సంపీడన గాలి వ్యవస్థపై పరిజ్ఞానం

సంపీడన గాలి వ్యవస్థ, సంకుచిత అర్థంలో, గాలి మూల పరికరాలు, గాలి మూల శుద్ధీకరణ పరికరాలు మరియు సంబంధిత పైప్‌లైన్‌లతో కూడి ఉంటుంది. విస్తృత అర్థంలో, వాయు సహాయక భాగాలు, వాయు యాక్యుయేటర్లు, వాయు నియంత్రణ భాగాలు, వాక్యూమ్ భాగాలు మొదలైనవన్నీ సంపీడన గాలి వ్యవస్థ వర్గానికి చెందినవి. సాధారణంగా, ఒక ఎయిర్ కంప్రెసర్ స్టేషన్‌లోని పరికరాలు సంకుచిత అర్థంలో ఒక సంపీడన గాలి వ్యవస్థగా పరిగణించబడతాయి. కింది పటం ఒక సాధారణ సంపీడన గాలి వ్యవస్థ ఫ్లో చార్ట్‌ను చూపుతుంది:

గాలి మూల పరికరం (ఎయిర్ కంప్రెసర్) వాతావరణాన్ని లోపలికి పీల్చుకుని, సహజ స్థితిలో ఉన్న గాలిని అధిక పీడనంతో సంపీడన గాలిగా మారుస్తుంది, మరియు శుద్ధి పరికరాల ద్వారా ఆ సంపీడన గాలిలోని తేమ, నూనె మరియు ఇతర మలినాలను తొలగిస్తుంది.

ప్రకృతిలోని గాలి వివిధ వాయువుల (O₂, N₂, CO₂…మొదలైనవి) మిశ్రమంతో కూడి ఉంటుంది, మరియు నీటి ఆవిరి వాటిలో ఒకటి. కొంత పరిమాణంలో నీటి ఆవిరిని కలిగి ఉన్న గాలిని తేమ గాలి అని, మరియు నీటి ఆవిరిని కలిగి లేని గాలిని పొడి గాలి అని అంటారు. మన చుట్టూ ఉన్న గాలి తేమతో కూడుకున్నది, కాబట్టి ఎయిర్ కంప్రెసర్ పనిచేసే మాధ్యమం సహజంగానే తేమతో కూడిన గాలి.
తేమతో కూడిన గాలిలో నీటి ఆవిరి పరిమాణం సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, దాని పరిమాణం తేమతో కూడిన గాలి యొక్క భౌతిక లక్షణాలపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. సంపీడన గాలి శుద్ధి వ్యవస్థలో, సంపీడన గాలిని ఆరబెట్టడం అనేది ప్రధాన అంశాలలో ఒకటి.

కొన్ని ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడన పరిస్థితులలో, తేమతో కూడిన గాలిలో నీటి ఆవిరి పరిమాణం (అంటే, నీటి ఆవిరి సాంద్రత) పరిమితంగా ఉంటుంది. ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద, గాలిలో ఉండే నీటి ఆవిరి పరిమాణం గరిష్ట స్థాయికి చేరుకున్నప్పుడు, ఆ సమయంలోని తేమతో కూడిన గాలిని సంతృప్త గాలి అని అంటారు. గరిష్ట స్థాయి నీటి ఆవిరి లేని తేమతో కూడిన గాలిని అసంతృప్త గాలి అని అంటారు.

అసంతృప్త గాలి సంతృప్త గాలిగా మారే క్షణంలో, తేమతో కూడిన గాలిలో ద్రవ నీటి బిందువులు ఘనీభవిస్తాయి, దీనిని "ఘనీభవనం" అంటారు. ఘనీభవనం సర్వసాధారణం. ఉదాహరణకు, వేసవిలో గాలిలో తేమ ఎక్కువగా ఉంటుంది, మరియు నీటి పైపు ఉపరితలంపై నీటి బిందువులు సులభంగా ఏర్పడతాయి. శీతాకాలపు ఉదయం, నివాసితుల గాజు కిటికీలపై నీటి బిందువులు కనిపిస్తాయి. ఇవన్నీ స్థిరమైన పీడనం కింద తేమతో కూడిన గాలి చల్లబడటం వల్ల ఏర్పడతాయి.

పైన పేర్కొన్న విధంగా, నీటి ఆవిరి పాక్షిక పీడనాన్ని స్థిరంగా ఉంచినప్పుడు (అంటే, నీటి పరిమాణాన్ని స్థిరంగా ఉంచినప్పుడు), అసంతృప్త గాలి సంతృప్త స్థాయికి చేరే ఉష్ణోగ్రతను మంచు బిందువు అంటారు. ఉష్ణోగ్రత మంచు బిందువు స్థాయికి పడిపోయినప్పుడు, "ఘనీభవనం" జరుగుతుంది.

తేమతో కూడిన గాలి యొక్క మంచు బిందువు కేవలం ఉష్ణోగ్రతకు మాత్రమే కాకుండా, ఆ గాలిలోని తేమ పరిమాణానికి కూడా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. గాలిలో నీటి శాతం ఎక్కువగా ఉంటే మంచు బిందువు అధికంగా ఉంటుంది, మరియు నీటి శాతం తక్కువగా ఉంటే మంచు బిందువు తక్కువగా ఉంటుంది.

కంప్రెసర్ ఇంజనీరింగ్‌లో మంచు బిందు ఉష్ణోగ్రతకు ఒక ముఖ్యమైన ఉపయోగం ఉంది. ఉదాహరణకు, ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క అవుట్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రత చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఆయిల్-గ్యాస్ బ్యారెల్‌లోని తక్కువ ఉష్ణోగ్రత కారణంగా ఆయిల్-గ్యాస్ మిశ్రమం ఘనీభవిస్తుంది, దీనివల్ల కందెన నూనెలో నీరు చేరి, దాని కందెన ప్రభావాన్ని దెబ్బతీస్తుంది. అందువల్ల, సంబంధిత పాక్షిక పీడనం వద్ద ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క అవుట్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రత మంచు బిందు ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువ కాకుండా ఉండేలా దానిని రూపొందించాలి.

వాతావరణ పీడనం కింద ఉండే మంచు బిందువు ఉష్ణోగ్రతను వాతావరణ మంచు బిందువు అంటారు. అదేవిధంగా, పీడన గాలి యొక్క మంచు బిందువు ఉష్ణోగ్రతను పీడన మంచు బిందువు అంటారు.

పీడన మంచు బిందువు మరియు సాధారణ పీడన మంచు బిందువు మధ్య ఉన్న సంబంధం సంపీడన నిష్పత్తికి సంబంధించినది. ఒకే పీడన మంచు బిందువు వద్ద, సంపీడన నిష్పత్తి ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, దానికి అనుగుణమైన సాధారణ పీడన మంచు బిందువు అంత తక్కువగా ఉంటుంది.

ఎయిర్ కంప్రెసర్ నుండి వెలువడే సంపీడన గాలి మురికిగా ఉంటుంది. ఇందులోని ప్రధాన కాలుష్య కారకాలు: నీరు (ద్రవ నీటి బిందువులు, నీటి పొగమంచు మరియు వాయురూప నీటి ఆవిరి), మిగిలిపోయిన కందెన నూనె పొగమంచు (పొగమంచు నూనె బిందువులు మరియు నూనె ఆవిరి), ఘన మలినాలు (తుప్పు బురద, లోహపు పొడి, రబ్బరు రేణువులు, తారు కణాలు మరియు ఫిల్టర్ పదార్థాలు, సీలింగ్ పదార్థాల సన్నని పొడి మొదలైనవి), హానికరమైన రసాయన మలినాలు మరియు ఇతర మలినాలు.

క్షీణించిన కందెన నూనె రబ్బరు, ప్లాస్టిక్ మరియు సీలింగ్ పదార్థాలను క్షీణింపజేస్తుంది, దీనివల్ల వాల్వ్‌లు సరిగ్గా పనిచేయకపోవడం మరియు ఉత్పత్తులు కలుషితం కావడం జరుగుతుంది. తేమ మరియు ధూళి వల్ల లోహ భాగాలు మరియు పైపులు తుప్పుపట్టి, క్షీణిస్తాయి, దీనివల్ల కదిలే భాగాలు ఇరుక్కుపోవడం లేదా అరిగిపోవడం, వాయు సంబంధిత భాగాలు సరిగ్గా పనిచేయకపోవడం లేదా గాలి లీక్ అవ్వడం జరుగుతుంది. తేమ మరియు ధూళి థ్రాట్లింగ్ రంధ్రాలను లేదా ఫిల్టర్ స్క్రీన్‌లను కూడా అడ్డుకుంటాయి. మంచు కారణంగా పైప్‌లైన్ గడ్డకట్టిన తర్వాత లేదా పగిలిన తర్వాత.

గాలి నాణ్యత తక్కువగా ఉండటం వల్ల, న్యూమాటిక్ సిస్టమ్ యొక్క విశ్వసనీయత మరియు సేవా కాలం బాగా తగ్గిపోతాయి, మరియు దాని ఫలితంగా వచ్చే నష్టాలు తరచుగా గాలి శుద్ధి పరికరం యొక్క ధర మరియు నిర్వహణ ఖర్చులను మించిపోతాయి, కాబట్టి గాలి శుద్ధి వ్యవస్థను సరిగ్గా ఎంచుకోవడం అత్యంత అవసరం.
సంపీడన గాలిలో తేమకు ప్రధాన కారణాలు ఏమిటి?

సంపీడన గాలిలోని తేమకు ప్రధాన కారణం, ఎయిర్ కంప్రెసర్ గాలితో పాటు పీల్చుకునే నీటి ఆవిరి. తేమతో కూడిన గాలి ఎయిర్ కంప్రెసర్‌లోకి ప్రవేశించిన తర్వాత, సంపీడన ప్రక్రియలో అధిక మొత్తంలో నీటి ఆవిరి ద్రవరూపంలోకి మారుతుంది. దీనివల్ల ఎయిర్ కంప్రెసర్ అవుట్‌లెట్ వద్ద సంపీడన గాలి యొక్క సాపేక్ష ఆర్ద్రత గణనీయంగా తగ్గుతుంది.

ఉదాహరణకు, సిస్టమ్ పీడనం 0.7MPa మరియు పీల్చే గాలి యొక్క సాపేక్ష ఆర్ద్రత 80% ఉన్నప్పుడు, ఎయిర్ కంప్రెసర్ నుండి వెలువడే సంపీడన గాలి పీడనం కింద సంతృప్తమైనప్పటికీ, సంపీడనానికి ముందు దానిని వాతావరణ పీడన స్థితికి మార్చినట్లయితే, దాని సాపేక్ష ఆర్ద్రత కేవలం 6~10% మాత్రమే ఉంటుంది. అంటే, సంపీడన గాలిలోని తేమ శాతం బాగా తగ్గిపోయింది. అయినప్పటికీ, గ్యాస్ పైప్‌లైన్ మరియు గ్యాస్ పరికరాలలో ఉష్ణోగ్రత క్రమంగా తగ్గుతున్న కొద్దీ, సంపీడన గాలిలో పెద్ద మొత్తంలో ద్రవరూప నీరు ఘనీభవిస్తూనే ఉంటుంది.
సంపీడన గాలిలో నూనె కాలుష్యం ఎలా ఏర్పడుతుంది?

ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క కందెన నూనె, పరిసర గాలిలోని నూనె ఆవిరి మరియు తేలియాడే నూనె బిందువులు, ఇంకా సిస్టమ్‌లోని న్యూమాటిక్ భాగాల కందెన నూనె అనేవి సంపీడన గాలిలో నూనె కాలుష్యానికి ప్రధాన కారణాలు.

సెంట్రిఫ్యూగల్ మరియు డయాఫ్రమ్ ఎయిర్ కంప్రెసర్‌లు మినహా, ప్రస్తుతం వాడుకలో ఉన్న దాదాపు అన్ని ఎయిర్ కంప్రెసర్‌లు (వివిధ ఆయిల్-ఫ్రీ లూబ్రికేటెడ్ ఎయిర్ కంప్రెసర్‌లతో సహా) గ్యాస్ పైప్‌లైన్‌లోకి ఎంతో కొంత మురికి నూనెను (నూనె బిందువులు, నూనె పొగమంచు, నూనె ఆవిరి మరియు కార్బన్ విచ్ఛిన్నం) విడుదల చేస్తాయి.

ఎయిర్ కంప్రెసర్ యొక్క కంప్రెషన్ ఛాంబర్‌లోని అధిక ఉష్ణోగ్రత కారణంగా, సుమారు 5%~6% నూనె ఆవిరై, విచ్ఛిన్నమై, ఆక్సీకరణ చెంది, కార్బన్ మరియు వార్నిష్ ఫిల్మ్ రూపంలో ఎయిర్ కంప్రెసర్ పైపు యొక్క లోపలి గోడపై పేరుకుపోతుంది. మిగిలిన తేలికపాటి భాగం ఆవిరి మరియు సూక్ష్మ పదార్థ రూపంలో తేలియాడుతూ, సంపీడన గాలి ద్వారా సిస్టమ్‌లోకి తీసుకురాబడుతుంది.

సంక్షిప్తంగా, పనిచేసేటప్పుడు కందెన పదార్థాలు అవసరం లేని సిస్టమ్‌ల విషయంలో, ఉపయోగించే సంపీడన గాలిలో కలిసిన అన్ని నూనెలు మరియు కందెన పదార్థాలను నూనె కలుషిత పదార్థాలుగా పరిగణించవచ్చు. పనిచేసేటప్పుడు కందెన పదార్థాలను జోడించాల్సిన సిస్టమ్‌ల విషయంలో, సంపీడన గాలిలో ఉండే తుప్పు నిరోధక పెయింట్ మరియు కంప్రెసర్ ఆయిల్ అన్నీ నూనె కాలుష్య మలినాలుగా పరిగణించబడతాయి.

సంపీడన గాలిలోకి ఘన మలినాలు ఎలా ప్రవేశిస్తాయి?

సంపీడన గాలిలో ఘన మలినాలకు ప్రధాన మూలాలు:

①పరిసర వాతావరణం వివిధ కణ పరిమాణాల గల అనేక మలినాలతో కలిసి ఉంటుంది. ఎయిర్ కంప్రెసర్ సక్షన్ పోర్ట్‌కు ఎయిర్ ఫిల్టర్ అమర్చినప్పటికీ, సాధారణంగా 5 μm కంటే తక్కువ పరిమాణంలో ఉండే “ఏరోసోల్” మలినాలు పీల్చే గాలితో పాటు ఎయిర్ కంప్రెసర్‌లోకి ప్రవేశించి, సంపీడన ప్రక్రియ సమయంలో నూనె మరియు నీటితో కలిసి ఎగ్జాస్ట్ పైపులోకి వెళ్తాయి.

② ఎయిర్ కంప్రెసర్ పనిచేస్తున్నప్పుడు, వివిధ భాగాల మధ్య ఘర్షణ మరియు ఢీకొనడం, సీల్స్ పాతబడి ఊడిపోవడం, మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద కందెన నూనె కార్బనైజేషన్ మరియు విచ్ఛిన్నం కావడం వల్ల లోహ కణాలు, రబ్బరు ధూళి మరియు కార్బన్ విచ్ఛిన్న పదార్థాలు వంటి ఘన కణాలు గ్యాస్ పైప్‌లైన్‌లోకి తీసుకురాబడతాయి.