Для чего нужен сжатый воздух. Использование сжатого воздуха

До сих пор мы рассматривали применение сжатого воздуха для совершения механической работы, получения и переработки информации.

В металлургии сжатый воздух выполняет свою самую древнюю функцию участвует в технологических процессах в качестве реагента, содержащегокислород. Главная функция сжатого воздуха в металлургии - дутье, т.е. подача сжатого воздуха в самые различные производственные агрегаты - домны, мартены, конвертеры. Дутье является необходимым фактором технологических процессов в этих агрегатах, так как без воздуха, а точнее без кислорода, нет горения.

Первый из этих процессов - обогащение руды, т.е. повышение содержания железа или другого металла и понижение содержания вредных примесей. Один из способов обогащения - флотация. Ее осуществляют в специальных ваннах, куда подают тонко измельченную руду вместе с водой - пульпу. Через эту пульпу продувают сжатый воздух. Пенная флотация основана на том, что одни минералы не смачиваются водой, прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются, а другие минералы смачиваются водой и остаются в пульпе. В результате частицы металла всплывают на поверхность, а пустая порода оседает на дне ванны.

В пневматических флотационных машинах сжатый воздух подается по трубам под небольшим давлением. Флотацию широко используют для обогащения руд цветных металлов, где содержание основного компонента низкое. В железных рудах содержание основного компонента гораздо выше, но и их приходится обогащать. В черной металлургии флотацию применяют для обогащения марганцевых руд и железорудных концентратов, содержащих 70-72 % железа.

Следующий металлургический процесс - агломерация т.е. окомкование мелких и пылеватых руд. Для этого пылеватую руду спекают на агломерационной машине. Агломерационная машина представляет собой металлический конвейер, каждое звено которого выполнено в виде решетки. На этот конвейер из бункера подают увлажненную мелкую руду, смешанную с небольшим количеством топлива - кокса. Конвейер проходит над мощными вентиляторами, которые просасывают воздух сквозь слой смеси руды с коксом. Кокс начинает гореть, руда разогревается до высокой температуры и из мелкой превращается в прочную пористую массу - агломерат. Домна, в которой используют агломерат, дает больше чугуна, чем домна без его применения.

Железо в руде находится в форме окислов. Целью доменного процесса является освобождение железа от связанного с ним кислорода - восстановление. Загрузочный аппарат засыпает в доменную печь в определенной пропорции рудные материалы, топливо (кокс) и флюсы. Загружают отдельные виды сырья слоями, чтобы увеличить поверхность их соприкосновения, на которой происходят химические реакции.

В нижнюю часть домны, в ее горн, через специальные отверстия - фурмы вдувают горячий воздух. Кислород, содержащийся в воздухе, взаимодействует с углеродом кокса, в результате чего образуется углекислый газ СО 2 . Он поднимается выше, проходит через кокс, вступает с ним в реакцию, продуктом которой является окись углерода СО. Поднимаясь выше, она отнимает у окислов железа содержащихся в руде, кислород и связывает его. Освободившееся железо вступает во взаимодействие с углеродом образуется сплав - чугун.

Для подачи дутья чаще всего используют центробежные воздуходувные машины с приводом от паровой турбины. На одну тонну чугуна расходуют 2500 - 3500 м воздуха, т.е. производительность воздуходувной машины составляет до 8000 м 3 /мин. Такое количество холодного воздуха охлаждало бы доменную печь и увеличивало бы расход топлива, поэтому перед подачей в домну воздух предварительно нагревают до 1100 - 1300 °С в воздухонагревателях - кауперах. Их располагают рядом с доменной печью.

Кауперы представляют собой закрытые металлическим кожухом башни высотой до 50 м и диаметром до 9 м. Внутри они разделены на две части: камеру сгорания и часть, заполненную насадкой из огнеупорного материала. В камере сгорания сжигают топливо. Продукты сгорания, проходя через насадку, отдают ей свое тепло и раскаляют ее. Когда насадка нагревается до высокой температуры, подачу топлива прекращают. После этого мощными воздуходувными машинами нагнетают в воздухонагреватель холодный воздух. Проходя через раскаленную насадку, воздух нагревается, и его направляют к кольцевому воздухопроводу, опоясывающему домну - фурменному поясу. Отсюда через фурмы воздух под давлением 0,35 - 0,4 МПа равномерно вдувается в домну.

Для нагрева насадки требуется определенное время. Поэтому для бесперебойного снабжения домны горячим дутьем возле нее устанавливают несколько воздухонагревателей. Одни из них нагреваются, а другие нагревают воздух. Заметим, что в воздухе содержится 1/5 кислорода и 4/5 азота, причем азот ни в каких химических реакциях не участвует, однако на его нагрев тратится тепло. Гораздо выгоднее осуществлять дутье в доменном процессе воздухом, обогащенным кислородом, или чистым кислородом.

Применение кислородного дутья упрощает доменный процесс, позволяет уменьшить его расход на единицу топлива. Это дает возможность уменьшить размеры и мощность воздуходувных установок, воздухонагревателей и трубопроводов, высоту доменных печей.

На целесообразность обогащения дутья кислородом указывал еще Д.И. Менделеев. Однако практическая реализация кислородного дутья стала возможной лишь в 30 - 40-х годах XX в., когда были созданы достаточно мощные машины для разделения воздуха на кислород и азот в больших количествах. Заслуга создания отечественной кислородной промышленности принадлежит академику П.Л. Капице.

Не меньшую роль играет сжатый воздух при выплавке стали. Если процесс выплавки чугуна - восстановительный, то выплавка стали из чугуна и металлического лома - окислительный процесс. При выплавке стали удаляются примеси - углерод, кремний, марганец, которые окисляются. А для окисления нужен кислород.

Бессемером и Томасом был разработан быстрый и эффективный способ «варки» стали - конвертерный. Он заключается в том, что расплавленный жидкий чугун продувают сжатым воздухом, и содержащийся в нем кислород соединяется с углеродом, кремнием и марганцем.

Конвертер представляет собой стальной сосуд грушевидной формы, сужающийся кверху. Изнутри он выложен огнеупорным кирпичом. В днище конвертера имеются отверстия, через которые подают сжатый воздух под большим давлением. В конвертер заливают расплавленный чугун, а затем продувают его снизу сжатым воздухом. В результате углерод быстро выгорает, и сплав почти полностью обезуглероживается - образуется сталь. При соединении кислорода с кремнием и марганцем выделяется тепло. Это избавляет от необходимости тратить топливо в конвертерном процессе.

Д.И. Менделеев называл бессемеровские конвертеры печами без топлива. Однако конвертерный способ при использовании продувки чугуна сжатым воздухом имел и ряд недостатков. При продувке металл насыщался азотом, содержащимся в воздухе. Это повышало хрупкость стали и ее склонность к старению. Кислород воздуха не затрагивал вредные примеси - серу и фосфор. При бессемеровском способе можно было применять не всякий чугун, а только содержащий кремний и марганец, которые при окислении выделяют большое количество тепла. Поэтому железный лом конвертерным способом перерабатывать было нельзя, а можно было использовать только жидкий чугун. Гораздо рациональнее использовать для продувки в конвертерном процессе не сжатый воздух, а чистый кислород. Однако во времена Бессемера его еще не научились получать из воздуха в больших количествах.

По всем этим причинам конвертерный способ выплавки стали надолго уступил место мартеновскому способу, который позволяет перерабатывать не только чугун, но и железный лом.

Топливом для мартеновской печи служит мазут или смесь коксового газа, получаемого в коксовых батареях, и доменно-колосникового газа. И эта смесь, и воздух перед подачей в мартен нагреваются в регенераторах. Отличие регенератора от воздухонагревателя доменной печи заключается в том, что для нагрева воздуха в воздухонагревателе сжигается топливо, а в регенераторе используется тепло, выносимое из мартеновской печи раскаленными продуктами сгорания топлива, т.е. осуществляется регенерация тепла.

Регенератор представляет собой большую камеру, выполненную из огнеупорного материала и заполненную ячейками из огнеупорного кирпича - насадкой. У каждой мартеновской печи две пары регенераторов для нагрева газа и воздуха. Пока одна нагретая пара отдает тепло холодным газу и воздуху и постепенно остывает, насадка другой пары регенераторов, через которые пропускаются уходящие из мартеновской печи продукты сгорания, нагре­вается ими. Когда насадка нагревается до определенной температуры, происходит автоматическое переключение направления потоков газа и воздуха. Нагретые регенераторы начинают работать - отдавать тепло газу и воздуху, а остывшие останавливают на нагрев. Эти переключения производят через ка­ждые 15 - 20 мин. Топливо подается в мартеновскую печь всегда с избытком воздуха, по­этому в ней всегда имеется окислительная среда. Уже в процессе загрузки чугуна и лома начинается окисление примесей.

Производительность мартенов составляет 100 т стали в час. Применение обогащенного кислородом воздуха и чистого кислорода интенсифицирует процесс выплавки стали в мартеновских печах так же, как и выплавки чугуна в домнах.

Однако прирост производства стали во всех странах в наше время происходит за счет строительства не мартеновских цехов, а кислородно-конвертерных. Кислородный конвертер устроен так же, как и бессемеровский. Отличие его от бессемеровского в том, что дно у него цельносварное, а кислород подается не снизу, а сверху, под высоким давлением (0,9 - 1,4 МПа). Корпус и днище кислородного конвертера облицованы огнеупорными материалами. Струя подаваемого кислорода внедряется в жидкий металл и вступает в реакцию с примесями чугуна. В течение первых 5-10 мин окисляются кремний и марганец. В результате реакции окисления выделяется тепло, и температура металла в конвертере поднимается до 1400 - 1450 °С После этого происходит быстрое окисление углерода - он выгорает. Кислород продолжают вдувать до тех пор, пока содержание углерода не снизится до 2%. При этом металл разогревается до 1600 °С Реакции окисления, прохо­дящие в конвертере, дают столько тепла, что его становится достаточно не только для нагрева жидкого чугуна, но и для расплавления железного лома.

Кислородно-конвертерный способ по сравнению с мартеновским и электросталеплавильным имеет более высокую производительность - до 400 - 500 т в час. К тому же он свободен от недостатков бессемеровского процесса и годится для любых видов чугуна и железного лома.

Конвертерный способ применяется не только при выплавке стали, но и при выплавке меди в цветной металлургии.

Мало кто из пользователей догадывается, насколько важно иметь сжатый воздух в баллончиках для компьютера.

А ведь на самом деле он может спасти от непредвиденной поломки, дискомфорта в использовании устройства, а также от ряда других неприятных ситуаций.

Содержание:

Где взять качественный сжатый воздух

Увы, это так. Правы были пророки и теперь даже воздух продается.

Продается сжатый воздух в баллончиках разных типов и выбирая его в торговой сети, важно понимать, что вы покупаете именно сжатый воздух в баллончиках для компьютера, а не для какого-либо другого устройства.

Поэтому его стоит искать в салонах компьютерной техники в отделах расходных материалов и средств по уходу за компьютерной техникой.

Также подобные товары можно найти на аналогичных интернет-сайтах.

Если же попытаться найти что-то подобное в других местах, наверняка с этим будут связаны определенные проблемы.

Все потому, что если сжатый воздух используется для других целей, в его составе могут присутствовать сторонние компоненты, наличие которых может быть весьма опасным для содержимого корпуса вашего , или подобного устройства, требующего очистки.

К примеру, производители сжатого воздуха для ремонта автомобилей могут добавлять в него средства, препятствующие дальнейшему разрушению деталей автомобиля.

А вот сжатый воздух, применяемый ювелирами, может содержать компоненты, которые в процессе работы позволят связать микрочастицы драгоценных металлов, поскольку их можно будет вторично использовать при создании иных изделий.

Совет: обращайте внимание на то, где вы приобретаете сжатый воздух, и на содержимое флакона. Почерпнуть его можно из надписи на этикетке. К примеру, недобросовестный продавец может «впарить» неподходящий для обработки компьютерных деталей воздух.

Как использовать сжатый воздух

Обычно сжатый воздух продается в металлической таре – флаконах, где воздух консервируется под давлением.

Емкость этой тары может варьироваться в зависимости от предпочтений производителя, но обычно баллоны большого объема в продажу не поступают, учитывая требования по безопасности, касающиеся продаваемого продукта.

Обратите внимание, что для того, чтобы использовать сжатый воздух из флакона, необходимо использовать весь комплект.

Да, именно так.

Продается сжатый воздух не просто в баллончиках, а в форме комплекта, в который входит также специальная насадка в виде тонкой полимерной трубки.

Она одним концом в форме адаптера надевается непосредственно на подвижное сопло баллона, а вторым направляется непосредственно на очищаемую поверхность или размещенный на ней элемент.

Вопреки распространенному мнению бездумно нажимать на клапан распылителя не стоит. Необходимо придерживаться нескольких строгих правил, которые избавят от проблем в будущем.

Вот несколько из них:

• струю воздуха необходимо направлять непосредственно на очищаемый объект;
• не стоит выпускать весь сжатый газ за одно распыление;
• нажатия должны быть серийными и кратковременными.

Все эти правила строго обоснованы.

К примеру, кратковременные направленные нажатия способствуют экономному использованию воздуха, ведь его давления вполне достаточно и для удаления пыли, и для удаления ряда липких загрязнений.

Рис. 2 – Правильный способ держать баллон

Чем заменить сжатый воздух

Как уже отмечалось выше, замена одного баллончика с газом другим может повлечь за собой непоправимые последствия.

К примеру, огнеопасные газовые смеси, применяемые для очистки, могут стать причиной возгорания, короткого замыкания либо некачественно проведенной очистки.

Подобные ситуации могут возникнуть, если во флаконе окажется увлажненный воздух или газ, поддающийся воспламенению.

При этом последствия чистки таким газом могут проявиться даже не во время ее выполнения, а после, когда компьютер или другое очищаемое электронное устройство будет подключено к сети.

Выбирая замену баллончикам с хладагентом (именно его чаще всего используют производители), стоит четко понимать особенности использования сжатого газа и цель его применения. Соответственно, газ, направляемый в корпус, должен быть сухим, без дополнительных примесей и желательно инертным. К сожалению, в домашних условиях подобные требования соблюдать удается не всегда и приходится использовать не сжатый газ, а кое-что другое.

Альтернативы в домашних условиях

Два наиболее распространенных пути решения этой проблемы предполагают использование бытовой техники.

В первом случае это фен для укладки волос, который бывает далеко не у каждого владельца компьютера, а во втором – пылесос. Но и в этом случае не все так гладко.

Что касается фена, то при его использовании важно, чтобы он работал в режиме без нагрева воздуха.

В противном случае можно поплатиться работоспособностью компьютера, поскольку во многих из них, например, в ноутбуках и может использоваться клей, который под воздействием высокой температуры плавится.

Что касается пылесоса, то при его использовании важно использовать обратный режим, когда воздух не всасывается, а, наоборот, выдувается.

Необходимо это для того, чтобы ненароком не вырвать из корпуса припаянный провод или же при высокой мощности пылесоса еще какой-либо компонент.

Такая особенность предусматривается далеко не в каждой модели, поэтому будьте осторожными.

Рис. 3 – Правильный способ использования сжатого воздуха

Как сделать баллончик собственными руками

Как для расходного материала одноразового использования, стоимость баллончика с воздухом кажется просто заоблачной.

И хоть она и связана со сложным технологическим процессом производства, многие считают ее необоснованной.

Именно поэтому часть пользователей пытаются сделать подобный инструмент для в домашних условиях.

Задача эта вполне выполнимая, однако будет далеко не всем под силу. Все потому, что для ее реализации необходимо предусмотреть сразу несколько деталей.

Во-первых, будет необходим пустой контейнер.

Использовать можно, к примеру, уже использованный контейнер из-под сжатого воздуха, но ни в коем случае не из-под лака или дезодоранта, поскольку в них могут находиться остатки спирта или химических средств.

Второй обязательный компонент – автомобильный компрессор. Именно он позволит закачать воздух в пустой флакон.

И, конечно, соединительные элементы – ниппель автомобильной камеры и фрагмент газовой горелки, которые позволят связать баллон с компрессором и сократить потери воздуха при заправке.

Важно: при таком способе заправки важно соблюдать особую осторожность. Во-первых, применять на всех поверхностях такую смесь нельзя, поскольку в ней содержится огнеопасный кислород, а во-вторых, при заправке нельзя превышать допустимое давление во флаконе. В противном случае он разорвется и станет причиной травм и прочих повреждений.

Как сделать самодельный многоразовый баллон сжатого воздуха для чистки компьютера

Данный метод исключает нарушение конструктивной целостности баллона, путем вкручивания, вклейки или впаивания вело, мото или авто ниппелей, что позволяет доводить в баллоне давление, предусмотренное изготовителем и исключает выстреливание вышеперечисленных предметов в пользователя. Роль предохранителя при превышении допустимого давления играет резиновая трубочка с хомутом (не затягивайте хомут очень сильно) Видео о испытание давлением, которое может выдержать данная конструкция сниму в ближайшее время

Сжатый воздух

Сжатый воздух - это воздух, который находится под некоторым давлением, обычно превышающим атмосферное. В странах Европы около 10 % электроэнергии расходуется промышленностью на производство сжатого воздуха. Это соответствует 80 терраватт-часов в год.

Применение

По своей роли в экономике сжатый воздух находится в одном ряду с электроэнергией, природным газом и водой. Но единица энергии, запасённая в сжатом воздухе, стоит дороже, чем энергия, запасённая в любом из трёх указанных ресурсов. .

сжатый воздух может быть использован для следующих целей:

• пневмопривод - привод машин и механизмов посредством пневматической энергии (пример пнвмопривода - отбойный молоток).
• хранение энергии.
• в дайвинге для заправки баллонов с воздухом.
• пневматические транспортирующие установки - перемещение сыпучих грузов при помощи потока воздуха.
• очистка компонентов электроники, которые нельзя очищать при помощи воды.
• пневматические тормоза
• запуск дизельных двигателей как альтернатива пуска при помощи стартёра.

См. также

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Сжатый воздух" в других словарях:

СЖАТЫЙ ВОЗДУХ, воздух, который содержится под давлением, намного превосходящим атмосферное. Это достигается путем накачивания воздуха насосом или КОМПРЕССОРОМ в резервуар. Сжатый воздух широко применятся для приведения в действие механизмов,… … Научно-технический энциклопедический словарь

СЖАТЫЙ ВОЗДУХ - воздух энергоноситель, находящийся при избыточном давлении (обычно до 588 кПа), сжатый поршневыми или турбинными компрессорами. Использование сжатого воздуха с относительно низким давлением вызвано простотой компрессорного оборудования, малым… … Металлургический словарь

сжатый воздух - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN compressed air …

сжатый воздух - suslėgtasis oras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. compressed air; heavy air vok. Druckluft, f; Preßluft, f rus. сжатый воздух, m pranc. air comprimé, m … Fizikos terminų žodynas

сжатый воздух - suslėgtas oras statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Įvairaus suslėgimo laipsnio oras, naudojamas technologiniams tikslams. Suslegiama kompresoriais, kai reikia gauti >0,3 MPa slėgį; mažesniu slėgiu suslegia ventiliatoriai ir… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

сжатый воздух низкого давления - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN service airSA … Справочник технического переводчика

ГОСТ Р 53977-2010: Сжатый воздух пневматических систем железнодорожного подвижного состава. Требования к качеству - Терминология ГОСТ Р 53977 2010: Сжатый воздух пневматических систем железнодорожного подвижного состава. Требования к качеству оригинал документа: 3.3 вспомогательное пневматическое оборудование: Часть пневматической системы, обеспечивающая… …

ГОСТ ИСО 8573-5-2006: Сжатый воздух. Часть 5. Методы контроля содержания паров масла и органических растворителей - Терминология ГОСТ ИСО 8573 5 2006: Сжатый воздух. Часть 5. Методы контроля содержания паров масла и органических растворителей оригинал документа: 3.1 зернистость (mesh): Мера размера частиц, применяемая при сортировке твердых тел с… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р ИСО 8573-2-2005: Сжатый воздух. Часть 2. Методы контроля содержания масел в виде аэрозолей - Терминология ГОСТ Р ИСО 8573 2 2005: Сжатый воздух. Часть 2. Методы контроля содержания масел в виде аэрозолей оригинал документа: 3.1 пристеночное течение (wall flow): Часть потока сжатого воздуха, в котором загрязнение маслами уже не может… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р ИСО 8573-1-2005: Сжатый воздух. Часть 1. Загрязнения и классы чистоты - Терминология ГОСТ Р ИСО 8573 1 2005: Сжатый воздух. Часть 1. Загрязнения и классы чистоты оригинал документа: 3.2 агломерат (agglomerate): Скопление, состоящее из соединений двух или более частиц. Определения термина из разных документов:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

>>Применение сжатого воздуха

Сжатый воздух может занимать значительно меньше места, чем при обычных условиях. Поэтому при хранении и перевозке воздух сжимают. При этом давление воздуха повышается, и поэтому приходится использовать специальные, достаточно прочные стальные баллоны (рис. 91). В таких баллонах, например, содержат сжатый воздух в подводных лодках, а также кислород, используемый при сварке металлов.

Рисунок 91. Стальные баллоны.

На применении сжатого воздуха основано действие различных пневматических устройств (от латинского слова "пневматикос" - воздушный). К ним относятся, например, отбойный молоток и пневматический тормоз.

Устройство отбойного молотка показано на рисунке 92. По шлангу 1 подается сжатый воздух. Устройство 2, называемое золотником, направляет его поочередно то в верхнюю, то в нижнюю часть цилиндра. Под действием этого воздуха боек 3 начинает быстро перемешаться то в одну, то в другую сторону, периодически (с частотой 1000-1500 ударов в минуту) воздействуя на пику 4. Удары последней используют для разрыхления мерзлых грунтов, откалывания от массива кусков горных пород, угля и т. д.

Рисунок 92. Отбойный молоток.

На рисунке 93 показано устройство пневматического тормоза железнодорожного вагона. Магистраль 1, тормозной цилиндр 4 и резервуар 3 заполняют сжатым воздухом. При открывании стоп-крана сжатый воздух выходит из магистральной трубы, и давление в правой части тормозного цилиндра становится меньше, чем в левой (из которой сжатый воздух благодаря клапану 2 выйти не может). В результате этого поршень тормозного цилиндра перемещается вправо и прижимает тормозную колодку 5 к ободу колеса 6, которое при этом затормаживается.

Рисунок 93. Пневматический тормоз.

Давление сжатого воздуха используется и при добыче нефти . На рисунке 94 показаны два способа ее добычи: а - нефть фонтанирует под давлением подземных газов и вод; б - нефть идет из скважины под давлением сжатого воздуха, накачиваемого в нефтеносный пласт.

Рисунок 94. Применение сжатого воздуха при добыче нефти.

Вопросы.

1. Почему сжатые газы содержат в специальных стальных баллонах?

2. Как действует отбойный молоток?

3. Опишите принцип действия пневматического тормоза.

4. Расскажите о способах добычи нефти из скважины

Отослано читателями из интернет-сайтов

Вся физика онлайн , курсы физики для учителей и школьников, онлайн рефераты , все материалы школьнику для подготовки к урокам физики, готовые домашние задания, календарно тематический план по физике

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки