16. ما هي نقطة الندى عند الضغط؟
ج: بعد ضغط الهواء الرطب تزداد كثافة بخار الماء وترتفع درجة الحرارة أيضًا. وعند تبريد الهواء المضغوط ترتفع الرطوبة النسبية. وعندما تستمر الحرارة في الانخفاض حتى تصل الرطوبة النسبية إلى 100% تتكاثف قطرات ماء في الهواء المضغوط، وتكون درجة الحرارة حينها هي نقطة الندى عند الضغط للهواء المضغوط.
17. ما العلاقة بين نقطة الندى عند الضغط ونقطة الندى عند الضغط الجوي؟
ج: ترتبط العلاقة بين نقطة الندى عند الضغط ونقطة الندى عند الضغط الجوي بنسبة الانضغاط. فعند نقطة الندى نفسها عند الضغط، كلما زادت نسبة الانضغاط انخفضت نقطة الندى المقابلة عند الضغط الجوي. فمثلًا: عندما تكون نقطة الندى عند الضغط للهواء المضغوط 0.7MPa هي 2°C، فإنها تعادل -23°C عند الضغط الجوي. وعندما يرتفع الضغط إلى 1.0MPa وتبقى نقطة الندى عند الضغط 2°C، تنخفض نقطة الندى المقابلة عند الضغط الجوي إلى -28°C.
18. بأي أجهزة تُقاس نقطة ندى الهواء المضغوط؟
ج: وحدة نقطة الندى عند الضغط هي الدرجة المئوية (°C)، لكن مضمونها هو محتوى الماء في الهواء المضغوط. لذلك فإن قياس نقطة الندى هو في الواقع قياس المحتوى الرطوبي للهواء. والأجهزة المستخدمة في قياس نقطة ندى الهواء المضغوط كثيرة، مثل مقياس نقطة الندى المرآوي الذي يستخدم النيتروجين أو الإيثر مصدرًا للتبريد، ومقاييس الرطوبة الإلكتروليتية التي تستخدم خامس أكسيد الفوسفور أو كلوريد الليثيوم مادةً إلكتروليتية. ويُستخدم حاليًا في القطاع على نطاق واسع مقياس نقطة ندى غازي متخصص لقياس نقطة ندى الهواء المضغوط، مثل مقياس SHAW البريطاني الذي يمكنه القياس حتى -80°C.
19. ما الذي يجب مراعاته عند قياس نقطة ندى الهواء المضغوط بمقياس نقطة الندى؟
ج: عند قياس نقطة ندى الهواء بمقياس نقطة الندى، خصوصًا عندما يكون محتوى الماء في الهواء المقاس منخفضًا جدًا، يجب أن يكون التشغيل دقيقًا وصبورًا. فيجب أن تكون معدات أخذ العينة وأنابيب التوصيل جافة (أجف من الغاز المقاس على الأقل)، وأن تكون وصلات الأنابيب محكمة تمامًا، وأن يُختار تدفق الغاز وفق الإجراءات، مع زمن تحضير أولي كافٍ. وأي إهمال بسيط يسبب خطأ كبيرًا. وقد أثبتت التجربة أن استخدام محلل الرطوبة الذي يستخدم خامس أكسيد الفوسفور مادةً إلكتروليتية لقياس نقطة الندى عند الضغط للهواء المضغوط المعالج بمجفف التبريد يعطي خطأً كبيرًا، لأن الهواء المضغوط يتعرض لتحليل كهربائي ثانٍ أثناء القياس فتصبح القراءة أعلى من القيمة الفعلية. لذلك لا ينبغي استخدام هذه الأجهزة لقياس نقطة ندى الهواء المضغوط المعالج بمجفف التبريد.
20. في أي موضع من المجفف تُقاس نقطة ندى الهواء المضغوط عند الضغط؟
ج: عند قياس نقطة الندى عند الضغط للهواء المضغوط بمقياس نقطة الندى، يجب أن تكون نقطة أخذ العينة على أنبوب طرد المجفف، وألا يحتوي غاز العينة على قطرات ماء سائلة. وأي نقطة أخذ عينة أخرى تعطي نتائج بها أخطاء.
21. هل يمكن استخدام درجة حرارة التبخير بدلًا من نقطة الندى عند الضغط؟
ج: في مجفف التبريد، لا يمكن لقراءة درجة حرارة التبخير (ضغط التبخير) أن تحل محل نقطة الندى عند الضغط للهواء المضغوط. والسبب أن مساحة التبادل الحراري في المبخّر محدودة، ويوجد في عملية التبادل فرق حراري لا يمكن إغفاله بين الهواء المضغوط ودرجة حرارة تبخير مادة التبريد (قد يبلغ 4~6°C أحيانًا)؛ فدرجة الحرارة التي يمكن تبريد الهواء المضغوط إليها أعلى دائمًا من درجة حرارة تبخير مادة التبريد. كما أن كفاءة الفصل في فاصل الماء والهواء بين المبخّر والمبرد الأولي لا يمكن أن تبلغ 100%، إذ تبقى دائمًا بعض قطرات الماء الدقيقة التي لا تُزال فتدخل مع تيار الهواء إلى المبرد الأولي وتتبخر هناك مرة ثانية لتصبح بخار ماء، فيزداد محتوى الماء في الهواء المضغوط وترتفع نقطة الندى. لذلك تكون درجة حرارة تبخير مادة التبريد المقاسة في هذه الحالة أقل دائمًا من نقطة الندى الفعلية عند الضغط للهواء المضغوط.
22. في أي الحالات يمكن استخدام طريقة قياس الحرارة بدلًا من نقطة الندى عند الضغط؟
ج: أخذ عينات متقطعة في الموقع الصناعي بمقياس SHAW لقياس نقطة الندى عند الضغط عملية معقدة إلى حد كبير، وتتأثر نتائج القياس غالبًا بعدم اكتمال ظروف الاختبار. لذلك، في الحالات غير الصارمة كثيرًا، يُستخدم ميزان حرارة عادةً للحكم تقريبيًا على نقطة الندى عند الضغط للهواء المضغوط.
الأساس النظري لقياس نقطة الندى عند الضغط للهواء المضغوط بميزان حرارة هو: إذا كان الماء المتكاثف الذي يحمله الهواء المضغوط، بعد تبريده القسري في المبخّر ومروره عبر فاصل الماء والهواء ودخوله المبرد الأولي، قد فُصل تمامًا في فاصل الماء والهواء، فإن درجة حرارة الهواء المضغوط المقاسة حينها هي نقطة الندى عند الضغط. ومع أن كفاءة الفصل في فاصل الماء والهواء لا يمكن أن تبلغ 100% فعليًا، فإنه في ظروف التصريف الجيد للماء المتكاثف من المبرد الأولي والمبخّر، لا يمثل الجزء الواجب إزالته في الفاصل إلا نسبة صغيرة جدًا من إجمالي الماء المتكاثف. ولذلك لا يكون الخطأ في قياس نقطة الندى عند الضغط بهذه الطريقة كبيرًا.
عند قياس نقطة الندى عند الضغط للهواء المضغوط بهذه الطريقة، ينبغي اختيار نقطة القياس عند مخرج مبخّر مجفف التبريد أو داخل فاصل الماء والهواء، لأن درجة حرارة الهواء المضغوط هناك هي الأدنى.
23. ما طرق تجفيف الهواء المضغوط؟
ج: يمكن إزالة بخار الماء من الهواء المضغوط بالضغط أو التبريد أو الامتزاز وغيرها، كما يمكن إزالة الماء السائل بالتسخين أو الترشيح أو الفصل الميكانيكي وغيرها.
مجفف التبريد هو جهاز يزيل بخار الماء من الهواء المضغوط بالتبريد للحصول على هواء مضغوط جاف نسبيًا. ومبرد ما بعد الضاغط يستخدم أيضًا التبريد لإزالة بخار الماء. أما المجفف الامتزازي فيستخدم مبدأ الامتزاز لإزالة بخار الماء من الهواء المضغوط.
24. ما هو الهواء المضغوط؟ وما خصائصه؟
ج: الهواء قابل للانضغاط. ويُسمى الهواء الذي يقل حجمه ويرتفع ضغطه ببذل شغل عليه في الضاغط بالهواء المضغوط.
الهواء المضغوط مصدر قدرة مهم. ومقارنة بمصادر الطاقة الأخرى، له الخصائص الواضحة التالية: صافٍ وشفاف، وسهل النقل، ولا خواص ضارة خاصة به، وغير ملوث أو قليل التلوث، ومنخفض الحرارة، ولا خطر حريق فيه، ولا يتأثر بالحمل الزائد، ويعمل في بيئات صعبة متعددة، وسهل الحصول عليه، ولا ينفد.
25. ما الشوائب الموجودة في الهواء المضغوط؟
ج: يحتوي الهواء المضغوط الخارج من الضاغط على شوائب كثيرة: ① الماء، بما فيه ضباب الماء وبخار الماء والماء المتكاثف؛ ② الزيت، بما فيه الأوساخ الزيتية وبخار الزيت؛ ③ مواد صلبة متنوعة مثل الطين الصدئ والمساحيق المعدنية والبقايا المطاطية الدقيقة وحبيبات القطران ومواد الترشيح وبرادة مواد الإحكام، إضافةً إلى مواد كيميائية ذات روائح ضارة متعددة.
26. ما هو نظام مصدر الهواء؟ ومما يتكون؟
ج: يُسمى النظام المكون من المعدات التي تنتج الهواء المضغوط وتعالجه وتخزنه بنظام مصدر الهواء. ويتكون نظام مصدر الهواء النموذجي عادةً من: الضاغط، ومبرد ما بعد الضغط، والفلاتر (بما فيها الفلتر الأولي وفاصل الزيت والماء وفلتر الأنابيب وفلتر إزالة الزيت وفلتر إزالة الروائح وفلتر التعقيم وغيرها)، وخزان الهواء المثبت للضغط، والمجفف (بالتبريد أو بالامتزاز)، وأجهزة التصريف والتخلص الآلية، وأنابيب نقل الغاز، وصمامات الأنابيب، والأجهزة القياسية وغيرها. وتُجمَّع هذه المعدات وفق احتياجات العملية المختلفة لتكوين نظام مصدر هواء متكامل.
27. ما أضرار الشوائب في الهواء المضغوط؟
ج: يحتوي الهواء المضغوط الخارج من الضاغط على شوائب ضارة كثيرة، أهمها الجسيمات الصلبة في الهواء والماء والزيت.
يشكل زيت التشحيم المتبخر أحماضًا عضوية تتلف المعدات، وتُفسد المطاط والبلاستيك ومواد الإحكام، وتسد الثقوب الصغيرة، وتسبب خللًا في عمل الصمامات، وتلوث المنتجات.
يتكاثف الماء المشبع في الهواء المضغوط في ظروف معينة إلى ماء يتراكم في بعض أجزاء النظام. وهذا الماء يسبب صدأ المكونات والأنابيب، ويؤدي إلى انحشار أو تآكل الأجزاء المتحركة، فيحدث خلل وتسرب في المكونات الهوائية؛ وفي المناطق الباردة يؤدي تجمد الماء إلى انسداد الأنابيب أو تشققها.
تتآكل الأتربة وغيرها من الشوائب في الهواء المضغوط الأسطح المتحركة نسبيًا داخل الأسطوانات والمحركات الهوائية وصمامات التوجيه الهوائية، فتقلل عمر النظام.
