2.3. Ресивер сжатого воздуха
Для стабилизации давления воздуха за компрессором устанавливается ресивер. Ресивер сжатого воздуха выравнивает колебания давления при отборе воздуха из системы. Если давление в ресивере опускается ниже определенного уровня, то компрессор заполняет его до тех пор, пока давление
вновь не достигнет настроенного верхнего уровня. Преимущество такого режима работы заключается в том, что компрессор не работает непрерывно.
Благодаря относительно большой площади поверхности ресивера сжатый воздух в нем охлаждается. При этом выделяется конденсат, который необходимо регулярно удалять через отводной кран.
Рис. 2.2. Ресивер сжатого воздуха
Размеры ресивера сжатого воздуха зависят от следующих параметров системы:
• производительности компрессора,
• количества воздуха, потребляемого пневмосистемой,
• допустимой емкости ресивера,
• способа регулирования компрессора,
• допустимого колебания давления в сети сжатого воздуха.
Рис. 2.3. Диаграмма: определение объема ресивера
Пример
3
Производительность
компрессора
qL
=
20
м
/мин
Изменение давления ∆Р - 100кПа(1бар) Число переключений в час z = 20 час -1
Результаты расчетов по диаграмме VB = 15 м3
2.4. Осушители воздуха
При всасывании компрессором воздуха из окружающей среды в него попадает вода. Влажность сжатого воздуха определяется его относительной влажностью, которая зависит от температуры и погодных условий.
Абсолютная влажность - это масса паров воды, содержащихся в 1 м3 воздуха. Влажность насыщенного пара - наибольшая масса паров воды, которая может содержаться в 1 м3 воздуха при данной температуре.
Относительная влажность, измеряемая в процентах, определяется по формуле:
Абсолютная влажность *100% Относит. влажность = влажность насыщенного пара
Так как влажность насыщенного пара зависит от температуры, то относительная влажность изменяется с изменением температуры, даже если абсолютная влажность остается постоянной.
Точка росы
Точкой росы называется температура, при которой относительная влажность становится равной
100%. При понижении температуры ниже тонки росы начинается конденсация содержащихся в воздухе паров воды. Повышенная влажность воздуха уменьшает долговечность пневматической системы. Поэтому для ее снижения необходимо устанавливать осушители. Применяются следующие способы осушки воздуха:
• сушка при низкой температуре (рефрижераторная сушка),
• адсорбционная сушка, • абсорбционная сушка.
Температура точки росы
При сравнении различных осушительных установок между собой принимается во внимание значение рабочего давления установки и температура точки росы воздуха, т.е. температура, которая достигается в сушилке при рабочем давлении.
Температура точки росы осушаемого воздуха должна быть на 2 ... 3 °С ниже температуры охлаждающей среды.
Снижение эксплуатационных расходов, сокращение времени простоя и повышение надежности пневмосистем относительно быстро окупают дополнительные затраты на установку осушителя воздуха.
Рефрижераторная сушка
Чаще всего в установках по осушке воздуха применяются рефрижераторные (холодильные) осушители. Протекающий воздух охлаждается в теплообменнике. Влага, содержащаяся в потоке воздуха, выделяется и собирается в отстойнике. Входящий в осушитель воздух предварительно охлаждается потоком выходящего холодного воздуха, поступающего из теплообменника. Затем в рефрижераторном осушителе он охлаждается еще на 2 ... 5 °С, Сухой воздух фильтруется. На выходе из рефрижераторного осушителя воздух нагревается в теплообменнике от потока входящего воздуха. Используя методы рефрижерации, можно получить значение точки росы в интервале 2 ... 5
°С.
Рис. 2.4. Рефрижераторный осушитель
Адсорбционный осушитель
Адсорбция - процесс поглощения вещества из газа или жидкости поверхностью твердого тела. Осушающее вещество, которое также называют гелем, имеет форму гранул, в состав которых обычно входит оксид силиция.
На практике всегда используются две емкости. Когда гель в одном из адсорберов пропитывается водой, поток воздуха переключается на другой адсорбер с сухим гелем, а первый тем временем осушается горячим воздухом.
Рис. 2.5. Адсорбционный осушитель
Абсорбционный осушитель
Абсорбция - это чисто химический процесс, при котором твердое тело или жидкость поглощает газообразное вещество. Из-за высоких эксплуатационных расходов этот вид сушки применяется очень редко.
Рис. 2.6. Абсорбционный осушитель
С помощью фильтра на входе в осушитель воздух очищается от больших капель воды и масла. Это достигается за счет закручивания потока сжатого воздуха перед входом в сушильную камеру, где
вода соединяется с флюсом, т.е. с осушающим веществом. Затем это жидкое соединение поступает в сборник, размещенный в нижней части осушителя.
Получаемое соединение должно регулярно удаляться, а флюс регулярно заменяться.
Положительными сторонами процесса абсорбции являются:
• простота оборудования,
• низкий механический износ из-за отсутствия в осушителе
• подвижных частей,
• отсутствие подвода энергии извне.
На выходе осушителя должен быть установлен пылеулавливатель для отделения от воздуха частиц флюса.
При этом может быть получена температура точки росы ниже О °С.
Рис. 2.7. Кривая точки росы
Дано:
Производительность установки, приведенная к давлению
во всасывающей магистрали 1000 м3/час
Абсолютное давление 700 кПа (7 бар) Производительность
установки, приведенная
кдавлению в напорной магистрали 143 м3/час
Температура воздуха
во всасывающей магистрали 293 К (20 °С) Температура воздуха
внапорной магистрали 313 К (40 °С)
Относительная влажность 50%
Пример расчета
При 293 К (20 °С) имеется следующая взаимосвязь относительной и абсолютной влажностей до сжатия воздуха:
100%-17,3 г/м3,
50% - 8,65 г/м3.
Отсюда определяется количество водяного пара, поступающего в систему:
8,65 г/ м3.1000 м3/час = 8650 г/час
При 313 К (40 °С) имеется следующая взамосвязь относительной и абсолютной влажностей после сжатия воздуха:
Отсюда определяется предельное количество водяного пара, которое может содержатся в системе: При этом выделившееся после сжатия воздуха количество воды составляет: