16. Что такое точка росы под давлением?
Ответ: после сжатия влажного воздуха плотность водяного пара растёт, а температура повышается. При охлаждении сжатого воздуха относительная влажность увеличивается. Когда температура продолжает снижаться до 100 % относительной влажности, из сжатого воздуха выпадают капли воды. Температура в этот момент и есть «точка росы под давлением» сжатого воздуха.
17. Как связана точка росы под давлением и точка росы при нормальном давлении?
Ответ: соотношение между точкой росы под давлением и точкой росы при нормальном давлении определяется степенью сжатия. При одной и той же точке росы под давлением чем больше степень сжатия, тем ниже соответствующая точка росы при нормальном давлении. Например: точка росы под давлением 0.7MPa, равная 2°C, соответствует -23°C при нормальном давлении. Если давление повысить до 1.0MPa при той же точке росы под давлением 2°C, соответствующая точка росы при нормальном давлении снижается до -28°C.
18. Каким прибором измеряют точку росы сжатого воздуха?
Ответ: хотя точка росы под давлением измеряется в градусах Цельсия (°C), по сути она отражает влагосодержание сжатого воздуха. Поэтому измерение точки росы — это фактически измерение влажности воздуха. Приборов для этого много: «зеркальный гигрометр точки росы» с азотом или эфиром в качестве хладагента, «электролитический гигрометр» с пятиокисью фосфора или хлористым литием в качестве электролита и др. Сегодня в отрасли широко применяют специальные измерители точки росы газа, например британский измеритель SHAW, измеряющий до -80°C.
19. На что обращать внимание при измерении точки росы сжатого воздуха измерителем точки росы?
Ответ: при измерении точки росы, особенно когда влагосодержание воздуха крайне мало, нужно работать очень аккуратно и терпеливо. Оборудование для отбора проб и соединительные трубопроводы должны быть сухими (как минимум суше измеряемого газа), соединения — полностью герметичными, расход газа — заданным по регламенту, а время предварительной подготовки — достаточным. Иначе ошибки будут большими. Практика показывает: при измерении точки росы под давлением сжатого воздуха, осушенного рефрижераторным осушителем, «анализатором влажности» с пятиокисью фосфора в качестве электролита погрешность очень велика. Причина — вторичный электролиз, возникающий в сжатом воздухе при измерении, из-за чего показания оказываются выше реальных. Поэтому такие приборы не следует применять для измерения точки росы воздуха, обработанного рефрижераторным осушителем.
20. В каком месте осушителя измеряют точку росы под давлением сжатого воздуха?
Ответ: при измерении точки росы под давлением измерителем точки росы точку отбора следует располагать в выхлопном трубопроводе осушителя, и проба газа не должна содержать капель воды. В других точках отбора результаты будут с погрешностью.
21. Можно ли заменить точку росы под давлением температурой испарения?
Ответ: в рефрижераторном осушителе показания температуры испарения (давления испарения) нельзя использовать вместо точки росы под давлением сжатого воздуха. Причина в том, что в испарителе с ограниченной площадью теплообмена между сжатым воздухом и температурой испарения хладагента существует не пренебрегаемая разница температур (иногда до 4~6°C); температура, до которой можно охладить сжатый воздух, всегда выше температуры испарения хладагента. Эффективность разделения «влагоотделителя» между испарителем и предохладителем не может быть 100 %. Часть мельчайших капель всегда уносится потоком в предохладитель и там «вторично испаряется», превращаясь в водяной пар, что повышает влагосодержание сжатого воздуха и точку росы. Поэтому измеренная температура испарения хладагента всегда ниже фактической точки росы под давлением сжатого воздуха.
22. В каких случаях вместо точки росы под давлением можно использовать метод измерения температуры?
Ответ: пошаговый отбор проб и измерение точки росы под давлением измерителем SHAW на промышленной площадке довольно трудоёмки, а результаты часто зависят от неполных условий испытания. Поэтому там, где требования не очень строгие, для приближённой оценки точки росы под давлением часто используют термометр.
Теоретическое обоснование измерения точки росы под давлением термометром: если сжатый воздух, который после принудительного охлаждения в испарителе проходит через влагоотделитель, полностью отделяет в нём сконденсированную воду, то измеренная температура сжатого воздуха и есть его точка росы под давлением. Хотя в действительности эффективность влагоотделителя не достигает 100 %, при хорошем отводе конденсата из предохладителя и испарителя на влагоотделитель приходится лишь очень малая доля общего объёма конденсата. Поэтому погрешность такого метода невелика.
При измерении точки росы под давлением этим методом точку замера температуры следует выбирать на выходе испарителя рефрижераторного осушителя или во влагоотделителе, поскольку именно там температура сжатого воздуха минимальна.
23. Какие бывают способы осушки сжатого воздуха?
Ответ: из сжатого воздуха водяной пар удаляют повышением давления, охлаждением, адсорбцией и другими способами, а капельную воду — нагревом, фильтрацией, механическим разделением и другими методами.
Рефрижераторный осушитель — устройство, охлаждающее сжатый воздух для удаления содержащегося в нём водяного пара и получения относительно сухого воздуха. Конечный охладитель компрессора также использует охлаждение для удаления водяного пара. Адсорбционные осушители удаляют водяной пар из сжатого воздуха за счёт адсорбции.
24. Что такое сжатый воздух? Каковы его особенности?
Ответ: воздух сжимаем. Воздух, который после компрессора в результате механической работы уменьшил объём и повысил давление, называется сжатым воздухом.
Сжатый воздух — важный источник энергии. По сравнению с другими энергоносителями он обладает очевидными особенностями: чистый и прозрачный, легко транспортируется, не имеет особых вредных свойств, не загрязняет или слабо загрязняет окружающую среду, имеет низкую температуру, пожаробезопасен, не боится перегрузок, способен работать во многих неблагоприятных условиях, легко получаем и неисчерпаем.
25. Какие примеси содержит сжатый воздух?
Ответ: сжатый воздух на выходе компрессора содержит множество примесей: ①вода, включая водяной туман, водяной пар, конденсат; ②масло, включая масляные загрязнения и масляные пары; ③различные твёрдые вещества — ржавчину и шлам, металлическую пыль, резиновую крошку, частицы смолы, материал фильтров, частицы уплотнений, а также разнообразные вредные химические пахучие вещества.
26. Что такое система подготовки воздуха? Из каких частей она состоит?
Ответ: система, состоящая из оборудования для производства, обработки и хранения сжатого воздуха, называется системой воздухоснабжения. Типичная система включает: компрессор, конечный охладитель, фильтры (предварительные, масло-влагоотделители, магистральные, маслоотделяющие, дезодорирующие, стерилизующие и др.), ресиверы-стабилизаторы давления, осушители (рефрижераторные или адсорбционные), автоматические конденсатоотводчики, трубопроводы, арматуру, контрольно-измерительные приборы и т. д. В зависимости от требований процесса эти элементы объединяются в законченную систему.
27. Чем опасны примеси в сжатом воздухе?
Ответ: сжатый воздух на выходе компрессора содержит много вредных примесей; основные из них — твёрдые частицы, влага и масло.
Пары смазочного масла образуют органические кислоты, которые корродируют оборудование, разрушают резину, пластик и уплотнения, забивают малые отверстия, вызывают отказы клапанов и загрязняют продукцию.
Насыщенная влага в сжатом воздухе при определённых условиях конденсируется в воду и скапливается в отдельных частях системы. Эта влага вызывает ржавление деталей и трубопроводов, приводит к заклиниванию или износу подвижных частей, отказам пневматических компонентов и утечкам воздуха; в холодных регионах замерзающая влага разрывает и растрескивает трубопроводы.
Примеси, такие как пыль в сжатом воздухе, изнашивают трущиеся поверхности в цилиндрах, пневмодвигателях и распределительных клапанах, сокращая срок службы системы.
