संकुचित हवा प्रणालीचे ज्ञान

संकुचित हवा प्रणालीमध्ये, संकुचित अर्थाने, हवा स्रोत उपकरणे, हवा स्रोत शुद्धीकरण उपकरणे आणि संबंधित पाईपलाईन यांचा समावेश असतो. व्यापक अर्थाने, न्यूमॅटिक सहाय्यक घटक, न्यूमॅटिक ॲक्ट्युएटर, न्यूमॅटिक नियंत्रण घटक, व्हॅक्यूम घटक इत्यादी सर्व संकुचित हवा प्रणालीच्या श्रेणीत येतात. सामान्यतः, एअर कंप्रेसर स्टेशनची उपकरणे संकुचित अर्थाने एक संकुचित हवा प्रणालीच असतात. खालील आकृती एका ठराविक संकुचित हवा प्रणालीचा प्रवाह तक्ता दर्शवते:

हवा स्त्रोत उपकरण (एअर कंप्रेसर) वातावरणातील हवा आत खेचते, नैसर्गिक अवस्थेतील हवेला उच्च दाबाच्या संकुचित हवेत रूपांतरित करते आणि शुद्धीकरण उपकरणाद्वारे त्या संकुचित हवेतील ओलावा, तेल आणि इतर अशुद्धी काढून टाकते.

निसर्गातील हवा ही विविध वायूंच्या (O₂, N₂, CO₂…इत्यादी) मिश्रणाने बनलेली असते आणि पाण्याची वाफ हा त्यापैकीच एक आहे. ज्या हवेत विशिष्ट प्रमाणात पाण्याची वाफ असते, तिला दमट हवा म्हणतात आणि ज्या हवेत पाण्याची वाफ नसते, तिला कोरडी हवा म्हणतात. आपल्या सभोवतालची हवा दमट असते, त्यामुळे एअर कंप्रेसरचे कार्यकारी माध्यम नैसर्गिकरित्या दमट हवाच असते.
दमट हवेतील बाष्पाचे प्रमाण तुलनेने कमी असले तरी, त्याचा दमट हवेच्या भौतिक गुणधर्मांवर मोठा प्रभाव पडतो. संकुचित हवा शुद्धीकरण प्रणालीमध्ये, संकुचित हवा कोरडी करणे हा मुख्य घटकांपैकी एक असतो.

विशिष्ट तापमान आणि दाबाच्या परिस्थितीत, दमट हवेतील पाण्याच्या वाफेचे प्रमाण (म्हणजेच, पाण्याच्या वाफेची घनता) मर्यादित असते. एका विशिष्ट तापमानाला, जेव्हा पाण्याच्या वाफेचे प्रमाण कमाल शक्य पातळीपर्यंत पोहोचते, तेव्हा त्या दमट हवेला संतृप्त हवा म्हणतात. ज्या दमट हवेत पाण्याच्या वाफेचे प्रमाण कमाल शक्य पातळीइतके नसते, तिला असंतृप्त हवा म्हणतात.

ज्या क्षणी असंतृप्त हवा संतृप्त हवा बनते, त्या क्षणी दमट हवेत पाण्याच्या थेंबांचे संघनन होते, ज्याला 'संघनन' म्हणतात. संघनन ही एक सामान्य घटना आहे. उदाहरणार्थ, उन्हाळ्यात हवेतील आर्द्रता जास्त असते आणि त्यामुळे पाण्याच्या पाईपच्या पृष्ठभागावर पाण्याचे थेंब सहज तयार होतात. हिवाळ्यातील सकाळी, रहिवाशांच्या काचेच्या खिडक्यांवर पाण्याचे थेंब दिसतात. हे सर्व सततच्या दाबाखाली दमट हवा थंड झाल्यामुळे घडते.

वर नमूद केल्याप्रमाणे, जेव्हा पाण्याच्या वाफेचा आंशिक दाब स्थिर ठेवला जातो (म्हणजेच, पाण्याचे निरपेक्ष प्रमाण स्थिर ठेवले जाते), तेव्हा ज्या तापमानाला असंतृप्त हवा संतृप्त होते, त्या तापमानाला दवबिंदू म्हणतात. जेव्हा तापमान दवबिंदूच्या तापमानापर्यंत खाली येते, तेव्हा “संघनन” होते.

दमट हवेचा दवबिंदू केवळ तापमानाशीच नव्हे, तर त्या हवेतील आर्द्रतेच्या प्रमाणाशीही संबंधित असतो. पाण्याचे प्रमाण जास्त असल्यास दवबिंदू जास्त असतो आणि पाण्याचे प्रमाण कमी असल्यास दवबिंदू कमी असतो.

कंप्रेसर अभियांत्रिकीमध्ये दवबिंदू तापमानाचा महत्त्वाचा उपयोग होतो. उदाहरणार्थ, जेव्हा एअर कंप्रेसरचे आउटलेट तापमान खूप कमी असते, तेव्हा तेल-वायू बॅरलमधील कमी तापमानामुळे तेल-वायू मिश्रणाचे संघनन होते, ज्यामुळे वंगण तेलामध्ये पाणी येते आणि स्नेहन परिणामावर परिणाम होतो. म्हणून, एअर कंप्रेसरचे आउटलेट तापमान संबंधित आंशिक दाबाखालील दवबिंदू तापमानापेक्षा कमी नसेल अशा प्रकारे त्याची रचना केली पाहिजे.

वातावरणीय दवबिंदू म्हणजे वातावरणीय दाबाखालील दवबिंदू तापमान होय. त्याचप्रमाणे, दाब दवबिंदू म्हणजे दाबाखालील हवेचे दवबिंदू तापमान होय.

दाब दवबिंदू आणि सामान्य दाब दवबिंदू यांच्यातील परस्परसंबंध हा संपीडन गुणोत्तराशी संबंधित असतो. समान दाब दवबिंदू असताना, संपीडन गुणोत्तर जितके जास्त असेल, तितका संबंधित सामान्य दाब दवबिंदू कमी असतो.

एअर कंप्रेसरमधून बाहेर पडणारी संकुचित हवा अशुद्ध असते. मुख्य प्रदूषके पुढीलप्रमाणे आहेत: पाणी (द्रवरूप पाण्याचे थेंब, पाण्याची वाफ आणि वायुरूप पाण्याची वाफ), स्थायू वंगण तेलाची वाफ (तेलाच्या वाफेचे थेंब आणि तेलाची वाफ), घन अशुद्धी (गंज, धातूची भुकटी, रबराचे बारीक कण, डांबराचे कण आणि फिल्टर साहित्य, सीलिंग साहित्याची बारीक भुकटी इत्यादी), हानिकारक रासायनिक अशुद्धी आणि इतर अशुद्धी.

खराब झालेले वंगण तेल रबर, प्लॅस्टिक आणि सीलिंग साहित्याला खराब करते, ज्यामुळे व्हॉल्व्हमध्ये बिघाड होतो आणि प्रदूषणकारी उत्पादने तयार होतात. ओलावा आणि धुळीमुळे धातूचे भाग आणि पाईप्सना गंज चढतो व ते खराब होतात, ज्यामुळे हलणारे भाग अडकतात किंवा झिजतात, परिणामी न्यूमॅटिक घटकांमध्ये बिघाड होतो किंवा हवेची गळती होते. ओलावा आणि धुळीमुळे थ्रॉटलिंग होल्स किंवा फिल्टर स्क्रीन्स देखील बंद होतात. बर्फामुळे पाईपलाईन गोठते किंवा तिला तडे जातात.

हवेच्या खराब गुणवत्तेमुळे, न्यूमॅटिक प्रणालीची विश्वसनीयता आणि सेवा आयुष्य मोठ्या प्रमाणात कमी होते, आणि त्यामुळे होणारे नुकसान अनेकदा हवा स्रोत प्रक्रिया उपकरणाच्या खर्चापेक्षा आणि देखभाल खर्चापेक्षा खूप जास्त असते, म्हणून हवा स्रोत प्रक्रिया प्रणालीची योग्य निवड करणे अत्यंत आवश्यक आहे.
संपीडित हवेतील आर्द्रतेचे मुख्य स्रोत कोणते आहेत?

संपीडित हवेतील आर्द्रतेचा मुख्य स्रोत म्हणजे एअर कंप्रेसरद्वारे हवेसोबत शोषली जाणारी पाण्याची वाफ. दमट हवा एअर कंप्रेसरमध्ये प्रवेश केल्यानंतर, संपीडन प्रक्रियेदरम्यान मोठ्या प्रमाणात पाण्याच्या वाफेचे द्रवरूप पाण्यात रूपांतर होते, ज्यामुळे एअर कंप्रेसरच्या आउटलेटवरील संपीडित हवेची सापेक्ष आर्द्रता मोठ्या प्रमाणात कमी होते.

उदाहरणार्थ, जेव्हा सिस्टीमचा दाब 0.7 MPa असतो आणि आत घेतलेल्या हवेची सापेक्ष आर्द्रता 80% असते, तेव्हा एअर कंप्रेसरमधून बाहेर पडणारी संकुचित हवा दाबाखाली संतृप्त असली तरी, संकुचित करण्यापूर्वी तिला वातावरणीय दाबाच्या स्थितीत आणल्यास तिची सापेक्ष आर्द्रता केवळ 6~10% असते. म्हणजेच, संकुचित हवेतील आर्द्रतेचे प्रमाण मोठ्या प्रमाणात कमी झालेले असते. तथापि, गॅस पाइपलाइन आणि गॅस उपकरणांमध्ये तापमान हळूहळू कमी होत असताना, संकुचित हवेमध्ये मोठ्या प्रमाणात द्रवरूप पाण्याचे संघनन होत राहते.
संपीडित हवेमध्ये तेलाचे प्रदूषण कसे होते?

एअर कंप्रेसरचे स्नेहन तेल, सभोवतालच्या हवेतील तेलाची वाफ व तरंगणारे तेलाचे थेंब आणि प्रणालीतील न्यूमॅटिक घटकांचे स्नेहन तेल हे संकुचित हवेतील तेल प्रदूषणाचे मुख्य स्रोत आहेत.

सेंट्रीफ्यूगल आणि डायफ्राम एअर कंप्रेसर वगळता, सध्या वापरात असलेल्या जवळपास सर्व एअर कंप्रेसरमुळे (विविध तेल-विरहित स्नेहनयुक्त एअर कंप्रेसरसह) गॅस पाइपलाइनमध्ये कमी-अधिक प्रमाणात अशुद्ध तेल (तेलाचे थेंब, तेलाची वाफ, तेलाची बाष्प आणि कार्बनचे विघटन) जाते.

एअर कंप्रेसरच्या कॉम्प्रेशन चेंबरमधील उच्च तापमानामुळे सुमारे ५% ते ६% तेलाचे बाष्पीभवन, विघटन आणि ऑक्सिडीकरण होते, आणि ते एअर कंप्रेसर पाईपच्या आतील भिंतीवर कार्बन आणि वार्निशच्या थराच्या स्वरूपात जमा होते, आणि हलका अंश वाफ आणि सूक्ष्म पदार्थांच्या स्वरूपात निलंबित राहतो, जो संकुचित हवेद्वारे प्रणालीमध्ये आणला जातो.

थोडक्यात, ज्या प्रणालींना कार्यादरम्यान स्नेहन सामग्रीची आवश्यकता नसते, त्यांच्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या संकुचित हवेमध्ये मिसळलेली सर्व तेले आणि स्नेहन सामग्री तेल-दूषित सामग्री मानली जाऊ शकते. ज्या प्रणालींना कामादरम्यान स्नेहन सामग्री घालण्याची आवश्यकता असते, त्यांच्यासाठी संकुचित हवेमध्ये असलेले सर्व गंज-प्रतिरोधक रंग आणि कंप्रेसर तेल हे तेल प्रदूषण अशुद्धी मानले जातात.

घन अशुद्धी संकुचित हवेत कशा प्रवेश करतात?

संपीडित हवेतील घन अशुद्धींचे मुख्य स्रोत खालीलप्रमाणे आहेत:

① सभोवतालचे वातावरण वेगवेगळ्या आकारांच्या कणांनी मिश्रित असते. एअर कंप्रेसरच्या सक्शन पोर्टला एअर फिल्टर बसवलेला असला तरी, सामान्यतः ५ μm पेक्षा लहान 'एरोसोल' अशुद्धी श्वासावाटे आत घेतलेल्या हवेसोबत कंप्रेसरमध्ये प्रवेश करू शकतात आणि संपीडन प्रक्रियेदरम्यान तेल व पाण्यासोबत मिसळून एक्झॉस्ट पाईपमध्ये जातात.

2) जेव्हा एअर कंप्रेसर कार्यरत असतो, तेव्हा विविध भागांमधील घर्षण आणि टक्कर, सीलचे जुने होणे आणि गळून पडणे, तसेच उच्च तापमानात वंगण तेलाचे कार्बनीकरण आणि विघटन यामुळे धातूचे कण, रबराची धूळ आणि कार्बनयुक्त विघटन यांसारखे घन कण गॅस पाइपलाइनमध्ये आणले जातात.