افت فشار هوای فشرده چیست؟

درباره افت فشار هوای فشرده گیج شده اید؟ این فقط مشکل شما نیست. افت فشار - از دست دادن فشار هوا بین کمپرسور هوا و نقطه پایانی که هوا در آن استفاده می شود - یک مشکل رایج در سیستم های هوای فشرده است. افت فشار علاوه بر ایجاد مشکل در ابزارها و تجهیزات پنوماتیک، صورتحساب انرژی شما را نیز بالا می برد. درک علل افت فشار در سیستم هوای فشرده و نحوه رفع آنها می تواند سالانه مقدار زیادی در قبض انرژی شما ذخیره کند.

افت فشار چیست؟

به بیان ساده، افت فشار در یک سیستم هوای فشرده تفاوت بین فشار تخلیه شده توسط کمپرسور هوا و فشار ارائه شده برای برنامه های هوای فشرده است. هنگامی که هوای فشرده از طریق سیستم توزیع حرکت می کند، تلفات کوچک در طول مسیر می تواند تا زمانی که هوا به انتهای خط برسد، باعث کاهش زیاد فشار شود. به عنوان مثال، ممکن است سیستم هوای فشرده خود را روی 100 PSI تنظیم کنید، اما فقط 90 PSI را در زمان استفاده مشاهده کنید. این تفاوت 10 PSI همان چیزی است که ما آن را افت فشار می نامیم.

در حالی که همه سیستم های هوای فشرده مقداری از فشار هوا را در جایی در طول مسیر توزیع از دست می دهند، هنگامی که افت فشار بیش از حد باشد، مشکل ساز می شود. یک سیستم هوای فشرده کارآمد باید کمتر از 10 درصد فشار بین مخزن گیرنده هوا و محل استفاده را از دست بدهد. اگر فشار بیش از حد در سیستم هوای فشرده خود را از دست می دهید، ابزارها و تجهیزات ممکن است فشار کافی برای عملکرد صحیح را دریافت نکنند.

نکته: افت فشار بین مخزن گیرنده هوا و استفاده نهایی نباید بیش از 3 پوند PSI باشد.

چگونه فشار هوای فشرده صورت حساب های انرژی را کاهش می دهد؟

اگر فشار زیادی را در سیستم تحویل خود از دست می دهید، باید فشار کلی سیستم هوای فشرده خود را برای جبران افزایش دهید. به عنوان مثال، ممکن است ابزارهایی داشته باشید که برای کار به 90 PSI نیاز دارند. اگر فشار سیستم PSI 30 را در سیستم خود تجربه می کنید، باید کمپرسور هوای خود را با 120 PSI روشن کنید تا جبران شود.

به عنوان یک قاعده کلی، هر 2 PSI در فشار زیاد بیش از 1 درصد به هزینه انرژی کمپرسور هوای شما اضافه می کند. 

علت افت فشار در سیستم های هوای فشرده چیست؟

افت فشار می تواند در نقاط متعددی بین مخزن هوا و محل استفاده رخ دهد. هر چیزی که باعث انسداد جریان هوا یا از دست دادن هوا شود، منجر به از دست دادن فشار سیستم می شود. علل افت فشار در سیستم هوای فشرده را می توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد: سیستم توزیع هوا و اجزای سیستم هوای فشرده.

• سیستم توزیع شامل کلیه لوله ها، لوله ها و شیلنگ هایی است که هوای فشرده را از مخزن گیرنده هوا به محل استفاده منتقل می کنند. یک سیستم توزیع هوا با طراحی ضعیف یا نگهداری نشده می تواند فشار را در اثر اصطکاک زیاد، انسداد یا نشت از دست بدهد.
• اجزای سیستم هوای فشرده که می توانند باعث افت فشار شوند شامل خشک کن هوا، فیلترها، جداکننده های رطوبت، خنک کننده های بعد و جدا کننده های روغن است.

لوله کشی کم حجم

اگر اندازه لوله ها برای جریان هوا مناسب نباشد، افت فشار را در سیستم مشاهده خواهید کرد. جریان هوا بر حسب فوت مکعب در دقیقه یا CFM اندازه گیری می شود. با حرکت هوا در سیستم توزیع، با اصطکاک دیواره های لوله مواجه می شود. هرچه اصطکاک بیشتری ایجاد شود، سرعت هوا بیشتر می شود. لوله کشی های نامناسب منجر به اصطکاک بیش از حد می شود و بر سرعت هوا در سیستم توزیع تأثیر زیادی می گذارد.

سیستم توزیع ضعیف طراحی شده است

طراحی سیستم توزیع بر اصطکاک نیز تأثیر می گذارد. هرچه فاصله بین کمپرسور هوا و نقطه پایانی بیشتر باشد، اصطکاک بیشتری در طول مسیر با آن مواجه می شود. هوا همچنین در صورت برخورد با تکه های خشن در لوله کشی (مانند اتصال) و هنگامی که نیاز به چرخش دارد، کند می شود. یک سیستم توزیع هوای فشرده با تعداد زیادی اتصالات، سه راهی و آرنج منجر به کاهش فشار بیشتر از یک لوله مستقیم و صاف با طول مساوی می شود. بن بستهای سیستم توزیع نیز منجر به افت فشار می شود.

خوردگی در سیستم توزیع

خوردگی در لوله های هوای فشرده می تواند بر جریان هوا و عملکرد آن تأثیر بسزایی بگذارد. خوردگی قسمت داخلی لوله را ناهموار می کند و با عبور هوا اصطکاک بیشتری ایجاد می کند. با گذشت زمان، حتی می تواند باعث انسداد شود زیرا مواد پوسته پوسته شده و در پیچ ها یا نقاط پایین سیستم جمع می شوند. رطوبت بیش از حد در لوله های هوای فشرده می تواند منجر به خوردگی در مواد حساس شود.

نشتی در سیستم توزیع

نشتی در سیستم هوای فشرده فشار هوا را به دو طریق کاهش می دهد. اول، هرگونه از دست دادن هوا باعث کاهش فشار سیستم می شود و کمپرسور هوا را برای حفظ PSI مناسب سخت تر می کند. دوم، نشتی الگوی جریان هوا را از یک جریان آرام و روان از طریق لوله ها به یک جریان آشفته تغییر می دهد و اصطکاک را افزایش داده و سرعت هوا را کاهش می دهد. نشتی ها بیشتر در اتصالات، شیلنگ ها و اتصالات یافت می شود. اتصال دهنده های سریع که تجهیزات را به سیستم توزیع متصل می کنند، مقصر اصلی هستند.

فیلترهای مسدود شده

فیلترهای خطی مسدود شده یکی دیگر از دلایل افت فشار در سیستم هوای فشرده است. فیلترهای داخلی پس از کمپرسور قرار می گیرند تا ذرات و روغن را از جریان هوای فشرده خارج کنند. آنها ممکن است مستقیماً پس از کمپرسور هوا، بعد از خشک کن ها یا بلافاصله قبل از پایان برنامه قرار داده شوند. با بارگیری این فیلترها از ذرات و روغن، انرژی بیشتری برای جابجایی هوا از طریق محیط فیلتر لازم است. این باعث افت فشار بین دو طرف کثیف و تمیز فیلتر می شود. فیلترهای کم حجم، درست مانند لوله های کوچک، باعث ایجاد انسداد در سیستم می شوند.

خشک کن های هوای کم حجم

خشک کن هوای فشرده بعد از کمپرسور هوا قرار می گیرد تا رطوبت را از هوای فشرده خارج کند. اگر اندازه خشک کن برای CFM و PSI سیستم مناسب نباشد، می تواند به نقطه خفگی برای جریان هوا تبدیل شود. درجه حرارت خشک کن حداکثر CFM است، اما عملکرد و دما نیز تحت تأثیر قرار می گیرد.

سایر اجزای سیستم کمپرسور هوا

هر جزء دیگری که هوا بین مخزن گیرنده هوا و نقطه پایانی جریان می یابد می تواند به منبع بالقوه افت فشار تبدیل شود. این شامل کولرهای پس از آب و جداکننده های آب است. اگر اندازه این قطعات برای CFM سیستم شما وجود نداشته باشد، اصطکاک بیش از حد ایجاد می کند و هوا را کند می کند.

افت فشار چگونه اندازه گیری می شود؟

ساده ترین راه برای تعیین افت فشار برای یک سیستم هوای فشرده اندازه گیری ساده آن است. دستگاه اندازه گیری جریان هوای فشرده جریان هوا (CFM) و فشار (PSI) را اندازه گیری می کند. برخی نیز دما و جریان کل را اندازه گیری می کنند. یک جریان سنج ممکن است به طور دائم مطابق با سیستم توزیع هوای فشرده نصب شود یا در حین ممیزی سیستم به طور موقت وارد شود.

برای یافتن منبع افت فشار در سیستم خود، بهتر است PSI را در چند نقطه اندازه گیری کنید.

• بلافاصله بعد از مخزن گیرنده هوا.
• قبل و بعد از خشک کن هوا.
• قبل و بعد از هر فیلتر داخلی، جداکننده آب یا خنک کننده های بعد.
• در هر یک از قطرات سیستم توزیع، قبل و بعد از شیلنگ و اتصال دهنده ها.

با انجام این کار، می توانید یک "نقشه فشار" از سیستم توزیع هوای فشرده خود ایجاد کنید که به شما کمک می کند بیشترین تلفات فشار را در کجا مشاهده کنید. این به شما می گوید که در کجا باید به دنبال فرصت هایی برای پیشرفت باشید. به عنوان مثال، ممکن است متوجه شوید که در حال کاهش شدید فشار قبل و بعد از خشک کن هوا یا پس از خنک کننده هستید، نشان می دهد که اندازه قطعه برای CFM شما مناسب نیست. افت شدید فشار در پایان اجرای طولانی توزیع ممکن است نشان دهنده مشکل طراحی سیستم توزیع یا نشت بیش از حد در سیستم لوله کشی باشد.