Сжатый воздух. Применение сжатого воздуха — Гипермаркет знаний

Система воздухоснабжения промышленных предприятий.

Тема 2.

Сжатый воздух является одним из основных энергоресурсов и применяется как рабочая среда в технологических процессах (например, в химических производствах) и как энергоноситель (пневмоинструмент, пневмооснастка, пневмоавтоматика и т.д.) практически на всех предприятиях. Сжатый воздух применяется на электроподстанциях для приведения в действие пневматических приводов выключателей и разъединителей. В воздушных выключателях сжатый воздух используется для гашения электрической дуги и вентиляции внутренних полостей выключателей для удаления осаждающейся на них влаги. В выключателях с воздухонаполненным отделителем, а также в выключателях серий ВВБ, ВНВ и др. сжатый воздух выполняет роль основной изолирующей среды между главными контактами выключателя, находящегося в отключенном положении.

Потенциальная энергия сообщается воздуху в процессе его сжатия и используется затем в пневматических приводах для совершения механической работы. Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию струи расширяющегося сжатого воздуха.

Для работы воздушных установок сжатый воздух накапливается в резервуарах этих установок. В свою очередь резервуары пополняются от систем, предназначенных для получения сжатого воздуха.

Подбор оптимальной схемы распределения и рациональных режимов производства и потребления сжатого воздуха ведет к экономии, что не может не оказать значительного влияния на энергобаланс предприятия в целом. Поскольку на производство сжатого воздуха расходуется электроэнергия, его экономия влечет за собой снижение затрат на покупку энергоресурсов.

Особенностью выработки сжатого воздуха является то, что производительность компрессорного оборудования зависит от сезонного изменения плотности атмосферного воздуха (летом плотность воздуха на 15-17% ниже, чем зимой) и давления нагнетания.

Увеличение давления с 5,0 до 6,0 кгс/см2 влечет снижение производительности компрессора на 4-7%, а затраты энергии на компремирование при этом возрастают на 7-10%. Существенным фактором, негативно влияющим на работу компрессорного оборудования, является неритмичное потребление сжатого воздуха, объемы которого доходят на некоторых компрессорных станциях до 40%. Для обеспечения стабильной работы потребителей, при наличии значительных объемов неритмичного потребления, персонал компрессорных станций вынужден поддерживать повышенное давление сжатого воздуха на источниках. Кроме того, знакопеременные нагрузки на оборудование при частых циклах «загрузки-разгрузки» компрессоров влекут преждевременный выход из строя отдельных узлов, на восстановление которых требуются значительные финансовые средства, время и трудозатраты.

Сжатый воздух, в силу своих свойств, существенно отличается от других энергоресурсов:

1. Сжатый воздух не обладает собственной калорийностью, характеризующей объемы использования пара и теплофикации;

2. Сжатый воздух не обладает теплотворной способностью, являющейся основной характеристикой всех видов топлива;

3. Сжатый воздух не используется в химических реакциях как кислород и твердое топливо;

4. В силу своей многокомпонентности сжатый воздух не может быть использован для образования защитной среды как азот и аргон;

5. Сжатый воздух не обладает достаточно высокой удельной теплоемкостью (как вода), характеризующей объемы перекачки технической воды;

6. Сжатый воздух, отчасти, как и электроэнергия, используется в различных по принципу действия приводах для трансформации в механическую работу;

7. Отличительной особенностью является возможность преобразования кинетической энергии струи энергоносителя (струйные пневмоприемники) в механическую.

Все эти отличия обусловливают специфику использования сжатого воздуха как энергоресурса. Основной характеристикой ресурса является способность выполнения работы единицей объема при рабочих параметрах. Отсюда вытекает прямая зависимость расхода ресурса от его плотности в сжатом состоянии. В свою очередь, плотность расходуемого воздуха зависит от давления и температуры.

Перечисленные выше свойства сжатого воздуха как энергоресурса и специфические особенности его выработки определяют необходимость организации работы по энергосбережению у потребителей, в сетях и на источниках сжатого воздуха. Необходимо искать и реализовывать наиболее эффективные способы выполнения этой работы, направленной на изменение и настройку системы распределения (конфигурацию и параметры сетей сжатого воздуха) в условиях изменения структуры основных потребителей и постоянно меняющихся требований к параметрам ресурса. В настоящее время эта работа включает в себя следующие основные направления:

Снижение объемов неритмичного потребления ресурса за счет перевода потребителей на локальное снабжение;

Перевод потребителей, не имеющих повышенных требований к параметрам ресурса на снабжение сжатым воздухом более низких параметров;

- снижение давления на источниках (магистральных воздухопроводах) за счет перераспределения снабжения потребителей со сходными требованиями к параметрам энергоносителя.

Регулирование давления сжатого воздуха является эффективным методом экономии энергоресурса. Снижение давления на 0,1 кг/см 2 позволяет сократить потребление сжатого воздуха примерно на 2 %. Существуют различные способы регулирования:

- установка ограничительных устройств;

- установка регуляторов и регулирующих клапанов;

- дросселирование на запорной арматуре.

Наиболее эффективным, но и наиболее затратным является второй способ.

Установка регулирующих клапанов позволяет точно поддерживать заданное давление либо его перепад. Установка ограничительных устройств требует предварительного расчета, а также определенных затрат на изготовление, но данный способ не позволяет осуществлять точное поддержание параметров на заданном уровне. Схожий эффект дает дросселирование на запорной арматуре.

Данный способ является самым беззатратным.

>>Применение сжатого воздуха

Сжатый воздух может занимать значительно меньше места, чем при обычных условиях. Поэтому при хранении и перевозке воздух сжимают. При этом давление воздуха повышается, и поэтому приходится использовать специальные, достаточно прочные стальные баллоны (рис. 91). В таких баллонах, например, содержат сжатый воздух в подводных лодках, а также кислород, используемый при сварке металлов.

Рисунок 91. Стальные баллоны.

На применении сжатого воздуха основано действие различных пневматических устройств (от латинского слова "пневматикос" - воздушный). К ним относятся, например, отбойный молоток и пневматический тормоз.

Устройство отбойного молотка показано на рисунке 92. По шлангу 1 подается сжатый воздух. Устройство 2, называемое золотником, направляет его поочередно то в верхнюю, то в нижнюю часть цилиндра. Под действием этого воздуха боек 3 начинает быстро перемешаться то в одну, то в другую сторону, периодически (с частотой 1000-1500 ударов в минуту) воздействуя на пику 4. Удары последней используют для разрыхления мерзлых грунтов, откалывания от массива кусков горных пород, угля и т. д.

Рисунок 92. Отбойный молоток.

На рисунке 93 показано устройство пневматического тормоза железнодорожного вагона. Магистраль 1, тормозной цилиндр 4 и резервуар 3 заполняют сжатым воздухом. При открывании стоп-крана сжатый воздух выходит из магистральной трубы, и давление в правой части тормозного цилиндра становится меньше, чем в левой (из которой сжатый воздух благодаря клапану 2 выйти не может). В результате этого поршень тормозного цилиндра перемещается вправо и прижимает тормозную колодку 5 к ободу колеса 6, которое при этом затормаживается.

Рисунок 93. Пневматический тормоз.

Давление сжатого воздуха используется и при добыче нефти . На рисунке 94 показаны два способа ее добычи: а - нефть фонтанирует под давлением подземных газов и вод; б - нефть идет из скважины под давлением сжатого воздуха, накачиваемого в нефтеносный пласт.

Рисунок 94. Применение сжатого воздуха при добыче нефти.

Вопросы.

1. Почему сжатые газы содержат в специальных стальных баллонах?

2. Как действует отбойный молоток?

3. Опишите принцип действия пневматического тормоза.

4. Расскажите о способах добычи нефти из скважины

Отослано читателями из интернет-сайтов

Вся физика онлайн , курсы физики для учителей и школьников, онлайн рефераты , все материалы школьнику для подготовки к урокам физики, готовые домашние задания, календарно тематический план по физике

Сжатый воздух

Сжатый воздух - это воздух, который находится под некоторым давлением, обычно превышающим атмосферное. В странах Европы около 10 % электроэнергии расходуется промышленностью на производство сжатого воздуха. Это соответствует 80 терраватт-часов в год.

Применение

По своей роли в экономике сжатый воздух находится в одном ряду с электроэнергией, природным газом и водой. Но единица энергии, запасённая в сжатом воздухе, стоит дороже, чем энергия, запасённая в любом из трёх указанных ресурсов. .

сжатый воздух может быть использован для следующих целей:

• пневмопривод - привод машин и механизмов посредством пневматической энергии (пример пнвмопривода - отбойный молоток).
• хранение энергии.
• в дайвинге для заправки баллонов с воздухом.
• пневматические транспортирующие установки - перемещение сыпучих грузов при помощи потока воздуха.
• очистка компонентов электроники, которые нельзя очищать при помощи воды.
• пневматические тормоза
• запуск дизельных двигателей как альтернатива пуска при помощи стартёра.

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Сжатый воздух" в других словарях:

СЖАТЫЙ ВОЗДУХ, воздух, который содержится под давлением, намного превосходящим атмосферное. Это достигается путем накачивания воздуха насосом или КОМПРЕССОРОМ в резервуар. Сжатый воздух широко применятся для приведения в действие механизмов,… … Научно-технический энциклопедический словарь

СЖАТЫЙ ВОЗДУХ - воздух энергоноситель, находящийся при избыточном давлении (обычно до 588 кПа), сжатый поршневыми или турбинными компрессорами. Использование сжатого воздуха с относительно низким давлением вызвано простотой компрессорного оборудования, малым… … Металлургический словарь

сжатый воздух - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN compressed air …

сжатый воздух - suslėgtasis oras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. compressed air; heavy air vok. Druckluft, f; Preßluft, f rus. сжатый воздух, m pranc. air comprimé, m … Fizikos terminų žodynas

сжатый воздух - suslėgtas oras statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Įvairaus suslėgimo laipsnio oras, naudojamas technologiniams tikslams. Suslegiama kompresoriais, kai reikia gauti >0,3 MPa slėgį; mažesniu slėgiu suslegia ventiliatoriai ir… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

сжатый воздух низкого давления - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN service airSA … Справочник технического переводчика

ГОСТ Р 53977-2010: Сжатый воздух пневматических систем железнодорожного подвижного состава. Требования к качеству - Терминология ГОСТ Р 53977 2010: Сжатый воздух пневматических систем железнодорожного подвижного состава. Требования к качеству оригинал документа: 3.3 вспомогательное пневматическое оборудование: Часть пневматической системы, обеспечивающая… …

ГОСТ ИСО 8573-5-2006: Сжатый воздух. Часть 5. Методы контроля содержания паров масла и органических растворителей - Терминология ГОСТ ИСО 8573 5 2006: Сжатый воздух. Часть 5. Методы контроля содержания паров масла и органических растворителей оригинал документа: 3.1 зернистость (mesh): Мера размера частиц, применяемая при сортировке твердых тел с… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р ИСО 8573-2-2005: Сжатый воздух. Часть 2. Методы контроля содержания масел в виде аэрозолей - Терминология ГОСТ Р ИСО 8573 2 2005: Сжатый воздух. Часть 2. Методы контроля содержания масел в виде аэрозолей оригинал документа: 3.1 пристеночное течение (wall flow): Часть потока сжатого воздуха, в котором загрязнение маслами уже не может… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р ИСО 8573-1-2005: Сжатый воздух. Часть 1. Загрязнения и классы чистоты - Терминология ГОСТ Р ИСО 8573 1 2005: Сжатый воздух. Часть 1. Загрязнения и классы чистоты оригинал документа: 3.2 агломерат (agglomerate): Скопление, состоящее из соединений двух или более частиц. Определения термина из разных документов:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Мало кто из пользователей догадывается, насколько важно иметь сжатый воздух в баллончиках для компьютера.

А ведь на самом деле он может спасти от непредвиденной поломки, дискомфорта в использовании устройства, а также от ряда других неприятных ситуаций.

Где взять качественный сжатый воздух

Увы, это так. Правы были пророки и теперь даже воздух продается.

Продается сжатый воздух в баллончиках разных типов и выбирая его в торговой сети, важно понимать, что вы покупаете именно сжатый воздух в баллончиках для компьютера, а не для какого-либо другого устройства.

Поэтому его стоит искать в салонах компьютерной техники в отделах расходных материалов и средств по уходу за компьютерной техникой.

Также подобные товары можно найти на аналогичных интернет-сайтах.

Если же попытаться найти что-то подобное в других местах, наверняка с этим будут связаны определенные проблемы.

Все потому, что если сжатый воздух используется для других целей, в его составе могут присутствовать сторонние компоненты, наличие которых может быть весьма опасным для содержимого корпуса вашего , или подобного устройства, требующего очистки.

К примеру, производители сжатого воздуха для ремонта автомобилей могут добавлять в него средства, препятствующие дальнейшему разрушению деталей автомобиля.

А вот сжатый воздух, применяемый ювелирами, может содержать компоненты, которые в процессе работы позволят связать микрочастицы драгоценных металлов, поскольку их можно будет вторично использовать при создании иных изделий.

Совет: обращайте внимание на то, где вы приобретаете сжатый воздух, и на содержимое флакона. Почерпнуть его можно из надписи на этикетке. К примеру, недобросовестный продавец может «впарить» неподходящий для обработки компьютерных деталей воздух.

Как использовать сжатый воздух

Обычно сжатый воздух продается в металлической таре – флаконах, где воздух консервируется под давлением.

Емкость этой тары может варьироваться в зависимости от предпочтений производителя, но обычно баллоны большого объема в продажу не поступают, учитывая требования по безопасности, касающиеся продаваемого продукта.

Обратите внимание, что для того, чтобы использовать сжатый воздух из флакона, необходимо использовать весь комплект.

Да, именно так.

Продается сжатый воздух не просто в баллончиках, а в форме комплекта, в который входит также специальная насадка в виде тонкой полимерной трубки.

Она одним концом в форме адаптера надевается непосредственно на подвижное сопло баллона, а вторым направляется непосредственно на очищаемую поверхность или размещенный на ней элемент.

Вопреки распространенному мнению бездумно нажимать на клапан распылителя не стоит. Необходимо придерживаться нескольких строгих правил, которые избавят от проблем в будущем.

Вот несколько из них:

• струю воздуха необходимо направлять непосредственно на очищаемый объект;
• не стоит выпускать весь сжатый газ за одно распыление;
• нажатия должны быть серийными и кратковременными.

Все эти правила строго обоснованы.

К примеру, кратковременные направленные нажатия способствуют экономному использованию воздуха, ведь его давления вполне достаточно и для удаления пыли, и для удаления ряда липких загрязнений.

Рис. 2 – Правильный способ держать баллон

Чем заменить сжатый воздух

Как уже отмечалось выше, замена одного баллончика с газом другим может повлечь за собой непоправимые последствия.

К примеру, огнеопасные газовые смеси, применяемые для очистки, могут стать причиной возгорания, короткого замыкания либо некачественно проведенной очистки.

Подобные ситуации могут возникнуть, если во флаконе окажется увлажненный воздух или газ, поддающийся воспламенению.

При этом последствия чистки таким газом могут проявиться даже не во время ее выполнения, а после, когда компьютер или другое очищаемое электронное устройство будет подключено к сети.

Выбирая замену баллончикам с хладагентом (именно его чаще всего используют производители), стоит четко понимать особенности использования сжатого газа и цель его применения. Соответственно, газ, направляемый в корпус, должен быть сухим, без дополнительных примесей и желательно инертным. К сожалению, в домашних условиях подобные требования соблюдать удается не всегда и приходится использовать не сжатый газ, а кое-что другое.

Альтернативы в домашних условиях

Два наиболее распространенных пути решения этой проблемы предполагают использование бытовой техники.

В первом случае это фен для укладки волос, который бывает далеко не у каждого владельца компьютера, а во втором – пылесос. Но и в этом случае не все так гладко.

Что касается фена, то при его использовании важно, чтобы он работал в режиме без нагрева воздуха.

В противном случае можно поплатиться работоспособностью компьютера, поскольку во многих из них, например, в ноутбуках и может использоваться клей, который под воздействием высокой температуры плавится.

Что касается пылесоса, то при его использовании важно использовать обратный режим, когда воздух не всасывается, а, наоборот, выдувается.

Необходимо это для того, чтобы ненароком не вырвать из корпуса припаянный провод или же при высокой мощности пылесоса еще какой-либо компонент.

Такая особенность предусматривается далеко не в каждой модели, поэтому будьте осторожными.

Рис. 3 – Правильный способ использования сжатого воздуха

Как сделать баллончик собственными руками

Как для расходного материала одноразового использования, стоимость баллончика с воздухом кажется просто заоблачной.

И хоть она и связана со сложным технологическим процессом производства, многие считают ее необоснованной.

Именно поэтому часть пользователей пытаются сделать подобный инструмент для в домашних условиях.

Задача эта вполне выполнимая, однако будет далеко не всем под силу. Все потому, что для ее реализации необходимо предусмотреть сразу несколько деталей.

Во-первых, будет необходим пустой контейнер.

Использовать можно, к примеру, уже использованный контейнер из-под сжатого воздуха, но ни в коем случае не из-под лака или дезодоранта, поскольку в них могут находиться остатки спирта или химических средств.

Второй обязательный компонент – автомобильный компрессор. Именно он позволит закачать воздух в пустой флакон.

И, конечно, соединительные элементы – ниппель автомобильной камеры и фрагмент газовой горелки, которые позволят связать баллон с компрессором и сократить потери воздуха при заправке.

Важно: при таком способе заправки важно соблюдать особую осторожность. Во-первых, применять на всех поверхностях такую смесь нельзя, поскольку в ней содержится огнеопасный кислород, а во-вторых, при заправке нельзя превышать допустимое давление во флаконе. В противном случае он разорвется и станет причиной травм и прочих повреждений.

Как сделать самодельный многоразовый баллон сжатого воздуха для чистки компьютера

Данный метод исключает нарушение конструктивной целостности баллона, путем вкручивания, вклейки или впаивания вело, мото или авто ниппелей, что позволяет доводить в баллоне давление, предусмотренное изготовителем и исключает выстреливание вышеперечисленных предметов в пользователя. Роль предохранителя при превышении допустимого давления играет резиновая трубочка с хомутом (не затягивайте хомут очень сильно) Видео о испытание давлением, которое может выдержать данная конструкция сниму в ближайшее время

В строительной, судостроительной, горной промышленностях и в других областях техники широко применяют пневматические инструменты, т. е. инструменты, приводимые в действие сжатым воздухом. На любом большом, заводе применяют пневматические молотки и сверла; в шахтах пользуются пневматическими отбойными молотками.

Каждый такой инструмент присоединяется резиновым шлангом к магистрали - трубе, в которую непрерывно накачивается воздух с центральной компрессорной станции. Простейшая схема нагнетательного насоса-компрессора показана на рис. 302. При вращении маховика поршень 1 движется в цилиндре вправо и влево. При движении поршня вправо сжатый воздух открывает клапан 2 и нагнетается в магистраль; при движении влево новая порция воздуха засасывается в цилиндр из атмосферы, причем клапан 2 закрывается, а клапан 3 открывается. На рис. 303 показано устройство манометра, применяемого для измерения давления сжатого воздуха или других газов. Полая металлическая трубка 1 овального сечения, изогнутая в виде кольца, подсоединяется открытым концом 2 к объему, давление в котором нужно измерить. Вблизи конца 2 трубка, жестко прикреплена к корпусу манометра. Закрытый конец 3 соединен с механизмом, приводящим в движение стрелку прибора. Чем больше давление газа, тем больше распрямляется трубка 1 и тем больше отклоняется стрелка. Обычно положение стрелки, соответствующее атмосферному давлению, отмечается нулем на шкале. Тогда манометр показывает, на сколько измеряемое давление превышает атмосферное: показания прибора дают так называемое «избыточное давление». Такие манометры употребляют, например, для измерения давления пара в паровых котлах.

Рис. 302. Схема компрессора

Рис. 303. Устройство манометра для больших давлений

Укажем еще несколько применений сжатого воздуха.

Воздушные (пневматические) тормоза широко применяют на железных дорогах, в трамвае, троллейбусах, метро, автомашинах. В пневматических тормозах на поездах тормозные колодки 1 прижимаются к бандажам колес сжатым воздухом, находящимся в резервуаре 2, расположенном под вагоном (рис. 304). Управление тормозами производится при помощи изменения давления воздуха в магистральной трубе, которая соединяет вагоны с главным резервуаром сжатого воздуха, находящимся на тепловозе и наполняемом компрессором. Управление устроено так, что при уменьшении давления в магистрали распределительный кран 3 соединяет резервуар 2 с тормозным цилиндром 4 и тем самым осуществляет торможение. Уменьшение давления в магистрали может осуществляться машинистом, который отъединяет магистраль от компрессора и соединяет ее с атмосферой. Тот же результат может быть достигнут, если открыть кран экстренного торможения в любом вагоне или случится обрыв магистрали.

Рис. 304. Схема устройства воздушного тормоза на поездах железной дороги

Сжатым воздухом пользуются в нефтяной промышленности при добыче нефти. В районе залежей нефти под землю накачивают сжатый воздух, вытесняющий на поверхность нефть. Иногда, вследствие каких-либо процессов, происходящих в нефтеносном слое, в подземных слоях накапливается сжатый газ. Если пробурить в земле скважину, доходящую до уровня нефти, газ будет вытеснять нефть на поверхность земли. Разность давлений подземного газа и атмосферы бывает настолько велика, что заставляет нефть, поднявшуюся по скважине, бить высоким фонтаном.

Рис. 305. Устройство для переливания дистиллированной воды

На том же принципе основан прибор, которым часто пользуются в лабораториях для переливания дистиллированной воды из сосуда. Если подуть в трубочку 1 прибора (рис. 305), то из трубки 2 будет выливаться вода. Так как сосуд все время закрыт пробкой, то жидкость может долгое время сохраняться, не загрязняясь.

Для освобождения от воды («продувки») балластных отсеков подводной лодки воду вытесняют сжатым воздухом, хранящимся на борту лодки в специальных баллонах.