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壓縮空氣在噴涂工藝中有著重要的作用,既可推動(dòng)加壓泵活塞運(yùn)動(dòng)和給涂料罐加壓,也是空氣噴槍使涂料霧化的動(dòng)力。它不僅在噴涂工藝中有著重要作用,而且廣泛應(yīng)用于各種氣動(dòng)設(shè)備、氣控設(shè)備中,可對(duì)氣動(dòng)供水系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)進(jìn)行控制,用于液體和固體的輸送、攪拌等操作,甚至可用于防腐處理。因此,了解壓縮空氣的制備及性能很重要。

  1.空氣的性質(zhì)

在地球表面高度平均為300km的范圍內(nèi)包圍著一層大氣,即我們呼吸的空氣。空氣是氣體混合物,大約由78%的氮?dú)夂?1%的氧氣組成,其中還含有少量的水蒸氣、二氧化碳及惰性氣體。空氣雖然很輕,但仍是有重量的,所以會(huì)對(duì)地球表面產(chǎn)生壓力,把由空氣重量對(duì)地球表面產(chǎn)生的壓強(qiáng)稱(chēng)為大氣壓力。在地球海平面上受到的大氣壓力最大為101.325kPa,隨著海拔高度的增加,空氣密度減少,大氣壓力逐漸降低。

空氣與其他氣體物質(zhì)一樣,具有可壓縮性,受到的壓力増加,體積就減少,而且成反比例關(guān)系,當(dāng)受到的壓力增大10倍時(shí),體積就縮小到原來(lái)的1/10。

2.空氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

由于隨著溫度、壓力的變化,空氣的體積、密度經(jīng)常發(fā)生變化,為便于進(jìn)行相互比較,把溫度為20.C、相當(dāng)濕度為36%、大氣壓力為101.325kPa的空氣稱(chēng)為空氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),此時(shí)空氣的密度約為1.29g/L。

3.壓縮空氣的性質(zhì)

當(dāng)常壓下的空氣在機(jī)械力的作用下被壓縮到儲(chǔ)氣罐中時(shí),它的體積縮小,壓力上升就成為壓縮空氣。壓縮空氣具有相當(dāng)大的能量,當(dāng)它向外釋放時(shí)能對(duì)外做功。把制備壓縮空氣的機(jī)械稱(chēng)為空氣壓縮機(jī),把利用壓縮空氣為動(dòng)力的機(jī)械稱(chēng)為氣動(dòng)設(shè)備。空氣壓縮機(jī)的工作能力通常是用它的產(chǎn)氣能力來(lái)表示的,在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生具有_定壓力的壓縮空氣的數(shù)量越多,空氣壓縮機(jī)的工作能力越強(qiáng)。由于壓縮空氣的體積是隨壓力變化的,為便于相互比較,在表示體積時(shí)必須標(biāo)明它的壓力。同樣氣動(dòng)設(shè)備的工作能力可用壓縮空氣的耗氣量來(lái)表示,把在單位時(shí)問(wèn)內(nèi)消耗一定壓力的壓縮氣體的數(shù)量稱(chēng)為耗氣量。所以表示壓縮機(jī)和氣動(dòng)設(shè)備的工作能力時(shí)都用到兩個(gè)指標(biāo):體積流量和氣體壓力。如某臺(tái)氣動(dòng)設(shè)備的耗氣量為氣體壓力等于689.5kPa時(shí),氣體流量為0.283m3/min。它的意義是當(dāng)表壓為689.5kPa時(shí),該設(shè)備的耗氣量為0.283m3/min。

4.空氣狀況對(duì)空氣壓縮機(jī)工作能力的影響

由于空氣壓縮機(jī)的理論工作能力都是折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣體積表不的。所以只有在壓縮機(jī)人口處吸入的是標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣時(shí),它才有這種工作效率,而實(shí)際狀況往往會(huì)有偏差,主要表現(xiàn)在以下幾種情況。

(1)海拔高度變化由于大氣壓力和空氣密度都是隨海拔高度降低的,所以在高海拔地區(qū)使用同一臺(tái)壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣要比低海拔地區(qū)少。這是由于空氣壓縮機(jī)入口處的空氣壓力要比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)值低的緣故,一般海拔高度每上升305m,空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)氣能力就會(huì)下降3%。

(2)環(huán)境溫度的變化當(dāng)空氣壓縮機(jī)在環(huán)境溫度高于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的20℃的條件下工作時(shí),由于壓縮機(jī)入口處吸入的空氣密度要比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)低,所以空氣壓縮機(jī)的實(shí)際產(chǎn)氣能力會(huì)下降。當(dāng)環(huán)境溫度高于20℃時(shí),每升高4.6℃,壓縮機(jī)的產(chǎn)氣能力就會(huì)下降2%。而在37℃的條件下工作,它的產(chǎn)氣能力要下降6%左右,所以夏天應(yīng)把壓縮機(jī)放在陰涼通風(fēng)的地方工作。

(3)壓縮生熱造成的誤差由于空氣被壓縮時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量,所以從壓縮排出口排出的壓縮空氣是熱的,根據(jù)壓縮機(jī)的類(lèi)型和工作壓力的不同,壓縮空氣的溫度可在65~260℃的范圍內(nèi)變化,工作壓力越高,產(chǎn)生的熱量也越多,壓縮空氣的溫度也越高。當(dāng)熱的壓縮空氣進(jìn)入儲(chǔ)氣罐后,由于此時(shí)氣體的體積是固定的,溫度升高它的壓力也變大,所以?xún)?chǔ)氣罐上的壓力表讀數(shù)會(huì)較高,但這并不是儲(chǔ)氣罐工作時(shí)的壓力。當(dāng)熱量散去后,氣體溫度下降,雖然并沒(méi)有用氣,容器中的氣壓也會(huì)下降,這是因?yàn)樵隗w積一定的情況下,壓力是與溫度成正比的。為了解儲(chǔ)氣罐的實(shí)際壓力,應(yīng)在壓縮空氣的溫度與室溫(或環(huán)境溫度)持平時(shí)才測(cè)量空氣壓力。為了避免測(cè)量的誤差,一般在壓縮機(jī)出口與儲(chǔ)氣罐之間接一個(gè)后冷卻器,使壓縮空氣盡快降溫。