Что такое сжатый воздух?
Мы сталкиваемся со сжатым воздухом в самых разных областях нашей жизни, начиная с воздушных шариков и заканчивая велосипедными шинами. В этой статье мы расскажем о том, что такое сжатый воздух, и как он производится. Чтобы узнать больше о воздухе в целом, предлагаем вам ознакомиться с этой вводной статьей.
Что такое сжатый воздух?
Мы сталкиваемся со сжатым воздухом в самых разных областях нашей жизни, начиная с воздушных шариков на дне рождения и заканчивая велосипедными и автомобильными шинами. Вполне возможно, его использовали при производстве телефона, планшета или компьютера, с которого вы просматриваете наш сайт.
Как вы уже догадались, сырьем при производстве сжатого воздуха служит воздух. Воздух представляет собой смесь газов. В первую очередь это азот (78%) и кислород (21%). Воздух состоит из молекул с разным количеством кинетической энергии.
Температура воздуха прямо пропорциональна средней кинетической энергии этих молекул. Это означает, что температура воздуха повышается при увеличении средней кинетической энергии (скорость движения молекул воздуха также увеличивается). При низкой кинетической энергии температура понижается.
При сжатии воздуха молекулы начинают двигаться быстрее, из-за чего температура повышается. Это явление называется «теплотой сжатия». Сжатие воздуха в буквальном смысле приводит к тому, что он занимает меньше места, в результате чего уменьшается расстояние между молекулами. Высвободившаяся при этом энергия равна энергии, необходимой для сжатия воздуха до меньших объемов. Другими словами, таким образом энергия сохраняется для дальнейшего использования.
Возьмем для примера шарик. Подаваемый в него при накачивании воздух занимает меньший объем. Энергия, содержащаяся в сжатом воздухе внутри шарика, равна энергии, необходимой для накачивания. Когда мы отпускаем шарик, и из него начинает выходить воздух, энергия рассеивается, а шарик отлетает прочь. На этом же принципе основана работа компрессора объемного типа.
Сжатый воздух – это превосходная среда для хранения и передачи энергии. Она отличается универсальностью, гибкостью и относительной безопасностью по сравнению с другими методами хранения энергии, такими как аккумуляторы и пар. Аккумуляторные батареи занимают много места и требуют подзарядки. С другой стороны, пар требует больших затрат и неудобен в использовании (из-за высокой температуры нагрева). Но сравнение сжатого воздуха с электричеством показывает, что электричество более выгодно с экономической точки зрения. Но почему тогда используется сжатый воздух?
Пример сжатого воздуха
![Hilight V4W light tower application]()
Пример сжатого воздуха
Земная атмосфера во многом похожа на море – море воздуха. Чем выше мы поднимаемся, тем ниже давление. Чем ниже мы находимся (ближе к уровню моря), тем выше давление, так как на нас давит большее количество воздуха. Другими словами, на уровне моря и ниже воздух сжат сильнее, чем на горе Эверест.
Земная атмосфера во многом похожа на море – море воздуха. Чем выше мы поднимаемся, тем ниже давление. Чем ниже мы находимся (ближе к уровню моря), тем выше давление, так как на нас давит большее количество воздуха. Другими словами, на уровне моря и ниже воздух сжат сильнее, чем на горе Эверест.
Земная атмосфера во многом похожа на море – море воздуха. Чем выше мы поднимаемся, тем ниже давление. Чем ниже мы находимся (ближе к уровню моря), тем выше давление, так как на нас давит большее количество воздуха. Другими словами, на уровне моря и ниже воздух сжат сильнее, чем на горе Эверест.
Почему мы используем сжатый воздух?
Одной из основных причин, по которой сжатый воздух используется вместо электричества, является безопасность. На участках, где оборудование работает с перегрузкой, электрическое оборудование небезопасно. Поражение электрическим током или возгорание могут стать причиной материального ущерба и травм у персонала. Сжатый воздух и пневматические инструменты можно использовать в различных условиях, например на влажных поверхностях или в условиях повышенной влажности.
Во-вторых, сжатый воздух удобнее в применении. Его проще использовать в удаленных районах, например, в шахтах и на строительных площадках. Пневматические инструменты меньше нагреваются и могут работать с переменной частотой и крутящим моментом. Возьмем для примера буровые установки и аналогичное оборудование. Практически невозможно развить требуемое усилие при работе на электричестве, особенно в удаленных регионах.
Работающие на сжатом воздухе инструменты меньше весят. Их можно изготавливать из материалов, которые снижают вес конечного изделия и делают его более эргономичным. Это позволяет компенсировать стоимость воздуха за счет снижения расходов на оплату труда благодаря меньшей утомляемости работников, которые используют облегченные инструменты.
Наконец, стоимость. Стоимость сжатого воздуха в 7–8 раз превышает стоимость электричества. Однако само работающее на сжатом воздухе оборудование стоит дешевле. Благодаря простой конструкции в нем используется меньше деталей. Кроме того, пневматические инструменты отличаются прочностью и большим сроком службы в условиях производства.
Известно ли вам, что сжатый воздух называют четвертым энергоносителем? Все мы ежедневно пользуется первыми тремя: водой, электричеством и газом. Возрастающее потребление сжатого воздуха в повседневной деятельности малых и крупных предприятий позволяет считать его четвертой составляющей энергоресурсов.