معرفة بنظام الهواء المضغوط

يتكون نظام الهواء المضغوط، بالمعنى الضيق، من معدات مصدر الهواء، ومعدات تنقية مصدر الهواء وخطوط الأنابيب ذات الصلة.بالمعنى الواسع، فإن المكونات الهوائية المساعدة، والمحركات الهوائية، ومكونات التحكم الهوائي، ومكونات الفراغ، وما إلى ذلك، كلها تنتمي إلى فئة نظام الهواء المضغوط.عادةً ما تكون معدات محطة ضاغط الهواء عبارة عن نظام هواء مضغوط بالمعنى الضيق.يوضح الشكل التالي مخطط تدفق نموذجي لنظام الهواء المضغوط:

تقوم معدات مصدر الهواء (ضاغط الهواء) بامتصاص الهواء، وضغط الهواء في الحالة الطبيعية إلى هواء مضغوط بضغط أعلى، وإزالة الرطوبة والزيوت والشوائب الأخرى الموجودة في الهواء المضغوط من خلال معدات التنقية.

يتكون الهواء في الطبيعة من خليط من الغازات المختلفة (O₂، N₂، CO₂...إلخ)، وبخار الماء هو أحد هذه الغازات.الهواء الذي يحتوي على كمية معينة من بخار الماء يسمى الهواء الرطب، والهواء الذي لا يحتوي على بخار الماء يسمى الهواء الجاف.الهواء من حولنا هو هواء رطب، وبالتالي فإن وسط عمل ضاغط الهواء هو الهواء الرطب بشكل طبيعي.
على الرغم من أن محتوى بخار الماء في الهواء الرطب صغير نسبيًا، إلا أن محتواه له تأثير كبير على الخواص الفيزيائية للهواء الرطب.في نظام تنقية الهواء المضغوط، يعد تجفيف الهواء المضغوط أحد المحتويات الرئيسية.

في ظل ظروف معينة من درجات الحرارة والضغط، يكون محتوى بخار الماء في الهواء الرطب (أي كثافة بخار الماء) محدودًا.عند درجة حرارة معينة، عندما تصل كمية بخار الماء الموجودة إلى الحد الأقصى لمحتوى ممكن، يسمى الهواء الرطب في هذا الوقت بالهواء المشبع.ويسمى الهواء الرطب الذي لا يحتوي على أكبر قدر ممكن من بخار الماء بالهواء غير المشبع.

وفي اللحظة التي يتحول فيها الهواء غير المشبع إلى هواء مشبع، تتكثف قطرات الماء السائلة في الهواء الرطب، وهو ما يسمى "التكثيف".التكثيف شائع.على سبيل المثال، تكون رطوبة الهواء مرتفعة في الصيف، ومن السهل تكوين قطرات ماء على سطح أنبوب الماء.في صباح الشتاء، ستظهر قطرات الماء على النوافذ الزجاجية للسكان.وتتشكل جميع هذه العناصر نتيجة لتبريد الهواء الرطب تحت ضغط ثابت.نتائج لو.

كما ذكرنا سابقًا، تسمى درجة الحرارة التي يصل عندها الهواء غير المشبع إلى نقطة التشبع بنقطة الندى عندما يظل الضغط الجزئي لبخار الماء ثابتًا (أي يظل محتوى الماء المطلق ثابتًا).عندما تنخفض درجة الحرارة إلى درجة حرارة نقطة الندى، سيكون هناك "تكثيف".

لا ترتبط نقطة الندى للهواء الرطب بدرجة الحرارة فحسب، بل تتعلق أيضًا بكمية الرطوبة الموجودة في الهواء الرطب.نقطة الندى مرتفعة مع محتوى مائي مرتفع، ونقطة الندى منخفضة مع محتوى مائي منخفض.

درجة حرارة نقطة الندى لها استخدام مهم في هندسة الضاغط.على سبيل المثال، عندما تكون درجة حرارة مخرج ضاغط الهواء منخفضة للغاية، سوف يتكثف خليط الزيت والغاز بسبب انخفاض درجة الحرارة في برميل الزيت والغاز، مما يجعل زيت التشحيم يحتوي على الماء ويؤثر على تأثير التشحيم.لذلك.يجب تصميم درجة حرارة مخرج ضاغط الهواء بحيث لا تكون أقل من درجة حرارة نقطة الندى تحت الضغط الجزئي المقابل.

نقطة الندى الجوية هي درجة حرارة نقطة الندى تحت الضغط الجوي.وبالمثل، تشير نقطة ندى الضغط إلى درجة حرارة نقطة الندى للهواء المضغوط.

ترتبط العلاقة المقابلة بين نقطة ندى الضغط ونقطة ندى الضغط العادي بنسبة الضغط.تحت نفس نقطة تكاثف الضغط، كلما زادت نسبة الضغط، انخفضت نقطة تكاثف الضغط الطبيعي المقابلة.

الهواء المضغوط الذي يخرج من ضاغط الهواء متسخ.الملوثات الرئيسية هي: الماء (قطرات الماء السائل، رذاذ الماء وبخار الماء الغازي)، رذاذ زيت التشحيم المتبقي (قطرات زيت الرذاذ وبخار الزيت)، الشوائب الصلبة (طين الصدأ، مسحوق المعادن، جزيئات المطاط الدقيقة، جزيئات القطران ومواد الترشيح، مسحوق ناعم من مواد الختم، وما إلى ذلك)، والشوائب الكيميائية الضارة والشوائب الأخرى.

سيؤدي تدهور زيت التشحيم إلى تدهور المطاط والبلاستيك ومواد الختم، مما يتسبب في حدوث خلل في الصمامات والمنتجات الملوثة.سوف تتسبب الرطوبة والغبار في صدأ الأجزاء المعدنية والأنابيب وتآكلها، مما يتسبب في توقف الأجزاء المتحركة أو تآكلها، مما يؤدي إلى خلل في المكونات الهوائية أو تسرب الهواء.سوف تعمل الرطوبة والغبار أيضًا على سد فتحات الاختناق أو شاشات التصفية.بعد أن يتسبب الجليد في تجميد خط الأنابيب أو تشققه.

بسبب سوء نوعية الهواء، يتم تقليل الموثوقية وعمر الخدمة للنظام الهوائي بشكل كبير، وغالبًا ما تتجاوز الخسائر الناتجة بشكل كبير تكلفة وتكاليف الصيانة لجهاز معالجة مصدر الهواء، لذلك من الضروري للغاية تحديد معالجة مصدر الهواء بشكل صحيح نظام.
ما هي المصادر الرئيسية للرطوبة في الهواء المضغوط؟

المصدر الرئيسي للرطوبة في الهواء المضغوط هو بخار الماء الذي يمتصه ضاغط الهواء مع الهواء.بعد دخول الهواء الرطب إلى ضاغط الهواء، يتم ضغط كمية كبيرة من بخار الماء في الماء السائل أثناء عملية الضغط، مما يقلل بشكل كبير من الرطوبة النسبية للهواء المضغوط عند مخرج ضاغط الهواء.

على سبيل المثال، عندما يكون ضغط النظام 0.7 ميجا باسكال وتكون الرطوبة النسبية للهواء المستنشق 80%، على الرغم من أن الهواء المضغوط الناتج من ضاغط الهواء مشبع تحت الضغط، إذا تم تحويله إلى حالة الضغط الجوي قبل الضغط، فإن الرطوبة النسبية تكون فقط 6~10%.وهذا يعني أن محتوى الرطوبة في الهواء المضغوط قد انخفض بشكل كبير.ومع ذلك، مع انخفاض درجة الحرارة تدريجيًا في خط أنابيب الغاز ومعدات الغاز، ستستمر كمية كبيرة من الماء السائل في التكثيف في الهواء المضغوط.
كيف يحدث تلوث الزيت في الهواء المضغوط؟

يعد زيت التشحيم الخاص بضاغط الهواء وبخار الزيت وقطرات الزيت العالقة في الهواء المحيط وزيت التشحيم الخاص بالمكونات الهوائية في النظام هي المصادر الرئيسية للتلوث الزيتي في الهواء المضغوط.

باستثناء ضواغط الهواء ذات الطرد المركزي والغشائية، فإن جميع ضواغط الهواء المستخدمة حاليًا تقريبًا (بما في ذلك العديد من ضواغط الهواء المشحمة الخالية من الزيت) ستحتوي على زيت قذر أكثر أو أقل (قطرات الزيت، رذاذ الزيت، بخار الزيت وانشطار الكربون) في خط أنابيب الغاز.

سوف تتسبب درجة الحرارة المرتفعة لغرفة الضغط لضاغط الهواء في تبخر حوالي 5% إلى 6% من الزيت وتشققه وتأكسده وترسبه في الجدار الداخلي لأنبوب ضاغط الهواء على شكل طبقة من الكربون والورنيش، و سيتم تعليق الجزء الخفيف على شكل بخار وشكل المادة الدقيقة يتم إحضاره إلى النظام عن طريق الهواء المضغوط.

باختصار، بالنسبة للأنظمة التي لا تحتاج إلى مواد تشحيم أثناء التشغيل، يمكن اعتبار جميع الزيوت ومواد التشحيم المخلوطة في الهواء المضغوط المستخدم بمثابة مواد ملوثة بالزيت.بالنسبة للأنظمة التي تحتاج إلى إضافة مواد تشحيم أثناء العمل، فإن جميع الدهانات المضادة للصدأ وزيوت الضاغط الموجودة في الهواء المضغوط تعتبر من الشوائب الملوثة بالزيت.

كيف تدخل الشوائب الصلبة الهواء المضغوط؟

المصادر الرئيسية للشوائب الصلبة في الهواء المضغوط هي:

①يختلط الجو المحيط بشوائب مختلفة ذات أحجام جزيئات مختلفة.حتى لو كان منفذ الشفط لضاغط الهواء مزودًا بفلتر هواء، فعادةً ما يمكن لشوائب "الهباء الجوي" التي يقل حجمها عن 5 ميكرومتر أن تدخل إلى ضاغط الهواء مع الهواء المستنشق، الممزوج بالزيت والماء في أنبوب العادم أثناء عملية الضغط.

②عندما يعمل ضاغط الهواء، فإن الاحتكاك والاصطدام بين الأجزاء المختلفة، وتقادم الأختام وسقوطها، وتكربن وانشطار زيت التشحيم عند درجة حرارة عالية سوف يسبب جزيئات صلبة مثل الجزيئات المعدنية والغبار المطاطي والكربونات الانشطار ليتم جلبها إلى خط أنابيب الغاز.