضافی" را نشان می دهد. از چنین فشار سنج هایی به عنوان مثال برای اندازه گیری فشار بخار در دیگ های بخار استفاده می شود.
برنج. 302. نمودار کمپرسور
برنج. 303. دستگاه فشار سنج برای فشارهای بالا
بیایید چند کاربرد دیگر از هوای فشرده را فهرست کنیم.
ترمزهای هوا (پنوماتیک) به طور گسترده در راه آهن، تراموا، واگن برقی، مترو و اتومبیل استفاده می شود. در ترمزهای پنوماتیک در قطارها، لنت ترمز 1 به وسیله هوای فشرده واقع در مخزن 2 واقع در زیر خودرو بر روی لاستیک چرخ فشار داده می شود (شکل 304). ترمزها با تغییر فشار هوا در لوله اصلی کنترل می شوند که خودروها را به مخزن اصلی هوای فشرده واقع در لوکوموتیو متصل می کند و توسط کمپرسور پر می شود. کنترل به گونه ای طراحی شده است که وقتی فشار در خط کاهش می یابد، شیر توزیع 3 مخزن 2 را به سیلندر ترمز 4 متصل می کند و از این طریق ترمز را انجام می دهد. فشار در خط را می توان توسط راننده کاهش داد که خط را از کمپرسور جدا می کند و آن را به جو متصل می کند. اگر دریچه ترمز اضطراری را در هر خودرویی باز کنید یا خط شکسته شود، می توان به همین نتیجه رسید.
برنج. 304. نمودار ترمز هوایی در قطارهای راه آهن
هوای فشرده در صنعت نفت برای استخراج نفت استفاده می شود. در ناحیه رسوبات نفتی، هوای فشرده به زیر زمین پمپاژ می شود و نفت را به سطح می برد. گاهی اوقات به دلیل انجام برخی فرآیندها در لایه نفتی، گاز فشرده در لایه های زیرزمینی تجمع می یابد. اگر چاهی در زمین حفر کنید که به سطح نفت برسد، گاز نفت را به سطح زمین می‌کشد. اختلاف فشار بین گاز زیرزمینی و اتمسفر می‌تواند به قدری زیاد باشد که باعث شود نفتی که از چاه بالا می‌آید در یک فواره مرتفع فوران کند.
برنج. 305. دستگاه برای ریختن آب مقطر
دستگاهی که اغلب در آزمایشگاه ها برای ریختن آب مقطر از ظرف استفاده می شود نیز بر همین اصل استوار است. اگر به لوله 1 دستگاه دمید (شکل 305)، آب از لوله 2 می ریزد. از آنجایی که ظرف همیشه با یک درپوش بسته می شود، مایع را می توان برای مدت طولانی بدون کثیف شدن نگهداری کرد.
برای پاکسازی محفظه های بالاست یک زیردریایی از آب ("پاکسازی")، آب توسط هوای فشرده ذخیره شده در قایق در سیلندرهای مخصوص جابجا می شود.
>>کاربرد هوای فشرده
هوای فشرده می تواند فضای کمتری را نسبت به شرایط عادی اشغال کند. بنابراین در هنگام ذخیره سازی و حمل و نقل هوا فشرده می شود. در این حالت فشار هوا افزایش می یابد و بنابراین لازم است از سیلندرهای فولادی مخصوص و نسبتاً قوی استفاده شود (شکل 91). به عنوان مثال، چنین سیلندرهایی حاوی هوای فشرده در زیردریایی ها و همچنین اکسیژن مورد استفاده در جوشکاری فلزات هستند.
شکل 91. سیلندرهای فولادی.
عمل مختلف دستگاه های پنوماتیک(از کلمه لاتین "pneumatikos" - هوا). از جمله این موارد می توان به جک چکش و ترمز پنوماتیک اشاره کرد.
دستگاه جک چکشدر شکل 92 نشان داده شده است. هوای فشرده از طریق شیلنگ 1 تامین می شود. دستگاه 2 که قرقره نامیده می شود، آن را به طور متناوب به قسمت های بالایی و پایینی سیلندر هدایت می کند. تحت تأثیر این هوا، ضربه گیر 3 شروع به مخلوط شدن سریع در یک جهت یا جهت دیگر می کند، به طور دوره ای (با فرکانس 1000-1500 ضربه در دقیقه) بر لنس 4 تأثیر می گذارد. از ضربات دومی برای شل کردن خاک های یخ زده استفاده می شود. ، قطعات سنگ و زغال سنگ را از توده جدا کنید و غیره. 
شکل 92. جک چکش.
شکل 93 دستگاه را نشان می دهد ترمز بادیواگن. خط 1، سیلندر ترمز 4 و مخزن 3 با هوای فشرده پر شده اند. هنگامی که شیر توقف باز می شود، هوای فشرده از لوله اصلی خارج می شود و فشار در سمت راست سیلندر ترمز کمتر از سمت چپ می شود (که به لطف دریچه 2، هوای فشرده نمی تواند از آن خارج شود). در نتیجه پیستون سیلندر ترمز به سمت راست حرکت می کند و لنت ترمز 5 را به لبه چرخ 6 فشار می دهد و سپس ترمز می شود. 
شکل 93. ترمز هوا.
فشار هوای فشرده نیز برای تولید نفت. شکل 94 دو روش استخراج آن را نشان می دهد: الف - نفت تحت فشار گازها و آب های زیرزمینی فوران می کند. ب - نفت از چاه خارج می شود و تحت فشار هوای فشرده پمپ شده به سازند حامل روغن است. 
شکل 94. استفاده از هوای فشرده در تولید روغن.
سوالات.
1. چرا گازهای فشرده در سیلندرهای فولادی مخصوص وجود دارد؟
2. چکش جک چگونه کار می کند؟
3. اصل عملکرد ترمز بادی را شرح دهید.
4. از روش های استخراج نفت از چاه بگویید
ارسال شده توسط خوانندگان از سایت های اینترنتی
تمام فیزیک آنلاین، دوره های فیزیک برای معلمان و دانش آموزان، چکیده آنلاین، تمام مطالب برای دانش آموزان مدرسه برای آماده شدن برای درس فیزیک، مشق شب آماده، طرح موضوعی تقویم برای فیزیک
محتوای درس یادداشت های درسیفن آوری های تعاملی روش های شتاب ارائه درس فریم پشتیبانی می کند تمرین کارها و تمرینات کارگاه های خودآزمایی، آموزش ها، موارد، کوئست ها سوالات بحث تکلیف سوالات بلاغی از دانش آموزان تصاویر صوتی، کلیپ های ویدئویی و چند رسانه ایعکس، عکس، گرافیک، جداول، نمودار، طنز، حکایت، جوک، کمیک، تمثیل، گفته ها، جدول کلمات متقاطع، نقل قول افزونه ها چکیده هاترفندهای مقاله برای گهواره های کنجکاو کتاب های درسی پایه و فرهنگ لغت اضافی اصطلاحات دیگر بهبود کتب درسی و دروستصحیح اشتباهات کتاب درسیبه روز رسانی یک قطعه در کتاب درسی، عناصر نوآوری در درس، جایگزینی دانش منسوخ شده با دانش جدید فقط برای معلمان درس های کاملبرنامه تقویم برای سال؛ توصیه های روش شناختی؛ برنامه های بحث و گفتگو دروس تلفیقیدر دنیای مدرن مدرن، هوای فشرده ضروری است؛ هوای فشرده در همه جا مورد استفاده قرار می‌گیرد و امروزه برای بسیاری از شرکت‌های صنعتی دومین منبع مهم انرژی پس از برق است.
هوای فشرده چیست؟ اصول و ویژگی های فشرده سازی هوا چیست و هنگام کار با آن چه نکاتی را باید به خاطر بسپارید؟
بیایید با یک تعریف شروع کنیم: هوای فشرده هوایی است که تحت فشار بیشتر از فشار اتمسفر است. اساساً هوای فشرده هوای اتمسفر فشرده است، یعنی هوایی که تنفس می کنیم و از گازهای مختلفی تشکیل شده است:
21 درصد اکسیژن
1% گازهای دیگر
وضعیت هوا (گاز) را می توان با سه پارامتر توصیف کرد:
فشار (P)؛
دما (C)؛
حجم خاص (Vsp.)؛
در فناوری فشرده سازی هوا، هر سه پارامتر در مقادیر مشخص اندازه گیری می شوند:
فشار عملیاتی (فشار فشرده سازی) بر حسب بار اندازه گیری می شود.
دمای هوای فشرده بر حسب درجه سانتیگراد اندازه گیری می شود.
ولوم هم برای تعیین اندازه گیرنده و هم برای تعیین میزان مصرف هوای فشرده کمپرسورها که بر حسب روشنایی در دقیقه یا متر مکعب در ساعت بیان می شود استفاده می شود.
یکی از ابزارهای فشرده سازی هوا «تولید» آن توسط تجهیزات کمپرسور است. بنابراین، هوای فشرده سفر خود را در کمپرسور آغاز می کند.
هوای فشرده قبل از رسیدن به مصرف کننده مراحل زیر را طی می کند:
در هر یک از این مراحل، نوعی تبدیل هوا از حالتی به حالت دیگر رخ می دهد. بیایید به اصول اولیه و ویژگی های هوای فشرده نگاه کنیم.
درجه حرارت.
وقتی هوا از جو وارد کمپرسور می شود، هوا شروع به فشرده شدن می کند. هنگامی که هوا در یک کمپرسور فشرده می شود، دمای آن می تواند تا 180 Cبا این حال، پس از مدتی، هنگامی که هوا بیشتر به گیرنده وارد می شود، دمای آن شروع به کاهش می کند، به عنوان مثال، در "خروجی" یک کمپرسور پیستونی تقریباً 40-45 C.
بنابراین، دمای هوای فشرده "به صورت" کاهش می یابد و هوا در واقع خنک می شود. در لحظه ای که دمای آن شروع به کاهش می کند، فرآیند تراکم یا به عبارتی رطوبت رخ می دهد. بنابراین، دانستن نکات زیر در مورد فشرده سازی هوا ضروری است:
فشرده سازی همیشه باعث افزایش دما می شود. هرچه هوا بیشتر فشرده شود، دما بالاتر می رود و حتی زمانی که هوا تا فشار کم فشرده می شود، افزایش قابل توجهی در دما رخ می دهد.
افزایش دما به دلیل اصطکاک مکانیکی قطعات کمپرسور و مواردی از این دست نیست، بلکه به دلیل خود فشردگی است.
بخار آب نیز فشرده می شود و با کاهش بعدی دما، متراکم می شود.
هنگامی که هوا فشرده می شود، بخار آب به آلاینده اصلی تبدیل می شود.
در هوای فشرده، آب تغلیظ شده آلاینده ای است که سایر آلاینده ها را به دام می اندازد و حمل می کند.
غلظت مواد مضر افزایش می یابد و در صورت عدم حذف می تواند خطرناک شود.
مهمترین نکته این است که در نتیجه فشرده شدن هوا پس از افت دمای هوا، تراکم ایجاد می شود و این می تواند برای مصرف کننده به یک مشکل واقعی تبدیل شود.
محتوای آب قابل توجه در هوای فشرده باعث خوردگی شبکه پنوماتیکی می شود. ذرات معلق و زنگ به عنوان یک ساینده بر روی عناصر اتوماسیون پنوماتیک عمل می کنند. همه اینها منجر به آسیب جدی به تجهیزات پنوماتیکی می شود و در نتیجه باعث خرابی تجهیزات، افزایش هزینه های عملیاتی و آسیب به محصولات تولیدی می شود.
ترکیب هوای فشرده
هنگامی که هوای معمولی به یک کمپرسور عرضه می شود، تقریباً 1.8 میلیارد ذره گرد و غبار دارد. بنابراین، هوای ورودی به کمپرسور از قبل حاوی آلاینده هایی به شکل ذرات معلق است. به این باید آنچه را که قبلاً فهمیدیم اضافه کنیم - مقدار معینی از رطوبت یا بخار آب که در حین فشرده سازی متراکم می شود، همچنین آلودگی هوا را تشکیل می دهد. اما این همه چیز نیست: در حین کار کمپرسورهای روغن، بخارات روغن و کربن حاصله می توانند وارد جریان هوا شوند (در نتیجه گرم کردن روغن).
غبار روغن یا بخار ناشی از جریان هوای فشرده می تواند باعث خرابی کمپرسور، کندن رنگ از محفظه یا ایجاد سوراخ (سوراخ) روی آن شود. هنگام استفاده از کمپرسور در صنایع غذایی یا در زمینه پزشکی، خطر ورود مواد مضر به بدن انسان وجود دارد. غبار روغن سخت ترین عنصر برای حذف در هنگام جدا شدن از جریان هوا است.
همه اینها به طور کلی منجر به این می شود که آلودگی هوای اتمسفر با وجود بخار آب و غبار روغن در حین کار کمپرسور به 2 میلیارد ذره گرد و غبار و 0.03 میلی گرم بر متر مکعب تبدیل می شود. بخارات روغن در جریان هوای خروجی
هنگامی که در سیستم پنوماتیکی قرار می گیرد، چنین مخلوط تهاجمی منجر به سایش سریع تجهیزات و خرابی آن می شود.
بنابراین، این سوال در مورد کیفیت هوا مطرح می شود که با محتوای ذرات گرد و غبار، غبار روغن و بخار آب تعیین می شود. الزامات کیفیت هوای فشرده توسط سازنده تجهیزات تعیین شده و بر اساس DIN ISO 8573-1:2001 یا GOST 17433-80 استاندارد شده است. استانداردهای ISO زیر برای انواع هوای فشرده وجود دارد:
تصفیه هوای فشرده
اخیراً تولید هوای فشرده با کیفیت بالا اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است، زیرا صنعت مدرن تقاضای بالایی برای تجهیزات دارد و مصرف‌کنندگان تقاضای بالایی برای کیفیت محصولات دارند. در این راستا سیستم های پیچیده ای برای تهیه و تصفیه هوای فشرده وجود دارد. اگر به طور اجمالی به مراحل اصلی نگاه کنیم، به این صورت هستند.
برای حذف اجباری رطوبت از هوای فشرده، در مرحله اول از کولرهای هوا استفاده می شود که هوای گرم و حاوی رطوبت را تا دمای 10+ درجه سانتی گراد نسبت به دمای محیط خنک می کند. در نتیجه خنک شدن ناگهانی، یک فرآیند تراکم رخ می دهد. در خروجی کولر، هوای فشرده حاوی رطوبت به شکل تعلیق قطرات آب - میعانات آب و بخار است. مرحله بعدی بدست آوردن هوای فشرده با نقطه شبنم مورد نیاز (رطوبت) با استفاده از خشک کن های هوای فشرده است.
برای حذف سایر ناخالصی های خارجی موجود در هوای فشرده (ماسه، گرد و غبار، ذرات فلزی از عناصر مالشی کمپرسور، محصولات اکسیداسیون خط پنوماتیک، بخارات روغن و غیره)، از فیلترهای اصلی استفاده می شود.
بنابراین، هر چه الزامات برای خلوص هوا وجود داشته باشد، سیستم‌های مدرن آماده‌سازی و تصفیه هوا این امکان را فراهم می‌آورد که به طور موثر هوا را تا سطح مورد نیاز آماده و تصفیه کند.
DIN ISO 8573-1:2001 کیفیت هوای فشرده
استاندارد کیفیت هوای فشرده برای هر دسته کاربردی
Pnevmomagazin.ru
به نظر می رسد که در صنعت گاز هیچ چیز ساده تر از هوای فشرده وجود ندارد. حتی برای تعریفش هم نیازی نیست که با یادآوری دوران دانشجویی به خود فشار بیاورید. بدیهی است: فقط هوا تحت فشار بالا است.
با این حال، آیا همه می توانند به طور خلاصه پاسخ دهند که هوای فشرده برای چیست؟
البته زمینه های کاربردی زیادی وجود دارد که می توان نام برد. و این تعجب آور نیست، زیرا کار هوای فشرده تقریباً در همه جا یافت می شود، فقط یک چکش در خیابان را ببینید. و آمار می گوید که در کشورهای اروپایی حدود 10 درصد از برق توسط صنعت صرف تولید هوای فشرده می شود. این معادل 80 تراوات ساعت در سال است. این حداقل طبق ویکی پدیا است.
همه اینها درست است. اما این هنوز به سوال "چرا؟" پاسخ نمی دهد.
در همین حال، چنین پاسخ ساده ای وجود دارد. هوای فشرده در تعداد زیادی از موارد در خدمت بشریت به منظور انتقال انرژی مکانیکی است. و همچنین به عنوان ذخیره سازی آن عمل می کند. از این گذشته، به عنوان مثال، ذخیره برق چندان آسان نیست. و ذخیره انرژی مکانیکی نسبتا آسان است. فقط کافی است سیلندر گاز را خوب پر کنید.
بنابراین، به قول همان ویکی پدیا: «هوای فشرده از نظر نقشی که در اقتصاد دارد، همتراز برق، گاز طبیعی و آب است. اما ارزش یک واحد انرژی ذخیره شده در هوای فشرده بیشتر از انرژی ذخیره شده در هر یک از این سه منبع است."
نمونه‌های بسیار بسیار زیادی از این کاربردهای «انرژی-مکانیکی» وجود دارد. بنابراین، هوای فشرده برای عملکرد هر درایو پنوماتیکی (یعنی همه در یک جک چکش) استفاده می شود. همچنین برای سیستم های حمل و نقل مختلف ضروری است: هم آنهایی که خودشان حرکت می کنند و هم برای مکانیسم هایی که مثلاً محموله های فله را با کمک هوا جابه جا می کنند.
می توان نمونه های بسیار عجیب تری از استفاده از هوای فشرده نام برد. بنابراین، برای تحقیقات لرزه نگاری دریا و رودخانه استفاده می شود: به عنوان وسیله ای برای اکتشاف مواد معدنی. این به یک امیتر پنوماتیکی نیاز دارد، یعنی یک مولد ارتعاشات ایجاد شده در اثر انرژی آن. طیف سیگنال ساطع شده به ویژه به حالت جریان هوای فشرده بستگی دارد. و با توجه به ماهیت امواج منعکس شده یا شکسته شده توسط پوسته زمین، خواص زمین شناسی آن قضاوت می شود.
به نظر یک منطقه کاملاً جدید است! اما اگر در مورد آن فکر کنید، این همان چیزی است - انتقال انرژی، فقط در یک محیط متفاوت.
با این حال، کاربردهای دیگری برای هوای فشرده وجود دارد. بارزترین آنها استفاده از آن برای تنفس است. مثلاً هنگام غواصی، یعنی غواصی، کاملاً ضروری است.
موضوع مهمی که در ارتباط با هوای فشرده قطعاً جای صحبت دارد، کیفیت آن است.
اگر به آن فکر کنید، سؤال کاملاً منطقی است. مردم به کیفیت هوایی که تنفس می کنند اهمیت می دهند. کاملاً طبیعی است که فرض کنیم ماشین‌ها و مکانیسم‌ها نیز هوای پاک را بیشتر دوست دارند.
در این میان آلاینده ها به طور طبیعی وارد هوای فشرده می شوند. اولاً، کمپرسورهایی که "آن را می سازند" همیشه یک سیستم آماده سازی ورودی ندارند. بر این اساس، "مواد اولیه" حاوی رطوبت و ناخالصی های مکانیکی است: گرد و غبار، ذرات مختلف و غیره.
علاوه بر این، کمپرسور، به عنوان یک قاعده، نیز استریل نیست. به عنوان مثال، در بسیاری از این واحدها، روغن به مقدار زیاد وجود دارد. بر این اساس، ذرات آن نیز وارد هوای فشرده می شود.
این همیشه یک فرآیند بی ضرر نیست. رطوبت موجود در هوای فشرده می تواند به مکانیسم هایی که در آن استفاده می شود آسیب جدی وارد کند. ساده ترین مثال از چنین فرآیندی خوردگی معمولی است.
همین امر در مورد ذرات مکانیکی نیز صدق می کند. وارد شدن به قسمت های مالشی مکانیسم ها، سایش آنها را به شدت افزایش می دهد و ویژگی های عملکرد آنها را بدتر می کند.
و روغنی که در هوای فشرده نفوذ کرده است چیز خوبی به همراه ندارد. به گفته بسیاری از کارشناسان، این عقیده غالب که این بدان معناست که مکانیسم ها کمتر روغن کاری شوند، اشتباه است. از آنجایی که این روغن اغلب در معرض دمای بالا و سایر عوامل نامطلوب قرار می گیرد، محصولات تجزیه در آن ظاهر می شود. بنابراین دیگر نمی توان آن را به عنوان روان کننده در نظر گرفت.
علاوه بر این، روغن با رطوبت حاصل از همان هوای فشرده تعامل می کند. در نتیجه، خود شروع به ترویج خوردگی می کند. علاوه بر این، رسوبات جامد تشکیل می شود که برای هر مکانیسمی مضر است.
به طور خلاصه، کیفیت پایین (خلوص ناکافی) هوای فشرده می تواند باعث افزایش سایش در واحدهایی شود که در آن استفاده می شود و نیاز به توقف های مکرر برای تمیز کردن دارد. در نتیجه، همه اینها به طور جدی هزینه های عملیاتی شرکت با استفاده از آن را افزایش می دهد.
این الزامات برای خلوص هوای فشرده حاصل است که در بسیاری از موارد انتخاب کمپرسور مورد استفاده برای ساخت آن را تعیین می کند. با این حال، عوامل دیگری نیز وجود دارد که بر این روند تأثیر می گذارد. مهم است که کمپرسور تحت چه شرایطی و در چه صنعتی کار می کند.
انواع بسیار زیادی از کمپرسورهای مختلف وجود دارد.
مرتب کردن همه آنها در یک مقاله تقریبا غیرممکن است. بنابراین، ما فقط بر روی موارد اصلی تمرکز خواهیم کرد.
بصری ترین طراحی یک کمپرسور پیستونی است. یک موتور دوار (به عنوان مثال، یک موتور الکتریکی)، به لطف یک سیستم مکانیزم استاندارد (مثلاً از طریق میله های اتصال)، حرکت رفت و برگشتی پیستون ها را ایجاد می کند. این در اصل یک "موتور احتراق داخلی معکوس" است. هوا در سیلندرها فشرده می شود و سپس از طریق دریچه های مخصوص "حذف" می شود.
کمپرسورهای پیستونی یا ثابت هستند یا متحرک. دامنه کاربرد آنها بسیار زیاد است. بنابراین اغلب در فرآیند تهیه و تهیه ملات ماسه سیمانی و بتن بر روی دمنده های پنوماتیکی استفاده می شود. به طور کلی، چنین واحدهایی، به عنوان یک قاعده، برای تولید هوای فشرده برای نیازهای فنی در بخش های مختلف فعالیت اقتصادی طراحی شده اند.
با این حال، چنین کمپرسورهایی برای تولید گاز (به ویژه برای تولید نیتروژن و اکسیژن) کاربرد کمی دارند. اولاً، آنها برای کار طولانی مدت، بسیار کمتر مستمر، بسیار مناسب نیستند. ثانیا، مقاومت در برابر سایش آنها نیز چیزهای زیادی را برای دلخواه باقی می گذارد. و ثالثاً مجبور می شوند از روغن زیاد استفاده کنند. نتیجه کیفیت پایین هوای فشرده تولید شده است.
بنابراین، کمپرسورهای به اصطلاح اسکرو اغلب برای کار در خطوط اکسیژن و نیتروژن انتخاب می شوند. در چنین وسایلی هوا وارد محفظه فشرده سازی می شود که با چرخش روتورها حجم آن به تدریج کاهش می یابد.
چنین واحدهایی نیز بسته به روغن استفاده شده در آنها متفاوت است.
یک کمپرسور اسکرو پر از روغن دارای راندمان و ویژگی های عملکرد نسبتاً بالایی است. اما از آنجایی که مشکل آلودگی روغنی محصولات در آنها همچنان باقی است، اغلب به دستگاه های اضافی مجهز می شوند که خلوص مورد نیاز در خروجی را تضمین می کند. برای این کار از فیلترهای هوای فشرده، یخچال (معمولاً برای خشک کردن استفاده می شود، اما برخی دستگاه ها بخشی از روغن را به همراه رطوبت حذف می کنند) و حتی جاذب کربن استفاده می شود. به گفته برخی از کارشناسان، این برای حل طیف نسبتاً گسترده ای از مشکلات کافی است.
هیچ روغنی در هوا وجود ندارد که توسط یک کمپرسور پیچ بدون روغن تولید می شود. بنابراین، در برخی زمینه ها این راه حل کاربرد شایسته ای پیدا می کند. با این حال، این هزینه دارد. کمپرسورهای بدون روغن بسیار پیچیده‌تر و تقریباً دو برابر گران‌تر هستند. علاوه بر این، آنها بسیار کمتر بی تکلف هستند.
بسیاری از انواع دیگر کمپرسور وجود دارد. به عنوان مثال، کمپرسورهای غشایی برای فشرده کردن گازهای خشک مختلف بدون آلوده کردن آنها به روغن و محصولات سایش قطعات ساینده طراحی شده اند. چنین واحدهایی در مواردی استفاده می شود که الزامات خاصی برای خلوص محصول وجود دارد: به عنوان مثال، در تحقیقات علمی، بلکه در برخی از شرکت ها.
به طور جداگانه لازم است چند کلمه در مورد کمپرسورهای متحرک بیان شود.
آنها در طیف گسترده ای از صنایع استفاده می شوند. علاوه بر دمنده های پنوماتیک و ابزارهای پنوماتیکی که قبلاً ذکر شد، به عنوان مثال برای نصب کابل ها و خطوط لوله بدون ترانشه و همچنین سایر دستگاه ها و مکانیسم های ساختمانی ضروری هستند.
مثال جالب دیگر ایستگاه های کمپرسور سیار مورد استفاده در فرودگاه ها است. در آنجا آنها برای پر کردن سیستم های هواپیما با هوای فشرده مورد نیاز هستند. کمپرسورهای مشابه، به هر حال، برای اهداف خاص دیگری استفاده می شوند: تمیز کردن خطوط لوله، پر کردن مجدد سیلندرهای دستگاه تنفس در ادارات آتش نشانی، پر کردن کابل های ارتباطی با هوای فشرده و غیره.
به طور خلاصه، هوای فشرده آنقدرها هم که به نظر می رسد ساده نیست. و انتخاب فناوری اغلب با توجه به اینکه دقیقاً چگونه باید باشد تعیین می شود.
سؤال خوبی بود.
گولیا کتاب خوبی با عنوان "در جستجوی یک کپسول انرژی" دارد - عمدتاً در مورد چرخ طیار و همچنین در مورد سایر روش های انباشت.
نقل قول از آنجا:برای اینکه بفهمید چقدر انرژی در یک گاز ذخیره می شود، باید فشار آن را در حجم آن ضرب کنید. یک متر مکعب هوا کمی بیشتر از یک کیلوگرم وزن دارد. فرض کنید هوا را 500 بار فشرده می کنیم، فشار آن 500 اتمسفر یا حدود 50 مگا پاسکال (MPa) خواهد بود. سپس کل متر مکعب در یک ظرف دو لیتری قرار می گیرد. اگر وزن سیلندر را تقریباً برابر با هوا فرض کنیم (و باید سیلندر بسیار خوب و محکمی باشد!) پس برای هر کیلوگرم سیلندر فقط یک لیتر هوای فشرده وجود خواهد داشت. اما این لیتر، یک هزارم متر مکعب، ضرب در 50 مگا پاسکال فشار، 50 کیلوژول انرژی خواهد داشت!
یک شاخص بسیار خوب - 50 کیلوژول در هر کیلوگرم جرم باتری! چگالی انرژی تقریباً دو برابر بهترین لاستیک است. و دوام چنین باتری بسیار بالا است - هوا لاستیکی نیست، فرسوده نمی شود. جرم باطری هوا برای خودرو تنها 500 کیلوگرم خواهد بود. از قبل می توان آن را به عنوان موتور روی خودرو نصب کرد.
...
در قرن گذشته، در شهر نانت فرانسه یک تراموا وجود داشت که با سیلندرهای هوای فشرده کار می کرد. ده سیلندر هوا، فشرده شده به تنها 3 مگا پاسکال، با حجم کل 2800 لیتر، کافی بود تا تراموا با استفاده از انرژی انباشته شده در هوا، مسافت 10...12 کیلومتری را طی کند. به هر حال، تصمیم گرفتم مدلی از چنین حامل هوایی بسازم تا خودم مزایا و معایب یک بادگیر را ببینم. به نظرم می رسید که ساختن مدل یک ناو هواپیمابر آسان است. طبق محاسبات من، برای این کار نیاز به یک کپسول آتش نشانی دی اکسید کربن، به عنوان مثال یک خاموش کننده خودرو، که جریانی از گاز منتشر می کند، نه فوم، و یک موتور هوای کششی، مثلاً از یک مته هوایی یا آچار ضربه ای، نیاز داشت. اما افسوس که اولین آزمایش حامل هوایی من را ناامید کرد. دی اکسید کربن فشرده را از کپسول آتش نشانی به داخل موتور هوا هدایت کردم و بعد از کمی کار ... یخ زد. بله، بله، پوشیده از یخ زدگی شد و متوقف شد!در اصل، هر گاز فشرده شده تحت انبساط شدید قرار می گیرد و تا حد زیادی خنک می شود. وقتی من که به هیچ چیز مشکوک نبودم، بلافاصله شیر سیلندر را به حالت توقف کامل درآوردم و گاز تحت فشار زیاد از سوراخ خارج شد، انبساط آنقدر شدید بود که گاز شروع به تبدیل شدن به برف کرد. نه معمولی، بلکه اسید کربنیک، با دمای بسیار پایین. چنین برفی که فقط فشرده شده است، اغلب "یخ خشک" نامیده می شود زیرا به گاز تبدیل می شود و فاز مایع را دور می زند. زمانی که بستنی خریدم، بیش از یک بار «یخ خشک» را دیده‌ام. اما نکته اصلی این است که خنک کردن به طور قابل توجهی ذخیره انرژی در گاز فشرده را کاهش می دهد. از این گذشته، فشار گاز به سرعت در طول خنک شدن کاهش می یابد، به این معنی که مقدار انرژی آزاد شده نیز کاهش می یابد. این دلیل اصلی توقف موتور هوا بود.
البته می توانید گاز خنک شده را گرم کنید تا به دمای قبلی برگردد. اما گرم کردن اتلاف انرژی است. گاز یک بار فشرده شده، به یک سیلندر پمپ می شود. این همان جایی است که گرم می شود: همانطور که مشخص است گازها هنگام فشرده شدن گرم می شوند. حال اگر گاز داغ فوراً وارد عملیات شود، فقط تا دمای اولیه خود خنک می شود. و در حین ذخیره سازی، سیلندر با گاز داغ در نهایت خنک می شود و دمای هوای اطراف را به خود می گیرد. از این رو خنک شدن قوی گاز هنگام خروج از سیلندر در حین انبساط و از این رو "یخ خشک" است.