Sıkıştırılmış hava - Compressed air

Bu makale basınç altındaki hava ile ilgili. Yanlış bir şekilde 'basınçlı hava' olarak pazarlanan bidonlar için bkz. Gaz silici .

Basınçlı hava , atmosfer basıncından daha büyük bir basınç altında tutulan havadır . Basınçlı hava, endüstriyel proseslerde enerji transferi için önemli bir ortamdır ve hava çekiçleri , matkaplar , anahtarlar ve diğerleri gibi elektrikli aletlerin yanı sıra boyayı atomize etmek, otomasyon için hava silindirlerini çalıştırmak için kullanılır ve ayrıca kullanılabilir. araçları itmek için. Basınçlı hava ile uygulanan frenler, büyük demiryolu trenlerini daha güvenli ve daha verimli çalıştırmayı sağladı. Büyük karayolu araçlarında da basınçlı hava frenleri bulunur.

Basınçlı hava, su altı dalgıçları tarafından solunum gazı olarak kullanılır . Dalgıç tarafından yüksek basınçlı bir dalış silindirinde taşınabilir veya bir hava hattı veya dalgıcın göbek bağı yoluyla yüzeyden daha düşük basınçta sağlanabilir . İtfaiyeciler, maden kurtarma çalışanları ve endüstriyel işçiler tarafından tehlikeli ortamlarda kullanılan solunum cihazlarında da benzer düzenlemeler kullanılmaktadır.

Avrupa'da, tüm endüstriyel elektrik tüketiminin yüzde 10'u, yılda 80 terawatt saat tüketime tekabül eden basınçlı hava üretmektir .

Mirch Güç aktarımı için borulu basınçlı havanın endüstriyel kullanımı, 19. yüzyılın ortalarında mirch adlı kişi tarafından geliştirilmiştir; buhardan farklı olarak , basınçlı hava, yoğuşma nedeniyle basınç kaybetmeden uzun mesafeler boyunca borulara iletilebilir. Sıkıştırılmış havanın ilk önemli uygulamalarından biri , 1861'de İtalya ve Fransa'daki Mont Cenis Tüneli'nin delinmesiydi; burada 600 kPa (87 psi) basınçlı hava tesisi , önceki manuel delme yöntemlerine göre üretkenliği büyük ölçüde artırarak pnömatik matkaplara güç sağladı . 1870'lerde Amerika Birleşik Devletleri'ndeki madenlerde basınçlı hava matkapları uygulandı. George Westinghouse , 1869'dan itibaren trenler için havalı frenleri icat etti ; bu frenler, demiryolu operasyonlarının güvenliğini önemli ölçüde artırdı. 19. yüzyılda Paris, basınçlı havanın güç makinelerine belediye dağıtımı ve aydınlatma için jeneratörleri çalıştırması için kurulmuş bir boru sistemine sahipti. İlk hava kompresörleri buharla çalıştırılıyordu, ancak bazı yerlerde bir trompe , düşen suyun kuvvetinden doğrudan basınçlı hava elde edebilirdi.

nefes

Solunum için hava, yüksek basınçta saklanabilir ve tüplü dalışta olduğu gibi gerektiğinde kademeli olarak serbest bırakılabilir veya yüzeyden sağlanan dalışta olduğu gibi gereksinimleri karşılamak için sürekli olarak üretilebilir . Solunum için hava, yağ ve diğer kirleticilerden arındırılmış olmalıdır; Örneğin normal atmosfer basıncında tehlikeli olmayabilecek eser hacimsel fraksiyonlardaki karbon monoksit, orantılı olarak daha yüksek kısmi basınç nedeniyle basınçlı hava solunduğunda ölümcül etkilere sahip olabilir . Havayı solumak için tasarlanan hava kompresörleri, filtreler ve besleme sistemleri, hava kalitesi gereksinimleri farklılık gösterdiğinden, genellikle pnömatik aletler veya başka amaçlar için de kullanılmaz.

Köprülerin veya diğer yapıların temellerini inşa eden işçiler , keson adı verilen basınçlı bir mahfaza içinde çalışıyor olabilirler; burada, mahfazanın açık tabanına basınçlı hava doldurularak suyun girmesi engellenir. 17. yüzyılın başlarında, dalış çanlarındaki işçilerin nefes darlığı yaşadıkları ve boğulma riskiyle karşı karşıya kaldıkları, çana temiz hava verilmesiyle rahatladığı biliniyordu . Bu tür işçiler ayrıca yüzeye döndüklerinde basınç hafiflediği için ağrı ve başka semptomlar yaşadılar. Denis Papin 1691'de bir dalış çanındaki çalışma süresinin, yüzeyden gelen taze havanın sürekli olarak çana basınç altında zorlanması durumunda uzatılabileceğini öne sürdü. 19. yüzyıla gelindiğinde, kesonlar sivil inşaatta düzenli olarak kullanılıyordu, ancak işçiler yüzeye döndüklerinde ciddi, bazen ölümcül semptomlar, keson hastalığı veya dekompresyon hastalığı olarak adlandırılan bir sendrom yaşadılar . Brooklyn Köprüsü ve Eads Köprüsü gibi projelerde birçok işçi hastalıktan öldü ve 1890'lara kadar işçilerin dokularda tehlikeli baloncukların oluşmasını önlemek için yavaş yavaş basınç düşürmeleri gerektiği anlaşılamadı.

Yaklaşık 20 metrenin (70 ft) altına dalış yaparken kullanılan gibi orta derecede yüksek basınç altındaki hava , sinir sistemi üzerinde artan bir narkotik etkiye sahiptir . Azot narkozu dalış sırasında bir tehlikedir. 30 metrenin (100 ft) çok ötesindeki dalışlar için, tek başına hava kullanmak daha az güvenlidir ve genellikle helyum içeren özel solunum karışımları kullanılır.

Basınçlı havanın kullanım alanları

Bir elektrik santralinde hava kompresörü istasyonu

Endüstride basınçlı hava o kadar yaygın olarak kullanılır ki, elektrik, doğal gaz ve sudan sonra genellikle dördüncü yardımcı program olarak kabul edilir. Bununla birlikte, verilen birim enerji bazında değerlendirildiğinde basınçlı hava diğer üç yardımcı programdan daha pahalıdır.

Taşınabilir tek kademeli hava kompresörünün Teknik Çizimi
Yatay bir tank üzerine monte edilmiş ve Joule-Thompson (JT) tipi soğutmalı basınçlı hava kurutucu ile donatılmış iki kademeli hava kompresörü

Basınçlı hava, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok amaç için kullanılır:

Sistemlerin tasarımı

Kompresör odaları , kompresörlerin ürettiği atık ısıyı uzaklaştırmak için havalandırma sistemleri ile tasarlanmalıdır .

Su ve yağ buharı giderme

Atmosferik basınçtaki hava sıkıştırıldığında, yüksek basınçlı havanın tutabileceğinden çok daha fazla su buharı içerir. Bağıl nem , suyun özellikleri tarafından yönetilir ve hava basıncından etkilenmez. Basınçlı hava soğuduktan sonra buharlaşan su sıvılaştırılmış suya dönüşür.

Havayı kompresörden çıkarken soğutmak, nemin çoğunu borulara girmeden önce alacaktır. Son soğutucu, depolama tankları vb. basınçlı havanın 104 °F'ye kadar soğumasına yardımcı olabilir; suyun üçte ikisi daha sonra sıvıya dönüşür.

Aşırı nemin yönetimi, basınçlı hava dağıtım sisteminin bir gereğidir. Sistem tasarımcıları, boru sisteminin alçak kısımlarında nem birikmesini önlemek için boruların eğimli olmasını sağlamalıdır. Drenaj vanaları, sıkışan suyun dışarı üflenmesini sağlamak için büyük bir sistemin birden fazla noktasına monte edilebilir. Boru başlıklarından gelen musluklar, boruların üst kısımlarında düzenlenebilir, böylece nemin boru dallarını besleme ekipmanına taşınmaması sağlanır. Boru boyutları, talebin yoğun olduğu zamanlarda düz borulardaki aşırı hız veya boru bağlantılarındaki türbülans nedeniyle boru sisteminde aşırı enerji kaybını önlemek için seçilir.

Ayrıca bakınız

Notlar

Dış bağlantılar