Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про воздух под давлением. Информацию о канистрах, неправильно проданных как «сжатый воздух», см. В разделе « Газовая тряпка» .

Сжатый воздух - это воздух, который находится под давлением , превышающим атмосферное . Сжатый воздух является важной средой для передачи энергии в промышленных процессах и используется для электроинструментов, таких как пневматические молотки , дрели , гаечные ключи и др., А также для распыления краски, для работы пневматических цилиндров для автоматизации, а также может использоваться для приведения в движение транспортных средств. Торможение сжатым воздухом сделало большие железнодорожные поезда более безопасными и эффективными в эксплуатации. Пневматические тормоза также используются на больших дорожных транспортных средствах.

Сжатый воздух используется подводными дайверами в качестве дыхательного газа . Его может нести дайвер в водолазном баллоне высокого давления или подавать с поверхности при более низком давлении через воздуховод или шлангокабель дайвера . [1] Подобные устройства используются в дыхательных аппаратах, используемых пожарными, горноспасателями и промышленными рабочими во взрывоопасных зонах.

В Европе 10 процентов всего промышленного потребления электроэнергии приходится на производство сжатого воздуха, что составляет 80 тераватт-часов в год. [2] [3]

История [ править ]

Промышленное использование сжатого воздуха по трубопроводам для передачи энергии было развито в середине 19 века; в отличие от пара , сжатый воздух можно передавать на большие расстояния без потери давления из-за конденсации. Первым основным применением сжатого воздуха было бурение туннеля Mont Cenis в Италии и Франции в 1861 году, когда установка сжатого воздуха 600 кПа (87 фунтов на квадратный дюйм) обеспечивала питание пневматических дрелей , значительно увеличивая производительность по сравнению с предыдущими методами ручного бурения. Пневматические сверла применялись на шахтах в Соединенных Штатах в 1870-х годах. Джордж Вестингауз изобрел воздушные тормоза для поездов, начиная с 1869 года; Эти тормоза значительно повысили безопасность железнодорожных перевозок. [4]В 19 веке в Париже была установлена ​​система трубопроводов для муниципального распределения сжатого воздуха для силовых машин и генераторов для освещения. Ранние воздушные компрессоры были с паровым приводом, но в некоторых местах тромп мог напрямую получать сжатый воздух от силы падающей воды. [5]

Дыхание [ править ]

Воздух для дыхания может храниться под высоким давлением и постепенно выпускаться по мере необходимости, как при подводном плавании с аквалангом . Воздух для дыхания не должен содержать масел и других загрязнений; окись углерода, например, в следовых количествах, которые не могут быть опасными при нормальном атмосферном давлении, может иметь смертельные последствия при вдыхании сжатого воздуха. Воздушные компрессоры и системы подачи воздуха для дыхания обычно также не используются для пневматических инструментов или других целей.

Рабочие, возводящие фундаменты мостов или других конструкций, могут работать в герметичном ограждении, называемом кессоном , где вода не может попасть в открытое дно ограждения за счет заполнения его воздухом под давлением. Еще в 17 веке было известно, что рабочие водолазных колоколов испытывали затрудненное дыхание и рисковали удушьем, которое облегчалось выпуском свежего воздуха в колокол. Такие рабочие также испытывали боль и другие симптомы, когда возвращались на поверхность, поскольку давление снижалось. Денис ПапинВ 1691 году предположил, что рабочее время водолазного колокола можно продлить, если свежий воздух с поверхности постоянно нагнетается в колокол под давлением. К 19 веку кессоны регулярно использовались в гражданском строительстве, но при возвращении на поверхность рабочие испытывали серьезные, иногда со смертельным исходом, симптомы - синдром, называемый кессонной болезнью или декомпрессионной болезнью . Многие рабочие были убиты этой болезнью на таких проектах, как Бруклинский мост и мост Идс, и только в 1890-х годах стало понятно, что рабочие должны медленно декомпрессироваться, чтобы предотвратить образование опасных пузырей в тканях. [6]

Воздух под умеренно высоким давлением, например, при погружении на глубину ниже 20 метров (70 футов), оказывает на нервную систему усиливающееся наркотическое действие. Азотный наркоз опасен при нырянии. Для погружений на расстояние более 30 метров (100 футов) менее безопасно использовать только воздух, и часто используются специальные дыхательные смеси, содержащие гелий. [ необходима цитата ]

Использование сжатого воздуха [ править ]

Воздушная компрессорная станция на электростанции

В промышленности сжатый воздух настолько широко используется, что его часто считают четвертым источником энергии после электричества, природного газа и воды. Однако сжатый воздух дороже, чем три других коммунальных предприятия, если оценивать его в расчете на единицу доставленной энергии. [7]

Техническая иллюстрация портативного одноступенчатого воздушного компрессора
Двухступенчатый воздушный компрессор, смонтированный на горизонтальном резервуаре и оснащенный рефрижераторным осушителем сжатого воздуха типа Джоуля-Томпсона (JT).

Сжатый воздух используется для многих целей, в том числе:

  • Пневматика , использование сжатых газов для работы
    • Пневматическая почта , использующая капсулы для перемещения бумаги и мелких товаров по трубам.
    • Пневматические инструменты
    • Системы управления HVAC
  • Привод автомобиля ( см. Пневматический автомобиль )
  • Накопитель энергии ( см. Накопитель энергии сжатым воздухом )
  • Пневматические тормоза, в том числе:
    • железнодорожные тормозные системы
    • тормозные системы для дорожных транспортных средств
  • Подводное плавание , для дыхания и для надувания плавучести
  • Охлаждение с помощью вихревой трубки
  • Системы воздушного пуска в двигателях
  • Боеприпас движителя в:
    • Пневматические пушки
    • Оборудование для страйкбола
    • Пейнтбольное оборудование
  • Уборка пыли и мелкого мусора в крошечных помещениях
  • Пескоструйная обработка в механических цехах
  • Литье под давлением
  • Аэрография, используемая моделистами и другими любителями для раскрашивания автомобилей, лодок, самолетов и поездов.
  • Укупорка продуктов питания и напитков и ферментация [8]
  • Сжатый воздух из Люсе-фьорда / Прекестулена (Норвегия) продается в баллончиках, в основном в Китай. [9]

Дизайн систем [ править ]

В компрессорных помещениях должны быть предусмотрены системы вентиляции для отвода тепла, выделяемого компрессорами. [10]

Удаление воды и масляных паров [ править ]

Когда воздух под атмосферным давлением сжимается, он содержит намного больше водяного пара, чем может удерживать воздух под высоким давлением. Относительная влажность определяется свойствами воды и не зависит от давления воздуха. [11] После охлаждения сжатого воздуха испаренная вода превращается в сжиженную воду. [12] [13]

При охлаждении воздуха на выходе из компрессора большая часть влаги удаляется, прежде чем она попадет в трубопровод. Дополнительный охладитель, резервуары для хранения и т. Д. Могут помочь сжатому воздуху охладиться до 104 ° F; две трети воды превращаются в жидкость. [14]

Управление чрезмерной влажностью является требованием системы распределения сжатого воздуха. Разработчики системы должны следить за тем, чтобы трубопровод сохранял наклон, чтобы предотвратить накопление влаги в нижних частях системы трубопроводов. Сливные клапаны могут быть установлены в нескольких точках большой системы, чтобы позволить выдуть захваченную воду. Отводы от коллекторов трубопроводов могут быть расположены на вершинах труб, чтобы влага не переносилась в оборудование для подачи отводов трубопроводов. [15] Размеры трубопроводов выбираются таким образом, чтобы избежать чрезмерных потерь энергии в системе трубопроводов из-за избыточной скорости в прямых трубопроводах во время пиковых нагрузок [16] или из-за турбулентности на фитингах труб. [17]

См. Также [ править ]

  • Воздушный компрессор
  • Осушитель воздуха
  • Герметизация кабины
  • Осушитель сжатого воздуха
  • Газовый компрессор
  • Газовые пылесосы (обычно используют фторуглероды, но в некоторых используется сжатый воздух).
  • Винтовой компрессор

Примечания [ править ]

  1. ^ ВМС США (1 декабря 2016 г.). Руководство по дайвингу ВМС США, редакция 7 SS521-AG-PRO-010 0910-LP-115-1921 (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Командование военно-морских систем США. Архивировано (PDF) из оригинала 28 декабря 2016 года.
  2. ^ Лейно, Райли (24 февраля 2009). «Paineilma hukkaa 15 hiilivoimalan tuotannon» (на финском языке). Архивировано из оригинала 17 июля 2011 года . Проверено 24 февраля 2009 года .
  3. ^ «Аудиты системы сжатого воздуха и результаты сравнительного анализа немецкой кампании по сжатому воздуху« Druckluft effizient » » (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 24 декабря 2011 года.
  4. ^ Лэнс Дэй, Ян Макнил (редактор), Биографический словарь истории технологии , Routledge, 2002, ISBN 1134650205 , стр. 1294 
  5. ^ Питер Дарлинг (редактор), Справочник по горнодобывающей технике для малых и средних предприятий, Третье издание Общества горнодобывающей, металлургической и геологоразведочной промышленности (США) 2011 г., ISBN 0873352645 , стр. 705 
  6. ↑ Э. Хью Снелл, Болезнь сжатого воздуха или так называемая болезнь Кессона HK Lewis, 1896 pp.
  7. ^ Юань, К., Чжан, Т., Рангараджан, А., Дорнфельд, Д., Зиемба, Б., и Уитбек, Р. «Анализ моделей использования сжатого воздуха в автомобилестроении на основе принятия решений», журнал «Производство» Системы, 25 (4), 2006, стр.293-300
  8. ^ "Приложения - Работа со сжатым воздухом - CAGI - Институт сжатого воздуха и газа" . www.cagi.org . Архивировано 28 января 2017 года . Проверено 12 января 2017 .
  9. ^ "Сельский поиск из Preikestolen на eBay" . Ставангер Афтенблад (на норвежском языке). Архивировано 18 августа 2016 года . Дата обращения 15 августа 2016 .
  10. ^ «Некоторым нравится погорячее… В вашей компрессорной - нет» . Насадки для сжатого воздуха от Kaeser Talks Shop . 5 мая 2015. Архивировано 13 января 2017 года . Проверено 12 января 2017 .
  11. ^ Fluid-Aire Dynamics, Inc. | Относительная влажность в зависимости от точки росы в системах сжатого воздуха
  12. ^ Компрессор Quincy
  13. ^ Атлас Копко | Как вода может навредить моей системе сжатого воздуха?
  14. ^ Компрессоры Quincy | Все о системах трубопроводов сжатого воздуха
  15. ^ ВПУСКНОЙ ТРУБОПРОВОД КОМПРЕССОРА Автор: Hank van Ormer, Air Power USA, Compressed Air Best Practices, 06/2012 Стр. 26, столбец 2, примечание 12. Архивировано 10 сентября 2015 г. на Wayback Machine.
  16. ^ "Услуги завода (2005 - 2006 Коллекция)" Устранение мистера Ти " " . п. 5. Архивировано 24 ноября 2013 года.
  17. ↑ Merritt, Rich (май 2005 г.). «10 главных целей аудита сжатого воздуха» (PDF) . Журнал Plant Services . п. 31. Архивировано из оригинального (PDF) 21 декабря 2016 года.

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные со сжатым воздухом на Викискладе?