сжатый воздух, состав воздуха, свойства воздуха, единицы измерения
Сжатый воздух — это воздух, находящийся под давлением, превышающим атмосферное давление.
Сжатый воздух является уникальным энергоносителем наряду с электроэнергией, природным газом и водой. В производственных условиях сжатый воздух, в основном, используется для привода в действие устройств и механизмов с пневматическим приводом (пневмопривод).
С изобретением компрессора настала эпоха индустриального использования сжатого воздуха. И вопрос: «что же представляет собой Воздух, и какими свойствами он обладает?» - стал далеко не праздным.
Приступая к проектированию новой пневмосистемы или модернизации уже существующей, нелишне будет вспомнить и о некоторых свойствах воздуха, терминах и единицах измерения.
Воздух это смесь газов, главным образом состоящая из азота и кислорода.
Состав воздуха
|
|||
Элемент* |
Обозначение |
По объёму, % |
По массе, % |
Азот |
N2 |
78,084 |
75,5 |
Кислород |
O2 |
20,9476 |
23,15 |
Аргон |
Ar |
0,934 |
1,292 |
Углекислый газ |
CO2 |
0,0314 |
0,046 |
Неон |
Ne |
0,001818 |
0,0014 |
Метан |
CH4 |
0,0002 |
0,000084 |
Гелий |
He |
0,000524 |
0,000073 |
Криптон |
Kr |
0,000114 |
0,003 |
Водород |
H2 |
0,00005 |
0,00008 |
Ксенон |
Xe |
0,0000087 |
0,00004 |
Вода** |
H2O |
_ |
_ |
Средняя относительная молярная масса -28,98 . 10-3 кг/моль
*Состав воздуха может меняться. Как правило, в промышленных зонах воздух содержит посторонние примеси.
** Воздух всегда содержит пары воды. Так, при температуре 0 °C 1 м³ воздуха может вмещать максимально около 5 граммов воды, а при температуре +10 °C — уже около 10 граммов.
давление воздуха
Давление - это сила, действующая на единицу площади перпендикулярно к ней. Всякое тело, находящееся в неподвижном воздухе, испытывает со стороны последнего давление, одинаковое со всех сторон. Атмосферное давление объясняется тем, что воздух подобно всем другим веществам обладает весом и притягивается землей.
Атмосферным давлением (Ратм.), называется давление вызываемое весом вышележащих слоев воздуха и ударами его хаотически движущихся молекул. За единицу давления принята техническая атмосфера (атм.) - давление, равное одному килограмму силы на один квадратный сантиметр (кгс/см2). Давление обозначается буквой Р, на уровне моря - Р0.
Барометрическое давление это давление, измеренное в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст). Обозначается буквой В, на уровне моря - В0.
Стандартным барометрическим давлением называется давление на уровне моря в мм рт. ст. Оно в зависимости от температуры и влажности колеблется от 700 до 800 мм рт. ст. и в среднем равно 760 мм. рт. ст. В физике под барометрическим давлением 1 атм. подразумевается давление воздуха, равное 1,0332 кгс/см2 или стандартному барометрическому давлению 760 мм рт. ст.
Избыточное давление (Ризб.) или Давление сжатого воздуха - давление, превышающее атмосферное давление. Давление сжатого воздуха можно считать также мерой запасённой в сплошной среде потенциальной энергии на единицу объёма. В технических характеристиках пневматического оборудования, как правило, указывается именно избыточное давление (давление сжатого воздуха).
Рекомендованной единицей измерения давления, по международной системе измерений (СИ), является Паскаль (Па). Внесистемная единица измерения давления - бар: 1 бар = 105Па = 0,1 Мпа
В технологии сжатия воздуха, рабочее давление является давлением сжатия и выражается в барах или атмосферах (1 атм = 0,981 бар)
Ратм.= 1013 мбар = 1,01325 бар = 760 мм. ртутного столба = 101325 Па.
Абсолютное давление (Рабс.) - сумма атмосферного и избыточного давлений.
температура сжатого воздуха
Температура сжатого воздуха - величина, характеризующая степень теплового состояния тела (воздуха) или скорость хаотического движения молекул (чем выше температура, тем больше скорость их движения, и наоборот). Изменение объёма данной массы газа при постоянном давлении прямо пропорционально изменению температуры. (В процессе сжатия температура сжатого воздуха возрастает, с понижением давления температура сжатого воздуха понижается.)
По системе СИ, единица измерения температуры - градус Кельвина (°К). Соотношение градус Кельвина (°К ) с градусом Цельсия (°С): (°K) = t(°C) + 273,15.
плотность воздуха
Сжимаемость - свойство воздуха изменять свою плотность при изменении давления и температуры (для замкнутого объема).
Упругость - свойство воздуха возвращаться в исходное состояние после прекращения действия сил, вызвавших его деформацию (изменение объема при сжатии).
Плотность воздуха - количество воздуха содержащегося в 1 м3 объема. В физике существует понятие двух видов плотности - весовая (удельный вес) и массовая.
Весовая плотность (удельный вес) воздуха - это вес воздуха в объеме 1 м3. Обозначается буквой g . При стандартных атмосферных условиях по ISO 2533 (барометрическое давление 760 мм рт.ст., t = +15о С) весовая плотность (удельный вес) 1м3 объема воздуха равна g = 1,225 кгс/м3.
Массовая плотность воздуха - это масса воздуха в объеме 1 м3. Обозначается греческой буквой ρ. Масса воздуха равна его весу, деленному на ускорение свободного падения. При стандартных атмосферных условиях массовая плотность воздуха равна: 0,1250 кг с2/м4.
В данном разделе мы напомнили лишь о некоторых свойствах воздуха.
Следует заметить, что при использовании сжатого воздуха в качестве энергоносителя необходимо учитывать реальные термодинамические процессы, возникающие при сжатии атмосферного воздуха. От этого во многом зависит эффективность работы Вашей пневмосистемы.
По всем вопросам, связанным с производством и использованием сжатого воздуха Вы можете обращаться к специалистам "АПС-Инжиниринг". Мы всегда готовы поделиться своими знаниями и помочь Вам в решении "Воздушных" задач.