المعرفة النظرية الأساسية للهواء حول ضاغط الهواء التي يجب أن تفهم.

المعرفة النظرية الأساسية للهواء عن المكبس الهوائي الذي - التي يجب أن يفهم.

1. ما هو الهواء؟ما هو الهواء العادي؟

عادة ما يسمى الغلاف الجوي حول الأرض بالهواء.

الهواء تحت الضغط المحدد 0.1 ميجا باسكال ، درجة حرارة 20 ℃ والرطوبة النسبية 36٪ هواء عادي.يختلف الهواء العادي عن الهواء القياسي في درجة الحرارة ومحتوى الرطوبة.عندما تكون هناك رطوبة في الهواء ، بمجرد فصل الرطوبة ، سيقل حجم الغاز.

2. ما هو تعريف الحالة القياسية للهواء؟

يتم تعريف الحالة القياسية على أنها حالة الهواء عندما يكون ضغط امتصاص الهواء 0.1 ميجا باسكال ودرجة الحرارة 15.6 ℃ (0 ℃ حسب تعريف الصناعة المحلية).

في الحالة القياسية ، تبلغ كثافة الهواء 1.185 كجم / م 3 (يشار إلى قدرة معالجة معدات ما بعد المعالجة مثل عادم ضاغط الهواء ، والمجفف ، والفلتر ، وما إلى ذلك من خلال معدل التدفق تحت الحالة القياسية للهواء ، والوحدة هو Nm3 / دقيقة).

 

3. ما هو الهواء المشبع والهواء غير المشبع؟

تحت درجة حرارة وضغط معينين ، يكون لمحتوى بخار الماء (أي كثافة بخار الماء) في الهواء الرطب حد معين ؛عندما تصل كمية بخار الماء عند درجة حرارة معينة إلى أقصى محتوى ممكن ، يُطلق على الهواء الرطب في هذا الوقت اسم الهواء المشبع.يسمى الهواء الرطب عندما لا يصل بخار الماء إلى أقصى محتوى ممكن بالهواء غير المشبع.

 

4. في أي ظروف يصبح الهواء غير المشبع مشبعًا؟ما هو 'الندى '؟

عندما يتشبع الهواء غير المشبع ، تتكثف قطرات الماء السائل من الهواء الرطب ، وهو ما يسمى 'التكثيف '.تكاثف الندى شائع.على سبيل المثال ، في الصيف ، تكون رطوبة الهواء عالية جدًا ، ومن السهل تكوين قطرات ماء على سطح أنبوب الماء.في الشتاء ، في الصباح ، ستظهر قطرات الماء على نوافذ المنازل.هذه هي نتائج تكاثف الندى عندما يتم تبريد الهواء الرطب إلى درجة حرارة نقطة الندى تحت ضغط ثابت.

 

5. ما هو الضغط الجوي والضغط المطلق وضغط المقياس؟ما هي وحدات الضغط الشائعة؟

يسمى الضغط على سطح الأرض أو الأجسام السطحية الناتج عن الغلاف الجوي السميك جدًا المحيط بسطح الأرض 'الضغط الجوي ' ، والرمز هو Ρ b； يسمى الضغط الذي يعمل مباشرة على سطح الحاوية أو الجسم 'الضغط المطلق '.تأخذ قيمة الضغط المطلق الفراغ المطلق كنقطة بداية ، والرمز هو Ρ a； يُقاس الضغط بمقياس الضغط ومقياس الفراغ وأنبوب U وغيرها من الأدوات 'مقياس الضغط '.يبدأ 'قياس الضغط ' من الضغط الجوي ، والرمز هو Ρ g。 العلاقة بين الثلاثة هي Ρ أ = Ρ ب + Ρ g

 

6. ما هي درجة الحرارة؟ما هي وحدات درجة الحرارة الشائعة؟

درجة الحرارة هي متوسط ​​القيمة الإحصائية للحركة الحرارية لجزيئات المواد.

درجة الحرارة المطلقة: درجة الحرارة التي تبدأ من أدنى درجة حرارة حدية عندما تتوقف جزيئات الغاز عن الحركة ، مسجلة على أنها T. الوحدة 'كلفن ' ، ورمز الوحدة هو K.

درجة الحرارة المئوية: درجة الحرارة التي تبدأ من نقطة انصهار الجليد.الوحدة 'مئوية ' ورمز الوحدة هو ℃.

بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تستخدم البلدان البريطانية والأمريكية 'درجة حرارة فهرنهايت ' ، ورمز الوحدة هو F.

 

7. ما هو الضغط الجزئي لبخار الماء في الهواء الرطب؟

الهواء الرطب هو خليط من بخار الماء والهواء الجاف.في حجم معين من الهواء الرطب ، عادة ما يكون مكون بخار الماء (بالكتلة) أقل بكثير من الهواء الجاف ، ولكنه يشغل نفس حجم الهواء الجاف وله نفس درجة الحرارة.ضغط الهواء الرطب هو مجموع الضغوط الجزئية للغازات المكونة (أي الهواء الجاف وبخار الماء).يسمى ضغط بخار الماء في الهواء الرطب الضغط الجزئي لبخار الماء ، والذي يتم تسجيله كـ Ρ. تعكس القيمة كمية بخار الماء في الهواء الرطب.كلما زاد محتوى بخار الماء ، زاد ضغط بخار الماء.يسمى الضغط الجزئي لبخار الماء في الهواء المشبع الضغط الجزئي المشبع لبخار الماء ، والذي يتم تسجيله على أنه Ρ aب.

 

8.ما هي رطوبة الهواء؟كم عدد أنواع الرطوبة الموجودة؟

تسمى الكمية الفيزيائية التي تمثل درجة جفاف ورطوبة الهواء بالرطوبة.تشمل تعبيرات الرطوبة الشائعة الاستخدام الرطوبة المطلقة والرطوبة النسبية.

في الحالة القياسية ، تسمى كتلة بخار الماء الموجودة في 1 م 3 من الهواء الرطب 'الرطوبة المطلقة ' للهواء الرطب ، وتكون الوحدة جم / م 3.تشير الرطوبة المطلقة فقط إلى مقدار بخار الماء الموجود في وحدة حجم الهواء الرطب ، ولكن لا يمكن أن تشير إلى قدرة الهواء الرطب على امتصاص بخار الماء ، أي أنه لا يمكن أن يشير إلى درجة رطوبة الهواء الرطب.الرطوبة المطلقة هي كثافة بخار الماء في الهواء الرطب.

النسبة بين الكمية الفعلية لبخار الماء الموجود في الهواء الرطب والكمية القصوى من بخار الماء المحتمل احتواؤها في نفس درجة الحرارة تسمى 'الرطوبة النسبية ' φ للتعبير.الرطوبة النسبية φ بين 0 و 100٪. φ كلما كانت القيمة أصغر ، كان الهواء أكثر جفافاً ، وكانت قدرة امتصاص الماء أقوى ؛ φ فكلما زادت القيمة ، كلما كان الهواء رطبًا وقلت قدرة امتصاص الماء.ترتبط قدرة الهواء الرطب على امتصاص الرطوبة أيضًا بدرجة حرارته.عندما ترتفع درجة حرارة الهواء الرطب ، يزداد ضغط التشبع وفقًا لذلك.في هذه الحالة ، يظل محتوى بخار الماء دون تغيير ، ثم الرطوبة النسبية للهواء الرطب φ سوف ينخفض ​​، أي أن قدرة امتصاص الرطوبة للهواء الرطب ستزداد.لذلك ، أثناء تركيب غرفة ضاغط الهواء ، يجب الانتباه إلى الحفاظ على التهوية ، وخفض درجة الحرارة ، وعدم وجود تصريف أو برك في الغرفة لتقليل الرطوبة في الهواء.

 

9. ما هو محتوى الرطوبة؟كيف يتم حساب محتوى الرطوبة؟

في الهواء الرطب ، تسمى كتلة بخار الماء الموجودة في 1 كجم من الهواء الجاف 'محتوى الرطوبة ' للهواء الرطب ، وهو شائع الاستخدام.للتعبير عن محتوى الرطوبة ω يتناسب تقريبًا مع الضغط الجزئي لبخار الماء Pso ويتناسب عكسيًا مع إجمالي ضغط الهواء p. ω يعكس بدقة كمية بخار الماء الموجودة في الهواء.إذا لم يتغير الضغط الجوي بشكل عام ، عندما تكون درجة حرارة الهواء الرطب ثابتة ، يكون Pso ثابتًا أيضًا.في هذا الوقت ، تزداد الرطوبة النسبية ، ويزداد محتواها الرطوبي ، وتقل قدرتها على امتصاص الرطوبة.

 

10. ما الذي تعتمد عليه كثافة بخار الماء في الهواء المشبع؟

هناك حد لكمية (كثافة) بخار الماء في الهواء.ضمن نطاق الضغط الهوائي (2MPa) ، يمكن اعتبار أن كثافة بخار الماء في الهواء المشبع تعتمد فقط على درجة الحرارة وليس لها علاقة بضغط الهواء.كلما ارتفعت درجة الحرارة ، زادت كثافة بخار الماء المشبع.على سبيل المثال ، كثافة بخار الماء المشبع تبلغ 1 متر مكعب من الهواء عند 40 ℃ هو نفسه بغض النظر عن ضغطه 0.1MPa أو 1.0MPa.

 

 

11. ما هو الهواء الرطب؟

يسمى الهواء الذي يحتوي على كمية معينة من بخار الماء بالهواء الرطب ، والهواء بدون بخار الماء يسمى الهواء الجاف.الهواء من حولنا رطب.عند ارتفاع معين ، يكون تكوين ونسبة الهواء الجاف مستقرًا بشكل أساسي ، وليس له أهمية خاصة للأداء الحراري للهواء الرطب بالكامل.على الرغم من أن محتوى بخار الماء في الهواء الرطب صغير ، إلا أن تغيير المحتوى له تأثير كبير على الخصائص الفيزيائية للهواء الرطب.تحدد كمية بخار الماء جفاف الهواء ورطوبته.الهدف العامل لضاغط الهواء هو الهواء الرطب.

 

12. ما هي الحرارة؟

الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة.الوحدات المشتركة: KJ / (kg · ℃) ، كال / (كجم · ℃) ، كيلو كالوري / (كجم · ℃) ، إلخ. 1 كيلو كالوري = 4.186 كيلو جول，1 كيلو جول = 0.24 كيلو كالوري。

وفقًا لقوانين الديناميكا الحرارية ، يمكن نقل الحرارة تلقائيًا من نهاية درجة الحرارة المرتفعة إلى نهاية درجة الحرارة المنخفضة من خلال الحمل الحراري والتوصيل والإشعاع وأشكال أخرى.بدون استهلاك خارجي للطاقة ، لا يمكن أبدًا نقل الحرارة في الاتجاه المعاكس.

 

13. ما هي الحرارة المعقولة؟ما هي الحرارة الكامنة؟

تشير الحرارة المعقولة إلى الحرارة التي يحتاجها الجسم لامتصاصها أو إطلاقها عندما ترتفع درجة حرارته أو تنخفض دون تغيير حالة المرحلة الأصلية أثناء التسخين أو التبريد.يمكن أن يجعل الناس لديهم شعور واضح بالتغيرات الباردة والساخنة ، والتي يمكن قياسها عادةً باستخدام مقياس حرارة.على سبيل المثال ، تمتص الحرارة عن طريق رفع درجة حرارة الماء من 20 ℃ حتى 80 ℃ يسمى الحرارة المعقولة.

عندما يمتص جسم ما أو ينبعث منه حرارة ، تتغير حالة طورته (على سبيل المثال ، يصبح الغاز سائلاً ...) ، لكن درجة الحرارة لا تتغير.تسمى الحرارة الممتصة أو المنبعثة بالحرارة الكامنة.لا يمكن قياس الحرارة الكامنة بميزان حرارة ، ولا يمكن أن يشعر بها جسم الإنسان ، ولكن يمكن حسابها من خلال التجارب.

بعد أن ينبعث حرارة من الهواء المشبع ، يتحول جزء من بخار الماء إلى ماء سائل.في هذا الوقت ، لا تنخفض درجة حرارة الهواء المشبع.هذا الجزء من الحرارة هو حرارة كامنة.

 

14. ما هو المحتوى الحراري للهواء؟

يشير المحتوى الحراري للهواء إلى إجمالي الحرارة الموجودة في الهواء ، وعادةً ما يعتمد على كتلة وحدة الهواء الجاف.رمز المحتوى الحراري ι يعبر.

 

15. ما هي نقطة الندى؟عن ماذا يتكلم؟

تنخفض درجة حرارة الهواء غير المشبع بشرط الحفاظ على الضغط الجزئي لبخار الماء دون تغيير (أي الحفاظ على محتوى الماء المطلق دون تغيير) ، وتسمى درجة الحرارة عند وصولها إلى حالة التشبع بنقطة الندى.عندما تنخفض درجة الحرارة إلى نقطة الندى ، سيتم فصل قطرات المكثف عن الهواء الرطب.

لا ترتبط نقطة الندى للهواء الرطب بدرجة الحرارة فحسب ، بل ترتبط أيضًا بكمية الرطوبة في الهواء الرطب.نقطة الندى عالية للمحتوى المائي العالي ومنخفضة لمحتوى الماء المنخفض.عند درجة حرارة معينة للهواء الرطب ، كلما ارتفعت درجة حرارة نقطة الندى ، كلما زاد الضغط الجزئي لبخار الماء في الهواء الرطب ، زاد محتوى بخار الماء في الهواء الرطب.تلعب درجة حرارة نقطة الندى دورًا مهمًا في هندسة الضاغط.على سبيل المثال ، عندما تكون درجة حرارة مخرج ضاغط الهواء منخفضة للغاية ، فإن خليط الزيت والغاز سوف يتلاشى في برميل الزيت والغاز بسبب انخفاض درجة الحرارة ، مما يجعل زيت التشحيم المحتوي على الماء يؤثر على تأثير التشحيم.لذلك ، يجب تصميم درجة حرارة مخرج ضاغط الهواء بحيث لا تقل عن درجة حرارة نقطة الندى تحت الضغط الجزئي المقابل.

 

16. ما هي نقطة الندى الضغط؟

بعد ضغط الهواء الرطب ، تزداد كثافة بخار الماء ، كما تزداد درجة الحرارة.عندما يتم تبريد الهواء المضغوط ، تزداد الرطوبة النسبية.عندما تستمر درجة الحرارة في الانخفاض إلى 100٪ من الرطوبة النسبية ، سيتم فصل قطرات الماء عن الهواء المضغوط.درجة الحرارة في هذا الوقت هي 'نقطة ندى الضغط ' للهواء المضغوط.

 

17. ما هي العلاقة بين نقطة تكثف الضغط ونقطة تكثف الضغط العادي؟

العلاقة المقابلة بين نقطة الندى للضغط ونقطة الندى في الغلاف الجوي مرتبطة بنسبة الضغط.تحت نفس نقطة الندى للضغط ، كلما زادت نسبة الضغط ، انخفضت نقطة الندى الجوي المقابلة.على سبيل المثال ، عندما تكون نقطة الندى 0.7 ميجا باسكال ، يكون ضغط الهواء المضغوط 2 ℃، وهو ما يعادل نقطة الندى للضغط العادي - 23 ℃.عندما يزداد الضغط إلى 1.0MPa وتكون نقطة الندى لنفس الضغط 2 ℃، تنخفض نقطة الندى للضغط العادي المقابل إلى - 28 ℃.

 

18. ما هي الأداة المستخدمة لقياس نقطة الندى للهواء المضغوط؟

على الرغم من أن وحدة ضغط نقطة الندى هي مئوية (℃) ، ودلالة ذلك هو محتوى الماء للهواء المضغوط.لذلك ، فإن قياس نقطة الندى هو في الواقع قياس محتوى الرطوبة في الهواء.هناك العديد من الأدوات لقياس نقطة الندى للهواء المضغوط ، مثل 'مقياس نقطة الندى المرآة ' باستخدام النيتروجين والأثير ، وما إلى ذلك كمصدر بارد ، و 'مقياس الرطوبة الإلكتروليتي ' باستخدام خامس أكسيد الفوسفور ، وكلوريد الليثيوم ، وما إلى ذلك مثل المنحل بالكهرباء.في الوقت الحاضر ، يستخدم مقياس نقطة ندى الغاز الخاص على نطاق واسع في الصناعة لقياس نقطة الندى للهواء المضغوط ، مثل مقياس نقطة الندى SHAW في بريطانيا ، والذي يمكن أن يصل نطاق قياسه إلى - 80 ℃.

 

19. ما الذي يجب الانتباه إليه عند قياس نقطة الندى للهواء المضغوط بمقياس نقطة الندى؟

استخدم مقياس نقطة الندى لقياس نقطة تكثف الهواء ، خاصة عندما يكون محتوى الرطوبة في الهواء الذي يتم قياسه منخفضًا للغاية ، يجب أن تكون العملية شديدة الحذر والصبر.يجب أن تكون معدات أخذ عينات الغاز وخط الأنابيب المتصل جافة (على الأقل أكثر جافة من الغاز المقاس) ، ويجب أن يكون اتصال خط الأنابيب مغلقًا تمامًا ، ويجب تحديد معدل تدفق الغاز وفقًا للوائح ، ويجب أن تكون فترة المعالجة المسبقة طويلة بدرجة كافية.القليل من الإهمال سيؤدي إلى أخطاء كبيرة.أثبتت الممارسة أن 'جهاز اختبار الرطوبة الدقيق ' الذي يستخدم خامس أكسيد الفوسفور كمحلول كهربائى به خطأ كبير عند قياس نقطة تكثف الضغط للهواء المضغوط المعالج بالمجفف البارد.وذلك لأن الهواء المضغوط سينتج تحليلًا كهربائيًا ثانويًا أثناء الاختبار ، مما يجعل القراءة أعلى من القيمة الفعلية.لذلك ، لا ينبغي استخدام هذا النوع من الأجهزة عند قياس نقطة الندى للهواء المضغوط المعالج بواسطة المجفف البارد.

 

20. أين يجب قياس نقطة تكثف الضغط للهواء المضغوط في المجفف؟

استخدم مقياس نقطة الندى لقياس نقطة ندى ضغط الهواء المضغوط.يجب وضع نقطة أخذ العينات في أنبوب العادم بالمجفف ، ويجب ألا يحتوي غاز العينة على قطرات ماء سائل.نقاط الندى المقاسة في نقاط أخذ العينات الأخرى بها أخطاء.

 

21. هل يمكن استخدام درجة حرارة التبخر بدلاً من نقطة ندى الضغط؟

في المجفف البارد ، لا يمكن استخدام قراءة درجة حرارة التبخر (ضغط التبخر) لاستبدال نقطة ندى الضغط للهواء المضغوط.هذا لأنه في المبخر ذي مساحة التبادل الحراري المحدودة ، لا يمكن تجاهل درجة حرارة تبخر الهواء المضغوط والمبرد أثناء عملية التبادل الحراري (أحيانًا تصل إلى 4 ~ 6 ℃) ؛تكون درجة الحرارة التي يمكن تبريد الهواء المضغوط إليها أعلى دائمًا من درجة حرارة تبخر مادة التبريد.لا يمكن أن تكون كفاءة فصل 'فاصل الماء بالغاز ' بين المبخر والمبرد المسبق 100٪.هناك دائمًا جزء من قطرات الماء الصغيرة التي لا يمكن فصلها تمامًا سيدخل المبرد المسبق مع تدفق الهواء ، حيث يتم تقليل 'التبخر الثانوي ' إلى بخار الماء ، مما سيزيد من محتوى الماء في الهواء المضغوط والندى نقطة.لذلك ، في هذه الحالة ، تكون درجة حرارة التبخر المقاسة دائمًا أقل من نقطة ندى الضغط الفعلي للهواء المضغوط.

 

22. في أي ظروف يمكن استخدام قياس درجة الحرارة لتحل محل نقطة الندى الضغط؟

يعتبر إجراء أخذ العينات المتقطع باستخدام مقياس نقطة الندى SHAW لقياس نقطة تكثف ضغط الهواء في المجال الصناعي مزعجًا إلى حد ما ، وغالبًا ما تتأثر نتائج الاختبار بسبب ظروف الاختبار غير المكتملة.لذلك ، غالبًا ما تستخدم موازين الحرارة لقياس نقطة ندى الضغط تقريبًا للهواء المضغوط عندما لا تكون المتطلبات صارمة للغاية.

الأساس النظري لقياس نقطة تكثف الضغط للهواء المضغوط باستخدام مقياس حرارة هو: إذا كان الهواء المضغوط الذي يدخل المبرد المسبق من خلال فاصل الهواء والماء بعد التبريد القسري بواسطة المبخر منفصلاً تمامًا عن المكثف في فاصل الهواء والماء ، ثم درجة الحرارة المقاسة للهواء المضغوط هي نقطة ندى الضغط.على الرغم من أنه من غير المحتمل أن تصل كفاءة فصل فاصل الماء بالغاز إلى 100٪ ، فإن المكثف الذي يدخل إلى فاصل الماء بالغاز ويتم تفريغه من خلال فاصل الماء بالغاز لا يمثل سوى جزء صغير من إجمالي المكثفات عندما يكون المكثف من المبرد المسبق والمبخر يتم تصريفها بشكل جيد.لذلك ، فإن خطأ قياس نقطة ندى الضغط بهذه الطريقة ليس كبيرًا جدًا.

عند استخدام هذه الطريقة لقياس نقطة تكثف الضغط للهواء المضغوط ، يجب تحديد نقطة قياس درجة الحرارة في نهاية مبخر المجفف أو في فاصل الهواء والماء ، لأن درجة حرارة الهواء المضغوط هي الأدنى عند هذه النقطة.

 

23. ماهي طرق تجفيف الهواء المضغوط؟

يمكن للهواء المضغوط إزالة بخار الماء عن طريق الضغط والتبريد والامتصاص وطرق أخرى ، وإزالة الماء السائل عن طريق التسخين والتصفية والفصل الميكانيكي وغيرها من الطرق.

مجفف التبريد هو نوع من المعدات التي تقوم بتبريد الهواء المضغوط لإزالة بخار الماء والحصول على هواء مضغوط جاف نسبيًا.يستخدم المبرد الخلفي لضاغط الهواء أيضًا التبريد لإزالة البخار الموجود فيه.يستخدم مجفف الامتزاز مبدأ الامتزاز لإزالة بخار الماء الموجود في الهواء المضغوط.

 

24. ما هو الهواء المضغوط؟ما هي الخصائص؟

الهواء قابل للضغط.يسمى الهواء الذي يتم تقليل حجمه وزيادة ضغطه عن طريق العمل الميكانيكي لضاغط الهواء بالهواء المضغوط.

الهواء المضغوط مصدر طاقة مهم.بالمقارنة مع مصادر الطاقة الأخرى ، فهي تتميز بالخصائص الواضحة التالية: انتقال واضح وشفاف ومريح ، لا يوجد أداء ضار خاص ، لا تلوث أو تلوث منخفض ، درجة حرارة منخفضة ، لا يوجد خطر حريق ، ولا خوف من الحمل الزائد.يمكن أن تعمل في العديد من البيئات المعاكسة ، ومن السهل الحصول عليها.

 

25. ما هي الشوائب الموجودة في الهواء المضغوط؟

يحتوي الهواء المضغوط الذي يتم تفريغه من ضاغط الهواء على العديد من الشوائب: ① الماء ، بما في ذلك رذاذ الماء والبخار والمكثفات ؛ ② الزيت ، بما في ذلك بقعة الزيت وبخار الزيت ؛ ③ المواد الصلبة المختلفة ، مثل طين الصدأ ، ومسحوق المعادن ، ودقائق المطاط ، وجزيئات القطران ، ومواد الترشيح ، والغرامات الدقيقة لمواد الختم ، وغيرها من المواد الكيميائية الضارة ذات الرائحة.