Univerzitet „Džemal Bijedić“ u Mostaru – Mašinski fakultet :
Održavanje energetskih postrojenja
2019./2020.
1
ODRŽAVANJE ELEMENATA SUSTAVA KOMPRIMIRANOG ZRAKA
Autor: Matea Matijanić
1. Uvod
Komprimirani zrak predstavlja atmosferski zrak koji je stlačen na viši tlak od atmosferskog.
Nazivamo ga još stlačeni zrak. [1]
Znanost u sklopu koje je istražen pojam komprimiranog zraka naziva se pneumatika. Pneumatski
sustavi mogu uključivati pretvorbu, prijenos i upravljanje energijom i kao radni medij koristi
komprimirani fluid – plin, najčešće zraka. U sustave za dobivanje i distribuciju stlačenog zraka
spadaju uređaji kao što su kompresori, sušionici zraka, spremnici zraka i zrakovodi.
Industrijski sustavi kompromitiranog zraka, kao i sva elektro – mehanička oprema, zahtjevaju
periodično održavanje da bismo radili sa maksimalnom učinkovitošću i umanjili vrijeme neplaniranog
zastoja.
Kao i sva elektro – mehanička oprema, industrijski sustavi komprimiranog zraka zahtijevaju
periodično održavanje kako bi radili s maksimalnom učinkovitošću i umanjili vrijeme neplaniranog
zastoja.
2. Svojstva komprimiranog zraka
U pneumatskim sustavima komprimirani zrak ima tlak za napajanje 1 – 15 bara, uobičajeno je 7
bar. Njegove pogonske temperature zraka iznose od – 10 do 60 ºC, a maksimalna temperatura može
biti do 200 ºC. Kod temperatura manjim od – 10 ºC dolazi do problema sa zaleđivanjem, a kod
temperatura većih od 60 ºC javljaju se problemi brtvljenja. Optimalna brzina strujanja zraka je 40 m/s,
a brzina cilindra iznosi 1 do 2 m/s ( maksimalno 10 m/s). Gibanje elemenata se odvija pravocrtno
(aktuator) i rotacijski (pneumatski motor). Maksimalna ostvariva sila iznosi oko 40 kN, dok je
maksimalna snaga oko 30 kW.
Komprimirani zrak kao radni medij ima sljedeće prednosti:
–
sirovina (okolni zrak) je uvijek i slobodno na raspolaganju,
–
relativno jednostavno se transportira kroz cijevi,
–
može se skladištiti i transportirati u spremnicima,
–
gotovo je neosjetljiv na promjene temperature i ekstremne uvjete,
–
neosjetljiv je na radijaciju, magnetska i električka polja,
–
sigurnost jer nije eksplozivan niti zapaljiv,
–
prilikom ispuštanja ne zagađuje okoliš,
–
nema povratnih vodova (ispuštanje u atmosferu),
–
neosjetljivost elemenata na preopterećenje (sve do zaustavljanja),
–
neosjetljivost elemenata na vibracije,
–
trajnost i pouzdanost robusnih elemenata,
–
jednostavna izvedba elemenata,
Univerzitet „Džemal Bijedić“ u Mostaru – Mašinski fakultet :
Održavanje energetskih postrojenja
2019./2020.
2
–
jednostavno održavanje uređaja,
–
lako postići željenu i/ili visoku brzinu kretanja elemenata,
–
brzine i hod mijenjaju se i podešavaju kontinuirano,
–
promjenom tlaka lako se ostvaruje željena sila,
–
visok omjer snage i mase elemenata.
Nedostatci komprimiranog zraka kao radnog medija uzrokovani su svojstvima plinovitog medija,
kao što su stlačivost i druga svojstva i to su:
–
teško ostvariti jednolične male brzine elemenata zbog stlačivosti,
–
pneumatski signali prenose se samo na male udaljenosti zbog otpora
–
ostvarive su relativno male sile,
–
energija stlačenog zraka ima višu cijenu nego kod el. struje ili ulja,
–
buka prilikom ekspanzije.
3. Termodinamičke osnove
Termodinamičke relacije za plinove:
u = c
v
T
(2.1)
h = u +
p
ρ
= c
p
T
(2.2)
p = Z
ρ
RT –
jednadžba stanja
(2.3)
p
ρ
κ
=const.
– izentropska promjena stanja
(2.4)
p
ρ
n
= const.
– politropska promjena stanja
(2.5)
Gdje su:
R –
univerzalna plinska konstanta
κ
– eksponent izentrope
n
– eksponent politrope ( za izotermu n = 1; za izentropu n = κ)
c
v
– specifična toplina pri konstantom volumenu
c
p
– specifična toplina pri konstantom tlaku
Z
– faktor stlačivosti ( za idealan plin Z = 1)
T
– apsolutna temperatura [K]
p
– apsolutni tlak
ρ
– gustoća
u
– specifična unutarnja energija
h
– specifična entalpija
