16. ما هي نقطة الندى تحت الضغط؟
الإجابة: بعد ضغط الهواء الرطب، تزداد كثافة بخار الماء وترتفع درجة حرارته. وعندما يبرد الهواء المضغوط، تزداد رطوبته النسبية. وعندما تستمر درجة الحرارة في الانخفاض حتى تصل الرطوبة النسبية إلى 100%، تتساقط قطرات الماء من الهواء المضغوط. وتُعرف درجة الحرارة عند هذه النقطة بـ"نقطة ندى الضغط" للهواء المضغوط.
17. ما هي العلاقة بين نقطة الندى تحت الضغط ونقطة الندى تحت الضغط الطبيعي؟
الإجابة: ترتبط العلاقة بين نقطة الندى عند الضغط ونقطة الندى عند الضغط العادي بنسبة الانضغاط. عند نفس نقطة الندى عند الضغط، كلما زادت نسبة الانضغاط، انخفضت نقطة الندى المقابلة عند الضغط العادي. على سبيل المثال: عندما تكون نقطة الندى للهواء المضغوط عند ضغط 0.7 ميجا باسكال هي 2 درجة مئوية، فإنها تعادل -23 درجة مئوية عند الضغط العادي. وعندما يرتفع الضغط إلى 1.0 ميجا باسكال، وتكون نقطة الندى عند نفس الضغط هي 2 درجة مئوية، تنخفض نقطة الندى المقابلة عند الضغط العادي إلى -28 درجة مئوية.
18. ما هي الأداة المستخدمة لقياس نقطة الندى للهواء المضغوط؟
الإجابة: على الرغم من أن وحدة قياس نقطة الندى هي درجة مئوية (°C)، إلا أنها تشير ضمنيًا إلى محتوى الماء في الهواء المضغوط. لذا، فإن قياس نقطة الندى هو في الواقع قياس لمحتوى الرطوبة في الهواء. توجد العديد من الأجهزة لقياس نقطة ندى الهواء المضغوط، مثل "جهاز قياس نقطة الندى العاكس" الذي يستخدم النيتروجين أو الإيثر كمصدر للتبريد، و"مقياس الرطوبة الإلكتروليتي" الذي يستخدم خامس أكسيد الفوسفور أو كلوريد الليثيوم كمحلول إلكتروليتي. في الوقت الحاضر، تُستخدم على نطاق واسع في الصناعة أجهزة قياس نقطة الندى الغازية الخاصة لقياس نقطة ندى الهواء المضغوط، مثل جهاز قياس نقطة الندى البريطاني من شركة SHAW، والذي يمكنه القياس حتى -80 درجة مئوية.
19. ما الذي يجب الانتباه إليه عند قياس نقطة الندى للهواء المضغوط باستخدام مقياس نقطة الندى؟
الإجابة: استخدم مقياس نقطة الندى لقياس نقطة ندى الهواء، خاصةً عندما يكون محتوى الماء في الهواء المقاس منخفضًا للغاية، ويجب توخي الحذر الشديد والصبر أثناء التشغيل. يجب أن تكون معدات أخذ عينات الغاز وخطوط الأنابيب المتصلة جافة (على الأقل أكثر جفافًا من الغاز المراد قياسه)، ويجب إحكام إغلاق وصلات الأنابيب تمامًا، ويجب اختيار معدل تدفق الغاز وفقًا للوائح، كما يلزم وقت معالجة مسبقة كافٍ. حتى مع الحرص الشديد، قد تحدث أخطاء كبيرة. أثبتت التجارب أن استخدام "محلل الرطوبة" الذي يستخدم خامس أكسيد الفوسفور كمحلول إلكتروليتي لقياس نقطة ندى الضغط للهواء المضغوط المعالج بواسطة مجفف التبريد، ينتج عنه خطأ كبير. ويعود ذلك إلى التحليل الكهربائي الثانوي الناتج عن الهواء المضغوط أثناء الاختبار، مما يجعل القراءة أعلى من قيمتها الحقيقية. لذلك، لا يُنصح باستخدام هذا النوع من الأجهزة عند قياس نقطة ندى الهواء المضغوط المعالج بواسطة مجفف التبريد.
20. أين يجب قياس نقطة ندى الضغط للهواء المضغوط في المجفف؟
الإجابة: استخدم مقياس نقطة الندى لقياس نقطة ندى الضغط للهواء المضغوط. يجب وضع نقطة أخذ العينات في أنبوب عادم المجفف، ويجب ألا يحتوي غاز العينة على قطرات ماء سائلة. توجد أخطاء في قياسات نقطة الندى عند نقاط أخذ عينات أخرى.
21. هل يمكن استخدام درجة حرارة التبخر بدلاً من نقطة الندى عند الضغط؟
الإجابة: في مجفف الهواء البارد، لا يمكن الاعتماد على قراءة درجة حرارة التبخر (ضغط التبخر) كبديل عن نقطة ندى الضغط للهواء المضغوط. وذلك لأنه في المبخر ذي مساحة التبادل الحراري المحدودة، يوجد فرق ملحوظ في درجة الحرارة بين الهواء المضغوط ودرجة حرارة تبخر المبرد أثناء عملية التبادل الحراري (قد يصل أحيانًا إلى 4-6 درجات مئوية)؛ فدرجة الحرارة التي يمكن تبريد الهواء المضغوط إليها تكون دائمًا أعلى من درجة حرارة تبخر المبرد. وبالتالي، تكون درجة حرارة التبخر مرتفعة. ولا يمكن أن تصل كفاءة فصل الغاز عن الماء في "فاصل الغاز والماء" بين المبخر والمبرد المسبق إلى 100%. إذ ستدخل دائمًا قطرات الماء الدقيقة، التي لا تنضب، إلى المبرد المسبق مع تدفق الهواء وتتبخر هناك. فتتحول إلى بخار ماء، مما يزيد من محتوى الماء في الهواء المضغوط ويرفع نقطة الندى. لذلك، في هذه الحالة، تكون درجة حرارة تبخر المبرد المقاسة دائمًا أقل من نقطة الندى الفعلية للهواء المضغوط.
22. في أي ظروف يمكن استخدام طريقة قياس درجة الحرارة بدلاً من نقطة الندى للضغط؟
الإجابة: إن خطوات أخذ عينات متقطعة وقياس نقطة ندى ضغط الهواء باستخدام مقياس نقطة الندى من شركة شو في المواقع الصناعية معقدة للغاية، وغالبًا ما تتأثر نتائج الاختبار بظروف اختبار غير مكتملة. لذلك، في الحالات التي لا تكون فيها المتطلبات صارمة للغاية، يُستخدم مقياس حرارة لتقريب نقطة ندى ضغط الهواء المضغوط.
الأساس النظري لقياس نقطة ندى الضغط للهواء المضغوط باستخدام مقياس الحرارة هو: إذا دخل الهواء المضغوط إلى المبرد المسبق عبر فاصل الغاز والماء بعد تبريده قسرًا بواسطة المبخر، وتم فصل الماء المكثف الموجود فيه بالكامل في فاصل الغاز والماء، فإن درجة حرارة الهواء المضغوط المقاسة في هذه الحالة هي نقطة ندى الضغط. على الرغم من أن كفاءة فصل الغاز والماء في فاصل الغاز والماء لا تصل في الواقع إلى 100%، إلا أنه في ظل تصريف الماء المكثف من المبرد المسبق والمبخر بشكل جيد، فإن الماء المكثف الذي يدخل إلى فاصل الغاز والماء ويحتاج إلى إزالته لا يمثل سوى جزء صغير جدًا من إجمالي حجم المكثفات. لذلك، فإن الخطأ في قياس نقطة ندى الضغط بهذه الطريقة ليس كبيرًا.
عند استخدام هذه الطريقة لقياس نقطة ندى الضغط للهواء المضغوط، يجب اختيار نقطة قياس درجة الحرارة في نهاية المبخر الخاص بالمجفف البارد أو في فاصل الغاز والماء، لأن درجة حرارة الهواء المضغوط تكون في أدنى مستوياتها عند هذه النقطة.
23. ما هي طرق التجفيف بالهواء المضغوط؟
الإجابة: يمكن للهواء المضغوط إزالة بخار الماء الموجود فيه عن طريق الضغط والتبريد والامتصاص وغيرها من الطرق، ويمكن إزالة الماء السائل عن طريق التسخين والترشيح والفصل الميكانيكي وغيرها من الطرق.
المجفف المبرد هو جهاز يُبرد الهواء المضغوط لإزالة بخار الماء الموجود فيه والحصول على هواء مضغوط جاف نسبيًا. كما يستخدم المبرد الخلفي لضاغط الهواء التبريد لإزالة بخار الماء. أما مجففات الامتزاز فتعتمد على مبدأ الامتزاز لإزالة بخار الماء من الهواء المضغوط.
24. ما هو الهواء المضغوط؟ وما هي خصائصه؟
الإجابة: الهواء قابل للانضغاط. يُطلق على الهواء بعد أن يقوم ضاغط الهواء بعمل ميكانيكي لتقليل حجمه وزيادة ضغطه اسم الهواء المضغوط.
يُعدّ الهواء المضغوط مصدراً مهماً للطاقة. وبالمقارنة مع مصادر الطاقة الأخرى، يتميز بالخصائص الواضحة التالية: نقاؤه وشفافيته، وسهولة نقله، وعدم وجود خصائص ضارة خاصة به، وانعدام التلوث أو انخفاض مستوى التلوث الناتج عنه، وانخفاض درجة حرارته، وعدم وجود خطر نشوب حريق، وعدم الخوف من التحميل الزائد، وقدرته على العمل في العديد من البيئات القاسية، وسهولة الحصول عليه، وعدم نضوبه.
25. ما هي الشوائب الموجودة في الهواء المضغوط؟
الجواب: يحتوي الهواء المضغوط الخارج من ضاغط الهواء على العديد من الشوائب: ① الماء، بما في ذلك رذاذ الماء وبخار الماء والماء المكثف؛ ② الزيت، بما في ذلك بقع الزيت وبخار الزيت؛ ③ مواد صلبة متنوعة، مثل طين الصدأ ومسحوق المعادن وجزيئات المطاط الدقيقة وجزيئات القطران ومواد الترشيح وجزيئات مواد منع التسرب الدقيقة، وما إلى ذلك، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية الضارة ذات الرائحة الكريهة.
26. ما هو نظام مصدر الهواء؟ ما هي أجزاؤه؟
الإجابة: يُطلق على النظام المُكوّن من معدات توليد ومعالجة وتخزين الهواء المضغوط اسم نظام مصدر الهواء. يتكون نظام مصدر الهواء النموذجي عادةً من الأجزاء التالية: ضاغط هواء، مُبرد خلفي، فلاتر (بما في ذلك الفلاتر الأولية، وفواصل الزيت عن الماء، وفلاتر الأنابيب، وفلاتر إزالة الزيت، وفلاتر إزالة الروائح، وفلاتر التعقيم، إلخ)، خزانات تخزين غاز مُثبّتة الضغط، مجففات (مُبرّدة أو امتزازية)، نظام تصريف آلي لمياه الصرف الصحي، خط أنابيب الغاز، أجزاء صمامات خط الأنابيب، أجهزة القياس، إلخ. يتم تجميع المعدات المذكورة أعلاه في نظام مصدر غاز متكامل وفقًا لاحتياجات العملية المختلفة.
27. ما هي مخاطر الشوائب في الهواء المضغوط؟
الجواب: يحتوي الهواء المضغوط الناتج من ضاغط الهواء على الكثير من الشوائب الضارة، والشوائب الرئيسية هي الجسيمات الصلبة والرطوبة والزيت في الهواء.
سيؤدي تبخر زيت التشحيم إلى تكوين حمض عضوي يتسبب في تآكل المعدات، وتلف المطاط والبلاستيك ومواد منع التسرب، وسد الثقوب الصغيرة، والتسبب في تعطل الصمامات، وتلويث المنتجات.
في ظروف معينة، يتكثف بخار الماء المشبع في الهواء المضغوط إلى ماء ويتراكم في بعض أجزاء النظام. وتؤدي هذه الرطوبة إلى صدأ المكونات والأنابيب، مما يتسبب في تعطل الأجزاء المتحركة أو تآكلها، وتعطل المكونات الهوائية، وحدوث تسرب للهواء. وفي المناطق الباردة، يؤدي تجمد الرطوبة إلى تجمد الأنابيب أو تشققها.
تؤدي الشوائب مثل الغبار في الهواء المضغوط إلى تآكل الأسطح المتحركة النسبية في الأسطوانة ومحرك الهواء وصمام عكس الهواء، مما يقلل من عمر خدمة النظام.
تاريخ النشر: 17 يوليو 2023
