на сколько можно сжать воздух

Сжатие и расширение газов

Бойль нашел математическое соотношение между давлением и объемом данной массы газа. Однако Мариотт сделал существенное дополнение к его исследованием, в результате появился закон Бойля Мариотта. Суть его сводится к следующему: объем данной массы газа обратно пропорционален давлению при условии постоянства температуры. Другой способ выражения того же закона: произведение давления на объем есть величина постоянная для данной массы газа при неизменной температуре.

Калькулятор давления газов — введите три значения (Закон Бойля Мариотта)

Формулы закона Бойля Мариотта

P1/P2=V2/V1

P1V1=P2V2

При пользовании этими формулами безразлично, в каких единицах вы будете измерять объем и давление, лишь бы оба объема и оба давления были измерены в одинаковых единицах. Например, если одно давление измерено в килограммах на квадратный сантиметр, то в тех же единицах должно быть измерено и другое давление. Если один объем измерен в кубических сантиметрах, то так же должен быть измерен и другой.

Применение закона Бойля Мариотта в быту

Пылесос состоит главным образом из вентилятора, приводимого в движение электромотором. Вентилятор выталкивает воздух своими лопастями и создает за ними разреженное пространство. Так как воздух, который из-за разности давлений внутри и снаружи устремляется по трубке в камеру вентилятора, проходит через ковер, то пыль уносится с ковра. В некоторых пылесосах применяется, кроме того, вращающаяся щетка, подметающая и выбивающая ковер. Воздух, прошедший вентилятор, поступает в мешок или другой отстойник для пыли и грязи, которые потом могут быть опорожнены различными способами в зависимости от типа пылесоса.

Водолазные колокола и водолазные костюмы. Когда водолазный колокол погружается в воду, воздух тоже сжимается, но при помощи компрессора, находящегося снаружи. Воздух нагнетается под колокол, поэтому вода совсем не входит в колокол. При этом необходимо все время накачивать в колокол свежий воздух в количестве, необходимом для работающих там людей. Излишек воздуха будет пузырями вырываться наружу. Важной частью водолазного костюма является шлем, который привинчивается к верхней части водонепроницаемого костюма. Обычно шлем снабжают воздухом таким же образом, как водолазный колокол. В некоторых типах костюмов водолаз имеет при себе собственный запас сжатого воздуха.

Одно из своеобразных проявлений закона Бойля — наше дыхание. Когда мускулы, сокращаясь, тянут диафрагму вниз, объем пространства, где помещаются легкие, увеличивается, отчего давление внутри становится меньше наружного. В результате воздух из пространства с большим давлением поступает в легкие, где давление меньше. Обратное движение диафрагмы уменьшает объем легочного пространства и делает давление внутри легких большим наружного. Поэтому воздух и ненужные газы выходят из легких.

Источник

Сжатый воздух

Воздух, находящийся под давлением выше атмосферного, называют сжатым.

Физические параметры воздуха

Давление

Нормальное напряжение сжатия называется давлением. Оно моет измеряться по избыточной или абсолютной шкале. В избыточной шкале за 0 принято давление атмосферы, получается, что абсолютное и избыточное давление связаны зависимостью:

Давление характеризует степень сжатия воздуха. Чем выше давление тем значительнее сжат воздух.

Сжимаемость

Сжимаемость воздуха характеризуется уменьшением его объема при увеличении давления.

Плотность

Отношение массы воздуха к его объему называют плотностью. Она изменяется при сжатии воздуха.

Воздух, как и любой другой газ занимает весь предоставленный ему объем.

Удельный вес

Отношение объема воздуха к его массе называют удельным весом.

Температура

Температуру воздуха измеряют в градусах Кельвина или Цельсия. Под нормальными условиями понимают состояние воздуха при температуре.

Удельная теплоемкость

Вязкость

Расход воздуха

Массовый и объемный расходы связаны зависимостью.

Взаимосвязь между физическими величинами, характеризующими состояние воздуха отражена в уравнении состояния Клайперона-Менделеева.

Особенности сжатого воздуха, как кинематического звена пневмопривода

Воздух имеет существенные отличия от жидкости, обосабливающие пневматический привод от гидравлического.

Воздух безопасен с точки зрения пожарной безопасности, поэтому может использоваться, в условиях, опасных по воспламенению газа, пыли и т.д.

Пневматический привод обладает высоким быстродействием, которое удается достичь благодаря малой инерционности сжатого воздуха, и обеспечении им демпфирующего эффекта.

Источник

Сжатый воздух как он есть…

В современном высокотехнологическом мире сжатый воздух незаменим, он используется повсеместно и на сегодняшний день является вторым по важности источником энергии после электричества для очень многих промышленных предприятий.

Что же представляет из себя сжатый воздух? Какие существуют принципы и особенности сжатия воздуха, и что следует помнить при работе с ним?

Начнем с определения: сжатый воздух – это воздух, который находится под давлением, превышающим атмосферное. По сути, сжатый воздух – это сжатый атмосферный воздух, то есть тот воздух, которым мы дышим, который состоит из различных газов:

Состояние воздуха (газа) можно описать тремя параметрами:

— удельный объем (Vуд.);

В технологии сжатия воздуха все три параметра измеряются в конкретных величинах:

— рабочее давление (давление сжатия) измеряется в барах;

— температура сжатого воздуха измеряется в градусах Цельсия;

— объем используют как для определения размеров ресивера, так и для расхода компрессорами сжатого воздуха, выраженный в лит./мин или куб.м./час

Одним из средств сжатия воздуха является его “выработка” компрессорным оборудованием. Таким образом, сжатый воздух начинает свой путь в компрессоре.

Прежде чем попасть к потребителю сжатый воздух проходит следующие этапы:

На каждом из этих этапов происходит своего рода трансформация воздуха из одного состояния в другое. Рассмотрим основные принципы и особенности сжатого воздуха.

Температура.

В процессе поступления воздуха из атмосферы в компрессор воздух начинает сжиматься. В момент сжатия воздуха в компрессоре его температура может достигать до 180 С, однако через какое-то время, когда воздух попадает дальше, в ресивер, его температура начинает падать, к примеру, на “выходе” из поршневого компрессора она равняется примерно 40-45 С.

Таким образом, падение температуры сжатого воздуха “на лицо”, и воздух, действительно, остывает. В тот момент, когда его температура начинает понижаться, идет процесс возникновения конденсата или другими словами влаги. Таким образом, о сжатии воздуха важно знать следующее:

— при сжатии всегда происходит повышение температуры. Чем сильнее сжимается воздух, тем выше поднимается температура, и даже при сжатии воздуха до невысокого давления происходит значительное возрастание температуры.

— повышение температуры происходит не из-за механического трения частей компрессора и тому подобного, а из-за самого сжатия.

— при сжатии воздуха пары воды становятся основным загрязнением.

— в сжатом воздухе сконденсировавшаяся вода является загрязнением, которое улавливает и переносит другие загрязнения.

— концентрация вредных веществ возрастает, и может стать опасной, если их не удалить.

Самое главное – то, что в итоге сжатия воздуха после падения температуры воздуха возникает конденсат, и это может стать настоящей проблемой для потребителя.

Значительное содержание воды в сжатом воздухе становится причиной коррозии пневмосети. Взвешенные частицы и ржавчина действуют как абразив на элементы пневмоавтоматики. Всё это приводит к серьезным повреждениям пневматического оборудования, тем самым вызывая простои оборудования, повышение эксплуатационных расходов и повреждение производимых изделий.

Состав сжатого воздуха.

При подаче в компрессор обычный воздух содержит около 1,8 миллиардов частиц пыли. Таким образом, воздух, попадающий в компрессор, уже содержит загрязнения в виде твердых частиц. К этому надо добавить и то, что мы уже выяснили – некоторое количество влаги или водяного пара, который при сжатии конденсируется, тоже образует загрязнение воздуха. Но и это еще не все: в процессе работы маслянных компресоров в воздушный поток (в результате нагревания масла) могут попадать масляные пары и образовавшийся углерод.

Масляный туман или пар, исходящий из потока сжатого воздуха, может стать причиной сбоя в работе компрессора, сколов краски от корпуса либо появления отверстий (пробоин) на нем. При эксплуатации компрессора в пищевой отрасли либо в медицинской сфере существует риск попадания вредных веществ в организм человека. Масляный туман является наиболее трудновыводимым элементом при его отделении от воздушного потока.

Все это в целом приводит к тому, что загрязнения в атмосферном воздухе с наличием водяных паров и масляного тумана, в процессе работы компрессора превращаются в 2 миллиарда частиц пыли и 0,03 мг/м.куб. масляных паров в выходном воздушном потоке.

Попадая в пневматическую систему, такая агрессивная смесь приводит к ускоренному износу оборудования и выходу его из строя.

Поэтому встает вопрос о качестве воздуха, которое определяется содержанием частиц пыли, масляного тумана и водяных паров. Требование к качеству сжатого воздуха определяет производитель оборудования и нормируется по DIN ISO 8573-1:2001 или ГОСТ 17433-80. Существуют следующие стандарты ISO для типов сжатого воздуха:

Очистка сжатого воздуха.

Для принудительного удаления влаги из сжатого воздуха на первом этапе применяют охладители воздуха, которые охлаждают горячий, содержащий влагу воздух до температуры +10 С по отношению к температуре окружающей среды. В результате резкого охлаждения происходит процесс конденсации. На выходе из охладителя сжатый воздух содержит влагу в виде взвеси капелек воды – водяного конденсата и пара. На следующем этапе получения сжатого воздуха с необходимой точкой росы (содержанием влаги) используются осушители сжатого воздуха.

Для удаления содержащихся в сжатом воздухе других посторонних примесей (песок, пыль, частицы метала от трущихся элементов компрессора, продукты окисления пневматической магистрали, пары масел и т. п.), применяются магистральные фильтры.

Таким образом, какими бы ни были требования по чистоте воздуха, современные системы подготовки и очистки воздуха позволяют эффективно подготовить и очистить воздух до необходимого уровня.

DIN ISO 8573-1:2001 Качество сжатого воздуха

Стандарт качества сжатого воздуха для каждой категории применения

Источник

АПС Инжиниринг

Сжатый воздух

сжатый воздух, состав воздуха, свойства воздуха, единицы измерения

Сжатый воздух — это воздух, находящийся под давлением, превышающим атмосферное давление.

Сжатый воздух является уникальным энергоносителем наряду с электроэнергией, природным газом и водой. В производственных условиях сжатый воздух, в основном, используется для привода в действие устройств и механизмов с пневматическим приводом (пневмопривод).

Приступая к проектированию новой пневмосистемы или модернизации уже существующей, нелишне будет вспомнить и о некоторых свойствах воздуха, терминах и единицах измерения.

Воздух это смесь газов, главным образом состоящая из азота и кислорода.

Состав воздуха

Элемент*

Обозначение

По объёму, %

По массе, %

*Состав воздуха может меняться. Как правило, в промышленных зонах воздух содержит посторонние примеси.

** Воздух всегда содержит пары воды. Так, при температуре 0 °C 1 м³ воздуха может вмещать максимально около 5 граммов воды, а при температуре +10 °C — уже около 10 граммов.

давление воздуха

Стандартным барометрическим давлением называется давление на уровне моря в мм рт. ст. Оно в зависимости от температуры и влажности колеблется от 700 до 800 мм рт. ст. и в среднем равно 760 мм. рт. ст. В физике под барометрическим давлением 1 атм. подразумевается давление воздуха, равное 1,0332 кгс/см 2 или стандартному барометрическому давлению 760 мм рт. ст.

В технологии сжатия воздуха, рабочее давление является давлением сжатия и выражается в барах или атмосферах (1 атм = 0,981 бар)

Ратм.= 1013 мбар = 1,01325 бар = 760 мм. ртутного столба = 101325 Па.

температура сжатого воздуха

плотность воздуха

В данном разделе мы напомнили лишь о некоторых свойствах воздуха.

Следует заметить, что при использовании сжатого воздуха в качестве энергоносителя необходимо учитывать реальные термодинамические процессы, возникающие при сжатии атмосферного воздуха. От этого во многом зависит эффективность работы Вашей пневмосистемы.

По всем вопросам, связанным с производством и использованием сжатого воздуха Вы можете обращаться к специалистам «АПС-Инжиниринг». Мы всегда готовы поделиться своими знаниями и помочь Вам в решении «Воздушных« задач.

Источник

Охрана труда и БЖД

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Сжатие

Каждому человеку, который интересуется подробностями, (необходимыми) для закупки, или работой любой системы, подающей пригодный для дыхания воздух в шланговые респираторы (с непрерывной подачей воздуха под давлением), применяемые при обезвреживании асбеста, нужно знать основы сжатия воздуха.

Теория сжатия воздуха

Даже если не подводить тепло к воздуху извне, он только за счёт сжатия нагреется до 177 0С. И пары воды, и различные загрязнения также будут сжаты. За счёт сжатия воздух уже не сможет переносить много водяных паров. А увеличение температуры повысит способность воздуха переносить водяные пары. Из-за этих противоположных эффектов конденсация паров воды не будет происходить сразу после сжатия, но это произойдёт позже, при его остывании. Сам процесс сжатия воздуха в компрессоре увеличивает его загрязнённость, и нужно следить за тем, чтобы уровень загрязнённости воздуха не представлял угрозы для людей.

Если после сжатия воздуха и его остывания дать ему возможность расшириться до первоначального объёма, то его температура резко снизится. Этот воздух будет очень сухим, и после расширения снова сможет переносить много водяных паров.

О сжатии воздуха важно знать следующее:

— При сжатии всегда происходит повышение температуры. Чем сильнее сжимается воздух, тем выше поднимается температура, и даже при сжатии воздуха до невысокого давления происходит значительное возрастание температуры.

— Это повышение происходит не из-за механического трения частей компрессора и т.п., а из-за самого сжатия.

— Сжатие всегда нагревает воздух, но можно сделать такое оборудование для сжатия воздуха, которое будет его охлаждать. Чтобы обеспечить такое охлаждение необходим теплообменник достаточного размера и нужно, чтобы воздух находимся в этом теплообменнике достаточно долго, прежде чем он поступит к потребителю.

— При сжатии воздуха пары воды становятся основным загрязнением. В сжатом воздухе сконденсировавшаяся вода является загрязнением, которое улавливает и переносит другие загрязнения.

— Концентрация вредных веществ возрастает, и может стать опасной, если их не удалить.

Сжатие воздуха не практике

Сам компрессор подходит только для той работы, для которой он спроектирован и изготовлен. Например, если компрессор спроектирован только для снабжения сжатым воздухом ручного пневмоинструмента и др. промышленного оборудования, то нет необходимости охлаждать сжатый воздух и очищать его от воды и масла. У некоторых компрессоров есть устройства, которые подают масло в сжатый воздух. Если у компрессора неподходящая конструкция, то он может легко «перегрузить», засорить установленную после него систему очистки. Применение такого компрессора потребует очень частой смены фильтров. Это приведёт к тому, что эксплуатационные затраты станут недопустимо большими. Затраты на переделку такого компрессора могут оказаться больше, чем стоимость специального компрессора, предназначенного для получения пригодного для дыхания воздуха.

Для того, чтобы объяснить вредное влияние воды (как загрязнения) на сжимаемый воздух, рассмотрим пример. Пусть для сжатия воздуха до низкого давления используется система из механического компрессора и устройства для очистки (Фиг. F-1). При температуре окружающего воздуха 21 0С и относительной влажности 75% эта установка сжимает за минуту 2.83 м3 (100 куб. футов). Эта установка будет давать 62 литра воды в сутки (за счёт конденсации). Если установка предназначена для получения пригодного для дыхания воздуха и правильно спроектирована, то в ней будет охладитель для охлаждения воздуха и для конденсации водяных паров. Кроме того, в таком компрессоре должно быть устройство для улавливания и удаления из установки сконденсировавшейся воды. При охлаждении сжатого воздуха до температуры окружающей среды произойдёт удаление 43 литров сконденсировавшейся воды. Эта вода содержит в себе много других загрязнений, и её можно механически удалить из охладителя. После этого в сжатом воздухе останется ещё 19 литров воды, которые вместе с воздухом попадут в устройство для очистки. Там большая часть этих паров и других загрязнений будет уловлена.

При работе правильно спроектированного компрессора с системой охлаждения воздуха, в нём происходит удаление от 65 до 90% от всей воды и загрязнений. Поскольку для удаления (воды и загрязнений) постоянно используются механические способы, то правильная конструкция компрессора имеет большое значение для качества получаемого воздуха. Дальнейшая очистка воздуха до категории D происходит в другом устройстве, поэтапно.

Источник