Þrýstiloftskerfi, í þröngum skilningi, samanstendur af loftgjafabúnaði, lofthreinsibúnaði og tengdum leiðslum. Í víðum skilningi tilheyra loftknúnir hjálparíhlutir, loftknúnir stýringar, loftstýringaríhlutir, lofttæmisíhlutir o.s.frv. flokknum þrýstiloftskerfi. Venjulega er búnaður loftþjöppustöðvar þrýstiloftskerfi í þröngum skilningi. Eftirfarandi mynd sýnir dæmigert flæðirit þrýstiloftskerfis:
Loftþjöppubúnaðurinn sogar inn andrúmsloftið, þjappar loftinu í náttúrulegu ástandi í þjappað loft með hærri þrýstingi og fjarlægir raka, olíu og önnur óhreinindi í þjappaða loftinu með hreinsunarbúnaði.
Loftið í náttúrunni er samsett úr blöndu af ýmsum lofttegundum (O₂, N₂, CO₂… o.s.frv.) og vatnsgufa er ein af þeim. Loft sem inniheldur ákveðið magn af vatnsgufu kallast rakt loft, og loft sem inniheldur ekki vatnsgufu kallast þurrt loft. Loftið í kringum okkur er rakt loft, þannig að vinnumiðill loftþjöppunnar er náttúrulega rakt loft.
Þótt vatnsgufuinnihald raka loftsins sé tiltölulega lítið hefur innihald þess mikil áhrif á eðliseiginleika raka loftsins. Í þrýstilofthreinsunarkerfinu er þurrkun þrýstiloftsins eitt af aðalinnihaldsefnunum.
Við ákveðnar hitastigs- og þrýstingsaðstæður er magn vatnsgufu í röku lofti (þ.e. vatnsgufuþéttleiki) takmarkað. Við ákveðið hitastig, þegar magn vatnsgufu nær hámarks mögulegu innihaldi, er raka loftið á þeim tíma kallað mettað loft. Raka loftið án hámarks mögulegs vatnsgufuinnihalds er kallað ómettað loft.
Þegar ómettað loft verður að mettaðri lofti þéttast fljótandi vatnsdropar í raka loftinu, sem kallast „þétting“. Þétting er algeng. Til dæmis er loftraki mikill á sumrin og auðvelt er að mynda vatnsdropa á yfirborði vatnslögnarinnar. Á vetrarmorgnum birtast vatnsdropar á glergluggum íbúanna. Þetta myndast allt við kólnun raka loftsins undir stöðugum þrýstingi. Þetta leiðir til þess.
Eins og áður hefur komið fram er hitastigið þar sem ómettað loft nær mettun kallað döggpunktur þegar hlutþrýstingur vatnsgufunnar er haldið stöðugum (þ.e. algert vatnsinnihald er haldið stöðugu). Þegar hitastigið lækkar niður í döggpunktinn verður „þétting“.
Döggpunktur raks lofts tengist ekki aðeins hitastigi, heldur einnig rakamagni í röku loftinu. Döggpunktur er hár með miklu vatnsinnihaldi og döggpunktur er lágur með lágu vatnsinnihaldi.
Döggpunktshiti hefur mikilvæga notkun í þjöppuverkfræði. Til dæmis, þegar útrásarhiti loftþjöppunnar er of lágur, mun olíu-gas blandan þéttast vegna lágs hitastigs í olíu-gas tunnu, sem veldur því að smurolían inniheldur vatn og hefur áhrif á smuráhrifin. Útrásarhiti loftþjöppunnar verður að vera hannaður þannig að hann sé ekki lægri en döggpunktshiti við samsvarandi hlutaþrýsting.
Döggpunktur andrúmsloftsins er döggpunktshiti við andrúmsloftsþrýsting. Á sama hátt vísar þrýstingsdöggpunktur til döggpunktshitastigs þrýstilofts.
Samsvarandi samband milli þrýstingsdöggpunkts og eðlilegs þrýstingsdöggpunkts tengist þjöppunarhlutfallinu. Við sama þrýstingsdöggpunkt, því stærra sem þjöppunarhlutfallið er, því lægra er samsvarandi eðlilegur þrýstingsdöggpunktur.
Þrýstiloftið sem kemur út úr loftþjöppunni er óhreint. Helstu mengunarefnin eru: vatn (fljótandi vatnsdropar, vatnsþoka og gaskennd vatnsgufa), leifar af smurolíuþoku (olíuþoka og olíugufa), fast óhreinindi (ryð, málmduft, fínt gúmmí, tjöruagnir og síuefni, fínt duft úr þéttiefnum o.s.frv.), skaðleg efnaóhreinindi og önnur óhreinindi.
Niðurbrotin smurolía mun skemma gúmmí, plast og þéttiefni, sem veldur bilun í lokum og mengunarefnum. Raki og ryk munu valda því að málmhlutar og pípur ryðga og tærast, sem veldur því að hreyfanlegir hlutar festast eða slitna, sem veldur því að loftþrýstingsíhlutir bila eða leka lofti. Raki og ryk munu einnig stífla inngjöfargöt eða síur. Eftir það veldur ísinn því að leiðslan frýs eða springur.
Vegna lélegrar loftgæða minnkar áreiðanleiki og endingartími loftkerfisins til muna og tapið sem af því hlýst er oft mun meira en kostnaður og viðhaldskostnaður lofthreinsibúnaðarins, þannig að það er algerlega nauðsynlegt að velja lofthreinsikerfið rétt.
Hverjar eru helstu uppsprettur raka í þrýstilofti?
Helsta rakauppspretta í þjappuðu lofti er vatnsgufan sem loftþjöppan sogar inn ásamt loftinu. Eftir að raka loftið fer inn í loftþjöppuna er mikið magn af vatnsgufu kreist út í fljótandi vatn við þjöppunarferlið, sem dregur verulega úr rakastigi þjappuðu loftsins við útrás loftþjöppunnar.
Til dæmis, þegar kerfisþrýstingurinn er 0,7 MPa og rakastig innöndunarloftsins er 80%, þó að þrýstiloftið sem losnar úr loftþjöppunni sé mettað undir þrýstingi, ef það er breytt í andrúmsloftsþrýsting fyrir þjöppun, er rakastigið aðeins 6~10%. Það er að segja, rakastig þrýstiloftsins hefur minnkað verulega. Hins vegar, þegar hitastigið lækkar smám saman í gasleiðslunum og gasbúnaðinum, mun mikið magn af fljótandi vatni halda áfram að þéttast í þrýstiloftinu.
Hvernig orsakast olíumengun í þrýstilofti?
Smurolía loftþjöppunnar, olíugufan og sviflausnir í andrúmsloftinu og smurolía loftþrýstibúnaðar kerfisins eru helstu uppsprettur olíumengunar í þjappað lofti.
Fyrir utan miðflúgvéla- og þindþjöppur, munu nánast allar loftþjöppur sem eru í notkun nú (þar á meðal ýmsar olíulausar smurðar loftþjöppur) hafa meira og minna óhreina olíu (olíudropa, olíuþoku, olíugufu og kolefnisklofnun) í gasleiðsluna.
Hátt hitastig þjöppunarhólfs loftþjöppunnar veldur því að um 5% til 6% af olíunni gufar upp, springur og oxast og sest saman sem kolefni og lakkfilma í innvegg loftþjöppuleiðslunnar, en léttari hlutinn svifnar niður sem gufa og örefni. Þjappað loft færir efni inn í kerfið.
Í stuttu máli, fyrir kerfi sem þurfa ekki smurefni við notkun, má líta á allar olíur og smurefni sem blandað er í þrýstiloftið sem notað er sem olíumengun. Fyrir kerfi sem þurfa að bæta við smurefnum við notkun, telst öll ryðvarnarmálning og þjöppuolía sem er í þrýstiloftinu vera óhreinindi vegna olíumengunar.
Hvernig komast fast óhreinindi í þrýstiloft?
Helstu uppsprettur fastra óhreininda í þrýstilofti eru:
①Umhverfisloftið er blandað ýmsum óhreinindum af mismunandi agnastærðum. Jafnvel þótt sogop loftþjöppunnar sé búið loftsíu, geta „úðabrús“ óhreinindi undir 5 μm venjulega samt komist inn í loftþjöppuna með innöndunarloftinu, blandað við olíu og vatn í útblástursrörið meðan á þjöppun stendur.
②Þegar loftþjöppan er í gangi mun núningur og árekstur milli hinna ýmsu hluta, öldrun og affall þéttinganna og kolefnismyndun og klofnun smurolíunnar við háan hita valda því að fastar agnir eins og málmagnir, gúmmíryk og kolefniskljúfur berast inn í gasleiðsluna.
Birtingartími: 18. apríl 2023
